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智能化集成系統是將不同功能的建筑智能化系統,通過統一的信息平臺實現集成,以形成具體信息匯集、資源共享及優化管理等綜合功能的系統?,F有很多小區已完成部分子系統的建設,如火災自動報警系統、樓宇可視對講系統等,子系統因為建設的時間不一樣,存在品牌多樣化,產品技術相對滯后的情況,給系統集成帶來了較大的難度,所以得尋找一個既能實現統一化集成管理平臺,完成對小區的各個子系統進行統一管理。
1.智能建筑集成管理系統定義
智能建筑集成管理系統(Building Management System)是以分布式信息與控制理論為基礎而設計的計算機分布式系統,綜合利用現代計算機技術(Computer)、現代控制技術(Control)、現代通信技術(Communication)和現代圖形顯示技術(CRT)。BMS是智能建筑最為關鍵的神經系統,它需要解決多個復雜系統以及多種控制協議之間的互聯性和互操作性問題。為使用者提供最佳的信息服務,創造安全、舒適、高效、環保的工作、生活環境。
系統集成的子系統包括通信網絡(CNS)、信息網絡系統(INS)、建筑設備監控系統(BAS)、火災自動報警系統(FAS)、安全防范系統(SAS)。
2.1通信網絡系統(CNS)集成
(1)每個通信子系統都必須提供標準的接口與符合國際標準的通信協議,實現與BMS、INS的集成。(2)接收并提供IBMS集成所必須的各種信息。
2.2 信息網絡系統(INS)集成
(1) INS集成系統應根據用戶需求與經濟條件,逐步建成與完善,首先應解決事務型辦公自動化和物業管理自動化系統。(2)INS應具備與BMS及CNS聯網與集成的功能,既可實現近期工程集成的需求,又具備發展到IBMS的潛力。
2.3建筑管理系統(BMS)集成
(1)BMS的通信接口、通信協議等必須符合國際通用標準,并具備與相關機電等設備互聯。(2) BMS應提供通過電話網,實現遠距離通信與控制的能力(3)BMS應能實現廣域網通信和由此而獲得的資源共享與聯動控制等功能。(4)BMS應提供與火災自動報警及聯動系統互聯所必須的標準通信接口和特殊接口協議。
2.4建筑集成管理系統(IBMS)
(1)應根據用戶使用和管理需求,把用戶軟、硬件平臺、網絡平臺、數據平臺等組成一個完整協調的集成系統,實現優化控制和管理,創造節能、高效、舒適、安全的環境。(2) IBMS應具備與BMS(SAS、BAS、FAS)、CNS、INS聯網通信的能力,實現各系統之間語言、數據、圖像的資源共享。
2.5住宅(小區)集成管理系統(IHMS)
(1)IHMS應具備與HMS(SAS、CMS、FAS、HC)、CNS、INS聯網通信的能力,將分離的系統、設備有機地組成一整體。(2) 各智能化子系統與住宅(小區)集成管理系統IHMS之間可有不同的通信、連接。(3) 智能化系統集成采用系統集成、功能集成、網絡集成,軟件界面集成等集成技術和手段,分步實施。實現的關鍵在于解決系統之間的互連性和操作性。
3.集成系統目標
系統集成是對火災自動報警系統、閉路電視監控系統、周界防范報警系統及樓宇可視對講系統各個子系統集中管理。具體目標可以概括為以下幾條:
(1)信息共享:這種信息包括各子系統之間需要交互的各種實時狀態信息、聯動信息、用戶權限管理信息,和收集管理用戶、物業管理需要的業務和辦公自動化用的各類信息,還有來自外部的各類信息、數據、圖文、音像等,通過收集整理、建成一個共享信息庫,供用戶和物業管理人員隨時調閱察看。(2) 統一的報警、故障信息管理:建立集成平臺,在集成平臺上部署針對各個子系統的集中報警管理功能,將各系統的報警信息在實時傳遞到本系統值班操作員的基礎上,同時以多種方式、實時地傳送到集成管理平臺。
4.集成系統建立框架
智能建筑集成管理系統采用J2EE技術路線,利用一些先進應用組件,可通過建立的數字平臺融合成為一個獨立于智能建筑系統廠商的平臺,能夠將小區內各種智能化子系統的信息資源匯集到一個平臺之上,以統一的方式展現。整套系統可支持多種操作系統,例如下:系統分為四層:
第一層:人機接口層,用于各級操作員對系統的監視和操作,包括一般用戶和管理員用戶,有線與無線界面,這一層次主要通過ezONE業務基礎平臺的實時門戶實現,支持個性化的用戶界面,并包括一系列通用組件如用戶權限、內容管理、通用查詢、報表等。第二層:業務邏輯層,提供第一層的用戶界面所需的經邏輯處理后的所有數據實現業務功能。第三層:數據管理層,提供系統運行所需數據的存儲管理、備份、遷移等支持。第四層:數據通訊層(接口層),專用于數據采集和與外部系統或設備的數據交換,執行必要的協議轉換。
5.集成系統數據庫建立及設計
IBS集成系統包含一套兼具實時數據庫功能的關系型數據庫,具有實時、分布、事件驅動和遠程在線下裝的特點,各子系統的數據庫保持獨立,以OPC、JDBC方式與集成系統數據庫交互數據,這種物理上的獨立,體現了“集中管理、分散操作”的設計原則。
(1)接口網關設計:智能建筑系統的集成,是在各個差異性極大的子系統之間建立起互聯和互操作的關系。如若弱電系統中各個子系統之間用了不同廠家的設備產品,集成難度更大,這必須要求IBS系統內含一套通用數據網關,向各種控制系統的上位機集成控制通訊網關。
(2)與RS232/485/ TCP產品連接方式:不符合統一標準的子系統設備,只要具備RS232、RS485串行通訊口或基于以太網(TCP/IP)的通訊接口,并提供其通訊指令集,則可通過通訊網關的XML Schema協議配置轉換功能進行通用接口類型實例設置,無須編程既可生成設備驅動。
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(a)-0025-02
1984年美國聯合科技的UTBS公司在康涅狄格(Connecticut Stste)州哈伏特(Hartford)市將一座金融大廈進行改造并取名City Place(都市大廈),主要是增添了計算機設備、數據通信線路、程控交換機等,使住戶可以得到通信、文字處理、電子函件、情報資料檢索、行情查詢等服務。同時,對大樓的所有空調、給排水、供配電設備、防火、保安設備由計算機進行控制,實現綜合自動化、信息化,使大樓的用戶獲得了經濟舒適、高效安全的環境,使大廈功能發生質的飛躍,從而誕生了世界上第一座智能化樓宇。自此以后,世界上樓宇智能化建設走上了高速發展軌道。
近年來,電子技術(尤其是計算機技術)和網絡通信技術的發展,使社會高度信息化,在建筑物內部,應用信息技術、古老的建筑技術和現代的高科技相結合,于是產生“建筑智能化”新型行業。
目前世界上的對樓宇智能化的提法很多,歐洲、美國、日本、新加坡及國際智能工程學會的提法各有不同,其中,日本的國情與我國較為相近,其提法可以參考,日本電機工業協會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為:綜合計算機、信息通信等方面的最先進技術,使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等協調工作,實現建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安全保衛自動化系統(SAS)和消防自動化系統(FAS),將這5種功能結合起來的建筑,外加結構化綜合布線系統(SCS),結構化綜合網絡系統(SNS),智能樓宇綜合信息管理自動化系統(MAS)組成,就是智能化樓宇。
1 建筑物自動化(BA)
建筑物自動化系統綜合運用各種現代化技術,實現了集中統一的自動化平臺管理,使得在控制中心就可以對整個樓宇或者園區的暖通空調系統、自來水供水、污水排水、供配電系統、照明系統等進行控制和對建筑能耗進行計量統計。一方面系統本身可以通過系統內部優化運行提高效率、降低能耗;另一方面和安防、消防系統的聯動控制,使各個系統之間緊密聯系在一起、協調運行,使得整個樓宇或園區的全面管理變得直觀高效。
1.1 暖通空調系統智能化控制
建筑物系統可實現對建筑中央空調系統的整體控制,從而使中央空調的送/回風系統,冷/熱水系統,冷卻水系統的協調運行,在滿足房間溫濕度、壓差等的控制要求的前提下,實現系統的節能優化。具體表現在以下方面:
(1)在檢測到辦公室無人或者制造車間停產的時候,相應的空調系統自動進入閑置模式,房間的送風量縮減為正常工作時的一半,從而降低系統能耗。
(2)對冷凍、冷卻水系統的循環水泵進行變頻控制,取代傳統的工頻運行。在供回水溫差遠小于設定值時,降低循環泵的輸出功率,減小循環水流量,避免不必要的能源浪費。
(3)焓值控制:在保證最小新風量的前提下,進行回風,新風焓值測量比較。如果回風的焓值大,并且需要提高送風溫度,則增加回風風量,減小新風量。反之則增加新風量,減少回風量。
(4)根據具體情況使用轉輪熱回收或者乙二醇熱回收系統,控制熱回收系統,實現對房間排風余熱的最大化回收利用。
(5)與會議室預訂系統集成,在會議開始前幾分鐘自動提前開啟空調送風,使會議室在開始會議之前通風換氣并達到舒適的溫度。
(6)集中的空調系統監控界面,使值班人員在控制中心就能夠對整個工廠或園區的空調系統運行狀況進行控制。有效防止了因下班忘記關空調而造成的能源浪費和系統損耗。
1.2 智能照明與燈光控制
智能照明控制系統實現的園區/工廠所有的照明用燈的集中管理。下班后,如果園區/工廠內某個區域的沒有關燈,值班人員可以非常方便的通過控制中心電腦關閉相關區域的照明用燈,避免能源浪費。
在辦公室還可裝設存在感應器,當某區域沒有人的時候,自動關閉該區域的照明用燈。并為熒光燈設置調光器,根據室內照度自動調整熒光燈功率輸出。還可以安裝自動百葉窗和室外照度感應器等組成自動感光遮陽系統,自動調節百葉窗的角度,在實現室內自然采光的同時避免陽光直射導致的反光和刺眼等不適。為生產提供舒適環境的同時,達到了很好的節能效果。
會議室里安裝會議室管理系統,實現會議模式,演講模式,視頻播放模式的不同燈光效果的控制和會議室空調的工作模式控制。
