網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下建筑發(fā)展趨勢(shì)

張赟赟

（貴州省建設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽 550001）

引言

在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的潮流。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展和不斷融合，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代真正到來。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能建筑將獲得更快的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將能夠有效提升建筑物智能化水平，智能建筑的快速發(fā)展也能夠促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，兩者之間聯(lián)系緊密，同時(shí)也能夠相互促進(jìn)。

1 智能建筑

智能建筑就是根據(jù)客戶需要來對(duì)建筑物的管理、結(jié)構(gòu)、外觀、服務(wù)以及設(shè)備等進(jìn)行高效組合從而最終滿足客戶需要。智能建筑的最終目的就是要能夠使得建筑物成為一個(gè)健康、優(yōu)雅、舒適的建筑體。自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、建筑技術(shù)是智能建筑技術(shù)的四大基礎(chǔ)。提升智能化水平就必須要加強(qiáng)對(duì)這四種技術(shù)的研究。智能建筑理念當(dāng)前已經(jīng)被人們廣泛認(rèn)同，并應(yīng)用得到了各個(gè)領(lǐng)域。照明系統(tǒng)、節(jié)能減排監(jiān)控系統(tǒng)、安防消防系統(tǒng)集成就是智能建筑理念的典型體現(xiàn)。

智能建筑集成系統(tǒng)主要是根據(jù)國(guó)際的電信聯(lián)盟五層架構(gòu)來設(shè)計(jì)的，包括感知層、接入層、互聯(lián)網(wǎng)層、管理層以及應(yīng)用層，如圖1所示。智能建筑系統(tǒng)應(yīng)用一些無線網(wǎng)絡(luò)通信方式來匯聚智能家居和公共設(shè)備的感知節(jié)點(diǎn)，如Wifi以及ZigBee等，匯聚節(jié)點(diǎn)可以通過發(fā)布Web互相進(jìn)行信息共享、智能監(jiān)控，并經(jīng)過數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)管理平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

圖1 智能建筑的分層集成系統(tǒng)架構(gòu)圖

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶給了智能化領(lǐng)域一場(chǎng)翻天覆地的革命，顛覆了傳統(tǒng)的思維方式。這場(chǎng)革命把人的思想融入到智能化體系中，把電子芯片放置于建筑、各類管網(wǎng)、空調(diào)設(shè)備等物體中，甚至是人類無法達(dá)到的區(qū)域，如樓層、墻體、夾板等建筑物內(nèi)部隱藏的眾多管線和閥門中，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了管理人員對(duì)小至一棟樓宇，大至一間學(xué)校，甚至整個(gè)社會(huì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，實(shí)施更為有效和統(tǒng)一的控制與管理。可以說，建筑業(yè)下一個(gè)重要的發(fā)展就是依靠智能建筑、智慧建筑的飛躍發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是一種先進(jìn)的專業(yè)的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)本身獲得了較快發(fā)展，在實(shí)際工作過程中這項(xiàng)技術(shù)也到了廣泛應(yīng)用。設(shè)備之間通過傳感器聯(lián)網(wǎng)，人們可以就更加真實(shí)地了解電子設(shè)備的使用信息。照明系統(tǒng)、空調(diào)冷暖系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、安防消防系統(tǒng)與電梯系統(tǒng)就是其中最為典型的智能設(shè)置，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的具體體現(xiàn)。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，局域網(wǎng)的應(yīng)用是值得注意的。局域網(wǎng)應(yīng)用過程中經(jīng)常采用總線型或者是環(huán)型樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有助于人們資源間的共享。

