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【关键词】 集成 智能 监控 传输
智能建筑(Intelligent Building)简称IB,它是数字化信息时代中通信网络技术与计算机科学技术发展的必然产物,是现代科学技术实体运用于建筑物的体现。建筑物智能化主要体现在运用系统集成的方法将各类传输技术、控制技术与建筑技术紧密融合起来,形成一个完整的综合信息控制系统,同时通过对建筑物内的设备的运行情况进行自动控制,对各类信息进行及时的处理并对建筑物内的使用者提供所需的服务。
智能建筑这一概念最早起始于国外上世纪80年代,并成功运用于商业发展中,在技术的实际运用和经济效益方面都取得了良好的效应。相对而言,我国的建筑智能化发展起步较晚,但根据《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》显示,近年来由于我国建筑业产值的持续增长,推动了建筑智能化行业的发展,智能建筑行业市场在2005年首次突破200亿元之后,也以每年20%以上的增长态势发展,2012年市场规模达到861亿元。目前我国智能建筑行业仍处于快速发展期,随着技术的不断进步和市场领域的延伸,未来几年智能建筑市场前景仍然巨大。
目前,建筑智能化正向各类设备高度集成化、智能化,设备与设备之间、子系统与子系统之间协调发展,最终实现综合智能化管理要求的方向进行。根据智能建筑使用环境和场所,其作用主要分为工业服务和民用服务两大类。工业服务主要体现在保证生产线、设备按既定的环境整定值稳定运作,按设计要求生产出质量合格、数量达标的产品,同时监控设备和环境状态,对异常、紧急情况进行告警和调整,保护操作人员和设备的安全;民用服务则主要体现在为人们生活、办公提供舒适的环境,满足人们日常需求,同时也对人们活动场所环境进行监控,出现危险因数时及时发出报警信号,保证人身和财产安全。
因此现代建筑智能化的目标可以归纳为如下几点:
1、建筑功能的自动调节和运行
建筑物的运行包含了空调、给排水与采暖、电气、信息通信等多种功能系统。它们每一个又有着各自的特色,比如给排水:它又可以分为热水、冷冻、冷却水的供应;生活用水的供应;雨水、污水、中水排放;游泳池系统等,要实现建筑物内各类系统的自动调节是非常困难的,因此智能的概念就是让系统按设定的要求自动做出最符合人类理想状态的方案并进行实施,已减少人类的工作量。
2、建筑物的节能运作
利用建筑物自身状态和周围环境对建筑物内系统运行的能耗进行控制是其节能控制重要作用;并降低建筑物自身及各系统损耗,延长其可使用的周期,同时提高其安全性和可靠性,以此取得更好收益率和社会效益。
3、自踊通信
利用各种传递手段,如电信网络、卫星电视、计算机互联网络等为建筑物提供现代化信息传输的设施,是现在信息时代人们工作、学习、生活的重要组成部分。
4、自动化安全保卫
综合利用各类传感器、控制器,运用数字或模拟信号对建筑物及其设备运行安全状态进行监控,同时运用视频监控技术、停车场控制技术、火灾自动报警和消防联动控制技术对使用建筑物的人及其财产进行安全保卫功能。
为了实现上述目标都离不开传输网络的支持,而协议和接口方式互认互通是实现传输互通、彼此关联的前提条件,最终达到建筑智能化的集成控制。然而传输网络的结构形式是多样化的,传输通信的手段也是不断更新的,采用何种传输方式和传输结构形式更有利于服务于建筑智能化的发展和其目标的实现是现阶段需要思考的问题。就目前传输技术设计而言主要应考虑的包括以下几点:
1、实用性:支持各种数据的传输并保证传输质量,适应于各类信息系统,同时具有前瞻性,满足一定时间类不落后
2、灵活性:接口兼容性强适应于各种设备的连接同时便于扩展。
3、开放性:协议标准化,适应各类网络产品和各种形式的网络结构
4、经济性:总投资可控,后期运营和维护费用较低,投资收益率良好
然而就现阶段而言,中国的智能建筑发展还是仅依托于通信运营商的基础网络搭建的一个信息、物质交流、交换的平台,同时满足人们信息交流、安全保障、环境监测和物业管理的需要[1]。以此网络来开展各种类型的增值服务并以此取得相应收益。然而就中国特情而言,建筑智能化的进程不应只停留在“新建的高楼大厦”、也不应只限于与城市地区。建筑的智能化作为人们生活品质提高的一种方式应该是体现在每个人的基本生活中,所以中国特色的建筑智能化进程应该更多的关注在老旧建筑物、农村广阔地区建筑物的改造覆盖上。然而相对“城市地区与高楼大厦”,通信运营商在上述这两种区域内的网络覆盖能力往往比较薄弱;因为利润相对较低,投资回报周期过长等问题导致通信服务运营商不愿意在此范围提供多样信息服务方式,也直接导致了建筑智能化进程改造的滞后。
为了减少投资、提高能源利用率,充分发挥投资效益,智能建筑的传输网络就应该与建筑物自身环境和外界环境相适应、相融合。如日照时间长地区利用光伏电能通信、偏远地区运用无线通信技术、高压电力传输通信技术等方式多样化但平台统一的传输网络[2]。
实现上述传输网络的搭建,需要值得注意的是避免不同介质组建的传输网络各自为政,无法互通的问题。主要的解决方式应该从以下几个方面进行研究:
1、各种网络接口的研究将是实现多样化智能传输的基础,适合于无线和电力通信传输的接口可以带来智能建筑中各类电器智能化的改革,减去独立的传输布线系统也有利于大大建设投资和维护成本。各类子系统的独立性进一步模糊,整体系统进一步趋于统一,系统集成也将更加容易。
2、接入网络与现有通信运营商网络的融合是多样化传输网络成功的关键。健康的网络发展应该是可以平滑过渡、不断繁衍发展的网络结构,不应该是摧毁式的推倒重建。各类建筑智能化的发展也应该是在基于原有老旧网络逐步升级理念中进行。
因此只有解决了传输网络结构方式优化这一问题,才能更好的使传输网络为建筑智能化发展提供良好的平台;才能更好的解决建筑功能自动化运作、建筑物的节能运作、建筑自动化通信、建筑自动化安全保卫等问题[3]。
同时随着传输技术和网络理念的更新,使得智能建筑范围也在不断地发展与充实,从原来的单一或较简单保护、告警、监控、调节为目的信息交换,向更全面信息技术、办公自动化、现代通信技术、自动控制技术进行演化。尤其体现在民用普通住宅建筑中,大量应用了建筑智能化技术,集成了自动控制,信息交换,数字化功能住宅不断涌现打破了“智能建筑”原有定义,成为“智能建筑”的另一重要组成部分,体现了一个国家经济实力,标志着一个国家科学技术水平,成为人类社会住宅建设发展的必然趋势。从住宅建筑智能化自身的特点来讲,每个建筑物本身就是一个完整的智能系统,但对于整个城市而言,它们只是一个个功能齐全的“信息孤岛”,无法形成整个城市完整的“生态系统”, 如何更大地发挥信息孤岛的功能和作用,有机的联系起来促进整个现代化、信息化和智能化的发展,“数字化城市”的概念由此而生。
