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Abstract:The intelligent building in this sunrise industry in the 21st century will certainly be able to step into a brilliant and important contribution not only to conserve resources and enhance the management level, as well as to our overall national economic construction, in order to the entire human living environment to call the shots.
Key words: intelligent building; the future; environmental
中图分类号:TU201 文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
建筑智能化,集成是关键。伴随建筑和房地产市场的持续火爆以及金融危机后国家对扩大内需的硬性需要,对软件、硬件配套共同迅速发展的要求日益提高,在这样的环境下,智能建筑的建设施工企业也要用具有前瞻性的眼光来看待市场与机遇,给设备供应商带来商机的同时,也带来了无形的压力,加之IT巨头们纷纷涌入,给未来的建筑智能化市场带来前所未有的机遇与挑战。
一、背景:
智能建筑的概念,在上世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 (Hartford)市建成。而智能化建筑,在我国90年代才起步,但十几年来随着社会发展,人们对生活水准的要求日益提高,也带来了智能化建筑的迅猛发展。
二、定义:
修订版的国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006) 对智能建筑定义为“以建筑物为平台,兼备信信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。
三、性质:
智能建筑是信息时代的必然产物,建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术(即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术)。将4C技术综合应用于建筑物之中,在建筑物内建立一个计算机综合网络,使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。
智能建筑应当是:“通过对建筑物的4个基本要素,即结构、系统、服务和管理,以及它们之间的内在联系,以最优化的设计, 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人,财产的管理者和拥有者等意识到,他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”
建筑智能化结构是由三大系统组成:楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)
四、现状:
目前,国内楼宇建设中流行一股“智能化”热潮,冠以“3A智能建筑”“5A智能大厦” 的广告屡见不鲜,而建筑物智能化水平也在逐步提高,智能化建筑的发展可以分成三个阶段:六、七年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控,其它方面的设备根本没有自控。四、五年以前的智能建筑基本具有楼宇、消防、保安等自控功能,计算机为主控机,多采用集中控制方式和DOS操作系统,监视和控制多为简单模式,软件水平较低。近一、二年落成的智能建筑很多都具有较完善的建筑设备自动化(BA)、通讯自动化(CA)和办公自动化(OA)系统简称3A系统。这些系统多以计算机网络为基础,采用集散式甚至分布式控制,监视和控制可以采用精确方式,且有较先进的Windows、OS/2操作系统及中文图形方式界面,软件编程方便,面向对象。可见近年来建筑的智能化水平有长足的发展。
而与此同时,透过国内多数智能建筑我们也能看到建筑智能化存在的一些问题:除了消防、保安等系统的设备有部分国产名牌外,楼宇自控设备则几乎完全被外国产品垄断。调查中用户普遍反映国外产品质量较好,售后服务较完善。楼宇自控产品主要采用美国霍尼维尔、江森、西门子等。
在这样的情况下,2010年,智能建筑业内巨头们可谓相当忙碌。EnerNOC购买了Cogent Energy和eQuilibrium Solutions,同时开始为英国能源供应网络提供需求响应服务;西门子并购了SureGrid;施奈德重拾Vizelia和D5X;而霍尼韦尔购买了Akuacom,同时开始建立其自己的开放性ADR系统(open automated demand response system)。
不仅如此,IT巨头们也想在智能建筑领域分得一杯羹。2010年4月,IBM和江森自控宣布合作,将智能软件介入了智能建筑的综合解决方案中。两家公司联合宣布,这个项目将由公司、目标政府、科研机构、商业地产巨头和工业企业共同完成。
在两家巨头合作初始,IBM就宣布:“IBM的新建筑解决方案以Tivoli软件和资产管理软件(Maximo asset management software)为基础,可在机械系统未按预期规格要求运行时立即向现场操作人员发出警报。”IBM称这一举措将有效提高建筑物的可靠性,缩短响应时间。
同时,江森自控也在新闻通稿中表示,会将其EnNet软件,整合到IBM的软件产品中,以此来共同构架建筑系统、业务系统和智能电网技术。
除了巨头们,打算在这一行业雄起的还有无数的中小企业。GreentechMedia预测:“在欧美市场,一些中小型企业将成倍增长。
以上这些情况,也从侧面反映出智能建筑领域的未来,集成才是关键!