1.3 能源監視
(1)對園區/工廠的自來水供水進行實時監控:既有園區/工廠的總供水量進行監控,又有各個建筑的總用量、各樓層用水量、空調系統用水量以及廁所洗浴用水量的分別計量監控。當出現水管漏水等情況時,很容易在監控中心及時分析發現故障點位置,快速進行檢修,避免造成不必要的財產損失,大大提高了檢修和故障排查的效率,節約了人力成本。同時可以生成用水量年月日報表,用于大樓運營費用的計算分析。
(2)對園區/工廠用電的功率、電流、電能等進行監控:按建筑、樓層、照明用電、空調用電等分別進行計量,并生成年月日報表。實現了遠程自動抄表功能,不需要工作人員到現場對每塊表進行抄表,大大節省了人力,提高了效率,減少了出錯幾率。通過這些報表數據,可對園區/工廠的生產用電,照明用電,空調用電等進行分析,為生產和運營的節能優化提供了有利的數據支持。
(3)對園區/工廠的天然氣用量按建筑,樓層,功能等分別進行計量監控,為系統維護、故障排查、能耗計算和成本分析提供數據支持。
1.4 設備運行狀態監視
對電梯、冷水機組、水泵、變壓器、空壓機、高校過濾器、網絡交換機、風機、變頻器、自動閥門、鍋爐、空調機組、氮氣系統以及各種工藝生產設備的工作/故障狀態進行實時監控,發生故障時,發出報警信號。并對所監控設備進行運行時間統計,當設備累計運行時間接近設備使用壽命時,發出更換提醒。
集中的設備運行監控取代了傳統的人員定期巡檢,大大提高了大樓設備的維護和檢修成本,并且能夠更及時發現故障組織搶修,避免了由于故障發現不及時造成的生產設備或人員安全隱患。系統還具備故障報警和運行狀態及參數記錄功能,當系統出現復雜的運行故障,難以解決時,可以通過查看系統運行的歷史報警信息和當時的相關運行參數,進行故障診斷和分析。
綜上所述,建筑自動化系統通過現代高科技技術對樓宇的基礎設施進行統一的控制管理,并在盡可能降低投資的同時,實現了各智能化子系統之間信息資源的共享、相關系統之間的互操作、快速響應和聯動控制、自動監控和遠程管理以及各個子系統的協調運行。它不僅大大提高了生產效率,也使人們的工作和生活條件得到了極大改善;同時還實現了能源的優化利用。
2 安全保衛自動化系統(SAS)
2.1 門禁與周界報警系
集中的智能門禁控制系統,對園區/工廠的不同區域或者房間按需要設置門禁控制,包括園區/工廠的大門,車輛出入的道閘,為每個員工的門禁卡設置不同的權限。同時將考勤記錄功能集成到門禁系統中。
周界報警系統既可使用傳統的紅外探測系統,也可使用視頻分析系統。并集成到門禁系統中,實現統一的管理平臺。
2.2 視頻監控
根據園區/工廠的規模,可選用模擬或者數字視頻監控系統對整個園區/工廠的出入口、停車場、倉庫、十字路口、道路轉彎處、門禁控制點等處進行監視。視頻監控系統與門禁系統、周界報警系統進行聯動,一旦有門禁或者周界的非法闖入發生,視頻監視系統就會立刻切換到非法闖入點的監視畫面。對于安全要求比較高的建筑園區可以安裝視頻分析系統,可以對非法闖入的人員和車輛進行自動視頻追蹤,并發出報警信號。還可以對進出人員和車輛進行數量統計。
3 消防自動化系統(FAS)
根據國家標準和規范安裝自動火災報警系統、自動噴淋系統和消防廣播系統。當有火警發生時,相應火災區域自動發出報警信號、關閉相關防火卷簾門、相關排煙口和排煙風機動作。自動與供電系統和安保系統產生下列報警聯動:
(1)門禁系統與火災報警系統聯動,當有火警產生時,門禁系統會自動釋放報警相關區域的門禁控制,方便人員疏散和撤離。
(2)空調系統與火災報警系統聯動,火災報警時,關閉相關區域空調系統,并防止火災通過風管蔓延,同時保護空調設備。
(3)供電系統與火災報警系統聯動,火災報警時,切斷相關區域的設備供電,防止由于電纜或者電氣設備著火,進而引發的電氣火災或者電氣事故。
(4)視頻監控系統與火災報警系統聯動,當有火警產生時,視頻自動切換顯示火災報警點的畫面,這樣可以直觀迅速的了解火災現場的情況,為引導人員疏散和組織火災撲救工作提供了及時準確的信息。
4 辦公自動化系統(OA)
辦公自動化系統是基于計算機和網絡技術的各種辦公自動化硬軟件和系統的綜合運用。主要硬件包含個人計算機、郵件服務器、文件服務器目,路由器,交換機,無線網絡設備等。軟件包含目前普遍應用的基于微軟Windows操作系統的辦公自動化軟件Microsoft Office,IBM的協同辦公軟件Lotus-Note,客戶關系管理軟件CRM,以及企業資源計劃軟件ERP系統等。辦公自動化系統的綜合應用輕松的實現的大中型企業,跨過企業的總部和全球各地的分支機構的資源共享和協同工作。大大提高了工作效率,提升了企業競爭力。
5 通信自動化(CA)
智能建筑中的通信系統目前主要包含:基于程控數字用戶交換機的電話系統、有線電視網(CATV)、計算機網絡系統。電話系統是辦公自動化基本的輔助工具。計算機網絡為建筑自動化,安保自動化,辦公自動化系統提供了統一的硬軟件通信基礎。
綜上所述,樓宇智能化系統的建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、安全保衛自動化系統(SAS)和消防自動化系統(FAS)已經成為高端商業建筑和工業建筑必不可缺少的組成部分。為整個樓宇的運營管理提供了集中統一的智能化控制管理平臺,縮減了管理人力成本,加強了樓宇安全性,提高了管理效率;并且通過節能優化控制,大大減少了建筑空調和照明等的能耗;而且向著更人性化和智能化的方向發展。
中圖分類號: TF082 文獻標識碼: A 文章編號:
1前言
隨著經濟的發展,人們的生活水平、生活質量提高,樓宇智能化出現人們的視野,它的出現,進一步提高了人們的生活水平,改善生活質量。樓宇智能化系統與各種網絡信息技術有機結合,如智能型的電腦技術、網絡信息技術、樓宇建筑技術以及通訊技術,等等。它與這些的結合應用,對監控各種設備、信息的自動分析出來起重要作用。而樓宇的智能化對其電氣設備系統的安裝提出更高的要求,導致電氣設備系統日益復雜。
2樓宇智能化系統
依據智能化系統的結構、服務范圍和管理要求等要素的聯系可以將智能化樓宇的系統設備分為幾個子系統,然后通過計算機技術來控制網絡通訊技術,以達到各個不同功能的子系統有機結合起來,組成一個綜合的自動化的系統,進行管理控制和追蹤監視,這是智能化樓宇的一個非常重要的組成部分。
所謂設備自動化系統,就是對樓宇內所有的系統設備、工作狀態中的裝置進行管理控制盒追蹤監視的一個自動化系統,它主要功能是對各個用戶提供一個安全高效、經濟舒適的學習、工作和生活的環境,如對空調系統、冷水設備、供熱供電系統、排水設備以及照明等設備進行管理控制盒監視,對各個系統提供智能化的管理,確保各個系統的正常運行工作。
3設備安裝
遠程處理機的安裝
自動化控制系統與可重構處理單元之間是透明通訊的,利用同一線路的不同可重構處理單元來完成同一系統。一般來說,電氣設備的自動化系統監控的是大量的空調機組系統,所以,如果把可重構處理單元安裝在機房里面或者機房附近,就可以將機組控制系統工作后剩余的接口鏈接到水流量、水位信號以及照明等。
可重構處理單元的接口要留出20%~30%,以方便以后的發展。
樓宇電氣設備的布線
布線時,要注意通信線路、溫度濕度傳感器線路、水位浮子開關線路、流量計線路等一些線路需要專門的導線,如屏蔽線或者是制造商制造供應的專門的導線。
數據顯示通道、計算機與網絡控制器扥電子設備的工作接地連接在其它共用的弱電工程的單獨接地干線上。
智能化樓宇中安裝有很多的電子設備,它們的系統分屬都不同,并且因為這些電子設備的不同功能、不同的工作頻率和不同的抗干擾能力,所以對其的接地要求也不同。
輸入設備
安裝輸入設備,使其性能位置能夠正確反映,方便維護和調試。
按傳感器的不同類型,根據產品的不同要求和現場的實際情況,來確定傳感器的位置。如,水流開關不適宜在有管道焊縫或其邊緣上進行焊接安裝;空氣質量傳感器、室內溫度傳感器等應避免安裝在出風口處。
輸出設備
安裝輸出設備:①應嚴格按照設計的圖紙、產品說明書、規范的技術要求。如,風門、電動閥門的開、關與風閥、電動閥門的箭頭應和水流的方向保持一致方向;②在安裝輸出設備時,應進行模擬,當管道口與閥門口不相符時,應采取漸漸的縮件措施,但是,一般而言,閥門口應高于管道口二個檔次;③回水管上一般安裝的是電磁和電動的調節閥,并且滿足設計要求。
5在安裝過程中應注意的問題
預埋工作
預埋管道這個施工階段,占據整個系統安裝的工作量的半壁江山,甚至超過一半,它質量的好壞,直接影響到線纜敷設和設備安裝的工作量以及質量。因此,在預埋管道過程中,應著重考慮的是:
施工前,若經檢驗,發現某些重要的部分需多預埋管道、多預留洞口,而在設計過程中,圖紙沒有體現,那么,應盡可能的建議增加預埋管道、多預留洞口,以方便日后線纜增加、功能擴展時能夠及時使用。
預埋管道、預留洞口花費不多,卻可以在日后擴建是,節省應考慮不足所帶來的高費用。
與土建專業施工的時候,應注意的是,在不影響土建結構的情況下,根據智能化系統的設計,可避開薄弱的地方應盡量避開薄弱的地方,可以走捷徑的就應該走捷徑。如,在一些穿主梁的地方,有各種的專業管道通過,就會對其結構造成較大的影響,那么在設計考慮是,應建議使用轉接箱或者地面線槽等處理辦法;衛生間、廚房等的防水地方,就要經常檢查處理,所以,在預埋管道時,應該盡量避開這些地方,如果在設計圖紙上的標注是在此通過,那么,就應該盡量繞道,所以,預埋管道、預留線纜,在日后的安裝就節省了很多人力、物力和財力,省事省時。
與其它專業配合施工,如暖通管道、電氣管道、排水管道等交叉或者平行施工的時候,應注意考慮防水防潮、不能互相干擾等問題。另外,其他管道應與智能化管道保持一定的距離,智能化管道應盡量保持在上方,保護層的厚度應盡量大于15mm。
預埋后,應注意,為了保護管道,應對管道口進行封堵,經經驗預計,日后有拉線困難,可在中間預留拉線。此外,應該考慮,管道彎曲半徑應大于6~10d。