现代化城市中,越来越多的住宅建设具备着“智能建筑”特点。从自身角度来讲,它们有着独具特色的综合“信息系统”,但从整个城市来讲,它们就是一个个功能齐全的“信息孤岛”。
如何更大地l挥信息孤岛的功能和作用,有机的联系起来促进整个现代化、信息化和智能化的发展,“数字化城市”的概念由此而生。如果说“智能建筑”是一条小鱼,那么“数字化城市”则是可以容纳千万小鱼的大海,是可以形成完成“生态系统”的圈子。我们可以想象,将城市中了的各类不同使用功能的建筑如学校、医院、超市等通过传输网络连接成一个有机的整体,其中信息交换、传输、物质索取可以进行实时的监控和调节,那么智能建筑将有着多么巨大的发展空间。
由此我们可以了解到传输网络技术的发展在智能建筑发展中角色极其重要,它不但是单个建筑物内的设备有机结合成一个整体,更让整个社会各个方面信息集成在了一起,为数字化新时代的迈进奠定了基石。
智能建筑、数字化城市是未来发展的一个必然趋势,然而目前我国通信运营商在此方面的战略目标还是仅限于在通信网络服务业务的发展来构建城市基础网络,要实现数字化智能时代,这也就要求作为已经拥有庞大基础网络的通信运营商乃至电力运营商们提升战略目标,着手共建城市网络平台,实现建筑物内、建筑物间的传输交流,筑造出一个完整的城市智能生态系统。
参 考 文 献
[1] 朱学莉.智能建筑网络通信系统[M].北京:中国电力出版社,2011(5)
关键词:楼宇自控 研究报告 在我国建筑业大力兴建的环境下,建筑智能化市场迅速成长起来,而给人们带来舒适工作及生活环境的楼宇自控系统的市场随之越来越大。
通过楼宇自控系统(这里指通常所说的小BA系统或狭义BA系统),采用先进的计算机控制技术,以丰富灵活的控制、管理软件和节能程序,使建筑物机电或建筑群内的设备有条不紊、综合协调、科学地运行,从而达到有效地保证建筑物内有舒适的工作环境、实现节能、节省维护管理工作量和运行费用的目的。 在工程数据的积累中,楼宇自控系统工程造价数据可参考为:
住宅小区:约2元/m2;大型工建及商业建筑:约20~30元/m2。这里造价的最高与最低可有一倍之差。
1 楼宇自控市场期待规范化管理
调查数据表明:当前的楼宇自控市场有喜有忧,喜的是这个市场很大,国内外楼宇自控厂家纷纷争抢这块大蛋糕;而忧的是目前这个市场存在着一定的问题,缺乏统一的管理。
就中国的大环境而言,建筑智能化的市场前景非常乐观。加上近两年,业主对智能建筑的要求越来越高,这给楼宇自控厂家提供了一个很大的市场,各楼宇自控厂家竞相使出法宝,以抓住有利商机。
尤其是2008年第29届奥运会带来更多的商机,有几个楼宇自控厂家专门为此成立了相应的部门,如霍尼韦尔(天津)有限公司成立了场馆设施项目部、西门子楼宇科技(中国)有限公司成立了奥林匹克项目部等,以期用完善的技术解决方案来服务北京奥运。
2003年厂家重要市场举措:
施耐德电气收购瑞典TAC公司
2003年6月12日,施耐德电气宣布收购著名楼宇自控公司瑞典TAC公司。TAC是一家世界知名的楼宇自控公司,市场价值约110亿欧元,并正在以每年6%的速度增长。TAC 在其产品中采用了包括LonWorks网络等许多开放技术,这些技术与施耐德的”透明工厂”概念能够完美地结合。收购TAC将为施耐德公司在楼宇自控领域奠定坚实的基础。
霍尼韦尔抓住发展契机 亚太总部移师中国
2003年6月18日,霍尼韦尔公司宣布:即日起将亚太公司总部从新加坡移至中国上海,在上海张江高科园内建立新基地。
将公司总部移至上海是霍尼韦尔商业战略的一个重要组成部分,它有助于抓住亚太地区的发展机会,尤其是在中国这样的新兴市场。在过去的几年里,中国的投资不断增加,基础设施不断完善,客户群、供应商及专业人才都有迅速的增长。
江森自控与QAD战略合作开发新一代准时制
2003年7月9日,江森自控有限公司与QAD公司(全球制造业协作商务解决方案的供应商)宣布:双方已携手建立合作伙伴关系,共同为QAD的旗舰产品MFG/PRO开发新一代准时制(Just-In-Time)顺序交付模块。通过建立合作关系,QAD公司可以得到汇聚了江森自控有限公司10余年的知识和专业经验的准时制顺序交付软件模块开发成果,同时还可获得江森最好的专业知识和建议,从而可以进一步改进 QAD产品的设计并减少该项产品上市的准备时间。
市场竞争的结果势必会引起一些问题,如竞争手段、技术水平、服务质量等方面,同时也会造成利润的下滑。在这种情况下,就需要有机构来出面管理这个市场。在这方面,国家对行业的管理机制特别重要。建立行业协会、制定行业标准、规范行业市场,是产品成熟化的标志。如何定义智能建筑BA系统行业厂家,如何制定行业标准,关系到产品化的目标能否真正实现,也关系到BA市场能否走向规范。
目前,国际上尚未有完整的关于楼宇自控的设计与施工的标准,其主要原因是世界上的建筑物设备工程因地域、传统、能源、标准等差异,建筑设备的系统设计方案有很大的不同,因此针对建筑设备监控的BA系统其设计方法也会有较大的不同。
国际上一些供热、制冷空调学会或协会等组织,分别在其制定的协议与标准中不同程度地包含了一些关于BA系统工程设计的规定。如用于楼宇自动控制网络的数据通信协议BACcom,就是由美国冷暖空调工程师协会组织(ASHRAE)的标准项目委员会(SPC)135P于1995年6月制定的。 2002年1月30日,北京市质量技术监督局了《建筑及住宅小区智能化工程检测验收规范》(DB11/146-2002),从2002年2月 20日起实施。其中,第三部分”建筑设备监控系统”适用于建筑设备监控系统的检测验收,相应的改、扩建工程也可参照使用。
2002年,上海市建设与管理委员会责成同济大学社区信息化与智能建筑研究中心组织中国上海测试中心、上海市智能建筑检测中心、浦东科技局和上海市设备安装公司起草上海市工程建设规范《建筑设备监控系统检验标准》,目前已完成报批稿。
2 楼宇自控系统的发展趋势
2.1 我国建筑智能化市场初具规模
近年来,我国许多专家访问了欧美与亚洲发达国家,并与这些国家的专业人士就智能建筑技术进行交流,得到的结论是发达国家并没有象我们那样对智能建筑的热情,也不存在专业权威的智能建筑协会组织,对智能建筑的热烈谈论曾是多年前的历史。现在发达国家的智能建筑系统大都是按照建筑物使用功能进行设置,尽管没有刻意把智能化放在建设目标上,但是智能化系统的装备技术是先进的,系统的设置是完备的,系统的工程设计是合理的,系统的运行状态是良好的。
