隨著中國經濟的高速增長,城市化進程的加速推進,土地資源日益稀缺,超高層建筑的發展方興未艾。高度超過100米的建筑被稱為超高層建筑,而當前國內超過100米建筑比比皆是,甚至超過200米以上的超限高層也屢見不鮮,例如上海環球金融中心(492米)、南京紫峰大廈(450米)、天津高銀117大廈(597米)、大連綠地大廈(518m)等等。超高層建筑的建筑體量大,面積可達到數十萬平米的超高層建筑也在很多城市出現,而且超高層建筑的使用需求復雜,綜合功能強,一般地講,超高層建筑會綜合辦公、酒店、商業、公寓等多種建筑功能。其中,辦公則多為甲級辦公,甚至有金融辦公;酒店則多為五星級或五星以上星級的酒店;公寓則有公寓式酒店或酒店式公寓、出租出售等不同業態;商業設施則視建筑所處的地段和規模而呈現比較高端前衛的業態。所有這些,都意味著對智能化有更高的需求。
目前的超高層“
智能建筑”如從“智慧建筑”的角度去要求,發展狀況仍然不近理想,現有建筑智能化以獨立系統做分類、難以相互兼容子系統,仍然是整合困難,聯動性不強,系統擴展性低, 使用不方便,難以實現真正的智能化。不同的產品由于沒有開放的協議,沒有統一的接口和數據庫,使得技術協調變得困難,就是有系統集成由于平臺的原因也無法做到真正的聯動,真正的節能,大廈能源浪費巨大,甚至無法達到基本的智能化要求。在建筑智能化系統的使用中用戶及物業需學習各個系統的不同的使用方法及進入運行多個不同的軟件,系統的聯動及關聯操作需在每個系統重復設置,使用不方便,往往像樓控等極為重要的系統成為了擺設,除了提高物業人員的技術素質外,如何通過技術的手段簡化操作系統節約能源也將成為關鍵。所以針對超高層建筑智能化系統發展方向的研究對今后超高層建筑智能化系統的設計與建設是非常重要的。下面河姆渡小編就詳細地來分析一下超高層建筑智能化系統發展方向。
(1)超高層智能建筑應以綠色智能建筑為發展方向
智能建筑今后應當向綠色建筑發展,綠色建筑必須采用大量的智能系統來保證建筑目標的實現。這一過程需要信息、控制、管理與決策,智能化、信息化是不可缺少的技術手段。以智能化推進綠色建筑,節約能源,降低資源消耗和浪費,減少污染,是建筑智能化發展的方向和目的,也是綠色建筑發展的必由之路。上海世博會一軸四館永久建筑尤其世博文化中心、世博中心、世博軸新技術、新能源、新材料的大量采用,綠色技術的使用也最大程度地發揮其自身實用性,綠色技術的使用也為今后綠色智能建筑的建設指明了一定的方向。
建筑電氣節能可以理解為系統設計的節能;科學管理的節能;電氣產品的節能;能源凈化的節能,通過建筑智能化來實現建筑設備電氣之間的結合。智能化的節能建筑應該是智能建筑與能源消耗和合理利用之間的平衡關系,實現前提就是對樓宇設備的控制系統都要進行有效的集成管理。智能建筑首要條件是立足于信息基礎,來達到節能的標準和良好的經濟適用性。智能化雖然不能直接節能,但是可以通過對控制設備的集成和優化管理實現科學節能。而物聯網技術為節能與建筑智能化之間架起了一座橋梁,將為綠色智能建筑的發展提供廣闊的連接平臺和用武之地。
(2)物聯網應用于超高層建筑
在建筑智能化領域,物聯網的技術將會對其產生變革性的深遠影響。將改變現有建筑智能化技術和產品的基本架構.使建筑智能化實現系統大融合。未來智能建筑或稱智慧建筑將會出現以物聯網技術為核心、以功能做分類、相互通訊兼容為主要特點。物聯網就是通過傳感設備與互聯網聯系起來,實現自動化的識別和管理。物聯網是按照約定的協議進行信息的交換和分配,實現智能化的識別、定位、跟蹤、監管和管理功能。
對于超高層建筑而言,物聯網技術將覆蓋建筑從建筑外部環境到建筑內部結構,從機電設備系統到建筑結構材料,從設備材料表面特征到內部特征等幾乎所有領域。并將大樓安防系統、設備管理系統、消防報警系統、變配電系統乃至物業管理系統等帶來**性的變化。通過物聯網技術可以實時地、有效地監視大樓內的電力、空調、冷水機、水泵、冷卻塔、給排水設備、電梯等多種機電設備的狀態,系統根據目前的使用情況及以前的運行數據自動提供設備運行的趨勢分析,自動調整各物聯網設備的運行,對超高層建筑的節能管理將起很大的作用。