如若,原設計圖紙和實際管道預埋不相符時,應在施工后標注,做好施工記錄,否則,會造成費時費勁的找管,開腸破肚,影響美觀和結構質量。
線槽的安裝
基本上,智能化中的線槽鋪設的是弱電線纜,因此,在安裝時,應與電氣管道、排水管道和暖通管道等的線槽保持一定的距離,一般是大于30cm,與其他障礙物的距離應大于50cm,垂直偏差和水平偏差分別應大于3mm、2mm,安裝的固定距離一般為0.5~1m,當穿過樓板時,應有具體的防火措施。
敷設線纜
敷設線纜是,應該注意的是,設計應與型號規格相對應,布線時,不能發生打圈或扭曲,應平直而自然。
設備的安裝
安裝時,具體應該注意一下幾點:
設備應符合設計、型號、規格和性能指標;
由于各個子系統的設備、型號層出不窮,所以在安裝前,要認真仔細的閱讀說明書,以便更加了解設備的性能要求指標,以及充分了解安裝的各注意事項,以便嚴格按照要求安裝。
安裝的設備要求位置要與設計和規范相符合,垂直偏差和水平偏差分別應大于3mm,2mm。且應該注意保護設備表面,各種零部件不能脫落損壞,保持清晰齊全的標志、牢固的安裝和良好的電氣連接。
為了避免調試和維護時無從下手,而影響整體的正常工作,要保持清晰明了的端接線纜的各種標識和來龍去脈,調試資料和完工資料要存檔備份。
系統的調試
在系統安裝和投運前,必須進行調整試驗,以確保各系統能夠在工作過程中安全可靠以及性能指標達到要求。
調試的內容主要包括線路的檢測、系統的功能測試和接地試驗。
調試前,調試員要仔細閱讀原理圖、布線圖,充分了解設備的各項性能指標和技術指標,把設計意圖完全領會,對各系統的功能控制理解透徹了,才能進入調試階段。
由于管線敷設和設備安裝的質量調試工作影響很大,所以在調試開通前,要想有關部門了解安裝的進度和質量的相關情況,按設計的要求對設備的規格型號等進行查驗,若出現有不相符的現象出現,應及時采取相關措施,做出調整決策。
在調試還沒有開通時,第一,要對各個系統的各個線路進行檢測,查驗線路的工作和保護接地是否存在共管;第二,查驗旋工圖的標注于導線的標志是否相符;第三,接線的壓線進行檢查,看是否與接線表的規定保持一致;最后,對設備的單機功能進行檢測。
在確定各設備線路無異常時,就可以對整個系統進行模擬試驗。但是在此試驗結束前,保證不要打開所有的聯動電源,避免發生設備故障時損壞聯動設備。當模擬試驗沒有問題后,再對各個設備進行系統連調。
5結論
機電安裝作為樓宇智能化建設工程的一個重要組成部分,要認真做好安裝工作,只有不斷進行技術創新,才能保證建設的工程的功能有效,才能創造巨大的經濟效益。
中圖分類號:TN915文獻標識碼: A
引言
傳統智能建筑的發展存在很多的問題,很多建筑的智能化系統的設備不齊全,建筑設備的老化,有的智能建筑系統能正常運行,但系統技術相對還在底層,并不能滿足人們對智能建筑的要求。物聯網技術的出現打破了人們對智能建筑需求的模式,物聯網技術將深化建筑智能化的每個系統、節點的應用,從物聯網技術的發展來看,未來的智能建筑必定是物聯網技術覆蓋下的智能建筑,智能建筑內所有的系統、節點在不久的未來必將以物聯網的形態展現。
一、物聯網和樓宇智能系統概述
1、物聯網
物聯網,即物體與物體之間相互連接形成的網絡。它包括兩方面意思:首先,物聯網技術是在互聯網技術的基礎上產生的,它是對互聯網技術應用的一種擴展。其二,物聯網的用戶端,可以是任意的兩個物體,通過物聯網可以使任意兩個或者多個物體間實現信息的互通與交流。因此,物聯網的概念是:利用各種類型的信息傳感設備,將互聯網與任意的物體進行連接,以實現物體間信息和通信的交換。其目的是為了實現網絡與物體的連接,方便人們識別、管理和控制。
2、樓宇智能系統
樓宇智能系統即是采用系統集成的方法,將計算機和網絡技術與建筑的設計進行有效的綜合,讓信息資源得到更加合理的利用,使人們對樓宇的監控和管理更加方便。樓宇智能系統由樓宇、辦公、通信這三個方面的自動化系統組成。這三個自動化系統各自又包含許許多多的子系統,各個子系統之間相互作用、相互協調、相互影響。組成樓宇智能系統的三個自動化系統中,樓宇自動化系統是最基礎,也是最關鍵的部分。它不但集中監視樓宇中的各種設備和系統,還要對這些系統和設備進行有效的管理。由于樓宇自動化系統功能十分復雜,規模十分龐大,因此子系統也相對較多,各個子系統的分工也各不相同。但是目前組成樓宇自動化系統的連接技術和通信技術還沒有統一的標準,因此設計的系統穩定性和安全性相對較差。雖然目前采取了一些技術手段來解決這些問題,比如現場總線技術等,但效果不是十分明顯,很難為用戶提供一個運行良好的控制平臺,無法達到高效、節能的要求。
二、智能建筑的物聯網應用
1、安全防范系統
傳統智能建筑的安防系統是將各種安防探測器信號集中至管理中心,由中心的管理人員對這些信號進行監控與聯動處理,這種應用僅局限于建筑物內部實施安防。應用物聯網技術后,用戶可以隨時隨地通過移動終端對建筑空間進行主動監控,系統發生異常情況時,報警信號能夠實時發送給用戶,用戶通過移動終端發出指令對報警信號進行處理。例如紅外探測器節點檢測到非法入侵報警信號后,首先通過節點本身數據處理模塊對該信號進行判斷,判斷其是否符合非法入侵的紅外信號特征,同時視頻監控節點與通信模塊聯動,攝像機采樣到報警部位的圖像,遠程發送至用戶遠程移動終端并發出報警提示,遠程管理用戶確認后向公安機關或物業管理中心發出報警指示。
2、智能家居系統
智能家居系統包含家居布線系統、家庭網絡系統、智能家居(中央)控制管理系統、家居照明控制系統、家庭安防系統、背景音樂系統、家庭影院與多媒體系統、家庭環境控制系統八個系統。該系統在一個家居中建立一個通訊網絡,為各子系統設備提供必要的網絡連接,在家庭網絡操作系統的控制下,通過相應的硬件,實現對所有家庭網絡上的家電和設備的控制和監測。傳統的智能家居采用有線的方式,施工專業性強、費用高、系統靈活性差、擴展能力低,近年來,隨著無線技術的普及,出現了無線智能調光開關、無線溫濕度傳感器、無線智能插座、無線紅外轉發器、無線紅外防闖入探測器、無線空氣質量傳感器、無線門磁、窗磁、無線燃氣泄漏傳感器、無線水位報警器等智能家居終端設備。物聯網將所有家居智能終端設備通過WIFI網絡連接,并通過外部無線網絡連接至遠程無線終端應用,通過遠程終端,用戶可以監控、使用所有家居智能系統上的設備。比如我們可以通過手機對家中的情況進行實時監控,調節室內的溫濕度、關閉不必要開啟的用電設備,如果愿意的話,當你回到家時,咖啡機里已經煮好了咖啡,而且是在你打開家門的那一刻,咖啡機恰好停止工作。
3、建筑設備監控系統
智能建筑的建筑設備監控系統包含空調與通風、公共照明、給排水、熱源和熱交喚、冷凍和冷卻水、電梯和自動扶梯等系統,傳統的智能建筑的建筑設備監控系統應用也僅局限于建筑物內部。應用物聯網技術后,遠程管理用戶可以隨時隨地通過遠程移動終端對建筑設備進行主動監控,這使得管理人員管理效率更高,更具實時性。例如,一位物業管理人員手機上的BA管理軟件發出警報,通過該軟件他及時發現并關閉了某樓層正在漏水的水閥。另一方面,應用物聯網技術后,建筑物內部的設備參數可以被采集并上傳至更高級別的數據應用系統,這樣就能為更高級別的管理部門決策提供參考數據,如城市能耗監測系統、國家電網統計系統等。目前,我國正在大力推廣國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統的建設與應用,將逐步建立政府辦公建筑和大型公共建筑的能耗統計、能源審計、能效公示、用能定額以及超定額加價制度,智能建筑的物聯網技術應用正是此項工作的重要基礎。建筑物設備監控數據被采集后通過物聯網上傳,能耗監測系統會對該建筑物的耗電量、耗氣量、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量、其他能源使用量進行能耗分析,通過對建筑物能耗的分時、分區、分系統統計,以曲線圖、柱狀圖等形式分析各時、各區、各系統的能耗走勢,進行量化對比分析,一方面可以為企業用戶提供能耗管理參考,更重要的是在區域能耗監測管理平臺上,行政管理部門可以對樓與樓之間能耗使用數據進行對比分析,通過提取各項能耗數據進行同、環比對比分析,確定標桿值,對該平臺下的各智能建筑進行能耗水平評定,并通過行政手段對部分能耗使用超標的建筑物進行管理和約束,這對于區域能源管理無疑是具有非常積極意義的。
三、基于物聯網技術的樓宇智能系統的實現
1、節能管理
根據相關部門的統計,建筑耗能成為了我國全部能耗的重要組成部分,占到35%左右,而建筑耗能主要是樓宇中的各種空調和照明設備的消耗。在樓宇中的不同位置安裝一些閱讀器和傳感器,進而可以精確地獲知樓宇中人員的數量和位置的分布情況。另外,在樓宇中不同位置,安裝一些溫度檢測設備,可以及時顯示樓宇中不同位置的溫度的分布情況。依據這些安裝的閱讀器和溫度檢測設備反饋的數據,我們可以有選擇性的關閉一些照明設備,調整空調的溫度和風速,以達到綠色節能的目的。
2、設備運行維護與管理
在目前現代化的樓宇中有許多相當昂貴的設備,如中央空調、電梯等,他們的作用不可替代,因此必須由專門的人員對這些設備進行管理和維護,而現在很多的物業公司往往不具備這方面的技術和人力。而將這些設備接入到物聯網之后,可以將維護這些設備的任務外包給其他更加專業的電梯和中央空調維護公司等專業維護隊伍,那些專業的維護公司通過查看物聯網中檢測到的信息,可以準確地制定出設備維護和故障修理的計劃。這樣即減輕了物業公司的壓力,又保證了設施設備的使用的完好性。
結束語
近年來,我國物聯網產業鏈產值迅猛增長,圍繞智能建筑的許多物聯網系統也已逐步推向市場,據悉,我國已經規劃2020年之前投入3.86萬億元資金用于物聯網研發,國家工信部更將物聯網發展確定為2010年我國信息產業三大發展目標之一。而物聯網的融入將使得智能建筑跨向智慧社區、跨向智慧城市,實現了家庭小網、社區中網、城市大網的融合成為可能,相信這時建筑的智能化時代才是真正的到來。
參考文獻
中圖分類號:TU201.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)03-0265-02