经过业界各方人士多年来的探索、推进,我国建筑智能化系统工程得到了迅速发展。目前,无论是智能建筑的理论、设计理念、建设法规、设计方法、施工技术、工程管理,还是建筑智能化行业管理及智能物业管理,都通过教训与经验的总结,日臻成熟完善。
就目前而言,我国智能建筑的建设理念与建设目标并不低于国外,某些理念高度甚至超过了一些发达国家。但是,在准确把握智能建筑的设计定位、高质量的工程实施与系统有效运行管理方面,还有一定的差距。
近年来,建设部与各地建设主管部门对智能建筑工程加强行业管理力度是很有必要的,但是政府无法也不可能解决所有的问题,大量的工程与技术问题、市场问题最好由相关的行业协会来牵头解决。
2.2 楼宇自控系统的集成化
2.2.1 以楼宇自控系统为基础的系统集成方式
系统集成主要通过建筑与建筑群综合布线系统和计算机网络技术,使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。
系统集成的方式主要包括:
(1)智能建筑的系统集成可采用以BAS为中心,通过LonWorks或BACcom等技术实现和集成模式。
当前BAS的结构大多采用二级网络形式,即上层为以太网,下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式,具备集成的有利条件。此外,以BAS为中心的集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口(网关或网络控制器),将各种系统数据集成到网络主干上,这样BAS网关就能将SAS、FAS等第三方系统的协议转化为BAS级通信主干协议,从而实现了以BAS为中心的集成目的。
各楼宇自控系统厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成,有的楼宇自控系统厂家还专门开发了系统集成的管理软件。
(2)智能建筑是以信息集成为核心,连接所有与之相关的对象,并根据需要综合地相互作用,以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。
(3)新的集成技术是将信息集成建立在建筑物(群)内部网Intracom 的基础上通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。
(4)实时数据的集成和管理数据的集成。
智能建筑中包括多个子系统,涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。由于处理对象差异,各个子系统无论在硬件和软件结构上都有着很大的不同。系统集成的实质是一种横向集成,是把各个子系统通过物理集成、网络集成、应用集成而连接成一个完整的大系统。
对于智能建筑来说,实时数据的集成是最为重要的,也是首先实现的要充分利用先进的产品和技术,实现对建筑物消防、安全防范、电梯控制、灯光控制、停车等诸多子系统实时数据的集成,并完成各子系统之间的联动控制。
2.2.2 智能化对建筑物的影响
由于我国经济发展的不同,各地区的智能建筑建设速度及水平也有相应的变化。上海作为我国的现代化大城市,城市智能建筑的建设发展很快,出现了街区智能建筑群的建设现象。上海同济大学社区信息化与智能建筑研究中心曾对上海市淮海中路商业街区建筑群智能化系统深入的调查研究,对该地区智能化系统工程建设的现状作了分析。
表1
表2
(2)智能化系统投资与大楼经营效益
弱电投资、智能化水平与出租率之间的关系,见表3。
表3
令 x —— 单位建筑面积的弱电系统投资(元/m2)
y —— 大楼设备所达到的智能化水平(%)
z —— 大楼出租率(%)
由表3中的相关关系可见,单位建筑面积弱电系统投资越大,其智能化水平越高,则其出租率也越高。
弱电投资、智能化水平与大楼租金之间的关系,见表4。
表4
令 x——单位建筑面积的弱电系统投资(元/m2)
y——大楼设备所达到的智能化水平(%)
z—— 大楼租金($/ m2.月)
各大楼的租金虽然取决于以下诸多方面:大楼的设计、建造标准;大楼建造的年代;物业管理的水平;建筑物所处的地段;大楼的装修标准、风格;物业营销策略,而且大楼租金与实际成交价之间有差异,但是单位建筑面积弱电系统的投资、大楼智能化程度,对大楼租金有着一定程度的影响。[节选摘自《智能建筑与城市信息》2003年第2期《商业街区智能建筑群的工程建设》]。
2.3 楼宇自控系统的数字化
2.3.1 数字化楼宇自控系统的概念
最近几年,未来的楼宇被人们认为将会是充满了各种各样的智能设备。楼宇控制网络中的传感器、执行器、阀门等都是智能的。楼宇的基础设施能无缝隙的将数据网和控制网连接起来,形成整体的楼宇网络。
整体的楼宇网络将成为未来楼宇控制的典范。整体的楼宇网络概念已不再是一个对将来的期望,今天它正在发生中。提供智能设备、子系统和系统的厂家正在如指数般的成长。这种推动力主要来自于业主们,他们对楼宇物业集成度的要求越来越高,这也是合理的。因为在今天,楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、保安和消防中的智能产品都已问世了。
虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新,但真正的整体的楼宇网络系统仍然少见。生产厂商们一方面表示他们全面向开放性系统靠拢,但另一方面又限制互操作性产品的发展,因为他们必须面对一个标准网络通信协议和真正的开放性结构所带来的市场变化。大公司愿意维持现状大多是因为利益上的考虑。许多大厂商在他们的底层设备中采用了LonWorks技术,是因为发现使用LonWorks平台这一经济有效的技术可以实现他们的封闭系统中的设备互通信息。
2.3.2 楼宇自控系统的远程监控
基于因特网的楼宇设备远程监控结构可以基于各种操作系统平台。对于市场上的BA系统,如江森和霍尼韦尔等产品,其系统内置有专用的数据库,并提供有接口,可以转化为标准的数据库,通过前面提到的方法,用户可以从远程通过调用数据库来了解整个BA系统的情况。如果他想获得BA系统的实时状况和实时控制BA系统,可以直接通过浏览的方式监控BA系统。
现代的楼宇自动化系统应基于Intercom来实现信息交互、综合与共享,实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问,真正做到局域和远程信息的实时监控,数据资源的综合共享,以及全局事件快速的处理和一体化的科学管理。一旦将传统的BAS系统延伸到因特网上,建筑管理人员即便是在千里之外也可以完成他的职责。可以说因特网与智能建筑是分不开的,通过因特网,不仅可以完成监控职责,而且还有很多便利,比如楼宇设备厂家可以通过因特网持续了解自己设备的运转情况,当设备运行在非正常状态时,厂家可以立即采取措施避免事故发生,当然可以减少运行管理费用。可以说,基于因特网的BAS技术代表着楼宇自动化的发展方向。
