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摘要:智能建筑的發(fā)展關(guān)鍵在電氣智能化技術(shù)。距世界上第一座智能建筑(1984年，在美國哈特福德市(Hartford)建造的都市辦公大樓(CityPlaceBuilding))的投入使用已30余年，電氣智能化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信、樓宇自控、消防聯(lián)動、安防等技術(shù)取得了較大發(fā)展。特別是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、新能源、智能電器等新技術(shù)、新產(chǎn)品的相繼出現(xiàn)，為智能化技術(shù)注入了新的活力。

關(guān)鍵詞:智能建筑建筑電氣智能化物聯(lián)網(wǎng)微電網(wǎng)IBMS

1建筑電氣智能化現(xiàn)有技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀

建筑電氣智能化是以建筑為平臺，利用先進(jìn)的科學(xué)理論和技術(shù)(含電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)和信息技術(shù))在建筑物有限的空間中，去創(chuàng)造一個人性化工作生活環(huán)境的智能電氣系統(tǒng)的技術(shù)。建筑電氣智能化包含一卡通(門禁、水電費(fèi)、停車場等)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(所有設(shè)備集中在線監(jiān)控)、安全防范系統(tǒng)(視頻監(jiān)控、防范報(bào)警)、智能電網(wǎng)(市電作為新能源，太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能作為補(bǔ)充)、智能水(污水處理及循環(huán)利用)，智能照明(根據(jù)光強(qiáng)、有無人員及密度自動調(diào)節(jié)亮度)，智能消防及聯(lián)動(火災(zāi)自動報(bào)警、處理及反饋，水、風(fēng)配合)，智能循環(huán)風(fēng)(根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量凈化空氣并送排風(fēng))、背景音樂及廣播、有線電視、數(shù)字會議及視頻會議等十幾個子系統(tǒng)。建筑電氣智能化技術(shù)的應(yīng)用為建筑增添了新的活力，據(jù)此建造的智能建筑已受到各個開發(fā)商高度青睞。世界各國也都在建造外形結(jié)構(gòu)及功能各異的智能化建筑。著名的有美國的IBM總部大廈和DEC總部大廈。美國富豪比爾蓋茨的豪宅堪稱電氣智能化技術(shù)應(yīng)用的典范。它完全依據(jù)智能化概念建造，配置一臺超高性能的大型服務(wù)器作為管理整棟豪宅的心臟，通過專設(shè)的高速網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)家具家電的遠(yuǎn)程訪問和控制。隨著科技的發(fā)展，建筑的功能也日益豐富，建筑電氣智能化技術(shù)整合了電氣、通信、計(jì)算機(jī)、控制等技術(shù)，改善了建筑空間的聲、光、電、熱等的通信和管理，已經(jīng)形成了特色鮮明的專業(yè)體系。未來的建筑電氣智能化技術(shù)將在現(xiàn)場總線、系統(tǒng)集成、弱電技術(shù)與強(qiáng)電技術(shù)融合、節(jié)能、環(huán)保等方面取得更大發(fā)展。

2建筑智能化未來展望

隨著世界人口的膨脹、社會的發(fā)展，建筑面積越來越大，超高層建筑越來越多，城市規(guī)模越來越大，城市垃圾問題、電力短缺等逐漸成為城市發(fā)展過程亟待解決的問題。然而，人們對生活質(zhì)量的要求卻在不斷提高，便捷、智能的生活方式已成為新的生活質(zhì)量指標(biāo)?；诖髷?shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)、智能電器、新能源、樓宇自控等技術(shù)，微電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)集成等新興技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。這不僅可以有效地緩解以上問題，也能使人們得到更好的生活體驗(yàn)。

2．1建筑微電網(wǎng)

微電網(wǎng)(microgrid)，是指由分布式電源、儲能設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、相關(guān)負(fù)荷及監(jiān)控、保護(hù)設(shè)備匯集組成的微型發(fā)配電系統(tǒng)，即一個可以實(shí)現(xiàn)自我控制、保護(hù)及管理的自治系統(tǒng)，既可根據(jù)需要與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可孤網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含:新能源可再生能源發(fā)電技術(shù)、儲能關(guān)鍵技術(shù)、智能微電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、智能微電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)等。大電網(wǎng)由微電網(wǎng)和各種發(fā)電廠(煤電廠、水電廠、風(fēng)電場、光伏電站、核電廠等)組成。微電網(wǎng)可以是以戶為單位的電站，也可以是智能大廈。燃機(jī)發(fā)電主要利用燃?xì)狻⑷剂弦掖?、氫氣等清潔能源。生物智能發(fā)電主要使用建筑內(nèi)生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的可用于清潔發(fā)電的垃圾、生物質(zhì)等。儲能設(shè)備可以是建筑內(nèi)的蓄電池、超級電容等，也可以是具有儲能功能的暫時擱置的電動車輛或設(shè)備。建筑內(nèi)的能源管理中心可以根據(jù)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，實(shí)時調(diào)度，在滿足建筑需要的同時，將多余電能儲存起來或是供給大電網(wǎng);當(dāng)自身微電網(wǎng)不能滿足供電需求時，又可以從大電網(wǎng)獲得差額電能。微電網(wǎng)主要采用可再生資源發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)能、潮汐能等)，與輸配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成，由能源管理系統(tǒng)管理的一種新型電網(wǎng)。微電網(wǎng)的電壓等級一般為380V～35KV，容量從幾Kw到幾MKw不等，是最接近于用戶的電網(wǎng)。微電網(wǎng)有兩種運(yùn)行方式:一是與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，二是在電網(wǎng)故障或需要時與主網(wǎng)斷開獨(dú)立運(yùn)行。對于公用電力企業(yè)，智能微電網(wǎng)可視為電力系統(tǒng)可控的“細(xì)胞”，成為被控制的一個簡單可調(diào)度負(fù)荷，可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的需要;對于用戶，智能微電網(wǎng)可以作為一個可定制的電源，以滿足用戶多樣化的需求?？梢灶A(yù)見，微電網(wǎng)將是建筑電氣智能化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，微電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用不僅能夠提高建筑的智能化水平，提高能源利用效率，極大削弱電網(wǎng)高峰帶來的影響。