1 系統設計指導思想
對講系統是小區智能化的核心之一,在設計中應遵循以下原則:
(1)訪客在各單元門口經過相應住戶確認后,由住戶為其開啟單元門方可進入;住戶進入單元經過門禁系統識別身份,由住戶通過分機按動開門鍵讓來訪者進入。
(2)通過對講聯網系統,使住戶與住戶、住戶與小區管理部門建立一條內部通訊的通道。
(3)考慮到在整個小區的建設過程中,是整體設計、分期開發建設,小區的安防系統相應的也是總體設計,各系統獨立分段施工,整體建成后聯網運行。
(4)系統的可靠性,可擴充性和系統可維護性是本系統能否真正實用的關鍵所在。系統的可靠性包括系統設備的可靠性,信號傳輸的可靠性,抗人為故障的能力。系統可擴充性包括系統能否逐步擴充用戶數量,系統主機容量,傳輸距離,系統編碼能力,內部通信的通話通道數量。系統可維護性是指當系統出現故障時,在最短的時間內找出故障部位,并在不影響整個系統正常使用的情況下更換設備,盡可能不影響其他用戶的使用。并確保在發生設備故障、線路故障時不會影響整個系統的運行。
(5)合理的性能價格比,以及系統網絡能與小區綜合布線融為一體從而減少重復布線和施工成本。
2 系統設計
對講系統在國內比較著名的有視得安、慧銳通、安居寶等,本系統采用的國內最著名的視得安SD-980對講系統來進行說明(慧銳通則采用H1系統,其功能與視得安相似,在此不再詳述),是一種采用單片微電腦控制技術,數位式總線傳輸技術而設計的小區安防控制系統。
整個系統由安防管理中心、單元門門禁主機、出入口門禁主機、住戶室內分機四個主要部分構成。
系統以SD-980M2管理中心和中心電腦為整個系統的管理和控制中心,通過信號轉換器將各單元系統連接起來。
系統中的器材款式繁多,功能全面,適合各種不同的樓宇結構和用戶的不同要求。整個系統中同類器材可以直接互換,為用戶不同時段的要求打下基礎。
總線制全數字雙向對講報警系統是采用數字編碼技術和雙向通訊傳輸技術,整個系統能雙向通訊,即室內分機能向管理中心報警,并與管理中心、樓棟主機實現雙向呼叫。
其系統網絡是單元內垂直部分四芯總線連接。這種系統適合小區內部對講系統,同時可擴充實現家庭防盜報警聯網系統,因此該系統具有較高的性能價格比。
3 系統配置
3.1 建筑結構及保安系統設計要求
采用可視對講訪客系統和門禁管理系統。訪客在各單元門口經過相應住戶確認后,由住戶為其開啟單元門方可進入;住戶進入單元經過門禁系統識別身份。
以下通過系統配置、功能介紹及系統各部件的技術指標來更進一步的說明此系統的優勢。各部分需要配置的設備數量可根據小區住戶數以及別墅、高層的具體分布和數量來酌情決定。
3.2 系統配置說明
別墅區:
(1)彩色別墅主機。小區內低層別墅戶型各配置一臺。
(2)彩色免提報警分機。小區每個住戶配置一臺可視分機。
(3)保護器。因每個保護器最多可帶4臺分機,故可根據別墅數量,每4個別墅配置1臺保護器。
(4)不間斷電源。別墅每4個配置一臺電源。
(5)訊號轉換器。訊號轉換器用于小區聯網時,子系統分片訊號轉換。
小高層、高層區:
(1)可視數碼門禁主機。小區內每個單元各配置一臺可視數碼門禁主機。
(2)分機。高層每個住戶配置一臺可視分機。
(3)解碼器。因每個解碼器最多可帶16臺分機,故可根據樓型結構,每個單元配置不同數量解碼器。
(4)不間斷電源。因每臺電源可帶6-8臺解碼器,故小區可每個單元配置一臺電源,主機單獨一個電源。
(5)訊號轉換器。訊號轉換器用于小區聯網時,單元系統訊號轉換。每個單元配置一臺。
聯網部分:
(1)集線器。集線器用于大型小區聯網時布線方便。
(2)管理中心。管理中心用于小區聯網時綜合管理。
4 系統功能
4.1 別墅區
(1)住戶監視功能。住戶通過室內對講話機的“監視”鍵可主動監視門口機,并實現雙向通話,開鎖。
(2)報警功能。當住戶家里發生燃氣泄露警情和煙霧火災警情時,住戶分機可自動向管理中心報警,另外,住戶在遇到警急情況時,可通過分機外接緊急按鈕直接向管理中心報。
(3)故障隔離功能。別墅區里的每個住戶分機在出現故障時,可通過保護器與該系統主線分開,以保證整個系統的正常工作,不影響其他住戶。
(4)備電應急功能。系統帶有備用電源,確保小區供電失常情況下,系統可保持一定時間的正常使用,通訊暢通無阻。
(5)報警顯示功能。管理中心可接受、顯示并記錄各住戶發送過來的報警信息;在管理電腦安裝軟件、加載電子地圖后,可記錄并顯示出詳細地址。
(6)通訊保密功能。SD-980系統采用中國公共安全行業標準,確保信道安全、保密。
4.2 高層區
(1)具有密碼開鎖及訪客呼叫功能。住戶回家時,可通過單元門口主機刷卡或輸入密碼開啟單元電控鎖,進入單元門;訪客來到相應的單元時,通過該門口機與住戶呼叫通話,由住戶確認后,開啟單元電控門。
(2)報警功能。有人非法開門進入時,住戶可通過分機可向管理中心報警。
(3)故障隔離功能。一個單元里的某個住戶分機在出現故障時,可通過解碼器與該系統主線分開,以保證整個系統的正常工作,不影響其他住戶。某個單元聯網出現故障時,可通過轉換器與網絡分開,以保證整個系統的正常工作。
(4)備電應急功能。系統帶有備用電源,確保小區供電失常情況下,系統可保持一定時間的正常使用,通訊暢通無阻。
(5)通訊保密功能。SD-980系統采用中國公共安全行業標準,確保信道安全、保密。
(6)報警顯示功能。管理中心可接受、顯示并記錄大廈住戶發送過來的報警信息;在管理電腦上安裝軟件、加載電子地圖后,可記錄并顯示出詳細地址。
5 工程施工布線
(1)分戶線:別墅區從保護器到分機之間連線,信號線(RVVP6*0.5 mm2);高層區從解碼器到分機之間連線,信號線(RVV7*0.3 mm2)。
(2)單元主干線:別墅區從門口機到分機之間連線,信號線(RVV3*0.5 mm2),視頻線(SYV75-3);高層區從主機到單元頂層之間連線,信號線(RVVP6*0.75 mm2)。
(3)系統聯網線:單元轉換器到管理中心之間連線,信號線(RVVP4*1.0 mm2)。
(4)視頻線和信號線嚴禁與強電線包括AC220V在同一個線槽內或線管內,平行布線時,應間隔30cm以上。
(5)視頻線和信號線應與有線電視、電梯線纜等分管布線。
(6)視頻線應用視頻專用(BNC頭)接線,可壓線也可焊線。
(7)信號線應用螺絲壓線或焊接,或手工接線,但接線頭不得用電工膠布纏繞,推薦使用熱縮套管加熱封裝。布線中間不得有接頭,應將接頭盡量設在器材的接線端子上或接線端子附近。
(8)系統所有接線線頭上應有線號標識。
參考文獻
[1]唐艷.周界防范智能化管理系統的應用[J].機械工程與自動化,2006(3).
[2]高素萍.智能小區安防系統的設計與實現[J].電氣應用,2006(25).
中圖分類號:TU855 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3198(2009)24-0282-02
1 EIB系統簡介
EIB(European Installation Bus)即歐洲安裝總線,是一種分布式的現場總線系統,其技術發源于歐洲的一個現場總線協議,主要用于對建筑物內的各種電氣設備的控制,其結構簡單,功能強大,安裝方便。它不需要總控制臺,每個總線設備都有自己的微處理器和存儲器,可以獨立地與EIB總線進行數據交換,實現對用電設備的控制。
通過EIB系統的不同驅動模塊可以控制各種用電設備,如照明設備、電動窗簾、空調等。其控制方式多樣,可以實現就地控制、移動控制、定時控制、集中控制等,在方便人們使用的同時能夠最大限度的提高管理效率。在某一區域內,能夠同時實現對照明、窗簾、空調等的組合控制。
2 EIB系統節能應用分析
2.1 EIB系統對用電設備的控制
(1)樓宇建筑內中央空調的節能控制。
對于現代樓宇內的耗能大戶中央空調來說,系統的能耗一般主要由三部分構成,即空調冷熱源、空調機組及末端設備、水或空氣輸送系統。一般來說冷熱源能耗占總能耗的50%左右,水或空氣輸送系統能耗占總能耗的30%左右,風機盤管等末端設備能耗約占總能耗的20%左右。在實際運行中,中央空調處于最大設計負荷下工作,很難做到隨實際運行負荷的變化做到合理的動態調節,這樣中央空調的運行效率會比較低,而且浪費電能。在采用EIB系統后,EIB系統的驅動模塊可以直接控制中央空調的末端設備――風機盤管,不僅可以做到開關控制,而且可以調節風機盤管風機的轉速和水閥的流量,進而來對室內的溫度進行調節。對于室內溫度的控制,除了定時、集中等控制方式外,EIB系統專門提供了帶有液晶顯示的溫控面板,其溫控面板可以指示當前室內的溫度,并可以通過驅動模塊來控制風機盤管,進而使用者可以根據實際需要調節室內的溫度,這樣避免了風機盤管始終在同一轉速下運行的缺陷,不僅符合人們的實際需要而且能夠實現節能的目的。這種控制主要是減少了兩部分的能源消耗,冷熱源的消耗和三速風機的能耗,這兩種能耗的降低將使整個中央空調的能耗降低。
(2)樓宇建筑內照明系統的節能控制。
與中央空調相比,照明系統的能耗由于相對較低而常常被人們忽視,而實際上在一個相當長的時間段內,照明系統節約能源的潛力是相當可觀的。一般來說樓宇照明可以分為室內照明和公共區域照明兩大部分。
首先,對于室內照明來說,傳統的強電系統只提供簡單的開關兩種控制狀態,而且所謂的“人在燈亮,人走燈滅”的節能方式也只能寄期望于人們良好的節能意識。而EIB系統則可以提供一種移動感應控制加調光的解決方案。當感應器感應到室內有人存在時,可以控制照明設備的開啟;相反,當沒有人在室內時,感應器將會延遲關閉室內的照明設備。這樣可以非常智能化的做到人在燈亮、人走燈滅。另外還可以運用設定EIB系統光照感應器的照度值的辦法,來實現室內的恒照度控制,即系統可以根據光照的角度和強度,來自動調節百葉窗簾柵格的角度,最大限度的利用自然光,并同時對室內進行調光控制,既保證了室內對照度的需求又很好的利用了自然資源,達到了節能的目的。