五、趋势
智能化建筑在我国兴起不过十多年时间,它的发展势头方兴未艾。作为一种新事物、新技术,它一直处于不断的飞跃与变化之中。按照老眼光,人们很少把建筑这样的典型传统行业与信息化联系在一起,但事实上,随着建筑行业的飞速发展,智能化的建筑环境已经成为一个必须的要素。国内已建成超过千座的智能化建筑,用于建筑智能化的投资比重从最初占建筑总投资的5%增长到现在的10%,甚至个别典型项目达到15%左右的份量。智能建筑也由发展初期的独立系统逐步向综合平台控制迈进,国内目前已出现了北京中关村数字园区、武汉经济技术开发区数字化工程等一批与世界先进科技水平同步的智能建筑群,还有的地方建成了集办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群为一体的数字化街区,使单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。回顾智能建筑的发展历程,可以发现,它是一个由独立体系向综合体系过渡的过程,是由高成本向低成本转化的过程,是由复杂化向简约化迈进的过程。1、独立系统造成信息孤岛现象智能建筑系统涵盖的内容相当广泛。当前智能建筑涉及到的不同子系统已达二十多个,包括楼宇自控、安防系统、消防报警系统、门禁系统、公共广播等等,而这些系统在智能化初期基本都是单独建设,采取相对独立的技术路线、系统设备和控制软件。这样使软硬件之间、系统与系统之间、以及系统运行与实际管理之间相互分割,造成资源浪费,形成了一个个信息孤岛,难以适应客户综合监控与集中管理的要求。由于各个系统的进货渠道不同,设备型号不统一,所以维护成本较高,更换配件困难,不少系统使用过新鲜期后,就被束之高阁,成为对外宣传时的一种摆设,丧失了其本来的作用。更有一些开发商为了制造卖点,不考虑项目的特点及用户的实际需求,盲目追求脱离实际的智能化设施,反而造成适得其反的结果。例如,设置外窗红外保护装置,在使用中需要布防及撤防操作,对于别墅等不是经常有人居住的项目非常适合,而对于一般公寓、老年公寓等项目就不一定适合,操作不慎将引起误报,反而增添了许多麻烦。2、集成管理是智能化成熟期的表现智能建筑系统发展成熟的重要标志是标准化和模块化,这是实现不同生产厂家产品互相兼容、具有互换性和互操作性的重要保证。产品的标准化和模块化使用户有了更多的选择余地。也为建立各个智能系统的综合管理平台提供了可行的基础。于是,具有统一软件平台,以信息管理为基础,以整合应用为目的的智能建筑集成管理系统(IBMS)应运而生。智能集成管理系统就是把不同功能、不同技术、不同厂商、不同要求、不同操作平台,不同接口的不同设施和系统,用统一的系统平台连接起来,协同动作,实现一体化智能管理。国内著名智能厂商正是基于智能建筑整合应用市场的发展态势,推出了IBS智能建筑信息管理平台产品,它是建筑智能化行业趋势与先进的IT信息化技术相融合的产物。以IBS智能建筑集成管理平台为例,它具备以下几个突出特点:(1)采用领先技术,搭建开放架构。作为贯通的智能建筑集成管理平台,要求在技术上必须采用符合开放、标准化的主流技术,才能确保系统的先进性。(2)功能全面,安全可靠。全面的功能模块,确保满足管理者和用户的各种个性化需求:用户界面可定制,保证了系统界面友好、直观;一站式登录避免了繁琐的资格审查;系统具有丰富的决策支持功能,用户可以根据系统提供的预案灵活地定制系统联动;具备丰富的选装门户程序模块。(3)低投入、高收益,降低运营成本。智能建筑集成管理平台是一个可供智能建筑集成商二次开发的行业应用平台。它融合了国内厂商多年的智能建筑行业经验,因此适用性和贴近性更好。它使得其他各种智能建筑方面的集成商可以在一个统一的平台下开发应用,从而形成一个良性发展的智能建筑产业链。由于以上几点,管理水平的提高是必然的。智能建筑的高层管理人员能够更快、更准确、更具体地了解整个建筑的运行情况和故障信息,监督故障处理,避免传统的逐级上报可能造成的延误。平台应提供灵活的模式,整合在一起的各个独立子系统,消除信息孤岛现象。另外,立体绿化智能建筑是未来智能的发展趋势。