推广新墙材与建筑节能要注意的问题

我国发展新型墙体材料已有几十年的历史,而推广建筑节能是以1980~1981年住宅通用设计的采暖能耗为基础,于1986年(JGJ26—86)首次确定30%的节能概念,至1995年新部标(JGJ26—95)将节能标准提高到50%,随着《民用建筑节能管理规定》出台,国内建筑节能工作全面启动。经过近几年的发展,新型墙体材料与建筑节能的推广在实际的工作中还存在着一些问题。如:有些企业生产的新型墙体材料被限制使用和发展;有的新型墙体材料不能按照墙改政策享受各种优惠待遇;有的节能建筑竣工验收后不能或不能全部享受墙改专项基金的返还等等。究其原因,主要是政策衔接不够科学,与执行政策密切相关的新型墙体材料定义过时等。由于当时定义新型墙体材料的目的是为了制止烧砖取土破坏耕地,保护农田,鼓励利用各种工业废渣替代黏土制砖。因此,在新型墙体材料定义中,体现不出与建筑节能及新型建筑结构体系之间的工作联系,存在一定的局限性和狭隘性。所以,需要对相关政策和新型墙体材料的定义赋予完整的概念,以指导工作。 
一、定义新墙材与建筑节能的原则及意义 
    最初定义新型墙体材料时,建筑节能工作尚处在一个概念性的试点、示范工程阶段。建筑物的墙体基本上都是由单一的墙体材料组成,品种少、规格单一,技术含量也不高。当时只要严格按照建筑设计标准设计采用和施工规程施工,都能基本满足建筑物的要求。随着国家建筑节能标准的全面实施,新型节能建筑结构体系层出不穷,成规模、上档次的新型节能墙体材料应运而生;建筑施工技术和施工机械、设备也在不断更新等等,这些变化在给新型墙体材料发展创造巨大生产和应用空间的同时,也对其科研、生产及应用提出了更高的标准和要求。因此,必须转变传统管理理念,顺应市场潮流,向着复合材料、复合结构、复合墙体、轻质高强、新型建筑结构体系的方向发展。凡是符合建造节能、利废、节约资源建筑物的墙体材料,都应列入“国家鼓励、支持发展”的墙体改革范围。
否则,应将其列入另册,限制和禁止发展。如何在此框架下,使新定义的界定更规范、更科学、更合理且便于操作,特提出以下建议: 
    1.杜绝鱼龙混杂。目前,一些用新型墙体材料定义归类为新型墙体材料的不合格产品,冠以新型墙体材料的头衔,挤进新型墙体材料市场,享受着国家墙改和税收优惠政策。这里讲的不合格产品分为三类,一类是其产品既无国家标准、行业标准,也无地方标准,只能套用相近似的其它标准,缺少一些必要的检测数据和指标(如:工业废渣碳化砖等);另一类虽有国标或行业生产标准,但却没有建筑设计标准及相关配套的施工规程(如:蒸压灰砂多孔砖、混凝土多孔砖等);还有虽有生产标准,但是国家明文规定禁止使用的(如:蒸养灰砂砖等)。上述新型墙体材料根本不能被建筑物的围护结构内外墙体所采用,又何谈新型呢。 
    2.统一技术标准。新型墙体材料的相关标准衔接不尽科学合理。例如,有的产品依据国标或行业标准检测合格,但按照国家《砌体结构设计规范》要求,使用该产品砌筑的砌体却是不合格砌体。《建筑抗震设计规范》也对一些合格产品的使用制定了限制条件。还有一些利用工业废渣生产的产品,由于原材料及配合比有了较大的变动,只能套用与之相近的标准参照执行,但产品的内在性能和质量却与之有较大差异,这也是造成砌体不合格的原因之一。墙体综合判定指标应是制定新墙材标准的基础。 
    3.利于墙体改革。建筑节能标准已经执行多年,实践证明,仅靠单一材料实现50%%或65%%的节能目标是困难的,也是不经济的。因此,选用新型墙体材料时,必须要考虑墙体材料的综合性能,即在保证砌体耐久性、稳定性的前提下与何种材料搭配使用最合理、最经济、最安全。这就是前面所讲的复合墙体的概念,也是事关墙体改革成败的关键。只有能够组成合格墙体的墙体材料才能称为新型墙体材料。 
    4.鼓励技术创新。
一些具有创意的新型节能建筑结构体系,在材料的应用上,已经超越了传统的墙体材料选用模式。它们基本上是采用多种建筑材料的组合体,若将墙体的材料分开看,哪一种材料都有不足之处,但经过科学合理的复合、搭配,使各种材料自身的优势汇集一体,墙体的综合使用功能满足了建筑物的要求。这些,应成为墙体改革的发展方向。 
二、新型墙体材料的判定标准与分类 
    众所周知,由墙体材料组成的墙体,大致可分为砖砌体结构、块砌体结构、板砌体结构、剪力墙结构、框架结构、框剪结构等几大类。同类结构又分实心和空心墙体;承重和非承重墙体等等。不论哪一类墙体都应保证建筑物的安全性、耐久性及建筑物的物理性能要求,同时还要符合节能、利废、节约资源的原则。所以,首先应判定新型墙体材料必须是合格的墙体材料;其次还应判定新型墙体材料符合墙体的综合性能要求。只有通过合格墙体检验的材料才能被称为新型墙体材料,这个结果是国家制定鼓励发展政策的依据,应根据不同时期的经济、技术发展状况,选择相对成熟的墙体(建筑体系),列入国家鼓励、支持发展的目录,并附带一些限定条件,如对孔洞率和容重等指标的要求。凡是满足目录中墙体综合性能要求的合格墙体材料,都应判定为是国家鼓励、支持发展的新型墙体材料。 
三、新型墙体材料定义的运用方法探讨 
    前面讲到对新型墙体材料定义的原则,最终应落实在“国家鼓励、支持建造节能、利废、节约资源的建筑物”上。宏观定义是指一栋建筑物的建筑结构体系,与其对应的是建筑物的墙体。具体讲是指建筑物主体的围护结构——内外墙体。墙体材料与建筑物和建筑结构体系本是一个整体,三者缺一不可。在国家鼓励、支持发展建筑结构体系或建筑物围护结构——内外墙体的总体框架下,各级政府结合本地经济发展状况和资源存量,筛选出适合当地发展的建筑结构体系,出台实施办法和配套优惠政策,完善各项行政和技术法规。管理部门的工作重点要放在建立市场、管理市场上,对符合目录中鼓励、支持发展的体系或墙体综合性能要求的墙体材料,要给以政策上的扶持和经济上的支持,为企业创建一个公平竞争的市场环境,支持、引导墙材企业按照市场经济法则搞好配套科研、生产,以满足市场需求。对列入限制发展目录的体系或墙体,不得享受各种优惠政策。列入禁止发展目录的体系或墙体,应当坚决禁止。
对有禁不止者,当给以相应的处罚。 
     例如,按照现有的新型墙体材料定义标准,混凝土剪力墙结构、框架结构、框剪结构等建筑,都被列为新型墙体材料建筑,并享受免收墙改资金的优惠政策。但如果按照国家资源节约的新国策,就应将其列入限制发展目录,不得享受优惠政策。因为混凝土是由水泥、砂、石(石灰石)等主要原材料组成。作为胶凝材料的水泥在生产过程中,消耗了大量的不可再生资源石灰石和黏土以及大量的煤炭等高品质能源;在混凝土生产中,又加入了大量的石灰石块,二者所消耗石灰石资源的经济价值要远大于烧砖所用黏土资源的经济价值。再者,墙体、框架基本都是实心的,混凝土比重大、用量多,既浪费了原材料,又增加了建筑物的荷重,加大了基础处理和施工费用。可以看出,此种结构体系不是最经济的,如果采取对该类建筑结构进行技术改进,提高混凝土强度,增加墙体的孔洞率等措施,在实现混凝土减量化的目标后,就应列入国家鼓励、支持发展的墙体(建筑体系)目录。 
    因此,重新定义新型墙体材料的目的在于用科学的管理方法指导工作,用符合客观发展规律和市场经济法则的宏观调控手段,来引领墙材企业步入健康、持续地发展。在正确把握新型墙体材料和建筑节能标准的前提下并使之充分落到实处,推广新型墙体材料和建筑节能工作才能得以顺利开展。