其次,對于公共區域來說,EIB系統的移動感應器可以控制諸如走廊、樓梯間、電梯間、衛生間和地下車庫等的照明。以鳥巢體育館為例,技術人員經過測試后,運用EIB系統后的衛生間大約可以節能80%。另外還可以對這些區域內進行定時控制和集中控制,如果運用傳統的強電系統,管理控制中心的管理人員很難掌控公共區域內照明系統狀態,而利用EIB的中控管理軟件可以很好的監控每一個回路的狀態,并且可以根據實際情況設定區域內燈具的開關狀態,這樣不僅提高了管理效率,而且還極大地節省了能源。
(3)樓宇內對窗簾的節能控制。
現代智能樓宇對透明玻璃的運用越來越多,自然而然的就需要布置大量的窗簾。在歐美等國家建筑師們會大量運用百葉窗簾。運用EIB系統后,可以通過光線感應器來感應室外的光照強度和角度進而自動控制百葉窗簾柵格的角度,最大限度的利用自然光照,同時避免陽光直射,降低室內溫度,減少空調的消耗,在滿足室內照度的同時能夠節約能源。
2.2 EIB系統節能控制方式
EIB系統的控制方式非常靈活,有就地面板控制、紅外遙控控制、移動感應控制、定時控制和集中控制等。而后三種控制方式對于智能樓宇建筑的節能來說是非常有益處的。
(1)移動感應控制。
如前文所提到的那樣,移動感應控制主要是控制公共區域內以及室內的燈光,即能夠實現有人的時候自動開燈、沒人的時候延時自動關閉的功能,從而達到最大程度的節能效果。另外某些移動感應器帶有恒照度控制功能,還可以根據環境的照度來決定是否需要開燈。這樣,系統可以根據實際需要來控制樓宇內的照明設備,避免不必要照明浪費。
(2)定時控制。
在現代智能樓宇中,人們會對不同用電設備進行綜合運用,來達到一定的模式效果。EIB系統可以通過定時來自動實現一些特定模式的啟動或停止,或者對公共走道、泛光照明等進行時間控制。可以根據節假日、特定日期等不同時段設定不同的時間表進行統一控制。
(3)集中控制。
對于現代智能樓宇等大型建筑來說,最有效的管理控制方法就是通過計算機的集中控制軟件來管理所有的用電設備。通過EIB系統的中控軟件,用戶可以在計算機屏幕上對所有區域內的電氣設備進行監視,并隨時可以進行調控,既方便又可以有效地提高設備的管理效率。通過計算機,用戶還可以觀察每個電氣回路的累計開關次數和運行時間,為設備維護和檢修提供方便。
目前許多樓宇自動化(Building Automation,BA)系統廣泛用于現代樓宇的管理控制當中,但是由于造價等原因BA系統很難做到對末端設備進行控制,即不會對每一個區域的每一路燈光、每一路風機盤管等做控制。而EIB系統則正好彌補了BA系統的這個缺陷,所以很多情況下都會將BA系統與EIB系統結合使用,通過一個軟件系統將這兩個系統結合。
2.3 收益分析
在樓宇建筑施工階段,EIB系統的安裝費用要高于傳統強電系統,但是隨著時間的推移,費用便會大大低于后者。因為樓宇的總成本不僅包括初始階段的投資成本,還包括使用過程中的運營費用。一般來說,初始階段的投資成本
平均只占樓宇總消耗的25%,而使用過程中的營運費用卻占75%。
3 EIB系統節能應用實例
(1)單獨用電設備控制應用實例。
這里我們以對酒店中央空調的控制為例。經重慶、上海、廣州等地區的實踐證明,室內溫度夏季升高I'C或冬季低1℃,整個中央空調系統的能耗將減少6%~8%左右。針對酒店建筑的EIB系統可以設定在人外出后的節能模式,即設定溫度降低或升高4℃,還可以設定在客人入睡后的夜間模式,設定溫度降低或升高2℃,而這些溫度的設定可以根據實際情況進行實際調整。根據上海地區五星級酒店中央空調能耗統計報告,紅塔酒店能耗最少,其中央空調的年費用為756萬人民幣,客房數量為300間,如果所有房間均采用EIB系統對風機盤管進行智能控制,以每天平均有8小時處于節能模式、8小時處于夜間模式計算,則全年中央空調系統可節約的費用為:
7560000X 8/24×6%×4+7560000×8/24×6%×2=900000元
(2)控制方式應用實例。
這里我們以定時控制的應用為例。以ABB i―bus EIB系統在西安騾馬市商業廣場的應用做說明。騾馬市北區1―6層有各種照明設備容量4580kw(應急照明211kW),按每天營業時間12小時計算(9:00―21:00),安裝前后電費支出對比如下:
①未安裝系統前全年電費計算:
每天消耗電能:(4580―211)X12=52428kW?h
全年消耗電能:52428X365―19136220 kW?h
按商業用電1元/kw?h計算全年電費:19136220×1=19136220元。
②在安裝ABB的i―bus EIB系統后的全年電費計算:
按每天營業12小時,早晨開業前保安巡視15分鐘開啟總量5%的燈具;營業員開業準備15分鐘,開啟總量30%的燈具,非節假日上午11:00前開啟總量80%的燈具,晚間歇業清場、清潔商場、清點貨物30分鐘,開啟總量80%的燈具,其余營業時間全亮。
每天節能:(4580―211)×12一(4580―211)×(O,25×5%t0,25×30%+1.5×80%+0.5×80%+9.5×100%)=3549.8kW?h
全年節約電能消耗:3549.8×365=1295677.O元
(3)EIB系統整體應用實例。
一般情況下,在一個建筑項目中,EIB系統不只控制一種用電設備或者只采用一種控制方式,而是會運用多種控制方式綜合控制多種設備。西班牙韋斯卡省的氣象大樓就是一個很好的應用范例,EIB系統不僅控制了大樓內所有的燈光、制冷制暖設備,并且運用了多種控制方式,經實際運行測試節能40%。按照韋斯卡省氣象大樓的節能標準,以北京某24層商業樓宇為例,來粗略計算一下大樓運營費用:
3413平米的一層,按照辦公室最低4001ux的照明標準,每平米耗電15w左右的標準計算,那么每層每小時耗電:
3413×15=51195w
每天按照8小時工作時間,每年工作250天計算那么照明總耗費:
51.195X8X250=102390kW?h
如果按照北京地區非居民照明電價0.62元/kw?h計算,則此辦公樓每年僅照明一項花費就為:102390×24×0.62=1523563元。
照明能耗占此項建筑總能耗的30%,則全年支付電費:1523563/30%=5078543元
1系統設計指導思想
對講系統是小區智能化的核心之一,在設計中應遵循以下原則:
(1)訪客在各單元門口經過相應住戶確認后,由住戶為其開啟單元門方可進入;住戶進入單元經過門禁系統識別身份,由住戶通過分機按動開門鍵讓來訪者進入。
(2)通過對講聯網系統,使住戶與住戶、住戶與小區管理部門建立一條內部通訊的通道。
(3)考慮到在整個小區的建設過程中,是整體設計、分期開發建設,小區的安防系統相應的也是總體設計,各系統獨立分段施工,整體建成后聯網運行。
(4)系統的可靠性,可擴充性和系統可維護性是本系統能否真正實用的關鍵所在。系統的可靠性包括系統設備的可靠性,信號傳輸的可靠性,抗人為故障的能力。系統可擴充性包括系統能否逐步擴充用戶數量,系統主機容量,傳輸距離,系統編碼能力,內部通信的通話通道數量。系統可維護性是指當系統出現故障時,在最短的時間內找出故障部位,并在不影響整個系統正常使用的情況下更換設備,盡可能不影響其他用戶的使用。并確保在發生設備故障、線路故障時不會影響整個系統的運行。
(5)合理的性能價格比,以及系統網絡能與小區綜合布線融為一體從而減少重復布線和施工成本。
2系統設計
對講系統在國內比較著名的有視得安、慧銳通、安居寶等,本系統采用的國內最著名的視得安SD-980對講系統來進行說明(慧銳通則采用H1系統,其功能與視得安相似,在此不再詳述),是一種采用單片微電腦控制技術,數位式總線傳輸技術而設計的小區安防控制系統。
整個系統由安防管理中心、單元門門禁主機、出入口門禁主機、住戶室內分機四個主要部分構成。
系統以SD-980M2管理中心和中心電腦為整個系統的管理和控制中心,通過信號轉換器將各單元系統連接起來。
系統中的器材款式繁多,功能全面,適合各種不同的樓宇結構和用戶的不同要求。整個系統中同類器材可以直接互換,為用戶不同時段的要求打下基礎。
總線制全數字雙向對講報警系統是采用數字編碼技術和雙向通訊傳輸技術,整個系統能雙向通訊,即室內分機能向管理中心報警,并與管理中心、樓棟主機實現雙向呼叫。
其系統網絡是單元內垂直部分四芯總線連接。這種系統適合小區內部對講系統,同時可擴充實現家庭防盜報警聯網系統,因此該系統具有較高的性能價格比。
3系統配置
3.1建筑結構及保安系統設計要求
采用可視對講訪客系統和門禁管理系統。訪客在各單元門口經過相應住戶確認后,由住戶為其開啟單元門方可進入;住戶進入單元經過門禁系統識別身份。
以下通過系統配置、功能介紹及系統各部件的技術指標來更進一步的說明此系統的優勢。各部分需要配置的設備數量可根據小區住戶數以及別墅、高層的具體分布和數量來酌情決定。
3.2系統配置說明
別墅區:
(1)彩色別墅主機。小區內低層別墅戶型各配置一臺。
(2)彩色免提報警分機。小區每個住戶配置一臺可視分機。
(3)保護器。因每個保護器最多可帶4臺分機,故可根據別墅數量,每4個別墅配置1臺保護器。
(4)不間斷電源。別墅每4個配置一臺電源。
(5)訊號轉換器。訊號轉換器用于小區聯網時,子系統分片訊號轉換。
小高層、高層區:
(1)可視數碼門禁主機。小區內每個單元各配置一臺可視數碼門禁主機。
(2)分機。高層每個住戶配置一臺可視分機。
(3)解碼器。因每個解碼器最多可帶16臺分機,故可根據樓型結構,每個單元配置不同數量解碼器。
(4)不間斷電源。因每臺電源可帶6-8臺解碼器,故小區可每個單元配置一臺電源,主機單獨一個電源。
(5)訊號轉換器。訊號轉換器用于小區聯網時,單元系統訊號轉換。每個單元配置一臺。
聯網部分:
(1)集線器。集線器用于大型小區聯網時布線方便。
(2)管理中心。管理中心用于小區聯網時綜合管理。4系統功能
4.1別墅區
(1)住戶監視功能。住戶通過室內對講話機的“監視”鍵可主動監視門口機,并實現雙向通話,開鎖。
(2)報警功能。當住戶家里發生燃氣泄露警情和煙霧火災警情時,住戶分機可自動向管理中心報警,另外,住戶在遇到警急情況時,可通過分機外接緊急按鈕直接向管理中心報。