席卷全球的生态环境问题为居住建筑绿色概念的兴起提供了背景,同时绿色居住建筑也是人类实现可持续发展的基础环节。在当今的住宅设计中,生态居住区的提法已逐渐成为房地产业的一大卖点,它似乎能满足人们追求更高生活品质的需求,特别是各种具有异国风情的居住区更是被炒得火热,不可否认,这样的主题口号有一定的商业价值,也不否认这也是消费者精神方面的某种向往。不难看出,无论住区冠以什么样的主题,它都要以人为本,以人亲近大自然为出发点。任何的主题都是以绿化为基础,只有绿色才是永远的主题。在未来居住区,电脑智能化系统控制着建筑技术功能,包括内部气温的调节、供暖、防晒、照明,装在墙上和屋顶的太阳能提供植物和人们的部分能源,最大限度地减少能耗,最大限度地发挥住宅的生态效应。可见,利用智能系统来构筑未来的立体绿化生态住宅,倡导一种绿色建筑文化,住宅建筑才能真正成为具有一定自控能力的绿色建筑。
关键词:智能化建筑;节能技术;技术应用
中图分类号:TU201.5文献标识码:A
目前,我国正处于经济快速发展的关键时期,随着城市化进程的不断加快,预计未来城市人口将以一千四百万的速度递增。这将为城市的建筑行业带来巨大的压力。并且,随着人们节能环保意识的增强,更加注重建筑工程中节能环保技术的应用。在这一发展趋势的促动下,国内的建筑行业在节能技术应用方面也取得了重大成果。本文对节能技术进行介绍,并探索当前节能技术的应用现状。
一、现代化智能建筑
现代化智能建筑就是指综合利用现代化的通信、自动控制以及计算机等现代化的技术手段,将建筑物建设成为现代化的智能建筑。其主要的建筑功能包括:建筑自动化、通信自动化以及办公自动化。
二、现代智能化建筑节能技术及其应用
(一) 智能照明控制系统
智能照明控制系统的主要功能包括:灯光控制、安全防范以及HVAC设备控制等。可以对室内灯光进行开关控制、亮度控制、延时控制、远程控制、定时控制以及红外线遥感控制等。操作简便,维护方便。
(二) 空调系统、卫生设备等的控制技术
包括实现最佳启动控制,最小负荷控制; 外气吸入控制,期间设定切换控制; 节电运转控制,节水运转控制等。智能建筑的智能核心一般而言指的是对空调系统的节能控制,通过合理有效的算法所进行的节能控制,可以在有效节能的同时,实现空间环境温度的自动控制,保证室内环境舒适性。
(三) 热源设备进行智能控制
包括送水温度控制,热源台数控制; 冷冻机最佳运转控制,蓄热运转控制。目前,包括 GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范在内,我国大部分建筑的暖通空调系统在设计中所采取的负荷计算方法均为静态方法,同时,在计算中还会考虑较大的安全系数,这就导致在实际的设备选型( 包括风机、冷冻水泵、制冷机组) 等的选型方面偏大。而实际上暖通空调系统是一个典型的动态系统,在其运行过程中,即使是一天当中的负荷也不是均匀分布,是随时间的变化而变化的,而静态的设计方法所造成的不恰当冗余将会造成极大的能源浪费。智能建筑技术所采用的楼宇自控系统则可以通过节能控制模式和算法,对设备运行过程进行动态调节,从而有效减少静态设计方法所导致的能源浪费。
三、智能建筑改革建议
尽管当前智能建筑的节能技术发展的非常迅速,但是,在实际的建筑工程当中,却存在很多的现实问题。并且,同智能建筑相配套的市场管理以及技术管理却未能实现完全的同步,这也就导致了智能建筑节能产品的质量以及种类无法满足智能建筑的设计需求。对这些问题,下面提出相应的应多措施。
(一) 强化智能建筑节能设计前期规划
系统的前期规划是智能建筑节能技术良好发挥效用的前提和必要条件。在智能化建筑的前期规划设计阶段就需要以效果为导向,根据建筑节能需求来进行节能技术规划工作,建筑节能运行管理模式需在初期的系统设计中体现出来,这也是智能建筑节能设计的关键。以建筑设备监控体系为基础,管理和节能两个功能并行,以此来保障系统的监控范围、监控内容、监控要求实现其应用效能,使系统完成后真正实现管理和节能两者兼备的功能。
(二) 加强智能建筑运营管理规范性
