推广 热搜: 电机  PLC  变频器  服务机器人  培训  变送器  危化品安全,爆炸  西门子PLC  触摸屏  阀门 

我国智能建筑的最新发展

   日期:2013-03-23     来源:工控之家网    作者:工控之家    浏览:43    评论:0    
摘要:国家信息化、城市数字化使智能建筑进入了一个新的发展时期,其传统的理念、技术、管理都发生了很大变化。同时,新技术、新产品的不断进入,使智能建筑的市场容量不断扩大。本文介绍了智能建筑的发展现状,新技术、数字化产品在智能建筑中的应用,以及数字城市的内涵和基本框架,并提出几个值得商榷的问题。
关键词:智能建筑;数字城市;数字化;信息化
中图分类号:TU18   文献标识码:A 
一、引言
1984年美国康涅狄格州(Connecticut)哈特福(Hartford)市建成世界上第一座“智能大厦”―“都市大厦”(City place building)。此后,在美国智能型建筑学会(AIBI)的推动下,美国、日本、西欧及亚洲相继建成一大批智能建筑,日本在新建的建筑物中60%以上属智能型,而美国自95年以后建筑、改造的办公楼70%以上是智能建筑。同时,90年代后期的智能建筑除单体建筑外,还向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”等方向发展。
    实际上,日本的智能大楼在90年代开始就向区域管理系统和城市系统方向发展。日本山武霍尼维尔公司承接的“横滨业务大楼”是一个由十座智能大楼组成的“智能化大厦群”,总建筑面积240000m2,设有冷热源中心,由16000个控制点实现一体化集中管理和监控。此外,东京还有一个建筑群,内有一个智能大楼监控中心,该中心可以监控智能化大楼300座,还可以对500km以外的大坂智能大厦进行监控。日本山武霍尼维尔、清水等各大公司目前已规划设计出21世纪智能建筑的模型,而韩国的“智能半岛”和美国盐湖城也都朝着智能化城市的方向发展。自90年代以来,我国的智能建筑发展速度较快,除先后建成中国国际贸易中心、华润大厦、上海博物馆等智能建筑外,还发展了智能化的小区。
二、智能建筑(智能大厦)及相关概念
1、相关概念
    (1)智能建筑—Intelligent Building,是指具有由计算机进行综合管理能力的建筑物。
    (2)“建筑智能化系统”是指建筑物中的智能化管理系统
    (3)自动化领域中的“智能控制”:即将“人工智能”(Artificial intelligence)用于自动控制(Automatic Control)过程中。
2、智能建筑的组成(3A + SC):通讯自动化CA ( Communication Automation )、楼宇自动化BA ( Building Automation )、办公自动化OA ( Office Automation )、l      结构化综合布线SC ( StructuredCabling ) 
3、智能建筑(智能大厦)的定义
    美国研究机构认为:将结构、系统、服务和管理四项基本要素及它们之间的内在关系进行最优化,从而具有投资合理、高效、舒适、环境便利等优点的建筑物。
    日本研究机构认为:兼备信息通信,办公自动化信息服务以及楼宇自动化各项功能的,便于进行智力活动需要的建筑物。
    我国通常认为:将楼宇自动化系统,办公自动化系统,通讯自动化系统通过结构化布线和计算机网络有效结合,便于集中统一管理,能实现舒适、安全、节能、高效等特点的建筑物。
4、  我国智能建筑发展现状
我国90年代在广州、深圳、上海、北京建成一批智能大厦,包括:
(1)北京发展大厦—智能建筑的雏形(开始采用3A)
(2)广州国际大厦(大陆首座智能商务大厦,具有完善的3A)
(3)北京国贸中心、上海博物馆、上海金茂大厦、中华世纪坛、八一大厦、中国电信指挥中心等。目前,全国建成近百座智能大厦,并正在发展智能化住宅小区。
三、数字化城市
1、数字化及数字化技术的概念
    通俗的讲,“数字化技术”是指以处理“0”、“1”为基本逻辑单元形式的各种相关技术。目前我们所说数字化是指数字化技术在各个领域的应用。
    严格的来说,所谓“数字化”是指利用计算机信息处理技术把声、光、电、磁等信号转化成数字信号,或者把语言、文字、图像等信息转变为数字编码,进而传输与处理的过程。
    与非数字信号(信息)相比,数字信号(编码)具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强、保密性好、便于计算机操作和处理等优点。
    以高速微型计算机为核心的数字编码、数字压缩、数字调制与解调等信息处理技术,通常称为数字化技术。
2、数字城市的提出
    前美国副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心首次提出“数字地球”的概念,1998年江泽民主席提出了“数字中国”的战略构想;1999年在我国召开了“数字化地球”国际会议,经多次研讨,与会专家对目前“数字化地球”的定义、技术内涵功能及基本框架达成了共识。数字化地球的基本框架确定为:信息提取与分析、数据与信息传输、数据处理与存储、数据获取与更新、计算机与网络应用及咨询服务等;其特点是具有空间性、数字性和整体性,三者融合统一,服务对象面对全球方方面面。同时,也正是在此次会议上,刘淇市长正式提出北京要启动“数字北京”工程;同年12月,在“首都248重大创新工程”中的8个项目里,“数字北京”工程项目列为首项重大工程。