智能建筑集成系統(tǒng)指以搭建建筑主體內(nèi)的建筑智能化管理系統(tǒng)為目的，利用綜合布線技術(shù)、樓宇自控技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、多媒體應(yīng)用技術(shù)、安全防范技術(shù)等將相關(guān)設(shè)備、軟件進(jìn)行集成設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、界面定制開發(fā)和應(yīng)用支持。集成樓宇自控、監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報(bào)警、公共廣播、有線電視、門禁系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）溫濕度采集器、空調(diào)墻空器以及人員位置的采集器是中央空調(diào)的調(diào)監(jiān)控子系統(tǒng)的主要組成部分。溫濕度采集器主要通過對(duì)區(qū)域的溫度和濕度進(jìn)行一定的收集，然后將收集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給空調(diào)墻控器，進(jìn)而，空調(diào)墻空器結(jié)合當(dāng)前溫度與之前預(yù)備設(shè)置的溫度進(jìn)行對(duì)比，另一方面，人員位置采集器通過向空調(diào)墻提供某篇區(qū)域的人員所在信息，讓空調(diào)控制器通過一定的數(shù)據(jù)分析合適選擇其控制模式，因此，這兩方面的正常結(jié)合運(yùn)用，使空調(diào)得以正常的運(yùn)行。

（2）照明控子系統(tǒng)是通過將某片區(qū)域的光照檢測(cè)信息傳遞給照明墻控器然后通過對(duì)該區(qū)域的安裝的人員位置與光照度的采集，在周圍環(huán)境光照度的基礎(chǔ)上，經(jīng)過該片區(qū)域內(nèi)照明電器的組合控制照明電器開關(guān)對(duì)照明亮度進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)。

（3）為實(shí)現(xiàn)對(duì)處于正常運(yùn)行狀態(tài)中電梯進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與信息控制，電梯控子系統(tǒng)采用電梯數(shù)據(jù)采集器以此來知曉電梯在運(yùn)行過程中的消耗。通過對(duì)電梯控子系統(tǒng)的智能優(yōu)化，從而更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源，降低耗能的最終計(jì)劃。

（4）電能表數(shù)據(jù)的采集是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，在實(shí)際生活中，為更加方便的解決電表數(shù)據(jù)的采集和傳送，使用為電表加入無線通信模塊或者是連接無線數(shù)據(jù)采集器的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程電表數(shù)據(jù)的采集工作，并且逐步建立一個(gè)電力抄表的系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑能耗檢測(cè)系統(tǒng)

（5）根據(jù)實(shí)際生活的需要，對(duì)建筑能耗系統(tǒng)的測(cè)控中，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)占絕大部分，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)有被人們稱之為系統(tǒng)中的終端節(jié)點(diǎn)。終端節(jié)點(diǎn)的作用在于在檢測(cè)環(huán)境溫度，電量的數(shù)據(jù)過程中可以一段時(shí)間內(nèi)周期性的采集所需要的檢測(cè)數(shù)據(jù)。另一方面，由于電梯的啟動(dòng)與暫停工作的頻繁，因此，可以采用中斷方式采集數(shù)據(jù)，而且終端節(jié)點(diǎn)在很大程度上處于一種未工作的狀態(tài)，從而可以采用電池進(jìn)行對(duì)其的供電。

3 智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同智能建筑是相互聯(lián)系，相互促進(jìn)的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。反過來說智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將會(huì)得到較快發(fā)展。作為一種理念，智能建筑已經(jīng)被越來越多地人接受，智能建筑所包含的綠色環(huán)保、人工智能等理念使得不同用途的建筑物都開始提升自身的智能化水平。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，智能建筑獲得較快發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）智能建筑的范圍將會(huì)不斷擴(kuò)大。當(dāng)前智能建筑的理念已經(jīng)擴(kuò)展到到了住宅樓房、學(xué)校以及辦公商業(yè)等領(lǐng)域。智能建筑、智能小區(qū)以及智能城市等逐漸發(fā)展起來。智能建筑的前景越來越廣闊。

（2）智能建筑同綠色節(jié)能建筑有機(jī)結(jié)合在了一起。智能建筑同綠色節(jié)能是有密切聯(lián)系的。智能建筑同綠色節(jié)能建筑的理念相結(jié)合將有助于降低建筑能耗，能夠有效解決環(huán)境問題：