对智能建筑的最终节能性能而言,其运行阶段的管理水平起着至关重要的作用。在建筑实际运行过程中,由于专业技术人员缺乏、技术水平落后、管理效率低下等原因导致的智能建筑能耗过高、设备损耗过大、系统管理水平低等问题层出不穷。这些问题的解决有赖于建筑运行管理单位加强对现有工程技术人员的大力培训和后续人才的培养。首先,对现有工程技术人员的培训需要设备制造单位相关专业技术人员的合作和指导,将理论知识灌输到现场操作人员的实际工作中,培养出技术能力可以胜任的工程技术人员,同时,还需要建立起具有一定专业水平的管理团队,从上到下对智能建筑的运行管理水平进行整体提升; 其次,需要从长期发展的角度考量,通过与专业院校等单位对接,实现专业技术人员和管理人才的梯
队培养,提高智能建筑的综合节能水平
(三) 加强建筑节能参与主体意识
智能建筑节能的参与主体包括多个层面,政府、业主、建筑设计师、设备工程师、物业管理人员、建筑实际使用者等。在立项阶段,业主和政府部门作为项目的指导者,其政策的执行和投资决策将会是节能技术在智能建筑中应用的前提; 在设计阶段,建筑设计师是对建筑整体性能进行控制和把握的,建筑师对节能性能的控制将会影响建筑未来实际运行中的节能效果; 到了使用阶段,物业管理人员和建筑使用者的节能意识和实际的节能效益,将最终决定建筑节能技术应用和节能改造的最终实施。
四、结论
要想真正实现人与自然的和谐以及经济的可持续发展,就应该将节能环保理念运用到各个发展领域。建筑领域在能源消耗以及环境污染方面的“贡献”巨大,更是应该注重节能环保。智能建筑的节能环保工作并不是一朝一夕就能完成的,其不仅是一个长期的系统工程,更是需要多行业的共同协作。本文首先对当前智能建筑节能技术及其应用进行介绍,然后,对当前存在的问题进行分析,并提出相应的应对措施,希望能够为实现智能建筑的节能环保水平提升提供一些帮助。
参考文献:
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关键词:未来建筑;环保;仿生;智能化
Abstract: with the development of The Times, the environmental protection, the bionic, intelligent building is the future trend of the development of prediction, such as the use of natural energy sources, humanized design of use, and high intelligence architectural concept, and to the design of the new century are put forward new requirements.
Keywords: future construction; Environmental protection; Bionic; intelligent
中图分类号:TU761 文献标识码:A文章编号:
随着科学技术进步和人们生活水平的提高,人们对未来住宅会从更高层次提出新的要求,未来建筑发展的主题已不仅限于安全和外观上的要求,尤其在高档住宅中,他们采用高新技术,用仿生和智能化的建筑设计,给住户带来全新的居住体验,同时达到节能环保的目的。
一、绿色环保的建筑风格
21世纪是生态世纪,为了克服工业社会对地球环境的破坏,为了给人类的生存环境留下一片净土,商业区和住宅的设计必须更好地贯彻保护生态的宗旨。未来的建筑技术将得到长足的发展,利用自然能源,应用节能材料,都给建筑师的设计提出了新的要求。结合上述要求,在进行居住园区及住宅设计时,设计师们会从整体布局、建筑材料、节能等方面进行补充,从而形成新的一种绿色、节能的建筑风格。生态建筑将向环保型材料和绿色设计两方面发展。
1、环保型材料
环保型建材,所采用的建筑材料持久性好、易于维护、不散发或很少散发有害物质,同时也得兼顾艺术效果、节约资源方面的特性。它又称无害装饰材料,对环境和人体健康都不会有害。此外,环保型装饰材料还包含了一些新型的合成材料,如一种质地柔软、透气性良好的“防霉壁纸”在潮湿的空气内或室内外温差较大的情况下,都不会出现发霉、滋生霉菌等的现象。努力制订装饰材料的健康安全标准,并大力扶持健康型、环保型的绿色装饰材料的生产已成为建筑行业的一个新标杆。