2.4 楼宇自控系统被控设备日趋智能化
2001年,根据BSRIA的估计,中国的商用中央空调市场总价值约在9亿美元。而家用空调如果按产量来估算价值(考虑到价格战的因素),估计在60~70亿美元之间。两者相加不到80亿美元。而当年美国开利公司的全球销售额就接近90亿美元。 BA系统的价值与意义就在于降低初投资,节约运行费用和人工成本,更好地实现舒适性控制要求并协调各个系统,BA系统是集中空调系统不可或缺的组成部分。
3 智能建筑的节能与管理
智能建筑特别是BAS(楼宇自动化)与研究高层建筑节能有着极为密切的关系,检测建筑物各项能耗的各类传感器和仪表是BAS的组成部分之一,建立能量使用数据库是研究节能的基础,是BAS核心软件的组成部分,集散控制系统是完成BAS各子系统控制功能的主要手段,更是实施节能的媒介。良好的管理可减小高层建筑能耗10%,通过优化设备的运行可节能10%,而这二者都可由BAS的软件来实施。
智能建筑中BAS的核心是HVAC(供热、通风、空气调节)系统,此部分投资比重大,能源消耗大,占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。
智能建筑中实现节电节能,重在HVAC系统节电节能。国外BAS,系统节能率一般可达30%左右,也正是业主投资建筑智能化所期待的主要回报内容之一。然而目前国内在智能建筑中,真正能做到这一点并不多。其主要原因是市场管理和技术管理方面的问题。
技术管理方面的问题是HVAC自控设计与HVAC系统设计存在着脱节现象。在智能建筑中,HVAC及其自控系统的工程实施的步骤大体上是建筑设计院的暖通空调专业人员进行HVAC设计,并提出HVAC自控要求,由自控设备厂商进行控制部分的方案设计和施工设计,并安装调试,然后移交给物业管理部门进行运行管理。这几个环节包括了建筑设计院、设备安装、自控厂商和业主等单位。工程实施本应形成密切配合,一环扣一环的运转;然而,实践表明,目前其中各个重要环节常常脱节,遗留后患,给BA系统的正常运行和节能效果带来严重的问题。因此,应针对上述问题采取有力措施加以解决,使节能效果真正实现。
智能建筑中还有其它系统节电节能,如照明、电梯等应通过优化设计,采用先进的节电技术,以获得良好的节电节能效果。照明系统能耗占商业建筑能耗的26%,照明系统的节能设计可以较大比例地减少高层建筑的能耗。
4 2003年楼宇自控系统市场调查数据
主要针对国内外楼宇自控系统品牌进行了调查。
(1)楼宇自控系统的满意度。
性价比满意度,见表5/图1;
表5
图1
销售服务满意度,见表6/图2。
表6
图2
(2) 楼宇自控管理软件的满意度,见表7/图3。
表7
图3
(3) 常用的控制器/传感器品牌,见表8/图4。
表8
图4
(4) 常用的执行器品牌,见表9/图5。
表9
图5
(5)常用的变风量控制系统品牌,见表10/图6。
表10
图6
(6)常用控制系统品牌
常用的空调控制系统品牌,见表11/图7;
表11
图7
常用的新风机控制系统品牌,见表12/图8;
表12
图8
常用的变配电控制系统品牌,见表13/图9;
表13
图9
常用的给排水控制系统品牌,见表14/图10。
表14
图10
关键词:建筑智能化监控系统 探讨
中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
一、建筑智能化的含义
建筑智能化是一个综合的系统化工程,建筑、结构、水、采暖与通风、电气等专业构成有机整体。犹如人的身体,只有各个器官协调作业,才能表现为健康状态。建筑智能化的“智能”,也就是要建筑像人一样,能“知冷知热”,自动调节空气、水、阳光照射等,创造既节能、健康、舒适又安全的环境。只有这样才能提高人们的工作效率,减少“楼宇综合症”的发生。建筑智能化系统是建筑智能化中应用的电信息系统。对建筑智能化系统国内还有一个俗称,即所谓的“弱电”系统,它是以从建筑设计中有别于传统的电气设计和照明设计而引申出来的。传统的电气设计和照明设计称为“强电”设计,而把属于建筑物智能化系统设计的内容称为“弱电”设计。建筑智能化系统内容丰富、种类繁多,每个建筑智能化要把所有系统都包罗进去是不太可能的,因此设计时应根据建筑物的使用功能、建设总投资、管理要求等综合考虑。确定与建筑物功能相适应的建筑智能化系统中各子系统的设计标准,应侧重各子系统的有机结合,注重智能化系统集成,强调综合性、统一性和各子系统的关联性,利用计算机网络技术,使传统的智能化子系统互联、互通、互操作,达到资源共享、功能得以提升和降低成本的目的。
二、建筑智能化的设计思路
业主、设计单位、施工方对于建筑智能化设计方案的要求往往存在一定的差异,项目的参与者也会因为各种主客观因素的影响而形成自己的打算,这一情况无论是对智能化建筑的设计还是施工都会产生诸多的不利影响。例如,业主单位可能因自身专业水平不足而忽略掉设计方案中的优秀内容,或是因自身的某种特殊功能需要而否定一些合理化涉及;设计单位有时会因为过分追求设计的完美度而忽略造价、可行性方面的内容,对于设计指标提出过高的要求,不利于项目经济性的保障;施工单位为了使自身利益最大化,有时不会选择那些虽功能强劲但租金高昂的设备,进而对施工进度与质量造成影响。由此可见,想要确保建筑智能化施工的整体水平,就必须统一项目参与各方的思想,而要达到这一目标,则应遵循以下原则:设计方案的确定应根据业主单位的功能需求、承受能力、项目规模、客观的环境因素等内容进行,使最终结果尽可能满足三方面的差异性需求。智能化建筑的重要组成部分之一就是综合布线系统,因此需要将建筑整体设计与管线规划结合到一起进行考虑,使施工能够高效、顺利的进行。明确项目参与各方的责任,划分各自的责任范围,以便在出现问题时不会出现推诿扯皮的现象。设计方案还应兼顾灵活性内容,以便在投入使用后,能够根据使用者的需求进行方便的补充与变更。
三、建筑设备监控系统的检测