聚氨酯在建筑节能中作用简介

 节约能源是我国的基本国策,建筑节能是国家节能工作的重要组成部分,也是贯彻可持续发展战略的重要举措。全面推进建筑节能,有利于保证国民经济持续稳定快速发展,减少温室气体排放,减轻大气污染,改善人民生活和工作环境。 在建筑节能中,外围护结构保温隔热是至关重要的环节,其核心问题往往是保温材料及配套技术体系的选用。聚氨酯作为高效保温材料,其实已经进入千家万户。多年来,所有电冰箱都采用聚氨酯作保温,其高效是经过验证和有目共睹的。

      聚氨酯在我国建筑节能工作中将扮演怎样的角色?其在我国建筑领域的发展前景如何?日前,记者就这些问题采访了业内的相关专家。 降低建筑能耗的呼唤 经过十多年积极推进,我国建筑节能工作已取得一些初步成效,但与每年全国城乡新增建筑面积16-19亿平方米的规模和进程相比,与发达国家取得的显著成绩相比,严重滞后。随着我国经济和社会发展以及城镇化进程的加快,建筑用能正在持续快速上升,其所占全社会能耗的比重不断增大,专家预计将从目前的27%上升到2020年的35%左右。这种状况如不能尽快得到扭转,必将对我国国民经济、能源安全和生态环境构成严重威胁。 而现在我国节能建筑市场的技术、材料、产品严重不足,专家认为这主要表现在:创新能力差,新技术、新产品的研究开发相对滞后,难以形成主流产品与技术;达到节能性能的墙体、保温材料供应严重不足,且品种单一。
目前如保温材料,只有聚苯乙烯、岩棉等几个品种,如果北方和过渡地区城市新建住宅都按节能标准建造,则年需求为4000万立方米;由于信息扩散不力,能够决定市场需求的开发商、业主等投资主体并不了解建筑节能的相关信息,难以进行投资决策。所以建设部等相关部门一再强调要推进建筑围护结构节能成套技术的研究和推广,尤其要重点发展适用于不同气候条件下的各种节能墙体、屋顶以及门窗,特别是外墙外保温技术和高效节能窗技术,开发各种新型高效节能墙体材料、保温隔热材料和高性能建筑玻璃。

      基于这种国情,专家们认为聚氨酯作为高效隔热材料在我国实现第三部建筑节能目标的过程中将发挥巨大作用,同时国外发达国家最新的聚氨酯于建筑中的应用技术也值得我们借鉴。选用聚氨酯作为墙体隔热材料除了考虑到它突出的机械性能和化学性能以外,主要还在于它能够节约能源。硬质聚氨酯泡沫带来的额外费用将会由供暖和制冷费用的大幅度减少而大幅度抵消。此外,能源的节省也会减少二氧化碳的排放,因而减轻温室效应,较薄的保温层也可增加建筑物内部可用面积,这对地价越来越昂贵的城市有特别的吸引力。 发达国家担纲主角 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称,根据所用的原料不同和配方的变化,可制成软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料。
在建筑保温中大都用的是硬质聚氨酯泡沫塑料,从世界范围来说其应用相当广泛。

      世界上许多国家对住宅建筑能耗均有不同的标准,这种标准的实施在不同程度上限制了其它保温材料的应用,特别是在西方发达国家,硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑保温领域已经占据了主导地位。 由于聚氨酯具有其它材料不可比拟的性能,所以在发达国家广泛应用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗的保温隔热。在德国,硬质聚氨酯泡沫属于保温性能最好的WLG025和WLG030隔热产品组,不同厚度的聚氨酯板材可以满足德国最新生效的节能法令对建筑物不同部分的U值(传热系数W/K平方米)提出的要求。在日本,聚氨酯保温板一般通过两种方案应用于建筑物的高效隔热中。一种是与石膏板、透湿防水层、通气层、外壁一起形成墙体结构,另一种是利用聚氨酯现场喷涂的优点作建筑物内保温,目前日本大约有300家公司在聚氨酯隔热协会的监管下开展这项施工工作。
中国发展方兴未艾 在我国,硬质聚氨酯泡沫塑料也已经用于冷库、冰箱、航空、石油、汽车等行业,但真正将其用在住宅建筑外墙外保温上的还很少,目前我国开展这一研究的机构和企业也不多,而研究出的值得推广的技术体系也寥寥无几。专家们预测,随着我国建筑节能工作的进一步开展,聚氨酯也将在建筑领域“大展宏图”。

智能家居 松下G-Mode开启未来家居之门

   伴随现代家居生活的不断演变,健康化、智能化的家居环境已经成为人们所追求的重点!忙碌的工作加上快节奏的生活,给人们带来了更多的压力与烦忧!如何将工作与生活两者兼顾?如何将家居生活变得简单智能化?相信,伴随松下空调G-Mode双向智能网络控制系统平台的应运而生,一切难题都将迎刃而解。

    这套由松下中央空调首创的具备“集约化控制”独特优势的G-Mode双向智能网络控制系统平台,完全依照人们的需求以及现代家居生活需要而研发,这也充分体现了松下中央空调以人为本的研发和生产策略。据悉,该系统被率先应用在松下中央空调传奇Ⅲ系列产品上,并在全球同步上市,引领人们率先体验未来的精彩生活!

    伴随松下中央空调传奇Ⅲ系列产品以及智能化控制系统的应用,无论是微凉的春秋、炎热的夏日、寒冷的冬季,亦或是忙碌的办公桌前、出差的旅途中或是归家的路上,我们可以随时随地的通过一部电话、一台电脑就轻松控制空调的开关、调节温度,真正做到预知冷暖,为家中的老人、妻子、孩子营造一个更为舒适的生活环境。精粹的科技产品必将为我们的生活带来跨越式的进步!让我们共同体验明天!体验属于我们的写意生活!