(3)故障隔離功能。別墅區里的每個住戶分機在出現故障時,可通過保護器與該系統主線分開,以保證整個系統的正常工作,不影響其他住戶。
(4)備電應急功能。系統帶有備用電源,確保小區供電失常情況下,系統可保持一定時間的正常使用,通訊暢通無阻。
(5)報警顯示功能。管理中心可接受、顯示并記錄各住戶發送過來的報警信息;在管理電腦安裝軟件、加載電子地圖后,可記錄并顯示出詳細地址。
(6)通訊保密功能。SD-980系統采用中國公共安全行業標準,確保信道安全、保密。
4.2高層區
(1)具有密碼開鎖及訪客呼叫功能。住戶回家時,可通過單元門口主機刷卡或輸入密碼開啟單元電控鎖,進入單元門;訪客來到相應的單元時,通過該門口機與住戶呼叫通話,由住戶確認后,開啟單元電控門。
(2)報警功能。有人非法開門進入時,住戶可通過分機可向管理中心報警。
(3)故障隔離功能。一個單元里的某個住戶分機在出現故障時,可通過解碼器與該系統主線分開,以保證整個系統的正常工作,不影響其他住戶。某個單元聯網出現故障時,可通過轉換器與網絡分開,以保證整個系統的正常工作。
(4)備電應急功能。系統帶有備用電源,確保小區供電失常情況下,系統可保持一定時間的正常使用,通訊暢通無阻。
(5)通訊保密功能。SD-980系統采用中國公共安全行業標準,確保信道安全、保密。
(6)報警顯示功能。管理中心可接受、顯示并記錄大廈住戶發送過來的報警信息;在管理電腦上安裝軟件、加載電子地圖后,可記錄并顯示出詳細地址。
5工程施工布線
(1)分戶線:別墅區從保護器到分機之間連線,信號線(RVVP6*0.5mm2);高層區從解碼器到分機之間連線,信號線(RVV7*0.3mm2)。
(2)單元主干線:別墅區從門口機到分機之間連線,信號線(RVV3*0.5mm2),視頻線(SYV75-3);高層區從主機到單元頂層之間連線,信號線(RVVP6*0.75mm2)。
(3)系統聯網線:單元轉換器到管理中心之間連線,信號線(RVVP4*1.0mm2)。
(4)視頻線和信號線嚴禁與強電線包括AC220V在同一個線槽內或線管內,平行布線時,應間隔30cm以上。
(5)視頻線和信號線應與有線電視、電梯線纜等分管布線。
(6)視頻線應用視頻專用(BNC頭)接線,可壓線也可焊線。
(7)信號線應用螺絲壓線或焊接,或手工接線,但接線頭不得用電工膠布纏繞,推薦使用熱縮套管加熱封裝。布線中間不得有接頭,應將接頭盡量設在器材的接線端子上或接線端子附近。
(8)系統所有接線線頭上應有線號標識。
參考文獻
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圖書館屬于公共建筑,其內部結構復雜、安全要求高、設備數量眾多,非常需要建設智能化系統。圖書館建筑的智能化程度,決定著其運行效率與安全等級,樓宇自控系統是其關鍵系統之一,起著重要的作用。
本文以一圖書館工程實例介紹樓宇自控系統的設計,此項目規劃占地2.1萬平方米,建筑面積約9.8萬平方米,地下2層、地上10層,建筑總高度約50米。設有辦公室、信息咨詢部、閱讀部、活動推廣部、數字資源與技術保障部、物業管理等多個部門。
1 樓宇自控系統的需求分析
樓宇自控系統設計具有很大的靈活性,應根據建筑物的整體功能需求和物業管理方式確定控制水平,根據建筑物內不同區域的要求和受控設備的分布特點,選擇技術先進、成熟可靠、經濟合理的控制系統方案,避免投資的盲目性。
本樓宇自控系統擬對圖書館內的各機電設備(包括:空調通風監控系統、給排水系統等),采用集散系統進行監控和管理,以實現對設備進行可靠而經濟的優化控制,進而延長設備的使用壽命、節約能耗和簡化管理。
系統必須具有開放性、可擴充性、標準化,采用開放性的標準通訊協議。控制主網和分布網要求采用BACnet/IP通訊協議,BAS分站則采用BACnet MS/TP或LONWORKS通訊協議。最終系統具備開放性、兼容性和擴展性具。
系統的管理訪問支持 B/S或同時支持 B/S 和 C/S,允許設置多個工作站,對系統實現遠程管理和控制。
根據圖書館的使用要求,提供針對性的管理功能,包括:檢修提醒報警、越限報警、控制失效報警。
1.1 空調通風監控系統的需求分析
本工程中空調監控系統的監考設備包括:冷源系統、空調機組、新風機組、送/排風機等。
冷源系統包括 4 臺冷機、5 臺冷凍泵、5臺冷卻泵、4 臺冷卻塔、1 個膨脹水箱、1個軟化水箱及2臺補水泵等設備。冷源系統由專用的群控系統管理,樓宇自控系統(BAS)只需通過BACnet、OPC 等開放的通訊協議接口,讀取設備相關參數,實現監測。監測的主要內容:冷機、冷凍/冷卻泵、冷卻塔的運行狀態,冷凍水供回水總管的流量、溫度、壓力,冷卻水的供回水溫度等。
新風機組的監控需求包括:風機的啟停控制、水閥的控制、狀態監測及報警;空調機組的監控需求包括:風機的控制、水閥的控制、新/回風閥開度的控制、狀態監測及報警;送排風機的監控需求包括:風機的啟停控制、狀態監測及報警。
1.2 給排水系統的需求分析
本工程給排水系統包括:36個集水井、72臺排污泵,分布在負二層;消防1個水池、2個生活水箱(配有5臺生活水泵)、1臺直飲水泵。排污泵的啟停由液位開關自動控制,BAS對消防及生活給水設備只監不控。監測內容:排污泵的狀態(運行、手/自動和故障報警)生活水泵組的運行狀態、故障報警,生活水箱和集水井的超高、超低水位;報警提示:集水井水位過高、消防水池或生活水箱水位過低時發出報警;生活水泵、排污泵的運行狀態與控制要求不一致時發出報警;互為主備的排污泵一臺發生故障報警時另一臺不能自動投入運行時系統發出報警;當水泵累計運行時間越限時,系統發出提示消息。
1.3 第三方系統集成
本工程中冷源系統、電梯系統、不間斷電源、發電機系統等第三方系統需要通過集成接入樓宇自控系統(BAS),要求BAS通過軟件讀取各系統內部數據,并詳盡、準確、實時的記錄數據。
2 樓宇自控系統的方案設計
2.1 樓宇自控系統的基本組成
為提高可靠性,本系統采用分布式集散型控制系統,系統由中央管理站(服務器/工作站)、各種DDC(Direct Digital Controller,直接數字控制器)及各類傳感器、執行器等組成,能夠完成多種控制及管理功能,是一種智能化控制管理網絡系統。
中央管理計算機(又稱上位機、系統服務器)通常設置在中央控制室,由PC主?C、顯示器及打印機組成,是樓宇自控系統的核心。中央管理計算機實時監測來自現場設備的所有信息數據和報警信息,并發出各種控制指令給現場控制器,對收集到的數據進行處理和記錄,并通過各種輸出設備通知工作人員。
DDC控制器是一種可獨立運行的數據采集和控制裝置,由處理器、輸入輸出通道和各種接口電路等組成。DDC控制器是樓宇自控系統的核心和實現控制功能的關鍵部件,通常分散設置在受控設備的附近,是系統與現場設備的接口。DDC通過各種輸入通道采集實時數據,再按一定的控制規律進行運算,最后發出控制信號,控制受控設備的運行。 DDC的輸入輸出接口分為四類,分別是:模擬輸入(AI),數字輸入(DI),模擬輸出(AO),數字輸出(DO)。
傳感器和執行器是安裝在受控設備里的傳感元件和執行元件,是樓宇自控系統的末端設備。傳感器對一些直接反映系統性能的物理量,如溫度、濕度、壓力等進行檢測,并將檢測到的物理量輸入到DDC,DDC則輸出控制信號傳送給各執行器,進而控制受控設備。
2.2 各子系統的設計
2.2.1 空調通風監控系統
1)風機的監控
現場控制器(DDC)通過事先編制的啟停控制命令,通過數字輸出(DO)控制風機的啟停,并將風機主電路上交流接觸器輔助觸點的狀態輸入到DDC的數字輸入(DI),監測風機的運行狀態;主電路上熱繼電器的輔助觸點信號作為風機過載停機報警信號,通過DDC的數字輸入(DI)反饋到系統中來。
2) 送、回風溫濕度監測及水閥的控制
在送、回風口各設置一個溫濕度傳感器,其輸出信號接至DDC的模擬輸入(AI),對送、回風的溫濕度進行監測。比較回風溫度與設定溫度的差值,采用PID 等控制算法,通過模擬輸出(AO)控制二通閥的開度。
3) 新/回風閥開度比例控制
空調機組的新/回風閥開度比例控制信號為模擬輸出(AO)信號。
4)狀態監測及報警
通過DDC的數字輸入通道(DI)采集空調機組/新風機組的風機手/自動狀態、風機壓差、過濾網堵塞報警信號。系統會將監控數據自動記錄下來生成表格,便于以后查找、打印或者作進一步的數據處理。
空調通風監控系統各設備的監控點位如表1所示。
2.2.2 給排水系統
1)采集生活水泵組和排污泵的運行、故障報警、手自動狀態等信號,集水井水位(超高、超低水位)信號,通過DDC的數字輸入(DI)到BAS,在系統界面上實時顯示。
2)通過軟件的報警提醒功能設置報警點,如:啟停泵異常、設備累積運行時間越限等,提醒工作人員現場排查或檢修。
給排水系統的監控點位如表2所示。
2.2.3 第三方系統集成
冷源、電梯、發電機、不間斷電源等第三方系統需要通過集成網關接口接入BA系統,這四個第三方系統分別由各自廠家通過其專用的監控系統自行監控和管理,再將各監測數據通過集成網關接口提供給BA系統,各系統設置一個 BACnet網關用于與BA系統的連接和通訊。
3 樓宇自控系統的選型及配置
3.1 樓宇自控系統的選型
樓宇自控系統的選擇既要滿足業主的要求,又必須符合“智能建筑設計標準”(GB/T50314-2006),應全面考慮系統的可靠性、開放性、可擴展性及技術的先進性。
在選用產品時,首先應從該建筑物的要求出發,充分分析和考慮市場可供商品的市場定位和特性,選擇適合的產品。首先要對產品進行性能/價格比較,其次對樓宇自控系統方案進行優化,根據業主的投資預算和實際需求,選擇最具有節能功能、方便管理的樓宇自控系統方案。
樓宇自控系統的設備配置及選型優劣,不僅對樓宇機電設備的運轉和能源利用的效率有影響,而且影響建筑物的樓宇自動化水平。選擇合適的產品將有利于系統的建設及日后的維護。系統選型應遵循如下原則:
1)穩定性:保證系統不僅長期可靠地運行,而且各項指標也保持長期穩定,進而減少設備的維護維修費用。在滿足成本控制后,關鍵部件(如:控制軟件、各類控制器及擴展模塊、傳感器等)應選用技術成熟的產品。
2)經濟性:在滿足建筑物舒適性條件下,合理組織設備運行,降低大樓運行時產生的費用,體現出采用樓宇自控系統后所帶來的經濟效益。
3)先進性:選用的系統產品技術先進性、結構該簡單,便于工程安裝和系統調試、以及日后的維護與系統升級。
4)可擴展性:系統設計方案具前瞻性,充分考慮系統日后的擴充,當用戶有新的需求時,可在不改變現有系統的前提下實現用戶的擴充要求。
目前,樓宇自控系統品牌眾多、產品多樣化,市場上的主流產品以國外品牌為主,主要有霍尼韋爾(Honeywell)、江森自控(Johnson Control)、西門子(Siemens)、Delta、TAC、KMC等。其中,霍尼韋爾、江森自控和西門子三家公司因進入中國市場早、品牌知名度大等原因在我國的市場占有率高,但同時這幾個品牌的產品價格也很高。相對樓宇自控領域的這“三大巨頭”,加拿大Delta控制公司進入中國市場較晚(2002年進入中國市場),但該公司具有多年的樓宇自控經驗,是一家生產樓宇自控系統產品的專業生產商,其產品性價比較高。根據工程的實際情況及投資預算,本項目樓宇自控系統的工程實現將采用加拿大Delta控制公司的ORCA系統。
3.2 樓宇自控系統的配置
本工程BA系統總I/O容量為1500~2000點,根據相關標準應按中型規模的BA系統定位。由于Delta ORCA系統大、中、小型軟件對應的I/O監控點總數分別為無限點、500~2500點、500點以下,本項目應選用帶歷史數據的中型Web server 軟件。
樓宇自控系統的硬件設備包括DDC控制器(含擴展模塊、DDC輔控箱)、傳感器及輔材。硬件?O備的配置選項除了要達到智能化系統招標文件的技術要求外,還應考慮系統工程造價,選用性價比較高的產品和配置方案。在配置控制器時,可結合各受控設備的樓層及分區分組進行配置,選用合適的應用控制器及擴展模塊,每臺控制器監控點數預留有不少于15%的裕量,以備系統今后的擴容。系統中DDC輔控箱為定制設備,由箱體、安裝底板、空開熔斷器、變壓器、繼電器及端子排等輔控元件組成,各箱體及元件數量根據實際需要而定。各類傳感器應采用與DDC控制器相匹配的、靈敏度高、穩定性好、壽命長的傳感器。為保障樓宇自控系統中信號的傳輸距離及質量,應選用合適的信號線和通信線。
根據本圖書館建筑功能分區,為便于建筑設備管理系統(BMS)對大樓內的BA系統、智能照明控制系統、安防監控系統等進行集成和管理,BA控制中心設置在負一層控制室,對全樓的設備行監視和控制。
中圖分類號:TL503.6文獻標識碼:A文章編號:
一般來說,智能建筑往往是從樓宇的智能化開始的,嵌入式技術的應用使得智能建筑內的各種電氣設施如空調系統、通風系統、給排水系統、照明系統、變配電系統、電梯系統等等,通過網絡技術、信息技術的應用進行實時監控,取代了分散管理,既節省了能源、節省了人力的浪費,又提高了建筑的舒適性與安全性。
一、嵌入式技術概述
嵌入式是一種專用的計算機系統,一般情況下,嵌入式系統是將一個控制程序存儲在ROM中處理器控制板,是智能裝置或設備的一部分。近年來,嵌入式技術被廣泛應用于多個領域,如手表、微波爐、錄像機、工控、多媒體、網關、汽車等,有的還植入了操作系統。
嵌入式技術的應用距今已有30多年的歷史,主要以計算機技術為應用基礎,由嵌入式微處理器、硬設備、嵌入式操作系統及應用軟件等部分構成。在人們的工作、生活中,如工業控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統、POS網絡及電子商務、環境監測、機器人等領域應用廣泛。隨著我國房地產業的快速發展,嵌入式技術同樣被廣泛應用于智能建筑當中,為人們的生活帶來更多舒適性體驗。樓宇智能化的概念已經越來越深入人心,鳥巢、水立方,上海金茂大廈、世博會中國館、環球金融中心等應用樓宇智能化的建筑不斷出現。目前樓宇智能化在北京、上海、廣州、深圳等一線城市高檔住宅中應用普遍,成為高檔物業新潮流,樓宇中通訊、監控、管理自動化程度越來越高。
二、基于嵌入式技術的智能樓宇的組成
1、建筑設備自動化系統(BA)
樓宇智能系統實現建筑物內的各種機電設備的自動控制,對建筑物內部的供水、變配電系統進行監控、測量,以保證大樓水電的正常供應,并能通過對空調、外墻照明等系統的綜合控制達到節約能源、減輕管理人員勞動強度的效果。該系統通過信息網絡組成分散控制、集中監視與管理集中系統對筑物內部的設備進行實時監管,能夠隨時按需調整建筑物內部的溫度、濕度、照明強度和空氣清新度,提供一個安全、舒適、高效而且節能的工作環境。
2、通訊自動化系統(CA)
通訊系統是保證建筑物內圖像、數據、語音、傳輸的基礎。該系統以數字程控交換機為核心的、以話音為主,兼有數據與通信的電話網,連接各種報告數據處理設備的計算機局域網、計算機廣域網、公用數據網、衛星通信網、無線電話網和綜合業務數字網等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服務,包括語言文本、圖形、圖像及計算機數據等多媒體的通信服務。保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎,同時與外部通信網相連,與外界互通信息。
3、辦公自動化系統(OA)
辦公自動化系統是運用計算機技術、通信技術、多媒體技術等先進技術,使人們的部分辦公業務借助于各種辦公設備,并由這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公目標的人機信息系統。辦公自動化系統由多功能電話機、高性能傳真機、各類終端、個人電腦、文字處理機、服務器、存儲設備等各種辦公設備、信息傳輸與網絡設備和相應配套的系統軟件、工具軟件、應用軟件等組成。
4、火災報警與消防聯動自動化系統(FA)
火災報警系統在現代智能建筑中起著極其重要的安全保障作用。火災報警系統是智能建筑中的一個子系統但其又完全脫離其他系統或網絡的情況下獨立運行和操作,完成自身所具有的防災和滅火的功能,具有絕對的優先權。通過建筑物內不同位置的煙感和溫感探測裝置提供的信號進行確認后報警,同時啟動火災聯動系統,包括關閉空調、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統運作、緊急廣播疏散人群,從而使得盡可能的減少生命、財產損失。
5、安全保衛自動化系統(SA)
安全保衛自動化系統是通過安全防范、一卡通、公共應急廣播等系統對建筑物及周邊內日常出現的事件進行分析整理,通過文字、圖像、聲音等方式傳送到管理中心交管理人員處理,該系統能夠對建筑物及周邊各個方面不同種類的信息全方位監控,并能根據事件種類做出相應聯動將各個相關專業緊密的聯系在一起,能夠很大程度上節約人力、物力,真正做到系統自動。
三、基于嵌入式技術的樓宇智能化的發展趨勢
我國每年新增的建筑面積約20億平方米,加之政府對樓宇智能化建設規范化、科學化的引導,業內普遍看好樓宇智能化的發展。21世紀的住宅、居家新思潮――節能、環保、綠色、智能,在2010年上海世博會得到充分展示、各國場館展示了大量城市家居生活的新理念、新技術、新產品、新工藝,尤其是節能、低碳、綠色、智能等技術成為亮點、眾多場館集中應用國際先進的太陽能、LED照明、冰蓄冷、地源熱泵、屋面雨水收集利用、江水源循環冷卻降溫、氣動垃圾回收、綠地節水灌溉和可再生材料使用等多項節能技術和手段,展示了未來低碳、綠色智能城市建筑的前景和成功范例。在這樣的趨勢下,未來的智能樓宇發展方向要從深度和廣度方面來談。
1、通信技術
數據衛星通信技術在智能建筑中的應用與移動通信系統的結合,實現電視會議、遠程監控、遠程醫療和遠程教學。
2、網絡技術
網絡控制技術在智能建筑中的應用包括:改善智能建筑內樓宇自控系統、綜合保安系統、火災報警等異構網絡環境的控制與聯動結構;用控制網絡的分布式和嵌入式智能化技術為樓宇治理自動化提供新的治理模式;通過控制網絡通信實現實時數據治理與機電設備運行過程控制;利用信息網絡的應用集成,以實現對智能建筑內的機電設備與安全報警治理的遠程監控和數據采集。
3、節能控管系統
樓宇節能控管系統是將現代IT技術、智能樓宇控制技術及現代樓宇節能技術有機融合,采用開放的TCP/IP通訊協議,以BORRY專利技術――通用網絡控制器(NDDC)為核心,實現機電設備的網絡化.并創新性地將樓宇自控與節能管理融于一體的網絡節能控制系統。通過網絡對建筑物內的空調系統、供暖系統、給排水系統、變配電系統、照明系統及電梯系統等眾多分散設備的運行狀況、安全狀況、能源使用狀況實行集中監控、管理和分散控制,在滿足樓宇舒適環境的同時,實現樓宇各耗能子系統的網絡化、智能化及專家級的管理與服務,達到系統高效節能運行的目的。
4、物業治理技術
基于寬帶的物業治理是充分應用信息與網絡技術,將建筑智能化系統和計算機物業治理系統集成到綜合信息服務平臺上,實現具有集成性、交互性、動態性的物業治理模式。
5、無線網絡技術
該項技術利用微波、激光、紅外線作為傳輸介質,擺脫了線纜端聯接受地理位置制約的局限性。其在智能建筑中的應用表現為:在智能建筑內的餐飲、娛樂、購物等商業POS機的無線局域網的連接,實現移動電話瀏覽網頁,以及無線會議電視及視像信號的傳輸、交互和接入服務等功能。而廣度是指隨著時代的前進與發展,“智能建筑”的概念范圍也在不斷地發展與充實。早期智能大廈主要是指“樓宇自動化系統”。隨著科技的發展,建筑智能化技術在住宅建筑中的大量應用,供人們居住的具有智能化、信息化、數字化功能的住宅小區不斷涌現,智能小區改變了“智能建筑”原有的涵義,成為“智能建筑”的另一重要組成部分。“十二五”規劃中,提出了建設智慧城市的理念,這又拓展了智能樓宇所能涉及的范圍,通過技術革新和智能管理建設智能樓宇是智慧城市不可或缺的一部分?;谇度胧郊夹g的智能樓宇而構建起來的未來智慧城市將涉及多項智能服務領域,實現智能化電力、交通等公共服務,手機綁定一卡通,便能刷門禁、車禁、購物;無論身在何處,用手機都可開關電器、窗簾;企業用不著倉庫存儲,只需通過電腦控制物流……這些電影情節,將在智能城市中逐步上演。未來,城市服務將以創新的方式融入人們的生活;城市管理將變得更加快捷高效,將誕生更多新興的產業形態,出現更新的科技服務托管模式。“智能+互聯城市”的全新理念,意味著今后人們開始超乎想象的高新科技生活。