2、绿色设计
绿色设计让绿化走进建筑,提倡使用环保节能性材料。现在人们逐渐认识到设计对环保的作用,“绿色设计”成为建筑设计的焦点。环保型和健康型的绿色建材强调装饰材料除具有实用功能、美观的外表之外,还要具有对人体、环境没有毒害、没有污染的特性。传统的建材设计方法,以人为中心,从满足人的需求为出发点,无视后续的产品使用过程中的资源消耗及对环境的影响。绿色建材的标准是既要满足强度要求,又能最大限度地利用废弃物,并具有节能,净化功能及有利人类身心健康。
二、仿生与建筑的完美结合
仿生设计学是在仿生学和设计学的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。建筑形式的仿生则最为常见,它不仅可以取得新颖的造型,而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出非凡的效果。仿生建筑是以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律为研究对象,探寻自然界中科学合理的建造规律,并通过这些研究成果的运用来丰富和完善建筑的处理手法,促进建筑形体结构及建筑功能布局等的高效设计和合理形成。
仿生建筑的意义
建筑仿生的多面性与综合性是仿生建筑的意义所在,人们致力于灵活地应用仿生原理创造出各种形式多样的适应规律的建筑形式。跟它的初衷相同,仿生建筑学给人们暗示着必须遵循自然界的规律,建筑仿生应该做到保护环境与经济效益的完美融合,这需要科技发展的支持,科技的进步是一切生产力发展的推动力,要做到科技与经济的相互促进,建筑师必须善于从自然界中观察得来的一切有用因素作为创作灵感,结合生物学和建筑学来推动现代建筑的创新和发展。
仿生建筑文化的发展趋向
建筑仿生已成为一种新时代潮流,也是建筑文化的新课题。它主要研究城市仿生,功能仿生,结构仿生,形式仿生等方面。从科技发展的速度来看,未来的城市建筑必将以仿生与生态为主体。仿生通过研究动物、植物的生长肌理以及自然生态的规律,结合建筑的自身特点,这种最具有生命力的创作形式,也是可持续发展的保证。建筑师们从自然界中吸取灵感,从中得到启发,从而创造各式各样的建筑。人类的生存和发展需要建筑,建筑需要保护生态环境,作为新时代的一种潮流,建筑仿生学还需要大力发展,因为它今后必将成为建筑创新的源泉和保证环境生态平衡的重要手段。
三、建筑形态智能化
未来的社会必将是智能化的社会,除了节约能源与仿生建筑,今后的建筑科技必将跟智能化息息相关。建筑智能技术给绿色环保、和仿生建筑提供技术支持,实现节能建筑、生态建筑和智能建筑的统一结合。
1、建筑智能化的历程
智能建筑起源于20世纪80年代初期的美国,是建筑史上一个重要的里程碑。世界第一幢智能大厦建于1984年1月美国康涅狄格州的哈特福特市,这栋世界闻名的大厦内部实行自动化、综合化管理,管理系统内部配有语言通信、文字处理、电子邮件、市场行情信息、科学计算和情报资料检索等服务信息,大楼内的空调、电梯、供水、防盗、防火、供电等都经过计算机的严密计算,对大厦进行着有效的控制。美国诞生智能建筑之后,日本和西欧紧随其后,日本第一座智能大厦“本田青山大厦”于1985年在东京青山落成。几乎与此同时,西欧等地的智能化建筑业也有所发展,1986~1989年间伦敦对其中心商务区的大规模改造,使得世界掀起了一股建筑智能化的热潮。智能化办公楼由于工作效率的提高,使当时处于经济衰退中的西欧的失业状况更加严重,进而导致对智能楼宇需求的下降。20世纪80、90年代,亚太地区经济兴起,使得这里也陆续建起一批智能化大楼。其中以泰国与印度对建筑智能化的研究与应用最为广泛和深入。
2、建筑智能化的意义