2．2物聯(lián)網(wǎng)

信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的高速發(fā)展，經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)兩次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)。未來的物聯(lián)網(wǎng)利用各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)，將所有的“物”聯(lián)系起來，人們可以利用隨身攜帶的終端設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時查看“物”的狀態(tài)，控制物的行為，甚至與物進(jìn)行交流互動，從而創(chuàng)造一個智慧的世界。終端設(shè)備是手機(jī)、電腦、打印機(jī)等具有聯(lián)網(wǎng)功能的設(shè)備的總稱。智能家居包括電視、空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、衣柜、門窗等智能家電和家具。對于智能建筑而言，物聯(lián)網(wǎng)將建筑內(nèi)的各種設(shè)備(如照明燈具、風(fēng)機(jī)、報(bào)警、監(jiān)控、門禁、可視對講等)通過通信網(wǎng)絡(luò)的連接，可以在終端機(jī)上遠(yuǎn)程訪問，甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，方便物業(yè)管理的同時，為客戶和業(yè)主提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)在建筑電氣智能化中的應(yīng)用處于探索起步階段。目前物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在監(jiān)控管理、智能安防、節(jié)能減排和智能家居等方面，覆蓋國家或區(qū)域性大規(guī)模應(yīng)用較少。我國物聯(lián)網(wǎng)已取得初步發(fā)展，電力、安防、物流、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用模式正日趨完善。輸變電監(jiān)測、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程抄表電力領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸拓展;周界防范、視頻監(jiān)控等安防領(lǐng)域的應(yīng)用已取得良好效果;車輛管理、路網(wǎng)監(jiān)測和調(diào)度等物流領(lǐng)域的應(yīng)用正在發(fā)揮積極作用;運(yùn)輸、物品倉儲、監(jiān)測等交通領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛推廣;個人健康監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)在食品藥品溯源、環(huán)境監(jiān)測、樓宇節(jié)能、市政設(shè)施監(jiān)控等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。

2．3智能化系統(tǒng)集成優(yōu)化

目前，智能化各系統(tǒng)(消防、樓宇自動化、安防、背景音樂及廣播、會議系統(tǒng)等)往往由不同的廠家設(shè)計(jì)或制造，每個系統(tǒng)都有各自的前端設(shè)備和操作軟件，用戶界面和通訊接口千差萬別，大多數(shù)系統(tǒng)之間不能信息共享。將各個子系統(tǒng)集成在一個平臺上，實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)一監(jiān)控和操作，方便管理的同時，提高了效率。IBMS(IntelligentBuild-ingManagementSystem)智能大廈管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在IBMS中，可實(shí)現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的實(shí)時檢測，各個子系統(tǒng)通過與IBMS的通信可實(shí)時將前端設(shè)備的狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)反饋給IBMS，通過智能分析和決策，及時處理發(fā)生的故障等問題，既減少了繁瑣的人員操作，又確保建筑系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。樓宇系統(tǒng)集成軟件(IBMS)的出現(xiàn)，極大方便了物業(yè)管理，減少了資源浪費(fèi)，縮短了發(fā)現(xiàn)和解決問題的時間。集成度越高，計(jì)算越簡單，包含的信息量越少，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也隨之降低。系統(tǒng)集成雖然經(jīng)過了多年的發(fā)展，但是仍不能完整體現(xiàn)各子系統(tǒng)的性能，加之實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜和工程量較大，系統(tǒng)成本又較高，性價比不足，最終導(dǎo)致未能普遍應(yīng)用。盡管如此，系統(tǒng)高集成度和小型化的趨勢是不會改變的，這些問題的解決將會使系統(tǒng)集成的發(fā)展再上新臺階。

3結(jié)論

隨著電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的在一些關(guān)鍵領(lǐng)域不斷突破和飛速發(fā)展，微電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能樓宇系統(tǒng)集成等新技術(shù)也已形成初步規(guī)模，這些新技術(shù)的應(yīng)用，將在很大程度上緩解垃圾危機(jī)、能源短缺等社會問題。在這個新理論、新技術(shù)日新月異的時代，可以預(yù)見，建筑電氣智能化技術(shù)的發(fā)展前景是十分廣闊的，未來的智能建筑不僅在功能上更加豐富，而且也會為人們帶來更好的生活體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］臧書劍．建筑電氣技術(shù)的發(fā)展與探索［J］．水利水電工程，2015，5(3)．

［2］智能微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)［EB/OL］．(2015－8－15)

作者：代光輝 李營營 單位：鄭州學(xué)府電子工程技術(shù)有限公司