    2000年以来,全国各地多次开“数字化城市研讨会”,许多大城市已提出若干年内实现数字化城市和信息港等建设目标,很多中小城市也提出建设数字化城市的规划。例如,2001年4月在天津塘沽由建设部科技司召开的“建设领域信息化项目计划及示范项目”评审会上,有18个城市申请数字化城市示范项目,除北京、重庆等大城市外,中等城市的示范项目如数字武汉、数字沈阳、数字济南、数字青岛、数字长沙,甚至数字中山、数字襄樊、数字白城等也提上了议事日程。
3、数字化城市的基本内涵
城市数字化是利用现代化的信息技术、计算机技术、网络技术、通信技术和多媒体(图形、图像、视频等)技术,将城市活动中的众多信息孤岛,通过城市现代化的通信基础设施—“信息高速公路”连接起来,实现信息资源的采集、加工、融合和共享,并使决策支持信息化、科学化、公众化、规范化、法律化,最终提高城市的生活质量和管理素质。同时,以城市信息化、数字化为基础,逐步实现地域的信息化和数字化,以至全国的信息化和数字化。城市信息化、数字化的基本框架如图1。
    (1)信息化的基础设施是以光缆为基础的宽带城域网,即人们常说的“城域信息高速公路”。其一般可以分为三层,即:
    ①首干层:以光缆为基础的宽带城域网,一般基于ATM技术或DWDM技术,带宽可以是155MB、622MB、2.5GB、10GB等。
    ②汇聚层:光纤/小同轴/双绞线组成,其技术是ATM/FR。
    ③接入层:以宽带或窄带接入XDSL/HFC /ETHERNET。
    (2)服务内容:电子政务、电子商务、安全、公共事业、数字化社区、电子社保、智能大厦(数字化大厦)、电子商城、接入服务、其它增值服务。
    (3)支付平台:银行网络。
    (4)专用服务。
四、数字化城市中的智能建筑
1、智能建筑的新类型
    传统的智能建筑主要是写字楼和酒店,新兴的智能建筑则包括:
    (1)机关、企业单位的办公用智能化建筑
    受国家“数字城市”发展的影响,机关企业单位老办公楼的改造和新建办公楼均对信息化、智能化提出了较高的要求。此外,由于发展迅速及自身特点,某些行业,如银行、保险、金融、电信等,更是需要智能化程度高的建筑。
    (2)数字化图书馆
    由于科教兴国战略已被中国政府确定为基本国策,图书馆信息化、数字化已成为必然趋势。我国图书馆的总数很多,但公共图书馆偏少,自动化程度发展缓慢,为解决这些问题,中央政府和地方政府都设立了图书馆建设专项资金,并已初步建立了“中国图书馆信息网络”(CLINET),地市级以上图书馆基本入网,实现了与Internet的互联,能进行信息资源共享和电子文献传输。
    (3)医院智能化、数字化:
    国家在九五期间对医院改造投资很大,重点是:
    ①医疗设备更新;
    ②医疗网络化的信息系统建设;
    ③医疗环境改善。
    目前,大型医院为适应数字化城市的需求,对新建和改造的医院大楼均提出了数字化的要求。
    (4)数字化校园
    最早学校一般是单一的校园网和计算机多媒体教室的建设,后来发展到一卡通的建设,包括消费(校内餐厅、购物、上机、交学费),证件(代替学生证、教务管理、借书证、医疗证…)和门禁等。近年来,智能化、数字化的要求愈来愈高,相当数量的高等学校启动数学化工程,例如,结合数字北京的建设,北京工业大学就正在实施数字工大工程。
    以温州一所中学为例,校园智能化系统包括:校园系统网络平台、教学管理信息化系统、教学数字化系统、校园安全智能化系统、后勤管理智能化系统、校园智能化系统、校园安全智能化系统、多媒体教室等。
    (5)数字化博物馆、会展中心
    1997年上海博物馆智能化系统通过了建设部科技委的评审,之后又完善了网络系统和信息应用系统,最终形成一个完整的系统。此后,以此为目标,各地相继建成和再建了一批博物馆和会展中心,如河南博物馆、广州博物馆、厦门国际会展中心、湖南长沙国际会展中心、广州东莞国际会展中心和北京首都博物馆等,目前正在建设的国家博物馆、北京新国际会展中心、天津开发区国际会展中心等均对智能化、数字化提出了更高的要求。
    (6)数字化体育场馆
    上世纪九十年代初,我国成功举办了亚运会,一批具有国际水平的体育场馆逐渐兴起,它们大都采用了先进的智能化管理系统。现在,北京将为2008年奥运会建立32个大型体育场馆和52个训练场馆,其智能化和数字化的程度将更高。
    (7)智能化小区及数字化社区
    由于普通住宅发展迅速,居民对居住条件有了更高的要求,特别是近年来“智能大楼”概念的引入,更使智能化居民小区发展异常迅速。目前,大城市几乎所有的新建居民小区都有了智能化的要求,并且随着“数字城市”的发展,一批数字化社区业已出现。相信随着今后居民住宅建设的发展,智能化、数字化的需求会愈来愈高。
   