  作力松下空调06年精锐科技结晶之作—-G-Mode系统平台,在泛网环境中,它不但是一个人机互动的系统平台,还是一个多元开放式的系统平台。它的优势在于;既集合了现有空调器的多种智能的多种智能控制方式,又可搭载多种外部设备和管理系统,更有完善的系统升级服务以适应不断发展的用户需求。

·系统采用独有的G-Mode通信模式,信号稳定可靠
·可实现对跨区域/城市的空调网络管理
·支持有线或无线蓝牙接入方式
·可实现空调系统的管理与监测

换新风接口设计,健康体贴新空间
采用松下先进的换新风接口设计,方便导入室外清新空气,
舒适之余更有益健康,细节之处尽显人性化设计理念。
新型涡轮风扇,高效宁静
新型的涡轮风扇采用航天技术材质的3D螺旋叶片,实现直
流高效率运转,并有效扩大散热面积,使气流均衡稳定,
同时消除震动和噪音,令环境更舒适宁静。

楼宇自控系统( BAS , Building Automation System )应用

楼宇自控系统( BAS , Building Automation System ),是智能建筑弱电系统的重要组成部分,包含了对空调系统、给排水系统、照明系统、变配电系统等的管理与协调,将对整座写字楼内部的空调机组、送排风机、制冷机组、冷却塔、锅炉、换热器、水箱水泵、照明回路、变配电设备、电梯等机电设备进行信号采集和控制,实现设备管理系统自动化,起到改善系统运行品质、提高管理水平、降低运行管理劳动强度、节省运行能耗的作用。 
1.1 楼宇自控系统的重要性 
    随着高新信息技术和计算机网络技术的高速发展,对建筑物的结构、系统、服务及管理的最优化组合的要求越来越高,要求提供一个合理、高效、节能、舒适的工作环境。节能是一项基本国策,也是建筑电气设计全面技术经济分析的重要组成部分。楼宇自控系统正是顺应了这一潮流,它的建立,对于写字楼机电设备的正常运行并达到最佳状态,以及写字楼的防火与保安都提供了有力的保证。同时,依靠强大软件支持下的计算机进行信息处理,数据分析,逻辑判断和图形处理,对整个系统作出集中监测和控制;通过计算机系统及时启停各有关设备,避免设备不必要的运行,又可以节省系统运行能耗。这样, BAS 的主要目的就是:提高系统管理水平,节省运行能耗。 
    现代化写字楼,就空调系统而言,是写字楼的耗能大户,也是节能潜力最大的设备。从统计数据来看,中央空调系统占整个大楼的耗能 50 %以上,而大楼装有楼宇自控系统 (BAS) 以后,可节省能耗约 25 %,节省人力约 50 %。出现故障,能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。当前随着建筑物规模增大、标准提高,写字楼的机电设备的数量也急剧增加,这些设备分散在写字楼的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。如采用楼宇设备自动监控系统,利用现代的计算机技术和网络系统,实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,就能确保写字楼内所有机电设备的安全运行,同时提高写字楼内人员的舒适感和工作效率。 
1.2 楼宇自控系统的有效性 
  有效节省电能 
  此系统采用电脑程序对全楼的设备进行管理,根据设备使用情况和用户的实际要求调整设备,使设备的运行处于最佳运行状态,大量减少不必要浪费,避免了设备在失控的情况下运行,达到节约用电的目的,采用本系统可节约电能 15 %- 25 %。 
  大量节省人力 
  在不采用 BAS 的建筑中,设备简单的操作、维护、保养都需要大量的人工完成;采用本系统,大量的工作均由电脑根据程序自动完成,这样不仅节省了人力,而且避免了复杂的人事关系等一系列问题。采用本系统可节约 40 %- 60 %的人力,从而大量的节省了人力开支。       
  延长设备使用寿命 
  设备在电脑的统一管理下始终处于最佳运行状态,及时报告设备的故障情况并进行处理;按照设备的运行状况打印维护、保养报告,避免超前或延误维护,相应延长设备使用寿命;也等于节省了资金。 
  有效加强人员管理 
    在不采用楼宇自动化的建筑中,操作人员是否及时处理设备故障及维护保养,有关领导很难掌握; 但楼宇自控系统由电脑统一管理设备,计算机不会隐瞒、欺骗任何人,使有关领导及时掌握第一手资料,避免人员管理的各种问题。 
  保障设备与人身的安全 
   本系统对各设备的运行进行监测,可使值班人员及时发现故障、问题与意外; 消灭故障于隐患之中,排除意外于防范之中,保障设备与人身的安全。 
  充分满足用户需求 
  本系统可根据用户的需求,适时地调整设备,充分保证用户环境。如果全用人工调节,一则监测手段滞后,二则调节结果滞后,不可能充分满足用户需求。而本系统采用电脑管理设备,监测手段丰富灵活,反应时间快,可以充分满足用户需求。 
1.3 楼宇自控系统在物业管理中的必要性 
  从技术上讲,有些设备的运行要求靠人力是无法达到的。如恒温恒湿空调系统的参数必须依靠自动控制来保证;新型的空调系统,如二级泵水系统和变风量空调系统的运行必须依靠自动控制系统;复杂空间的空调系统,几台空气处理机控制同一个区域的温、湿度,靠人工不可能同时调节几台设备的运行状态以保证设定的温、湿度,必须依靠自控系统来完成。 
  采用先进的、现代化的设备管理系统才能发挥写字楼内所有先进设备的先进性,否则一座现代化的写字楼却配备了一个庞大的物业管理班子去手动操作空调、电力等先进设备,那么这些设备则无先进性可言。节能和环保、精简机构是现代化经济的大势所趋,采用楼宇自控系统完全符合这一潮流。楼宇自控系统早在七十年代已在发达国家广泛应用;目前国内已有一半以上的房间空调器、整体式空调机和冷水机组都采用了以计算机技术为核心的智能控制器,大量空调和供热系统也应用了楼宇自控系统。 
  楼宇自控系统的应用,在几年内即可收回自控设备的投资(靠节能、延长设备寿命、减少人员费用等),其经济效益不言而喻,同时也具有良好的社会效益。楼宇自控系统的经济性在国内许多工程中都已得到证实。 
  随着改革开放的不断深入发展,世界许多先进的、成熟的技术引进到中国 , 楼宇自动控制系统在全国已得到广泛的应用;如果仍然按照传统的思维观念来设计,写字楼建成后必将落后于其它同类建筑;应用本系统,可保证写字楼在其生命周期内很好地满足用户必要的需求。 

浅谈智能建筑的发展趋势和亟待完善的几个问题

摘要:智能建筑是指将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要求以及它们之间的内在联系进行最优化.从而提供一个投资合理、安全舒适、高效便利的建筑物,它具有广阔的发展前景和深远的发展潜力。 
 