三、結語
基于嵌入式技術的智能樓宇是科技時代的必然產物,是信息技術與現代建筑的有機結合。在未來的建筑發展中,傳統的建筑模式必將被樓宇智能化所代替,這也是社會發展的必然性,面對信息化時代的到來,智能化、自動化技術將深入滲透到建筑行業中,未來,智能化樓宇將大放異彩,擁有無限廣闊的前景。
參考文獻
物聯網技術以網絡技術、傳感技術以及定位技術等多種先進的科學技術為基礎,能夠實現樓宇物品之間的連接,實現設備與設備之間的通信,從而形成樓宇智能化、自動化的監控管理網絡。智能監控系統、智能家居系統以及智能安防系統等智能樓宇系統對物聯網技術的應用方便了人們的生活和工作,其發展前景十分廣闊。
1 樓宇智能化系統概述
從本質上來講,樓宇智能化系統屬于一種系統集成技術,其集成了互聯網技術、計算機技術以及信息技術,在建筑設計中融合先進的技術,實現了信息資源整合和使用的高效性,實現了樓宇的智能化管理。一般來說,樓宇智能化系統主要包含三個內容,分別是智能辦公、智能通信和智能樓宇管理,三者相輔相成、相互聯系、環環相扣。自動化管理系統在智能樓宇中有著至關重要的作用,其涉及到的內容較多,就目前來看,我國樓宇智能化系統還沒有統一的通信標準,不同樓宇的智能化系統在通信、性能、運行等方面有著一定的個差異性。
2 物聯網技術原理分析
物聯網以互聯網為基礎,其能夠在互聯網的基礎上實現物與物的連接和通信,能夠通過信息采集設備來及時采集“物”的信息,以此為依據實現對樓宇中“物”的智能化管理。這就是物聯網技術的基本原理。
物聯網架構可以分為三層:
2.1 感知層
感知層能夠實現物體的識別和物體信息的采集,感知層依賴于傳感器、GPS設備、二維碼標簽識讀器等各種信息采集設備來實現其識別功能和信息采集功能。
2.2 網絡層
對于物聯網來說,網絡層的重要性不言而喻,其是物聯網的核心組成部分,如果將物聯網比作是一個生物,那么網絡層就是物聯網這個生物的神經組織。其主要包括智能處理中心、融合網絡、管理中心等,網絡層的重要功能就是傳遞和處理接收的信息。
2.3 應用層
應用層指的是物聯網技術具體應用的層面,要求與應用的行業進行融合,實現智能化管理。
物聯網實現了物理設施和IT網絡的連接,將虛擬的物聯網與實物之間進行連接,實現通信,并整合為網絡,這對于提升物理設備的管理效率和管理效果有著積極的意義。
3 物聯網技術在樓宇智能化系統中的具體應用探討
3.1 在樓宇智能監控系統中的應用
智能監控系統是樓宇智能化系統中的主要組成部分,智能監控的主要監控內容有空調系統的監控、給排水系統的監控、電梯運行的監控、照明系統的監控等等,智能監控系統能夠及時發現樓宇建筑管理出現的問題,保證樓宇的安全性。傳統的樓宇智能監控系統有著一定的局限性,設備監控集中在室內,只能夠實現主動監控,物聯網技術在樓宇智能監控系統中的應用則能夠有效打破這個局限性,通過物聯網技術能夠實現遠程管理,將樓宇建筑中相關需要監控的對象設備與互聯網實現通信,避免人員來回往返,有效提升了監控管理效率。例如利用物聯網技術將需要監控的設備及系統運行過程與監控終端進行通信,監控人員能夠及時發現設備或系統運行的問題,從而采取有效措施來解決相關問題,保證了相關監控對象運行的安全性和可靠性。此外,物聯網技術的應用能夠及時采集設備運行參數,并上傳給控制系統或上級數據系統,從而為相關部門樓宇運行標準和政策的制定提供有效依據,例如城市樓宇電網智能監控、能耗智能監控等等。
3.2 在樓宇智能家居系統中的應用
隨著經濟的發展,人們的生活日益富足,在生活水平逐漸提升的背景下,人們對居住環境的要求也逐漸提高,對樓宇智能化系統中的智能家居系統越來越重視,智能家居系統主要包括家居媒體影院、安防系統等等,其能夠改善人們的生活環境,提升人們的生活品質。物聯網技術在樓宇智能家居系統中也有著重要的應用,通過通信網絡的設計和開發能夠將各個子系統與家居網絡相互連接,實現通信,從而更好地來對各個智能家居子系統進行監控。傳統的智能家居系統布線方式為支線布線,靈活性較差,網絡布置成本較高,物聯網技術通過溫濕度傳感器、燃氣泄漏傳感器等能夠實現無線網絡與家居設備的連接和通信,這就能夠對智能家居系統中的相關設備進行遠程自動化智能控制。
3.3 在樓宇智能安防系統中的應用
智能安防系統在樓宇智能化系統中有著至關重要的作用,其關系到樓宇用戶的生命安全和財產安全。傳統的安防系統有著一定的局限性,其主要講觀察信號傳遞給保衛室,根據傳輸而來的畫面信息,保衛室工作人員能夠作出準確的判斷,從而制定針對性的安防決策,但這種安防系統只能夠實現對樓宇內部的監控,局限性較大。物聯網技術的應用能夠有效解決安防系統上述問題,能夠實現對樓宇內外的全面監控和防范,系統一旦出現異常情況,則會進行主動報警。以樓宇入侵安防為例,系統中以紅外探測器為基礎,通過紅外探測器能夠及時識別并判斷入侵紅外信號,之后及時采集監控點圖像,并將采集到的信息傳遞給信號,實現物與人的連接和通信,用戶在確定入侵信息之后則可以迅速做出處理,提升了安防系統的工作效率和工作效果,保證了樓宇運行的安全性。
4 結論
綜上所述,物聯網技術是實現智能化應用的關鍵技術,其在樓宇智能化系統中有著重要的應用。本文從智能安防系統、智能家居系統以及智能監控系統等三個方面探討了物聯網技術在樓宇智能化系統中的具體應用,旨在為促進樓宇智能化系統的應用和發展作出貢獻。
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一 、招標階段控制
在招標階段,業主最關心的是智能化系統功能的確定、方案論證、標書的起草及發放、投標單位的確定及考察、投標方案的審查及施工單位的選定。為此,監理圍繞業主的要求主要進行如下幾方面的工作:
1、對智能化系統進行功能確定及方案論證
根據智能化系統所需要完成的任務、要求及要達到的功能,參照裝飾設計的總體平面布局,運用專業人員的知識,明確智能化系統所需達到的功能、明確系統所需控制的區域,機房的設置位置、控制線路的走向、執行機構的設置方案,及初步確定網絡系統的型式、材料設備的檔次(國產還是進口)等。
系統集成應遵循統一規劃,分期實施的原則。即各個子系統的信息接口、協議等應符合國家標準,在訂貨時統一預留,各子系統的供應商應共同遵守,承諾技術協議,為集成創造條件。待各子系統運行正常,條件成熟后再搞集成。
明確之后即可以進行標書的起草,確定評標方案及評分標準。我們對評標方案及評分標準的確定格外慎重,在廣泛聽取各方面的意見的基礎上,制定一套科學、合理、合法的評標方法,確保合理低價標中標。
2、對投標單位進行考察
選擇一個好的設計、施工單位是系統實施的關鍵。由于本工程的特殊性,我們采取邀請招標的方式,在招標前我們先對一些有意向的單位根據其提供的書面材料進行資格預審,從中選出實力較強者,由業主有關專家對其進行有針對性的考察??疾焱瓿珊蟾鲉挝坏那闆r列表分析比較,形成考察報告向業主匯報,以便作為確定邀請招標單位的依據。
3、開標
對于各投標單位的投標方案,主要著重于審查:
其智能系統是否符合設計規范的要求;投標方案中提及的設備監控系統是否滿足標書中要求的功能;方案中控制點的分布是否合理,是否滿足擴充要求,現場執行機構是否能滿足功能控制要求。并組織專家對方案中網絡控制系統、控制網絡技術.控制網絡中的硬件等是否具有實用性、穩定性、擴充性、簡單性、先進性、及易操作性,為開標提供技術依據。
二、設計階段的控制
智能系統的設計一般由智能系統設計、施工單位在裝飾設計的基礎上進行深化設計,其設計依據為裝飾設計圖紙、設計規范、產品應用設計標準和標書中確定的智能系統功能等。1、檢查智能系統設計是否符合規范要求、2、檢查線管走向是否合理、經濟,是否和其它管線相矛盾、3、檢查現場控制器設置位置是否合理、經濟。數標書和原標書中確定的相符合,有無更改和增減。更改增減是否合理。4、檢查系統與強電系統的接口設計。智能系統設計圖紙經確認后即可用于現場施工。
三、施工階段的控制
施工單位進場施工后,主要把好以下關鍵點:
1、設備、材料的驗收。設備、材料的好壞是智能系統是否能滿足功能要求的一個重要因素,也是質量控制的一個關鍵點。普通材料要求提供合格證、質保書并按規范要求進行驗收;重要設備、材料都為國外進口,需提供原產地證明、進口報關單、商檢證明等相關資料;特殊材料還需進行安裝前的測試,控制網絡的網橋、網關及網絡控制器需進行模擬通信測試。
2、中央監控室的驗收 。中央監控室是智能系統的核心,驗收時應會同業主一同進行,主要核對中央監控室內的設備是否按標書中的要求配置,其布局是否合理、美觀,是否為后期發展留有余地,能否滿足功能要求。確保系統按圖施工、按規范施工,順利進入調試階段。
四、調試驗收階段的控制
智能系統調試驗收在施工單位自驗合格的基礎上進行。施工單位自驗收合格后,準備好系統監控點設定表、系統框圖、各樓層監控點分布平面圖、自檢調試記錄、調試驗收程序及調試人員、器具配備等相關資料報業主及相關單位一同進行,調試驗收主要包括以下幾點:
1、監控中心人機界面的驗收。
人機界面是否良好、數據調用簡單明了、監控功能內容直觀齊全、報表顯示簡明易讀、打印報表設置合理。
2、各控制點的獨立動作及數據信號號和模擬信號的反饋情況驗收。
驗收人員分成二批,分別帶對講機以便聯絡,一批驗收人員察看現場各控制點的動作情況,一批人員在控制中心察看各控制點反饋信號情況。根據調試驗收程序的安排,逐一檢查各控制點,由控制中心發出動作信號,檢查現場動作是否正確;動作符合要求的可進合調試。控制點動作或信號反饋不符合要求的,需仔細檢查出問題的所在,整改合格后,再進行驗收,及聯合調試。