系统检测:是指智能化系统安装、调试完毕,经过规定的试运行时间后,竣工验收前所进行的对系统功能、性能及可能存在的缺陷进行的全面检验和测试,评价结果将作为竣工验收和智能化系统等级评估的依据。但是,智能建筑设计标准并不是仅仅涉及一个弱电专业,要由各专业相互配合,如建筑专业在做设计方案时,就应当考虑太阳光的利用与人工照明的关系以及热辐射的作用等等。不能只考虑建筑外形,连结构的合理性都不考虑,把有限的资金都放在外形上,就不可能做成智能建筑。因此智能建筑是多学科、多技术系统的综合体。《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006里所说的建筑设备管理系统也就是在《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003里被称为建筑设备监控系统和公共安全系统等综合管理的系统。
虽然,从现实来看,建筑设备监控系统已经被广泛的应用在办公楼、宾馆、体育场馆等各类的公共建筑当中,可是,在我国目前的国民经济发展中,住宅(小区)的建设占有相当大的比重。住宅(小区)智能化的发展有着广阔的市场前景。与在公共建筑里不同的是,应依据住宅(小区)自身的特点与建筑设备监控系统的功能、技术结合起来,发挥该系统的作用。除小区内的公共部分与其他公共建筑里的建筑设备监控系统一样,在住宅内部,家庭控制器是智能化系统的一个主要产品。它可以实现对住宅内表计(水表、电表、燃气表、直饮水表、热水、供热等计量仪表和设备)的数据采集和远传,还包括了对常用家用电器的控制等功能。
四、建筑设备监控系统的功能
按照《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003里6.1.2所阐述的:建筑设备监控系统用于对建筑物内各类机电设备进行监测、控制及自动化管理,达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。我们把它总结归纳一下,即:
1、实现自动监视与自动调节以适应室内环境的变化;各类机电设备的启、停和运行进行连锁操作,以确保机组的安全运行;各类机电设备的故障自动监测,以保证设备的安全和及时维修;实现优化控制以实现节能降耗;实现过程控制自动化以节约设备管理人员。
2、系统检测的条件应具备:(1)系统安装调试完毕后,已进行了规定时间的试运行;(2)已提供了相应的技术文件和工程实施及质量控制记录。对于建筑设备监控系统来说,在智能建筑工程质量验收规范(GB50339-2003)里有明确的规定。就是,系统的检测在系统试运行连续投运时间不少于1个月后进行,并且应依据工程合同技术文件、施工图设计文件、设计变更审核文件、设备及产品的技术文件进行。
3、建筑设备监控系统的检测应以系统功能和性能检测为主,同时对现场安装质量、设备性能及工程实施过程中的质量记录进行抽查或复核。
4、系统检测的流程
(1)一般由工程建设单位,也可由工程承包方或使用单位向检测机构申请办理系统检测委托手续。
(2)检测单位在熟悉委托方所提供的各项工程资料,对工程的情况有了基本的了解,并已明确知道委托方的需求后,应及时的制定检测方案。
(3)检测单位按照已制定的检测方案进行检测工作。现场应详细、准确的填写原始记录表。原始记录表应字迹清晰、没有笔误,以便现场检测人员签字或者盖章。
(4)在现场检测和相关的实验和检验完成后,应按照相关的委托手续中双方约定的时效内及时的出具检测报告。检测报告除有检测人员、复核人员和签发人员的签名外,还应有检测机构加盖检测报告专用章或检测机构公章。检测报告应有明确的合格或者不合格的检测结论。凡不合格项均应明确提出存在的问题,并提出相应的整改建议。现今,我国在智能建筑方面的国家标准、技术规范和行业法规还尚不规范、健全,譬如说现在改版后的《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)已经改为按照各类建筑物的功能予以分类了,但是《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003至今还尚未改版,依旧按照各系统进行分类。这就造成现在的智能建筑设计与施工市场不够规范和系统化。另一方面,必须从行政上和技术上对智能建筑的市场和质量进行有效的监督和管理。要做到这一点,首先应加强对系统集成商的资格审查,重点审查其规模和人才构成,考核其从业技术水平。对于建筑设计、施工单位,则应将智能建筑设计与施工纳入质量监督体系,对设计阶段、施工阶段、系统运行管理阶段均应实施监督。工程完成后还应按有关的质量评定标准和验收规范进行检测和验收。
参考文献
关键词:宽带接入宽带网ADSLHFC
众所周知,Internet正以不可阻挡的趋势渗透到我们的日常工作、生活和学习中。而用户对带宽的要求也越来越高,于是,一批宽带网接入技术应运而生。本文就标准化程度和商用化程度较高、技术成熟的ADSL接入方案作简单的介绍。
一、ADSL的定义
就从属关系而言,ADSL是xDSL家族的一种。DSL英文全称是DigitalSubscriberLine,意即数字用户线路,是以铜芯对绞线作传输介质的传输技术。ADSL(AsymmertricalDigitalSubscriberLine)的含义是非对称数字用户线路。高速率的视频、音频、和数据信号借助普通电话线传送,使得普通固定电话用户以较小的投资,实现家庭办公、多媒体通信、视频点播、快速访问Internet等诸多业务。
1.1ADSL为何能在普通电话线上实现高速率的传输速度
理论上,电话线约有2MHz的带宽,而平常的语音通信仅占用了0~4KHz的频段,电话线的带宽未得到充分利用。ADSL采用了频分复用技术,在电话线4KHz以上的频段传送数据,研究表明,ADSL工作频带为25K~1104KHz。正是因为ADSL信号的工作频带和语音业务(电话)的工作频带互不重叠,并且ADSL数据流并不通过程控交换机,所以通过一条电话线,用户可做到一边打电话一边高速上网。
1.2何谓非对称
我们说ADSL的不对称,是指其上行速率(最高640Kbps)和下行速率(最高8Mbps)的非对称性。
1.3ADSL的系统结构
ADSL系统主要由安装在网络侧的ADSL局端设备(ADSL接入复用器)
DSLAM和安装在用户侧的用户端设备ATR-U(ADSL-Modem)组成。
除此之外,线路两侧还要安装POTS信号分离器(ADSL滤波器)。在网络侧,POTS分离器将电话信号和ADSL信号分离,分别送入程控交换机和ATM交换机(或者核心路由器)。在用户侧,POTS分离器负责将下行方向的混合信号分离出模拟信号和数字信号,分别送给用户电话机和ADSL-Modem,并且在上行方向上还负责将来自电话机的模拟信号和来自ADSL-Modem的数字信号复用在同一对双绞线上。
二、ADSL的技术标准