    智能建筑是指将建筑物的结构、系统、服务和管理这四项基本要求以及它们之间的内在联系进行最优化.以建筑为平台,兼备通信网络、信息网络、建筑设备监控等系统.集系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合为一体,向人们提供一个高效、安全、舒适和便利的建筑环境。智能建筑的历史虽然只不过短短二十几年,但却引起了国内外建筑界的广泛注意。一般认为,世界上第一幢智能建筑是1984年在美国哈特福德市由美国联合技术公司下属的联合技术建筑系统公司建成的一幢智能大楼.它实际上是对一幢旧楼的改造,对该楼的空调、照明、防盗、电梯等设备采用计算机进行监控,并为该楼用户开设了语言通信、文字处理、电子邮件、资料检索等信息服务。其后日本和西欧等国家紧随美国之后,对智能建筑感到兴趣;接着东南亚各国对它也显示出了异常的热情。在我国.自从改革开放以来,经济得到了长足的发展,自然也会对智能建筑给以垂青。各地方的智能建筑已初具雏形。本文拟就此话题谈一谈本人肤浅的看法。
一、智能建筑的优势和潜力
(一)传统建筑的特点;
    众所周知,建筑是人们用建筑材料人为地建成的一个与室外隔开来的室内空间.是自己能在其中平安地生产和生活.从而避免大自然各种恶劣气候的侵扰,并防止危害人类的各种破坏力量的伤害。在传统建筑中,构成这个室内空间的东西一般分为三大类:建筑配件(屋面、楼面、地面、墙,隔断、门窗等)、结构构件(梁、板、柱、楼梯、基础等)、设备部件(上下水管、暖气、空调、电灯电线、卫生器具等)。不管什么建筑,都可由以上三大类构配件组成。传统建筑的特点是满足人们最基本的生活和需要,建筑功能远远跟不上科技的进步和人们的需求。
(二)智能建筑所追求的目标:
    1.为人们的生活和工作提供一个方便、舒适、安全、卫生的环境,从而有益于人们的身心健康,提高工作效率和生活情趣。
    2.满足不同用户对不同建筑环境的要求。传统建筑大多根据建设单位要求的一定使用功能进行设计建造,一旦建成,很难改作他用。而智能建筑则具有高度的开放性和灵活性,能迅速而方便地改变其使用功能,必要时也能重新布置建筑物的平、立,剖面.充分显示其可塑性和机动性强的特点。
    3.能满足今后的发展变革对建筑环境的要求,人类社会总的趋势是越往后发展变革越快,现代科学技术日新月异的发展速度十分惊人.而智能建筑能够适应这种科技进步的发展需要.以及由于科技进步而引起的社会变革的要求,为未来的发展留有余地.提供今后改造的可能性。
(三)智能建筑的内涵:
    1.电力供应与管理系统:保证有充分、安全、可靠的电力;来源,以及对各种高压配电、低压配电、备用电源检测与管理;
    2.照明控制与管理系统:智能建筑对照明的要求是根据人的需要能很方便的调节.而不浪费能源;
    3.空调系统的检测与控制系统:除了要使用户感到舒适以外,特别要注意节约能源以及室内通风的数量和质量;
    4.给排水系统的检测与控制系统:保证引用水的卫生,节约用水,重视水的重要利用以及污水处理;
    5.交通运输系统的管理:对电梯群实行计算机群控.达到优化传送和节约能源的目的,对进出的汽车进行自动化管理;
    6.防灾系统的监视与控制:对火灾及煤气进行准确检测、自动报警、自动启动消防设备.确保人身安全;
    7.防盗系统的监视与控制:利用自动监视、自动记录、自动控制、自动识别、自动报警等先进手段来防止偷盗和暴力发生;
    8.物业管理:做到自动计量、自动操作并自动检测房屋和各种设备的老化情况;
    9.信息网络:借助于先进的办公设备将信息的生成、传输、接受、保存等处理过程加以完成,从而免去人的手工劳动:
    10.先进的通讯手段:智能建筑的通讯手段是以数字专用交换机为中心,在建筑内部,与程控电话系统、电视会议系统.可视电话、电子邮件、无线寻呼、信息检索、多媒体声像服务系统等联结接,对外与局域网、广域网、卫星通讯联接,通过国际计算机通讯网络与世界各地相联系,实现智能建筑内外两方面快捷的通讯联系。
二、智能建筑亟待完善何改进的概述
    我国的智能建筑还处于初期发展阶段,还存在着诸多问题,主要表现在工程建设水平不高,工程质量不能令人满意,设计意图跟不上用户的需求,建设投资思路保守。如某些开发商只片面的考虑成本降低.而不去深刻的剖析用户的心理和社会的发展.跟不上科技进步的步伐;某些智能建筑工程因投资资金、系统整合等原因无法竣工,导致工程延期、投资浪费;有的建筑物虽然已投入使用,但智能化的功能名存实亡.不能正常工作。以上种种原因造成相当大的一部分智能化系统不能实现预期的目标,导致大量人力、物力的浪费。
    要想建成高水准的智能建筑需要相当周密、谨慎、全面的设计和计划,需要多专业、多学科、多工种的共同努力与配合才能最终实现.智能化水平的高低与建筑的设计、施工、运营、服务等方面息息相关。智能建筑的出现对建筑设计,施工和管理提出了新的更高的要求.这里存在着建筑工程领域设计、施工、监理管理等单位对智能建筑工程及其产品、设计方法、以及集成思想等诸多方面的熟悉、理解和掌握的问题,但是同时存在着系统集成商对建筑工程的陌生.对智能建筑工程从勘察、设计,产品应用、工程施工、系统功能的实现等这样一个庞大的系统工程的认识,以及与建筑结构的物理接口和如何通过建筑环境来显现信息化、智能化系统的功能等问题。智能建筑的出现.必然促使大量的电信信息、自动化、工业控制等产业迅速介入,但只是掌握了新产品和新技术不等于能做好智能建筑工程.工程有其自身的规律和其深刻的内涵,包括其技术内涵和管理内涵。既有系统各自的技术要求和应用特点,又有各系统之间的内在联系和外部连接;各系统既有先进性和适用性,又有各自的特殊性和协调性。只有遵循工程规律、遵守工程规范、符合设计要求、严格工程验收、保证工程质量,才能做出好的工程。总之.智能建筑有着广阔的发展前途和深远的发展潜力,它给人们带来了许多意想不到的便利之处,适应了科技进步的需要,只要各单位、各系统有机地紧密结合起来并充分发挥人的主观能动性和想象力,创造力.那么,使建筑物具有智能的“大脑”将是一个不朽的建筑主题。 