建筑智能化可以分为三个大系统:安全防范系统、通信及控制系统、多媒体系统。而为了给用户创造一个更加安全、便捷、舒适的工作或生活环境,在建筑物内设置的任何设施与系统都要在细节上考虑得更加详细,这样才能更好地服从于这个目标,否则建筑智能化就失去意义了。以上种种,都离不开对建筑物质结构、系统、服务、管理这几个基本要素的考虑,给使用智能化建筑的用户提供一个投资合理,使其拥有高效率的舒适、便利的环境,这正是建筑智能化兴起与发展的终极意义所在。
四、结语
中国已经具备发展未来建筑的的条件,国家科委已组织一些关于绿色环保、仿生建筑、智能建筑的一些课题,这些都引领着建筑走节能化、防生化、智能化的道路,可以得知,未来建筑讲给人类提供一个安静、舒适、经济、便捷、人性化的工作或居住环境。
参考文献:
不久前,媒体披露的湖南大米镉超标事件,其实就是一种金属污染所导致的结果,如果电子垃圾不能及时妥善地处理,就会使土壤受到严重的污染。环保部的《2012年中国环境状况公报》显示,在我国198个城市的4929个地下水监测点位置中,有超过一半监测点的水质为较差,甚至极差。城市垃圾是造成水污染的“元凶”,专家称,触目惊心的水污染已经成为威胁人类健康的又一大要害,它带来的不仅仅是中毒、新生儿畸形,也让癌症一步步逼近我们的生活。
巨量垃圾的产生严重威胁到人们赖以生存的土地、水和空气,由此也引起了国家的高度重视,并出台相关的扶持政策。在“十二五”规划中,国家将节能环保作为七大战略之首,投资规模为3.1万亿元,其中固废处理行业达到8000亿元,全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2636亿元。随着国家政策扶持规划的逐步实施,垃圾处理行业将迎来发展的黄金时期,而一些节能环保企业也纷纷看好这一市场的发展前景,在相关领域上加大技术的研发力度,并及时推出了成熟的应用方案。
目前,我国各地已不断推出各种各样的智能化垃圾处理技术。如在上海世博会期间推出的垃圾气力输送系统,在重庆开建的首座多功能垃圾中转站,在红谷滩启用了垃圾中转站喷淋降尘系统等等。全国各地也都启动了废弃物资源化利用项目,如山东省已经有青岛、潍坊、泰安三个国家级餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市及济南市一个省级试点城市。2009年建成的苏州餐厨垃圾处理项目,采用了朗坤环保集团研究的餐厨垃圾无害化处理技术,项目初期处理规模为100吨/日,二期建成后处理能力达到600吨/日。该项目不仅对餐厨垃圾实现完全无害化处理,100%资源回收利用,而且无二次污染。
尽管各种垃圾智能化及资源化处理技术的推出让垃圾问题得到了缓解,但实际上仍阻止不了垃圾巨量增长的步伐。比如深圳,目前全市日均餐厨垃圾产量2100吨,而得到资源化处理的尚不足400吨,垃圾资源化技术仍需进一步推进,垃圾的处理道路任重道远。
关键词:智能电网;智慧城市;支撑作用
引言
智慧城市以人与自然和谐发展为基本理念,通过整合多种先进技术,促进城市各部分功能协同运作,使得管理更高效、服务更优质、环境更清洁、生活更舒适。智能电网是智慧城市建设的基础和重要组成部分,在城市的能源基础设施、公共服务平台等方面提供了有力支撑,对智慧城市发展具有重要推动作用。因此,本文主要对智能电网对智慧城市的支撑作用进行分析尤为重要。
一、能源技术的基础支撑作用
目前普遍认为SC 的基本支撑技术是ICT 技术,但本文认为能源技术同样是基本支撑技术之一。其原因如下:1) 能源技术关系到SC 所有的愿景、特征和应用,对于建立绿色、可持续的生产和生活方式,其影响的全面性不次于ICT。2) 能源技术包含大量信息、通信技术之外的专业性内容,是ICT 技术所不能覆盖的。能源技术中包含ICT 的应用,反过来ICT 中也包含能源技术的应用。3) 生态可持续是当前城市发展的突出问题,雾霾问题已成为我国目前社会关注度最高的问题之一,而能源技术是其中最重要的影响因素。4) 能源系统的建设是城市发展的基础,特别是SG 技术对于城市非化石能源占一次能源消费的比重、二氧化碳排放强度等约束性指标意义重大。作为能源技术主要部分的SG,许多应用需要电力系统外广大用户和部门参与,直接以基本电力供应外的形式影响城市生活。可见,能源技术是城市发展中具有广泛影响的全局性技术,其专业性、重要性、关注度决定了其基础支撑地位。因此,本文在已有的各类架构的基础上梳理了如图一所示的5 层SC 体系架构,能源技术作为底层基础支撑技术之一,直接关系到SC 的技术方案、应用、特征等各个层面,是SC 实现可持续发展目标的最重要基础。