ADSL的技术标准有两种:一种是全速率(Full-rate)的ADSL标准——G.dmt,支持640Kbps/8Mbps的高速上行/下行速率;另一种是简化的ADSL技术标准——G.lite,最高上行速率降为512Kbps,最高下行速率降为1.5Mbps,另外在用户侧还取消了POTS信号分离器。
我们说ADSL的标准化程度较高,有两层含义:其一是ADSL技术标准仅有两种(HFC宽带网有四种技术标准);其二是两种技术标准并非截然不同,G.lite仅是G.dmt的简化版本。实际上,这样给工程技术人员留下了极大的回旋余地,根据工程实际情况可采用不同的方案:
第一,就高档社区和小型办公室而言,对智能化程度要求较高,我们不妨采用高配置方案,使用全速率的ADSL宽带网接入技术。
第二,对于普通家庭用户,适合推广简化的ADSL技术方案——G.lite。虽然速率有所降低,但用户端省去了POTS信号分离器,降低了设备的购置费用和安装成本,性价比占有一定优势。
第三,一般而言,电信局为了最大范围的扩展市场,抓住庞大的普通消费群体,要对ADSL宽带网限速(一般提供512Kbps的接入速率),以降低用户费用。在这种背景之下,G.lite有着更好的市场前景。
三、ADSL的特点
3.1.ADSL的优点
相对于某些地方试点的混合光纤同轴网(HFC)而言,ADSL有着如下的优势:
①技术标准比较统一。前面已经提到,ADSL有两种技术标准——G.dmt和G.l-ite,并且后者仅仅是对前者的简化,而目前电缆调制解调器(CableModem)存在四种不同标准:北美的MCNS以及IEEE802.14工作组,欧洲的DVB/DAVIC以及ITU-T。标准的不统一,一定程度上限制了HFC的发展。
②ADSL不需对现有线路改造。而目前我国小区的共用天线系统(CATV)属于单向有线电视网络,采用HFC宽带接入技术时,必须对现有线路进行改造,更换原有的同轴电缆,把线路原有的单向放大器换为双向放大器,这样线路上的投资较大。
③ADSL用户独占带宽。从网络拓扑结构的角度讲,由于ADSL为每位用户提供单独的一条线路,相当于星型的拓扑结构,其带宽为每个用户所独享。而具有带宽优势的HFC接入方案,采用的是分层树型结构,本质上是一个粗糙的总线型拓扑结构,那意味着用户将和邻近用户共享带宽,当同一时间同一线路上上网人数增多时,网络速度将明显变慢,其带宽优势将大打折扣。并且总线型网络的安全性差是其固有的缺陷。
和普通拨号Modem和ISDN相比,ADSL的速率要高很多,后两者速率分别为56Kbps/128Kbps。除此之外,ADSL的数据信号并不通过电话交换机,不需拨号,专线上网,不需支付电话费。
3.2.ADSL的缺陷
当然,ADSL也有它的缺点:
ADSL对线路要求较高。前面已经提到,ADSL是基于铜芯对绞线的传输技术,双绞线能有效的抵抗外界电磁场干扰。但在实践中笔者发现,为了降低工程造价,电气设计人员(或者甲方要求)较多的使用了平行电话线(如HPV-2X0.5),如果还有强弱电的箱体设置和线路敷设不合理、管材选用不当和接地问题等因素引发的电磁干扰,将对ADSL传输非常不利。
ADSL-Modem目前价格还比较昂贵。除此外,电信局还得收取一定的连接费(或者初装费)。
ADSL亟需建立合理的收费制度。
ADSL的应用和展望
在国外尤其是在北美及亚太地区ADSL已经得到了广泛的应用。目前在国内,ADSL也得到了一定程度的推广和应用,据不完全统计,在浙江、河北、新疆等地电信局已经推出这项业务,并且得到成功推广。从用户的反映和实测数据看,应用情况是比较成功的。当然,有的采用了G.dmt标准,有的采用了G.lite标准,并且各地的收费标准有一定差异。综合各地情况看,合理的收费将成为决定ADSL市场占有率的关键因素。就新疆的乌鲁木齐来说,收费较高,2001年电信局推出的包月制费用是2500元/月,提供1.5Mbps的接入速率;不包月则按时计费,费用为6元/小时,提供512Kbps的接入速率。当然了,有的地方实行包月制虽然只有数百元,但是要限时的,超时另有计费标准。
现在,我国已经加入WTO,随着我国电信市场的逐步放开,国外电信运营商必然看好中国这个庞大的市场,竞争结果必然是费用的降低,相信ADSL宽带网接入技术在我国必然有广阔的市场前景。
参考文献
中国建筑标准设计研究所出版.住宅智能化电气设计施工图集99X601.1999.10
本专题按两个部分实施,即家庭智能控制器和家用电脑管理软件的研究:
1、家庭智能控制器
(1)功能
本专题所开发的家庭智能控制器即智能节点具有4路模拟输入,12路数字输入,12路数字输出,其所实现的功能如下:
通过对室内温度监测,得到实际温度与设定温度比较:当实际温度低于设定温度一定值时,在夏季关空调,在冬季开暖气;当实际温度高于设定温度一定值时,在夏季开空调,在冬季关暖气。温度控制达到智能小康住宅规定标准:18~28℃。
通过对室内湿度监测,得到实际湿度与设定湿度比较:当实际温度高于设定温度一定值时,关加湿器;当实际湿度低于设定湿度一定值时,开加湿器。湿度控制达到智能小康住宅规定标准:30~70%。
对三表实行脉冲计数,并发送到上位机。
当门磁或红外报警时,在设防状态下,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。
玻璃破碎报警时,声光报警启动;在设防状态下,自动拨号器启动:有报警信号传到上位机。
紧急按钮报警时,自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。
排风扇按钮控制排风扇,排风扇运行一段时间自动关闭。
烟感探头报警时,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位,此外,通过判断烟感探头输入信号可识别探头是否有故障。
煤气泄漏报警时,排风扇启动,煤气闭阀器关闭,声光报警和自动拨号器启动,并有报警信号传到上位机。
探头复位输入控制火灾探头掉电复位及开启煤气闭阀器。
通过上位机运作,可以控制厨房设备按一定时序启动。
温度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。
湿度的设置可以通过上位机或者设定按钮实现。
与本专题预期目标相比,我们在设备监控的基础上,增加了安防功能,三表远传功能;我们经过认真研究,考虑研发产品的应用和推广,我们单片机来完成这些功能,而是采用了先进的现场总线棗LON总线。
(2)应用的LONWORKS技术特点
本专题采用了LONWORKS技术进行开发,该技术有如下特点:
开放性:网络协议开放,对用户平等;