谈谈现代化智能小区管理

序论:
    近年来,中国大步跨入了信息化社会,人们的工作生活与通信,信息的关系日益紧密,信息化社会在改变我们生活方式与工作习惯的同时,也对传统的住宅提出了挑战。随着市民生活水平的提高,人们居住环境的要求不断升级,希望有一个安全、舒适、便捷的家,智能小区于是在中国各地逢勃发展起来,并已成为21世纪建筑业的发展主流。
    智能化小区是在智能大夏的基本含义中矿展和延伸出来的,有了智能大厦才令人联想出原来物业小区都可以智能化,所谓“智能化”简单地说,是安装并应用一整套网络系统将电话,电视信号和计算机数据在小区中,家庭中合并一起传输的现代化的家庭。利用这网络,小区能够提高效率、舒适、温馨、便利及安全的居住环境,家庭可以将家用电器作为终端,以及家庭网络连接家用电器、设备、仪表和安防设施,实现安全保障、多表计量、电器摇控、灯光控制、环境设计、能源调配和家居管理,创造更优越的生活条件。
    如果没有高质量的住宅小区智能化管理,就不可以充分发挥住宅小区只能化效果,要真正地实现科学高效管理,就要有高级的智能化系统,完善设备,统一综合管理,才能称得上是智能化小区。其实,不能单是有良好的系统,还要有专业的管理人才,这样两者合作才会有优质的智能化小区。
    当然,在目前信息技术未能完全普及的情况下智能化还存在着很多的问题
  1、防盗系统的设置
    对于“防盗”这词,人们都非常重视,不能掉以轻心,在智能化小区中各种防盗设施尤为重要,必须有一系列的综合保安系统,其功能包括防盗报警和家居安全两方面,使用标准的传感器信号接口,可以驳接市面上大多书的防盗产品,如果系统在接到保安室,还可以发出报警信息,引发出闪耀的灯光,电话远程报警等。
    由于现代小区的占地面积很大,它的四周边界总长在一公里以上。传统上对小区周边的防范,就是起高墙,勤加巡逻,但是到了现在着方法太落后了,有时候加上天气问题,地形等环境因素的影响,白密一疏,很容易形成安防死角。用智能化的方法安装周边防范系统,运用主动红外线对射技术,放在小区边界形成一道电子幕墙,可以全天候、全方位,二十四小时地监测小区的周边情况,做到万物一失。而且它隐蔽性强,不容易被入侵者发现。周边防范系统的红外线器接收到小区保安中心的报警接收机上。当有人非法跨越时,切断红外线路,即会触发报警,加上和闭路电视系统结合,可以立即显示出报警的位置和
报警的原因,这样就可以减少时间和人力。
    闭路电视系统也很重要,闭路电视系统是为保安中心提供实时视屏图象的一套最直接的安防系统。可在出入口,车站等公共场所观察人员的流动情况,可以监控记录各种工作、生产、生活等情况。在智能小区中,闭路监控系统使管理人员在控制室内能观察到小区内所有重要场所的现场情况,为保安系统提供了远程视觉效果,为小区的各种人员的活动提供了监控的途径。闭路电视监控系统主要安装在通道、重要建设及周边设置,将图像转送到管理中心。由管理中心对整个小区进行实时监控记录,使中心管理员充分了解小区的动态。
  2、照明控制系统的完善
     照明系统中可以发挥出智能化的功效,在小区内所有的灯均可作亮度的调节,以需满足小区中不同地方的需要,灯光会根据不同的情景,作出相应的调整,例如:花园里的照明灯可以暗一点,路灯亮一点,还有走廊灯和楼梯灯安装声控感应,有人走过时发出声音灯就会自然地亮起来,这样就可以更好地利用资源,不易浪费,又可以让业主减少负担,真是节源了不少。
  3、楼宇设备自控系统的处理
    当今世界,节能和环保是世界发展的普遍趋势。小区进行了信息采集和自动控制,所有信息采集和自动控制均由公用设备管理系统依靠计算机自动完成,起到了集中管理,分散控制,节能降耗的作用。小区的所有机电设备的工作状态均由可以在小区中央控制系统室监测,出现任何异常情况均可以迅速发现,迅速得以解决确保设备始终运行在最好状态,提高了设备的使用率及寿命。同时,还可以大大减少运行维护人员,降低了物业管理的人力成本。
4、公共广播系统
    本系统在正常情况下,可按程序设定的时间自动播放有线广播,背景音乐,广播员可以随时插播讲话,如果有紧急事件时就能马上通知,工作人员可以提高警惕,在控制中心可受动或自动开启和关闭小区内的部分广播设备而形成区域性或间隔广播。广播系统接到不同的事故背景信号而转入事先录制好的事故自动广播或人工事故广播。
5、小区管线系统
    地下管线是小区的重要基础设施,它的准确、完整与否,直接影响着小区的规划、建设维护和管理。以前小区地下管线由于资料不全,偏差过大,管理手段陈旧而导致维护和管理的落后。建设科学、准确、完整、动态的综合性地下管线信息系统,实现了住宅小区各类管线的数字化,为小区物业管理和系统维护创造了良好有利的条件。
6、停车场管理系统
    机动车是现代社会的重要交通工具,随着人们生活水平的提高,私人拥有车辆在现代住宅已是很普遍的,因此停车管理越来越逼切地成为一个摆在小区管理者面前的问题。如果使用智能化系统就能轻易解决这个问题了。将小区车辆按时间、顺序、内外单位、价格等不同因素分门别类的管理,给停车户提供停车的方便,车辆安全,也使小区车辆管理更加完善。智能小区一般包含商场,娱乐及其他配套设施的综合性现代化住宅小区,其停车场惯例系统设一个收费亭,并与控制中心联网,所有前端设备都通过电缆先接线至收费厅,集中进行控制和操作。
7、家庭智能化
    很多已建或新建小区家庭中已安装了三表远程系统,可视对讲系统、防盗报警系统等,这些系统无疑提高了居室的安全及舒适程度。但也存在一些问题,由于系统繁多,给使用和维护带来很大麻烦,并且室外布线的数量很多,安装成本及设备成本较高,对于住户是不少的经济负担。在通过了解智能化的解决方案中,采用了在每户设置“家庭智能控制器”的方式,实现了住户的家庭智能化管理。它可以处理各种传感的信号,做出相应的处理,并具有联网功能。家庭控制器通过网络连接到小区管理中心实现小区管理中心对每一户的安全监控。
    智能小区在目前国内是一个较新的概念,要最大限度的实现功能降低成本,就必须实现现代化,采用先进的技术将过去分散的系统及设备集到一起,作到几个系统紧密结合,互为依托,不在是一个孤零零的系统,而是统一的整体,可以发挥更大的作用。利用技术手段减少人员,降低管理成本,在满足住户最大舒适度的同时,最大限度的减轻住户的经济负担。这样才能是真正的现代化智能小区。

模糊PID参数自整定技术及其在中央空调系统中的应用

1 引 言
    中央空调系统是一个复杂系统,其能耗占整个建筑能耗的50%以上,是耗能大户,目前的控制方式一般都采用传统的PID控制算法,其控制效果并不令人满意,浪费能源的现象严重,在系统的控制精度、稳定性和可靠性等性能方面,难以满足用户的需求。本文以某烟厂中央空调系统的工程改造为背景,讨论中央空调系统这个典型的多输入多输出、具有大滞后特性的非线性系统的控制问题。由于该系统是复杂系统,难以建立精确的数学模型,显然采用PID方式控制是不恰当的。文章提出采用基于自学习的模糊PID参数自整定技术,借助PID参数的在线模糊自整定,实时修改PID参数,确保系统在运行过程中始终处于优化状态,既满足系统技术性能指标要求又能最大限度地节约能源。以下是对某些关键技术问题的粗略讨论。
2 PID各参数对系统控制特性的影响
    经典控制算法PID是传统的调节方式,也是当前中央空调系统采用的主要控制方法,要改进中央空调系统的性能,必须研究PID控制算法中各个参数对控制系统特性的影响,下面就PID调节的三个环节分别说明PID各参数对系统动、静态性能的影响。
    比例环节的作用是减少偏差。比例系数 增大可以加快响应速度,减小系统稳态误差,提高控制精度。但 过大会产生较大超调,导致系统不稳定; 取得过小,可减少系统的超调量,使系统的稳定裕度增大,但会降低系统的调节精度,使系统的过渡过程时间延长。
    积分环节用于消除系统的静态误差,提高系统的无差度,但会使系统响应速度变慢,使系统的超调量变大,并且可能导致系统产生振荡。加大积分系数 有利于减小系统静差,但过强的积分作用会使系统的超调量加剧,甚至引起振荡;减小积分系数 虽然有利于系统的稳定,避免系统产生振荡,减小系统的超调量,但对消除系统的静差是不利的。
    微分环节能反映偏差信号的变化趋势,能在偏差信号值变得太大之前,引入一个有效的早期修正信号,有助于系统减小超调,克服振荡,使系统快速趋于稳定,提高系统的响应速度,减小调整时间,从而改善系统的动态特性。其缺点是抗干扰能力差,微分系数 的值对响应过程影响大,若增大 ,有利于加快系统响应,使超调量减小,增加稳定性,但会带来扰动敏感,抑制干扰能力减弱,若 过大则会使响应过程过分提前制动从而延长调节时间;反之,若微分系数 过小,系统调节过程的减速就会滞后,超调量增加,使系统响应速度变慢,导致系统的稳定性变差。
3 PID参数的整定原则及整定过程中存在的问题
3.1 PID参数的整定原则
   在PID控制系统中,均以典型二阶系统数学模型居多,其典型响应曲线如图1所示,温度偏差 ,偏差变化率 ,现分段分析PID控制算法中各个参数的整定原则。
                          