①利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)能源以及排放的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行一定改善與約束是跟據(jù)我國(guó)能源及排放多方位的整理分析得出的。因此，對(duì)建筑各個(gè)方面的節(jié)能控制成了首要的任務(wù)。在建筑的通風(fēng)與空調(diào)節(jié)能的分項(xiàng)工程中，對(duì)水管、風(fēng)管的保溫層的溫差進(jìn)行一定的自動(dòng)檢測(cè)并經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)分析，另外對(duì)房間里每個(gè)地方的空調(diào)用電進(jìn)行計(jì)算與統(tǒng)計(jì)并安裝自控裝置。

②在對(duì)空調(diào)的采暖系統(tǒng)的冷熱源這一分項(xiàng)的節(jié)能工作中，進(jìn)行一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在公共建筑的空調(diào)節(jié)能過程中，以實(shí)驗(yàn)區(qū)為例。在實(shí)驗(yàn)區(qū)的區(qū)域內(nèi)采用四管制空調(diào)系統(tǒng)用，冷源為冰蓄冷系統(tǒng)，熱源為市政蒸汽。一方面采用全空氣空系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)冷熱源采用屋頂式空調(diào)機(jī)組；另一方面，在教育展示中心設(shè)置地源熱泵，使建筑物內(nèi)其余的空調(diào)區(qū)域運(yùn)用變冷媒流量多聯(lián)幾種中央空調(diào)系統(tǒng)，最后利用技術(shù)動(dòng)態(tài)的檢測(cè)記錄，進(jìn)行分布調(diào)控。

③在進(jìn)行對(duì)電能檢測(cè)與控制節(jié)能的工程分項(xiàng)中：a.對(duì)每個(gè)電源的分路進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)量；根據(jù)的電路所需容量選擇合適的智能電表。b.對(duì)于開關(guān)容量超過100A，應(yīng)配置相應(yīng)的電流互感器，運(yùn)用帶CT接線進(jìn)行軟計(jì)量檢測(cè)，最后，智能電表和智能數(shù)據(jù)根據(jù)網(wǎng)關(guān)可采用“總線式”掛換方式。

④在可再生能源分項(xiàng)工程、雨水利用分項(xiàng)工程以及污水處理的分項(xiàng)工程中：a.對(duì)太陽能熱水系統(tǒng)的智能檢測(cè)和供回水動(dòng)態(tài)監(jiān)控，同時(shí)也對(duì)太陽能光伏發(fā)變電監(jiān)測(cè)進(jìn)行智能的記錄與監(jiān)控。b.在雨水利用分項(xiàng)過程中，對(duì)集水池，管道和泵，以及噴灌系統(tǒng)進(jìn)行記錄控制，使雨水在一定程度上能夠被最大化的利用。c.對(duì)污水排放的窖井，調(diào)節(jié)池和反應(yīng)池以及污水提升管道，進(jìn)行一定的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，包括，潛污泵、流量計(jì)、管道混合器、pH計(jì)泵、加藥設(shè)備以及計(jì)量泵。使污水得以被更好的重新利用或者合理的進(jìn)行排放。

（3）智能建筑外延的發(fā)展。隨著智能建筑數(shù)量的不斷增多，建筑結(jié)構(gòu)，建筑材料也將會(huì)向著智能化的方向發(fā)展。以上三點(diǎn)都體現(xiàn)了在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代智能建筑的快速發(fā)展。

4 結(jié)束語

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中，智能建筑是一個(gè)熱點(diǎn)領(lǐng)域，隨著市場(chǎng)的發(fā)展，將占據(jù)未來物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)數(shù)據(jù)中的主要比例。這一技術(shù)的興起，能很好完善智能建筑集成系統(tǒng)，降低我國(guó)建筑領(lǐng)域?qū)δ茉吹男枨螅岣弋a(chǎn)品的質(zhì)量，從而更好的實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益目標(biāo)，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是我國(guó)智能建筑中是一個(gè)重要的研究對(duì)象。

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