通信媒介的多样性:可采用任何媒介进行通信,如双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外等,并且同一网络可以有多种通信媒介;
互操作性:其通信协议Lontalk是符合ISO定义的OSI模型,任何制造商的产品都可以实现互操作性;
网络拓扑:有星型、总线型、环型以及自由型;
网络结构:主从式、对等式或客户/服务式结构;
通信的每帧有效字数可从0至228个字节;
通信速率可达1.25MB/S,此时有效距离为130M;78KB/S的双绞线,直线通信距离可达2700M;
其技术核心器件棗Neuron芯片内部装有三个8位微处理器、34种I/O对象和定时器以及LONTALK通信协议等。该芯片具有通信和控制功能。
近年来,该技术在国内外的智能建筑领域都得到了应用和发展,其开发工具平台强大,开发者在短期内就可以完成开发工作;在韩国、日本、澳大利亚、加拿大等国都已经利用该技术完成多项工程;并且,总体来看,该技术适用于中国,而且还在无线扩频等方面有继续加强的潜力,能在家庭智能系统上有更大的突破。
(3)解决的技术关键
功能集成:在目前智能住宅产品中,实现单一功能(如抄表、安防)的产品很多,本装置将三表收费、三防、厨房设备监控、室内环境监测、卫生间排风扇控制等功能集成在一起,真正实现了功能集成。
采用了Lonworks技术:Lonworks技术作为先进的总线技术,在本专题得以采用,将会更有利于家庭智能控制装置的推广。
模拟量的引入:从长远来看,将模拟量引入智能住宅将是必然,而目前国内几乎没有智能住宅产品将其引入,本装置将模拟量引入,也体现装置的前瞻性。
软件编程语言采用NeuronC语言,利用该语言事件驱动任务的特点,增强了装置的实时性。
本装置可灵活组态:如果用户不需要该模块中的模拟输入,我们就会在设计硬件电路时预留出端口,而不焊接模数转换模块,这样可为用户省下投资,也为其将来扩展做好准备;12路数字输入点被开关量或脉冲信号来触发,其可以配置成电表水表煤气表输入,可以配置成安防信号输入,也可以是二者结合;12路输出只是一个开关信号,也可根据实际情况进行灵活配置。
与目前系统集成商所提出智能小区方案相比,本专题将家用电脑引入家庭智能控制系统来管理家庭设施。
住宅节能:我们认为,智能住宅在提供给人们安全、舒适的环境的同时,也应将节能的概念引入智能住宅中。在本专题中,我们对卫生间排风采取实时控制,使其在满足室内排风要求的同时做到节省电能;我们通过对室内温度的设定,在不同季节内对空调或供暖设备进行控制,使其在一定的条件下工作,当达到预期要求时,立刻停止工作,进而达到节能的目的。
模数转换通信匹配问题:在本专题中,我们利用Max186芯片对采样的温湿度信号进行模数转换。Max186芯片具有12位精度,其与LONWORKS技术的neurowire方式进行通信需要匹配,本专题解决了这个问题。
本专题所开发出来的家庭智能控制器比较成熟,可作为产品投入市场,并且,该家庭智能控制器已经在北京翌景嘉园使用。与目前国内同类产品相比,其性能价格比是最优的(具体情况见效益分析)。
2、家用电脑管理软件
家用电脑管理软件是在Delphi5.2平台上开发而成,其功能、设计特点如下:
(1)功能
提供家庭生活服务信息。主要有:医疗保健知识、家庭菜肴、点心制作方法及饮食科学知识、女性美容装饰常识、花鸟鱼种值饲养方法、旅游知识、保险知识及家庭生活中的一些常用信息等。
提供家庭事物管理手段。这部分主要内容有:家庭财务、亲友通讯录、个人档案管理。
该软件通过网卡直接对家庭设施进行管理:三表计费、设备状态显示、厨房设备时序控制、温湿度设定。
(2)软件特点:
是软、硬件技术成功结合的典范:考虑到“小康住宅”的特点,将计算机硬件、软件技术相结合,通过LON控制模块成功地实现了对住宅内的环境监测及设备监控。
实用性强:在本软件中,我们以科学实用为原则,从医学、美食、旅游、保险、美容装饰、花鸟鱼种植饲养、财务管理、通信录管理等方面为用户提供了及其丰富的生活服务信息,以便为用户的工作、学习提供更多的方便。
易学易用:在软件开发过程中,我们在不影响功能及生动性的前提下,尽量使界面简洁、直观,并具有逻辑性,从而使得用户容易掌握软件的思路及操作方法。
二、攻关的任务、考核目标及主要技术指标:
经过论证,我们在专题合同中将各种指标定位在:
本专题的攻关任务:研究智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统,该系统包括两项任务,其一是开发家用管理软件,其二是开发家庭智能控制装置,实现对居室温度、湿度进行自动调节;对厨房用具进行时序控制;对卫生间的排风进行控制。而家用电脑管理软件要对家庭设施进行管理并提供若干家政服务程序。
本专题的考核目标:提供具有居室空调、厨房监控、卫生间自动排风功能的微机控管装置一套;提供家用电脑管理软件一套;住宅温、湿度等参数应满足智能住宅规定标准;在示范工程中应用该项成果。
本专题的技术经济指标:温度、湿度等主要被控参数应满足智能小康住宅标准(温度18℃~28℃,湿度30%~70%);系统运行可靠。
在进行该项专题的进一步研究的过程中,结合当前先进技术的发展以及我国智能住宅发展状况,在原有的合同的基础上,我们对家庭智能控制器又增加了三表远传、安防等功能。
三、成果应用前景及效益分析
建筑业是国家的支柱产业,住宅建设占总房产建设投资的80%左右,国家十分关注住宅建设,继“解困”、“安居”工程后,又努力实施“小康”工程。为了加大“小康”工程力度,国家把“2000年小康城乡科技产业工程”列为国家重大科技产业项目。可见,投身于住宅小区智能化以及相关产品的研发,既有利于推动建筑业的发展,又能带来可观的经济效益和社会效益。
1、国内智能小区市场预测
随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术等高新技术的延伸,智能建筑应运而生。智能小区是智能大厦的基本含义中扩展出来的。以1999年为例,国家在99年对住宅的投资1700~1800亿元人民币,根据建设部对小区初、中、高三个等级的划分,小区智能化为住宅小区总投资的1%~3%。以此比例计算,则仅99年度对小区智能化的需求就达17~54亿元人民币,而随着住房体制改革的不断深入及人们对住宅环境要求的不断提高,该数值还会将大幅度提高。由此可见,小区智能化市场前景广阔。
2、本专题的实用性及前瞻性