建筑自动化系统的工程设计与实施方法

1 引言——项目背景
某五星级大酒店是集酒店、娱乐、公寓等为一体的大型多功能建筑, 总建筑面积约8万余平方米。主楼由地上二十七层和地下二层组成, 其中地下两层为人防、设备房、车库和美食街, 一层为大堂和商务中心, 二层为各式餐厅, 三层为娱乐、四层为健身房, 五层为桑拿、六层为办公兼转换层, 七层至二十七层为客房和公寓。 为了实现大楼内的建筑设备能全面而有效的监控和管理, 大楼设置了5套智能化系统。楼宇设备自动化系统BA(冷水系统、热水系统、空调通风系统、送排风系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统等);保安管理自动化系统;五表远程传输系统;通讯自动化系统;大楼办公自动化系统。本文仅对该工程的楼宇自控(BA)系统工程实践进行设计与实施方面的探讨。
2 BA系统的工程设计要点   
2.1BA监视控制点和DDC的配置   
  由于该五星级大酒店包括设备、车库、餐饮、娱乐、健身、商务、办公、客房、公寓等多功能用途, 各功能区的划分复杂, 要求不一。 因此在BA系统的监视控制点和DDC(直接数字控制器)的配置设计上应针对各个功能区的特点, 并充分结合暖通、电气、给排水等各设备专业的设计, 在满足系统正常运行的前提下考虑一套合理的设计方案。
(1) 酒店的裙楼部分包含了绝大部分的餐饮、娱乐、健身、商务服务, 是酒店人员活动最密集的区域, 因此设计重点应考虑空调、新风、照明等内容。
由于酒店所有的空调机及部分新风机都安装在裙楼, 相应的监测点和控制回路较多, 同时空调机和新风机的控制要求也较复杂, 为了方便调试和维护, 应考虑将DDC控制设备就近设置。
而照明系统通常在施工初期难以确定与BA相关的回路数量, 只有在装修设计明确后方能确定, 因此可能造成后期回路增补量大的情况。此外, 照明系统的控制原理较简单, 基本上是开关量的控制和信号反馈, 但监控点数量多, 这就要求相应的DDC控制设备要留有合适的余量。
基于上述原因, 在设计阶段应根据空调和照明系统的情况安排好直接数字控制器DDC(Direct Digital Controller)的数量和位置, 对每个DDC都应留有足够的扩展空间。这样, 整个系统的结构就不会出现太大的调整, 既能实现对空调系统的合理控制, 又能通过增加扩展模块的方式满足照明回路逐步增加的需求。同时有效地控制了投资, 不会因系统内部的变更而出现投资过量增加。
(2) 酒店的地下层部分为人防、设备房、车库、储藏室、冷冻站和部分员工工作室, 因此这部分设计重点在于冷冻站的联动控制、地下室的通风、排污等内容。
首先应针对暖通专业提供的冷水机组和配套水泵的型号及数量, 根据控制要求选择监控点及控制回路数量; 其次要考虑到冷冻站的控制程序最为复杂, 应配置单独的DDC控制, 同时在容量选择上要留有适当的余地, 为控制程序的运算提供足够的空间。至于通风系统和给排水系统则按照功能分别配置DDC控制。上述的配置方案不仅可以较集中地管理地下室的各种设备, 便于维护, 而且当通风和给排水设备出现问题时也不会影响冷冻站的正常运行。
(3)  酒店的塔楼部分包括七至二十七层, 按东西向划分为独立的两个部分, 东侧是酒店客房, 西侧为供出售的公寓。
由于一般酒店住客对客房环境要求的个性化, 故BA系统设计上可以不考虑各客房风机盘管的控制, 只需对楼层走道的新风机进行监控。而客房照明的开关规律性很强, 基本上按照时段来划分, 可有规律地布置DDC设备, 使系统简单明了。公寓内部照明基本属于私人空间, 故只需对楼道和电梯间的照明进行控制。
(4)大楼的屋面部分主要设备是冷却塔和排风机。
出于同地下室的冷水机组一样的考虑, 对冷却塔采用单独的DDC控制, 并
留有一定的余量, 同时充分考虑到冷水机组与冷却塔的联动控制。
(5)电梯系统是大楼设备中比较特殊的部分, 根据功能和行程的不同, 十几
部电梯分布于大楼的多个楼层上。
由于BA系统一般对电梯只监视不控制, 其监视内容也较简单, 因此可以根据各电梯机房的位置将各台电梯监控点分别接入附近的DDC中即可。
 2.2 网络控制器NCU和中央操作站OWS的配置
在配置BA系统的NCU(Network Control Unit)时应严格按照其允许带的I/O点范围来进行选择, 对于需完成冷冻站联动控制的NCU还应留有一定的点位余量, 供设定群控程序时的软件点使用。同时应使NCU尽量均匀地承担计算负荷。
中央操作站OWS(Operator Work Station)的运行软件中包括了系统图形界面, 通常配置21英寸的显示器, 以方便操作人员的监控; 为了保证系统的稳定性, 一般OWS不宜配置光碟驱动器, 以免人为装入过多与系统无关的软件, 导致BA系统不能正常运行。
OWS和NCU设置在中控室, 通常BA系统可与安防系统共用同一机房。
3 BA系统的设备安装问题
根据BA系统中各种监控设备的不同特性, 在设备安装时应注意以下几方面的问题。 
3.1空调机和新风机监控设备     
在空调和新风系统中采用的传感器种类繁多, 安装位置的分布也很广, 通常要求传感器设备直接安装在风管、风门或阀门上, 这就要求安装人员在熟悉传感设备的同时还应对暖通专业的基本知识有一定的了解。
(1)在风管上安装温度传感器或风流开关时应尽量不破坏原有的风管保温
层, 所开的孔槽应为能保证传感器正常安装的最小尺寸。
(2)安装风流开关时, 应安装在出风管的垂直段, 以便在风机停止运行时风
流开关的弹簧片能依靠重力自然回落, 恢复到静止状态。如果机房内的风管只有水平管段, 则需在适当位置增加负压管, 通过相对压力确认管内风流状态。
(3)  空调机回风温度传感器的安装位置应能反映室内温度的实际情况, 该温湿度数值应与所控房间的温湿度相同或相近。如果空调机位于受室外参数影响较大的房间内, 则回风温度与受控房间实际回风温度相比会向室外温度偏离。在这种条件下, 应尽可能将温度传感器安装位置靠近受控房间的回风口, 并在对应控制回路的PID运算中考虑室外参数的影响, 调整有关设定值, 以实现控制理论值与实际效果的吻合。
(4)  滤网压差开关状态一般可直接由监视吸风口负压与设定值比较的结果来体现。只需在吸风口的适当位置开一个与负压管大小一致的小孔, 将负压管插入适当深度即可。
(5)  空调机监控设备中最重要的无非是水调节阀和风门驱动器的安装。由于调节阀是BA系统自动控制结果的直接执行者, 通常还要考虑其电气接口的适配问题, 所以建议该设备由自控专业来选配。但鉴于阀门在空调系统中的重要作用,其安装宜由暖通专业施工队进行。调节阀的驱动电源和控制回路通常共用一根控制电缆, 所以在接线时要注意区分电缆各芯线的用途, 避免烧毁设备的情况发生。风门驱动器也同样存在类似的问题, 在接线时应给予足够的重视。
3.2照明系统配电控制设备    
 照明系统中的控制回路形式根据照明配电箱的设计而不同。一般由BA系统提供24V交流电源来控制照明回路继电器的通断, 这种形式避免220V电压信号进入DDC箱, 有利于BA系统的安全。另一种形式是强电专业将220V电压信号直接接入DDC箱, 由DDC箱内的继电器触点动作来控制照明回路的通断, 这时在DDC箱内应有强弱电的隔离措施。 3.3冷冻站监控设备     冷冻站的设备安装中主要应注意冷冻水总管上的压力和流量传感器的正确安装。 尤其是电磁流量计的安装位置要保证在5~10D的直管段上, 才能准确地测量流量。事先应由暖通专业施工队预留出传感器的安装位置, 安装时请暖通人员到场, 并确认相关管路中的冷冻水已排出, 以免高压水流对人员和设备造成破坏。由于流量传感器的电源电压一般为交流220V, 在接线时要注意区分电源和控制回路, 避免烧毁设备。应该强调的是, 整个冷冻站的监控设备安装过程都需要暖通专业人员的配合, 其中涉及到压力参数的设定、设备联锁控制关系等重要问题。[Page]
3.4 给排水监控设备
给排水系统中的水位开关应具有良好的密封性能, 如出现漏水将导致开关信号不能正常为1或归0;通常水位开关最容易出现漏水的地方是接线端口, 所以导线的对接处应高于水面; 安装时应将水位开关悬空吊装在水池侧壁旁, 但切不可直接靠在侧壁上; 此外对于水位开关是水平或垂直安装方式, 在同一系统中应有相同的标准定义, 以便为操作人员提供统一的操作模式。 
3.5屋面排风系统监控设备
屋面排风系统风流开关的安装应充分考虑到室外恶劣环境对设备的影响, 例如将设备牢固安装, 做好防水措施, 预防台风或雨水导致设备的损坏。 
 