    2、智能化建筑群的发展
    随着数字化城市的发展和城市公用信息平台的形成,智能化和信息化的建筑群越来越多,办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群形成的数字化街区、数字化园区、数字化建筑群不断涌现,使智能建筑由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。比如,北京中关村软件园数字化工程、哈尔滨软件园数字化工程、烟台开发区建筑群智能化工程和武汉经济技术开发区数字化工程等。
    以武汉经济技术开发区的数字化工程为例,智能化建筑群的基本构建流程为:
    (1)建立能支撑园区各项信息应用的统一应用平台;
    (2)构建具有国际水平的信息基础网络及相关的基础设施;
    (3)建立园区IDC及NOC;
    (4)建立空间信息系统;|
    (5)建立园区公共智能化系统;
    (6)建立电子政务应用平台;
    (7)建立电子商务系统;
    (8)建立企业信息化系统;
    (9)建立社会公共服务信息化系统;
    (10)建立数字化社区的数字化系统;
    (11)建立建筑物信息化系统;
    (12)建立园区信息化管理系统;
    (13)建立园区数字化物流系统。
    因此,形成以信息服务、信息应用为核心的建筑群的数字化系统在规模上、系统配置上、功能上、技术难度上远远超过传统的智能大厦。
   
    3、智能化建筑传统的新理念
    1984年,随着美国建成世界上第一座“智能大厦”—都市大厦(City place building),美国智能型建筑学会(AIBI)等学术团体的关于“智能大厦”的理念及概念被提出并一直延用至今。然而随着IT技术的发展,特别是国家信息化的要求和数字城市的发展,这些理念和概念面临着新的挑战。
    传统观点认为:智能大厦的智能化系统是以楼宇自控系统为核心组成的,但当前很多专家认为智能大厦作为数字化城市中的信息节点,其智能化系统应以信息系统为核心,而传统的楼宇自控、消防、安防等子系统应作为一般必要的配置;与此相对应,智能化居民小区的智能化系统通常被认为以安防为核心,但很多专家认为在数字城市发展的今天,数字化社区的核心应为信息系统,安防、物业管理等设备则应作为一般必要的配置。
    同时,智能大厦(3A)的概念也具有了更新的内涵。以办公自动化OA为例,其原来的定义为:利用先进的科学技术,不断使人们的部分办公业务物化于人以外的各种现代化办公设备中,并由这些设备与办公人员构成服务于某种目的的人机信息处理系统,但现在,OA的内容愈来愈丰富,它包括了:
    (1)综合信息与数据库管理;
    (2)决策支持系统;
    (3)电子邮件、群件系统;
    (4)事物处理;
    (5)物业管理;
    (6)财务及电子商务系统;
    (7)行业管理系统。
    因此,许多专家提出把OA改为“信息管理系统”更加科学,而其余的系统如BAS、CNS也应进行研究、商榷,以适应数字城市的发展。
   