“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”作为2000年小康城乡科技产业工程“的一个专题,该项研究应用LONWORKS技术开发并在住宅示范小区工程中试运行。该家庭智能控制器具有很强的灵活必一,根据用户需要,可以进行灵活配置,例如:如果用户不需要该模块中的模拟输入,我们就会在设计硬件电路时预留同端口,而不焊接模数转换模块,这样可为用户省下投资,也为其将来扩展做好准备;12路数字输入点被开关量或脉冲信号来触发,其可以配置成电表水表煤气气输入,可以配置成安防信号输入,也可以是二者结合;12路输出只是一个开关信号,也可根据实际情况进行灵活配置。总之,该家庭智能控制器即适合现在智能住宅的要求,也会在一定程度上满足将来发展的需要。
我们开发的家庭智能控制器再加上各种传感器构成的控制系统,其价格为4000元左右,即每个住户用于智能化投资在4000元左右,与当前国家制定普及型智能住宅价格(5000元)相比,相对价位下降20%;而从长远来看,随着人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各类相关器件价格的下调,大多数用户对智能化的投资是可以接受的,并且其所带来的各种效益是无法估量的。
4、本专题的社会效益
本专题是以小康住宅智能化宗旨,旨在为人们提供舒适、安全、健康的环境。这一方面提高了人们生活水平,另一方面也为人们的高效率快节奏提供了条件。
智能住宅设施的自动控制和管理,既需要相关行业的支持,也促进相关行业的发展。智能住宅建设的兴起,将使许多相关企业投入建筑市场,又为许多人提供了就业机会。
此外,对于生产智能控制器的厂商来说,他们在推广应用这项成果中,将会获得可观的经济效益。
四、专题调协的科学性和合理性的后评估
本专题设置的科学性和合理性可从以下几方面反映出来:
1、专题在智能小区的地位
智能小区在智能化大楼的基础上扩展和延伸出来,人们通过对小区建筑群的四个基本要素(结构、系统、服务、管理)进行优化考虑,提供一个投资合理,又拥有高效率、舒适、温馨、便利以及安全的人居环境。从以上的定义可以看出,人们通常提出的智能大厦的3A(建筑设备自动化、办公自动化、通信自动化)或5A(在“3A”的基础上加上安防自动化和防火自动化)也适合智能小区,所以智能小区的“智能”很大一部分都体现在其自动化的程度。此次国家制定的该课题与以往课相比,其对智能建筑的功能定位更加合理(功能多而必要),并且具有一定的前瞻性(厨房设备的自动化以及模拟量的引入随着人民生活的提高也将会被人们接受)。总之,本专题对智能小区“智能”的研究,在智能小区的整体研究中起着相当重要的作用。
2、未来市场走向
笔者认为,建筑业是国家的支柱产业,住宅建设将占房产建设投资的80%左右,其中对智能小区投资占总房产建设投资的8~24%,在这种背景下,国家将会进一步加大对智能化建筑的投资。由于智能小区的概念是近几年才形成的,单个功能或系统如抄表、报警功能在一些住宅小区中已经有些应用,但是还没有哪个厂家能够推出从总体上设计和规划成熟的智能小区网络化综合管理系统,目前的市场还处于群龙无首阶段。此时,国内市场急需一种性能价格比较高的智能化产品,这时研究智能型住宅家庭设施控制和管理系统将有更重要的意义。
3、用户需求
随着生活水平的提高,一方面,人们对住宅的追求不仅仅局限于外表的装饰,人们对住宅的智能已经有了初步的认识;另一方面,在一些发达的城市中已经出现智能小区并为人们所接受。此时研究本专题开发出适合人们要求的智能化产品也具有很重要的意义。
4、科技含量
可以说智能小区是随着计算机技术、通信技术、自动控制等的发展而提出和发展起来的。智能小区的“智能”也可理解成为其科技含量,其科技含量的高低反映了智能小区智能化的水平。本专题所采用的LONWORKS技术是最近几年内流行的先进的现场总线技术,运用该项技术研究本专题并开发出基于该技术的产品,将更有利于该产品的推广,并且随着LONWORK技术本身的改进和提高,智能化产品也利于更新换代。
总之,“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”专题的完成,一方面,为家庭设施智能化的可行性提供了依据;另一方面,也为制定家庭设施智能化规范提供了参考。并且,本专题开发出来的成果正在转换成产品,这进一步证明了专题设置的科学性和合理性。
五、经费决算和经费使用评价
国家科委为“智能型住宅家庭设施自动控制与管理系统应用研究”专题攻关拨款10万元,于1999年9月拨款到哈尔滨建筑大学,课题组将其分成两个子项实施,即智能家庭控制装置和家用电脑管理软件,经过一年多的研发,现已完成。其经费使用情况如下:
2、经费使用评价
本专题的研究采用LONWORK技术,并要求在示范小区试运,这样做可保证技术的先进性和成果的推广。但应用该技术必须在其开发平台上完成,我们没有(国内仅少数单位具有)开发工具,该开发系统由美国ECHLON公司专卖,价值二十万元。其次选择示范小区,也要花费相当数量的费用。面对这两项主要开销,国家科委下拨的十万元是明显不足的。为了解决经费的不足,我们采取如下措施:
(1)将该专题分成两个子项,即智能住宅家庭控制装置和家用电脑管理软件。其中智能住宅家庭控制装置由于采用LONWORKS技术,我们决定采用合作开发的办法,而家用电脑管理软件采用自主开发,经费分项使用。
(2)选择北京德达数据系统有限责任公司作为合作伙伴,主要原因是该公司作为国内智能建筑领域起步最早的企业之一,其在智能建筑科研、设计、安装颇具实力,并且还备有开发技术产品的成套设备。与该公司合作,他们可提供开发设备和安装调试条件,我们出技术、人力,这样做就不需购买专题开发用的设备,也就节省了这笔大的开销。
(3)确定北京翌景嘉园示范小区作为试运点,该智能住宅小区是北京德达数据系统有限责任公司承接工程,其中有该公司科研、开发、实验样板间,利用该样板间提供的条件(其中包括智能住宅的多种传感器),可以节省现场安装调试所需的硬件费用。
(4)本着节省的原则办事情,由于合作单位、示范小区均在北京,而我们在哈尔滨,两地的差旅费将要占科研经费的三分之一,我们利用北京德达数据系统有限责任公司提供给校方人员的食宿条件以及按每次出差要集中高效办事的原则,使差旅费的花销仅用原计划的一半。
由于利用以上一些措施,使得该项目实际用费基本与国家科委拨款持平。
六、存在的问题
目前,国内没有一个完整的智能小区规范,这为定位智能住宅的功能带来一定难度,本专题对家庭智能控制装置的功能是结合我国智能小区现状及各种技术资料定位的,并且对每个家庭所配置节点数还有待进一步研究。
在本专题中,由于目前厨房设备的种类和数量的不可预测性,我们仅定义了两个厨房设备,并对其进行一定的时序控制,对厨房设备数量及实时监控还需深入探讨;家庭智能控制装置对设备控制只局限于开关控制,对设备的进一步控制有待于进一步研究。