4 BA系统的调试问题    
在进行BA系统调试时, 首先应检查各控制回路的接线是否正确, 这是调试工作能否顺利的前提, 有条件的话可在初步检查后再复查一次。
调试前应熟悉各被控设备的接线原理和内部结构, 确定有关监控点的各项参数, 注意排除各种不安全因素。每个监测点调试完成后应做好记录, 避免遗漏或重复劳动。由于调试过程中经常需要移动被控设备的外部防护装置, 故应在每个设备调试完成后及时恢复原状, 避免造成二次破坏。整个调试阶段均应请相关专业人员配合, 尤其是为建设单位的有关维护人员提供熟悉BA系统的机会, 以利于日后系统的正常运行。以下是调试过程应注意的主要问题:
4.1空调机和新风机的调试  
在设定空调机和新风机温度与水调节阀的联动控制时, 应考虑到空调机组所对应场所的实际温度需求。对人员流动不大的场合, 如茶坊和会议室等, 温度设定不能过低; 而餐饮、夜总会、迪吧等人流活动大的区域, 可适当降低温度设定值。原则上应做到模拟输出调节阀具有0.1%的调节精度。   
4.2照明回路的调试   
在调试照明回路时, 应先将照明配电箱的电源断开, 依次接通BA系统中为各照明控制回路提供的24V AC电源, 观察照明配电箱内的继电器的动作是否正确; 然后再使照明配电箱通电, 进一步核对照明回路与控制回路是否一致。   
4.3冷冻站的单台设备调试
冷冻站的调试应在暖通专业的配合下完成, 因为冷冻站设备有严格的开停机顺序, 必须根据暖通专业人员确定的顺序开停机, 调试人员不得擅自启动或停止冷冻站设备。    
4.4冷冻水出水温度的调试     
中央空调系统是整个大楼的能耗大户,所以是BA系统重点控制的节能对象。中央空调系统是否能高效运行, 与冷冻水出水温度的高低密切相关, 冷冻水温度越低, 制冷效果就越好。因此, 合理降低冷冻水出水温度, 通过BA系统的群控来协调相应冷水机组的运行, 可明显达到节能之目的。另一方面, 通过中央操作站按日程和时间表规定工作与值班时间, 并对工作时间和非工作时间设定不同的环境舒适指标, 同样也能减少能耗。
4.5冷冻站的群控调试 
冷冻站的群控调试中, 可以在合理范围内适当增加单台冷水机组的制冷负荷, 因为合理的超负荷运行也不失为一种有效的节能手段。
由于群控调试需要停止冷冻站的运行, 而且调试周期也较长。因此应避免在冷冻站满载运行的季节进行群控调试, 以免影响酒店大楼的正常运作。
5 结束语
随着信息技术的迅速发展, 人们对建筑物的使用功能要求越来越高, 楼宇自控(BA)系统已发展为范畴广泛、内容丰富的科学技术。
楼宇自控(BA)系统的整体功能可以归纳为:对建筑设备实现过程控制自动化;对大楼实现设备管理自动化;实现以节能运行为中心的能量管理自动化。
为了确保实现上述功能, 对BA系统工程设计和实施的各个环节都不能忽视。通过本工程实践, 从中体会最深的是: BA系统是一项涉及多专业、多方面的工程, 需要业主的理解和支持; 需要与暖通、给排水、电气等专业人员的密切配合; 需要与各工程承包商之间的密切配合; 需要与设备供货商的密切配合。因此, 在加工订货与BA系统相关的设备之前一定要考虑周全, 确定好各方所承担的工作以及接口的交界面, 避免出现遗漏而无法连接的情况, 同时也要避免多方重复设置和几方重叠的交叉控制。总之, 只有各方协调配合, 精心设计、精心施工、精心管理, 才能使BA系统工程实施中的损失和遗憾减少到最小, 才能充分体现BA系统的优点和发挥其应有的作用。 

