建筑电气与智能化建筑发展

建筑电气与智能化建筑发展

严康宁

身份证号码：4601001978****1219

摘要：随着国民经济的发展，建筑行业得到了迅速的发展，智能化系统在建筑电气中的运用也越来越广泛，本文主要对智能建筑的含义进行了分析，现代建筑电气智能化的应用做了简要分析，以供参考。

关键词：建筑电气；智能化建筑；发展

1智能建筑的含义

智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。上个世纪70年代末，在美国，首先产生了智能建筑（IntelligentBuilding）的概念。它的兴起和发展主要是适应社会信息化与经济国际化的需要。1997年6月，清华大学张瑞武教授就智能建筑给出了如下定义：智能建筑是指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。这一定义对于我们更多的认识和了解智能建筑，有很大帮助。而在国外，关于智能建筑的记载是：“智能建筑”就是高功能大楼，是有效地利用现代信息与通信设备，采用楼宇自动化技术高度综合管理的大楼（日本）。

美国智能建筑学会（AIBI）关于智能建筑的相关描述是：智能建筑就是通过建筑的四个基本要求，即结构、系统、服务和管理进行最优化的组合，为用户提供一个高经济性、高效率、高舒适性的建筑物。以上是国外提供的智能建筑的定义。

2智能建筑的特点与发展过程

与传统自动控制系统相比，智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力；智能控制系统具有变结构特点，可以总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调的能力。总而言之，与传统的控制理论相比，智能控制系统通过智能机自动地完成其目标的控制过程，可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人─机交互地完成拟人任务，对高度非线性的控制对象处理比较完美。

由于智能建筑的“智能”特性是以IT技术和计算机技术为基础的，它们的发展直接决定了智能建筑的发展，因而可将智能建筑的发展分为如下四个阶段：

（1）单功能系统：上世纪80年代初期，随着计算机控制技术在建筑设备自控领域的应用，出现了以通用型控制器为基础的直接数字控制系统。并逐渐形成了以闭路电视监控、火灾自动报警、空调设备监控等系统为代表的“孤立系统”。在这种控制系统中，由于控制器只需调整相应控制参数即可应用于不同系统，因而这些设备是通用的、可互换的。

（2）多功能系统：上世纪90年代中期，随着信息技术以及微电子技术的发展，出现了以微控制器（MCU，MicroControllerUnit）为核心的专用控制器（ASC，ApplicationSpecificController）。这种控制器一般都是根据具体应用进行定制的，也就是只能完成特定的功能。

（3）集成系统：上世纪90年代末期，互联网的风靡给人们带来了思想上的变革。以往的“孤立系统”已经不能满足人们日益增长的物质文化需求，因此，控制现场通信协议由专有型向开放型转变。目前在智能建筑领域只有BACnet和LonWorks成为公认的两大开放性标准。

由于所有的现场总线通信协议或标准在制订之初都是以面向现场设备为目标的，而不是面向企业应用集成，因而造成建筑设备管理系统不能很好地与物业信息管理系统互联和信息共享。

（4）集成管理智能化系统：系统集成工作以计算机网络为核心，实现整个智能建筑系统的系统化、集成化与智能化运行和管理。从集成上看，智能建筑已经从基于单机应用发展到基于网络的协同应用，特别是基于Internet和Intranet网络集成的应用。从信息处理上来看，已经从简单的状态信息组合和基于监控的处理，发展到基于内容的处理和融合，以及基于虚拟现实与多媒体技术的人机接口。

3建筑电气与智能建筑系统的应用分析

3.1基于智能化建筑系统的设计

智能建筑本身就是传统建筑技术与以信息技术为依托的新兴技术结合的产物，因此，随着信息技术快速发展下“物联网”等一系列新技术和新应用的产生，智能建筑的功能和智能化的系统性能都将进一步地提升和增强。

随着现代“3C”（即现代通信技术（Communication）、现代计算机技术（Computer）以及现代控制技术（Control）统称为3C技术）高新技术的发展和应用，将进一步提高楼宇控制精度以及达到提升建筑节能的效果。未来，智能建筑将会逐渐成为“信息高速公路”上的站点，先进的信息技术（以微电子技术为基础、以计算机技术、通信技术为标志）必然会很快在智能建筑中得到应用。

随着高新科技的发展，新的控制理论、控制技术以及新控制系统的不断出现，如非线性控制、智能控制、自适应控制、模糊控制、分布式控制、神经网络控制等，在智能建筑中将越来越多地采用这些现代控制技术，智能建筑电气必须依赖集成化的建筑智能化系统才能够得以实现。

3.2当前智能化建筑电气的“智能”体现

智能建筑的“智能化”主要是依靠以“3C”高新技术和各种建筑设备智能化系统来实现的。当前智能建筑建设中的“智能”特征，还体现在对于建筑结构设计方案的智能化以及建筑材料的智能化等方面。比如：建筑结构设计的智能化平衡：以日本地区“竹中建筑公司”在东京市中心修建的一栋6层大楼为例，该栋建筑在模拟的多次强地震试验中，依然能够安然无恙，这栋新建筑之所以能够抗击更高的地震在于其建筑结构采用了液压支架系统，该系统能够减弱和抑制40%以上的震动；另外，该栋建筑在大楼顶层安装了重约9吨的滑板，一旦大楼受到飓风或地震影响产生倾斜，这块大的滑板就会依据计算机指令朝着反方向进行移动。

另外，建筑材料的智能化主要体现在提高建筑结构安全方面。比如进行混凝土工程施工时可采用“自修复的智能混凝土”，其原理就是在常规混凝土中掺入一定量的树脂空心纤维，当建筑结构构件出现超过允许值的裂缝时，从混凝土中溢流出来的树脂就会对裂缝形成自动封闭或者裂缝修复。

当前，智能化建筑发展趋势呈现较为明显，主要体现在两个方面：第一是智能建筑已从以往单一办公写字楼逐渐向各类公共建筑领域扩展，这点从近年来我国的一些建筑都可见端倪。如：“水立方”、“鸟巢”馆、上海世博会“中国馆”等。第二是随着智能建筑建设领域的扩大和建设数量的增加，智能建筑正向宏观系统发展并接轨，比如智能建筑与“智能城市系统”、“数字国家”和“数字地球”接轨。

结束语：

现代建筑电气技术是伴随现代建筑——智能化建筑的发展而发展的，现代建筑是科学技术和经济水平的综合体现，已成为一个国家、地区和城市现代化水平的重要标志之一。目前从事建筑电气专业的人才无论是数量上还是知识结构上都不能满足市场的需求，而建筑电气不仅是建筑物内必需和重要的组成部分之一，而且其作用和地位日益增强和提高，那么建筑电气设计、施工、调试、运行和检修等工作将需要大批建筑电气专业人才，我国这方面技术人才非常短缺，现已引起建筑设计人员及建设者的广泛关注和重视。

参考文献：

[1]中国建筑设计研究院，亚太建设科技信息研究院.智能建筑电气技术应用及范例精选[M].人民交通出版社.2012

[2]杨绍胤.建筑电气与智能化工程入门[M].中国电力出版社.2012

[3]翁培煌.谈建筑电气与智能化应用[J].城市建设理论研究.2011（14）