    4、智能建筑的市场容量迅速发展
    国家信息化、城市数字化、加入WTO、申奥成功、世博会申请成功、振兴东三省、西北大开发,特别是数字城市的发展,使我国智能建筑的市场容量迅速发展。
    以北京为例,市政工程建设大规模启动,包括了名种智能化大楼以及大量数字化社区的建设;其中,作为重头戏的北京市朝阳商务中央区(CBD)的建设也进入高潮。北京商务中心区面积3.99km2,作为21世纪经贸中心的中心,世界500强中的156家企业、3000多家国际公司、167家国际新闻机构和大批外国商社在这设立办事机构,北京1/3的星级宾馆、饭店,1/2以上的五星级宾馆饭店也云集此地。北京CBD的建设规模将达800~1000万平方米,其中写字楼占50%、公寓占25%商业、文化及娱乐设施占25%;同时,中国国贸三期工程、北京财富中心、中央电视台新址、北京电视台新址、国际级银泰世贸中心、SOHO现代城环贸中心等大批项目正在规划中,有的智能化系统已经开始招标。此外,其它项目还包括:
    (1)金融一条街的建设;
    (2)中关村科技园区大规模建设,包括中关村软件园生命园等数字化工程;
    (3)奥运体育场馆和设施的建设,北京今年国家将斥资362亿用于60项重大工程建设,设立32个体育场所、52个训练场地。其中新建19个,利用原有场馆升级改造建13个,并有配套的宾馆、饭店、写字楼。
    全国其它各大城市,如上海、天津、广州、深圳也已全面进入智能化建筑建设的新高潮。可以预言,全国的智能建筑市场容量将有很大的突破。
四、各种先进技术在智能建筑中的应用
   1、无线通信技术在智能大厦和数字化社区中的应用
    (1)无线系统的分类:
    无线系统主要分为:无线接入系统、移动通信系统、无线本地环络系统、无绳电话系统、移动卫星接入系统、无线局域网。
    无线局域网(Wireless LAN,简称WLAN)是计算机网络与无线通信技术结合的产物。它不受电缆束缚,可移动,能解决因连线困难、电缆接插件松动、短路等带来的问题,并有组网灵活、扩容方便、与多种网络标准兼容、保护用户已有的投资、应用范围广等诸多优点。WLAN既可满足各类便携机的入网要求,也可实现计算机局域联网、远端接入、图文传真、电子邮件等多项功能。在数字化社区中,家庭数字化系统联网如果采用有线连接,将对施工带来很大困难,因而采用无线联网是未来的发展方向。
(2)短距离无线局域网
    短距离无线局域网是指以无线电波、激光红外线等无线媒体取代有线局域网中的部分或全部传输介质而构成的网络。目前主要有以下几种通信协议:
    ①IEEE802.11协议:是最初制定的一个无线局域网标准,速率最高可达2Mbps,由于其传输速率和传输距离不能满足要求,因此IEEE又推出了802.11b、802.11a以及802.11g三种新标准,目前802.11b已成为无线局域网(WLAN)的主流标准,这种短距离无线局域网无需申请,使用2.4G频率段,适合家庭数字化系统。
    ②HomeRF工业标准:由以若干著名公司为核心组成的“家用射频工作组”提出,适合家庭区域范围内进行无线通信,同样不经申请,可占用2.4G频率段。③蓝牙标准:1994年爱立信公司研究的通过无线链路接收控制软件的开放性标准,可实现计算机与通信的进一步结合,使不同厂家生产的便携式设备在不用连线的情况下进行近距离通信,

图1 户内无线报警系统
 
打赏
 
更多>同类环保知识
0相关评论

Powered By DESTOON