2 电力通信资源支撑智慧城市建设的优势
2.1 在接入网方面
通过光纤复合低压电缆技术,在新建居民区铺设电缆,同时进行光纤的架设,实现电力光纤到户,避免通信资源二次建设造成的资金浪费,在国家"三网融合"伟大战略的基础上,进一步实现"四网融合"。电力光纤到户能够解决城市通信网络"最后一公里"的问题,提高城市接入网的覆盖面积,强化城市神经网络末梢,实现对城市信息的全面感知。
2.2 在城市杆塔和沟道资源方面
电力供应作为城市发展的基础, 在城市建设的初期,国网公司积累了大量的杆塔和沟道资源,形成了全面覆盖城市的地下管道网络,它是发展智慧城市通信网络必不可少的资源,可以有效地支撑智慧城市通信网络的规划,这点是其他电信运营公司不具备的优势。
2.3 在建设优势方面
智慧城市的发展离不开智能电网的支撑,可以说有人的地方,就有电网的存在。随着智能电网的大力发展,未来的电力通信网将随着电网的建设延伸到城市的各个角落,实现真正意义上的城市通信全覆盖。
2.4 在城市信息感知方面
智能电网的正常运行需要对周围环境进行实时感知,电力通信网积累了大量的环境感知传感器,可以实现对城市环境的实时感知,支撑智慧城市环保事业的开展。
3 智能电网绘就美好生活
嘉兴以智能电网驱动智慧城市的实践证明:一个以信息化、自动化、互动化为特征,安全可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代化电网, 具有能量与信息同步传输的功能,是智慧城市建设的基础与核心驱动力,也是解决城市化进程中种种弊端的基础平台,具有助推城市和产业转型发展的强大功能。开启新型城镇化发展新模式中国建设新型城镇化需要适应信息时代的要求,大力发展城镇互联网、物联网,建设智慧城镇,将城镇化与信息化、城镇化与工业化、城镇化与农业现代化信息化有机地结合起来,实现同步发展转型升级,这些都离不开智能电网的建设。
嘉兴智能电网建设的实践表明,智能电网电压序列优化后,新建变电站及线路数量显著下降,电力建设对土地资源的占用减少,变电站站址选择余地变大,电网损耗降低,电力用户电费支出降低,可接入容量增大,促进了电网与新型城镇和谐发展。光伏农业一体化,开创了农业能源智能化的新时代,不仅提高了农业生产效率,还极大限度释放了农业劳动者,将农民转变为农业工人,同时改变了农业生产对太阳能单一低效的利用方式,保障了新型城镇能量供应,促进了绿色能源发展。推动区域转型升级发展智能电网的发展将为传统优势产业、基础薄弱产业及新兴产业提供机遇,可有效带动新能源、信息、通信、装备制造等多产业共同发展,促进技术升级和产业结构调整,创造新的就业机会。同时将有效推动节能技术、低碳技术、环保技术、能效管理技术等实现突破,推动环境科学技术、化学工程技术等学科的技术和应用创新,以及相关技术标准体系的建立。
从嘉兴的实践看,以智能电网驱动智慧城市,将在推动产业转型升级方面发挥如下作用:推进适应分布式能源接入的区域智能电网建设,创造性地实现一批具有自主知识产权的核心技术和专利; 推动先进技术理念的产品化,带动嘉兴智慧产业实现突破性发展,争取形成一批国际或国内领先的高科技产品;通过探索建设新一代智能变电站和新能源的接入,培养一批掌握变电站智能辅助控制系统、智能并网装置等高新技术的企业。
结束语
总之,能源技术和通信技术一样是智慧城市的基本支撑技术,而智能电网和智慧城市建设这两大体系存在着相互制约和促进的作用。合理地利用这种相互作用,既可以实现整个社会角度的整体最优,也可以最终实现两大体系的"双赢"。 在后续研究和建设实践中,亟需持续地深入分析、选择和推进智慧城市建设中的智能电网应用,在确保可靠优质供电服务的基础上,逐步把各类智能电网应用深入融合到智慧城市建设中。
参考文献
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