面向智能建筑集成系统的轻量级实时数据库设计

1 引言
智能建筑集成管理系统(以下简称为IBMS)作为一个典型的分布式系统,系统环境复杂,缺乏统一的规范和标准,它涉及到多种平台和多种协议间的通信与联接,需要与第三方应用软件接口。Java 语言是基于网络开发、面向对象的新一代计算机编程语言。它具有对象封装、多态性和继承性等面向对象语言的基本特征,具有跨平台、可移植的特性,支持 Internet/Intranet网络模式下的数据分布与计算分布。由于 Java 所具有的这些功能特点,使其成为实现智能建筑集成管理系统的理想开发语言。
实时数据库RTDB(Real-Time Database)是实时监控软件的核心。实时数据库常常在动态环境下使用,用来监控现实世界对象的状态和发现所关注事件的发生[1]。实时数据库及时准确地获取现场数据是整个控制系统正常工作的基本前提。同时实时数据库子系统是联系图形子系统、历史数据库子系统、报表子系统、报警系统的桥梁和纽带。实时数据库系统结构的规划和管理系统具体的实现方法
是设计组态软件的核心和难点。实时数据库构建的合理性直接影响到整个系统的性能。目前,市场上流行的实时数据库产品主要有PI系统(适用于流程工业:国外),Info-Plus.21(主要在石油化工方面:国外),力控系统(主要用于控制领域:国内),SuPerlnfo(主要用于电力调度、石油、化工等领域:国内)等等。这些产品都是面向工业控制应用的,而且其产品的价格都比较昂贵,一般中小型系统不可能用此方式进行集成。
本文详细介绍如何利用Java的集合框架及其本身的语言特点开发面向智能集成系统的轻量级实时数据库。与其他的实时数据库相比,该实时数据库具有跨平台,简单易用及成本低的特点,并且能够满足智能建筑集成管理系统的实时性的要求。非常适用于一般中小型系统,具有很好的实用价值及经济效益。
2实时数据库的特点
内存系统与磁盘系统具有不同的特性,主要表现在以下几个方面[2]:内存和磁盘在存取时间上有若干数量级的差别,内存的存取时间在10-8s的数量级而磁盘在5×10-3s数量级;内存是易失性的,而磁盘是永久性的存储器;当系统断电时,前者所存的信息立即消失,通电后也不会恢复;后者则反之,断电时保持信息不会消失,通电后即原样可使用存储格式不同。内存是字节或字编址的,而磁盘是块存储设备;数据的存储组织方法对性能影响不同。不同的组织方式对磁盘的性能影响远比对内存影响大,如顺序存取与随机存取的时间对内存没有什么变化,而对磁盘则有数量级的差别;存取方式不同。内存可由处理机直接存取磁盘则不能,内存比磁盘更易于受到来自程序错误的直接数据破坏;
监控组态软件的实时数据库属于实时数据库中的一种,它具备实时数据库 的基本特征和属性,但和专用的实时数据库相比,它并不严格要求具备实时数 据库在理论上所要求的所有模型特征。近年来计算机技术的发展使存储器单位容量的价格不断下降,在现有条件下,单机上的工作内存已经很容易达到GB数量级。在这种条件下,利用实时数据库开发IBMS系统的实时数据管理模块是一个非常好的解决方案。
3 IBMS系统实时数据操作过程分析
一般来说BMS系统对实时数据的操作包括并发的多用户查询操作和实时数据的更新操作。一般来说一万个监控点的值的刷新必须在0.5秒内完成才能满足工程上的需要,而实时数据到达客户端的时延一般也不能超过一秒。所以内存数据库的必须提供紧凑的数据结构和高效的空间利用率以及各种对各种实时数据操作的高速执行。
对于IBMS系统的监控量,可以分为模拟量和监控量两种,而且监控点的信息也有静态信息和动态信息之分。由于数据点的类型不同,数据处理的方式也不同。我们分别定义它们的数据结构,分别进行存取。同时把数据点的静态信息和动态的变化值分别采用不同的储存和管理方式,以达到理想的性能并且实时数据库的设计也比较紧凑。
因为实时数据的组态信息在系统运行之前已经配置好了,对实时数据的插入及删除操作频率不是很高,相反对实时数据的写操作和读操作则非常频繁,数据库初始化时把相应的子系统的信息和监控点的名称,编号,计量单位,扫描周期等不会随时间变化的静态信息和随时间变化的实时监控数据分别用不同的变量中储存。因为所有的模拟量是按照固定设置的扫描周期刷新监控值的,所以模拟量的测量值采用的ArrayList数据结构进行储存,以实现较高效的刷新操作。在智能建筑的数字量型监控点一般来说是一些开关量,变化频率一般不会很高,有的监控点状态甚至是一个月之内都不会变化,所以数字量型监控点的监控值采用Hash表储存以实现高效率的随机刷新的性能。
4实时数据库的设计
实时数据库与外部系统的典型互交如图1所示:监控客户端通过数据输出接口取得实时数据,不同的外部数据源通过数据输入接口输入实时数据。实时数据库则负责管理实时数据,为监控客户端提供统一的数据源视图,实现实时数据的高速访问及数据储存策略。

基于Web的建筑智能化系统集成组态软件的设计与应用

1 引言
随着信息时代的发展,智能建筑愈发显示出其潜在的能力。信息共享在智能建筑管理中起着十分重要的作用。由于传统的智能建筑中各个控制子系统和管理系统相互独立,所以信息共享的程度很低。为了充分发挥智能建筑的投资效益,对智能建筑进行系统集成是很有必要的。
智能建筑系统集成是将建筑物中多种控制信息、语音、数据与图像通过网络使原有独立的设备进行功能信息的有机结合,以实现综合信息、资源和整体任务的共享。在这种情况下,开发具有特色的智能建筑系统集成的工具对于推动国内智能建筑行业的发展具有十分重要的意义[1]。而基于Web的组态技术的发展和应用,给实现智能建筑的系统集成带来了新的思路。
虽然目前国内外的组态软件产品已经较为成熟,但是进行建筑智能化系统集成组态软件方面的研究与开发工作仍然具有重要的意义和价值。
现有的组态软件价格昂贵。由于现有的组态软件最初都是基于工业控制产生的,其中很多功能在智能建筑领域都用不上,这无形中增加了应用的成本,影响了组态软件在智能建筑系统集成的应用与推广。
现有组态软件不能完全满足智能建筑系统集成的要求。现有的组态软件仅提供对建筑内部的部分子系统如BA系统的集成管理能力,对于其他复杂系统如闭路监控系统的集成却无能为力。
现有组态软件出于自身利益的考虑,一般不允许用户根据自己的应用需求定制自己的组态软件,这样大大限制了组态软件的效能。
实时数据库技术的发展,操作系统性能的提高,各种软件开发工具的出现,以及许多新技术、规范的应用等,所有这些为新的监控组态软件的研制、开发提供有力的技术支持。
本文在借鉴国内外优秀组态产品成功经验的基础上,以智能建筑的系统集成为应用背景,完成了基于Web的组态软件平台的设计与实现,解决了智能大厦内各子系统之间的异构互连问题,从而提升智能建筑的信息化管理水平。
2基于Web的组态软件的实现方式
随着Internet/ Intranet技术和Web技术在的广泛应用,引发了监控系统向Internet/ Intranet的迁移。应用Web技术实现远程监测己经成为越来越多的监控系统不可或缺的重要组成部分。因此,如何使组态软件具有Web功能有着重要的研究意义。因此我们提出采用基于Web访问模式及Java语言进行组态软件的设计。
应用Web技术,结合面向分布式计算机环境的网络语言Java的无与伦比的平台无关性和可移植性,可以实现真正具有开放式体系结构的组态软件。