物聯網將對未來智能建筑的技術發展主要表現在以下三點變化:
多系統物聯:未來智能建筑將采用統一的管理平臺,統一的通訊總線,統一通迅協議,統一設備編址,統一消息機制,統一擴展接口,統一聯動設置。
多系統混合組網:未來智能建筑將多系統混合組網,如門禁系統、報警系統、智能照明、空調控制、電梯控制、CCTV聯動、消防聯動、一卡通等多個子系統可混合組網,共用一組總線。
傻瓜式操作,使用簡單方便:未來智能建筑將實現了軟硬件的高度融合,設備管理、事件查詢、設置聯動等一目了然,真正以用戶的使用價值為導向,應該是“傻瓜式”的操作即可實現專業級人性化的智能服務。
(3)智能電網應用于超高層建筑
智能電網是未來整個發輸電、供配電系統的發展趨勢,通過智能電網技術,將會對超高層建筑及超高層建筑群中的供配電系統、備用電源系統、太陽能光伏發電、風力發電以及大樓內的所有用電設備等重要元素進行高效率智能化的整合,而智能電網的智能控制技術也將成為非常重要的因素。
(4)高寬帶網絡、光纖到用戶應用于超高層建筑
對于超高層建筑辦公用戶來說,高寬帶網絡的需求成為必須的。類似采用EPON和GPON光纜接入的技術,FTTH方式(光纜到用戶),OUN設備直接下沉到用戶端的高寬帶網絡方式將成為超高層建筑網絡的必然趨勢。
從技術角度來看,光接入將是寬帶接入技術的發展方向,光進銅退是通信發展的必然趨勢,未來寬帶PON技術將在EPON和GPON間抉擇。EPON技術相對成熟,成本低,在目前更適于提供光纖接入解決方案,但GPON的高傳輸速率、高效率的多業務承載能力、強大的OAM功能和擴展能力,決定其在未來光纖接入網中有較好的發展前景。
近年來,隨著國內通信運營商光進銅退戰略的進一步明確以及PON設備的成熟、成本的下降,基于PON的FTTx接入將成為今后寬帶接入網的主要建設模式。
PON具有高帶寬、節省光纖資源以及維護方便等一系列優點,具體表現在:高接入帶寬,PON的接入帶寬最高可達Gbps量級,可以滿足現在和未來各種寬帶業務的需要;節省光纖資源,點到多點的樹狀廣播形網絡拓撲結構,從局端的一芯光纖,最后可以分支到最多128個終端ONU設備,極大節省了饋線段的光纖資源;設備運維、管理成本低,PON光纖接入技術,只有局端(OLT)和用戶側設備(ONU)為有源設備,其中間的光分布網絡采用穩定性高、體積小巧、成本低的無源分光器,只需安裝在光交接箱或光纜配線架的適當位置即可,易于維護。
(5) 安防系統在超高層智能建筑中將扮演越來越重要的作用
除了如何通過技術防范手段,結合人防措施,有效地對超高層建筑進行管理、監督和防范外,防恐與反恐也將作為超高層建筑安防系統的非常重要因素。從華東院設計的建筑中不難看出超高層建筑都是大型人員密集型建筑,在這些建筑中安防系統尤為重要。如上海環球金融中心大廈作為一幢甲級辦公樓有上百家租戶,在滿出租的情況下,人員將達到2萬多人,而且訪客眾多,大樓內的人員和安全問題十分突出。作為目前國內最高的超限高層建筑,安防設計包括防恐安全尤為重要。上海環球金融中心的智能化安防設計,不再是單純的安保監控設計、消防報警設計,而是從智能化防災、防恐角度進行考慮,主要內容包括了綜合安全防護設計、消防及聯動控制設計、漏電火災報警設計、緊急廣播系統設計、緊急呼叫系統設計、內部對講系統設計、安全門系統設計、訪客管理系統設計、不間斷電源系統設計、防雷接地設計、人防設計、抗震及地震檢測系統設計、漏水報警設計等內容;并通過智能集成平臺,盡可能將各類相關信號或信息集中收集到防災中心,做到早期防火滅火,防水堵漏,抗震,防恐等措施。智能化安防系統、防災系統、防恐系統在上海環球金融中心這么一個超高層建筑中將扮演非常重要的作用。
目前基于IP的多媒體通信技術發展勢頭強勁,安防監控設備的數字化、網絡化發展已經普遍展開,超高層建筑網絡數字監控系統的應用已成為必然趨勢。
物聯網將應用于超高層建筑的安防系統:物聯網技術環境下的安防系統將由智能主機通過物聯網連接,實現對內外部的感知和監控,將更好地實施監控、報警防范。對報警后的及時處理、出警、指揮帶來非常大的好處。
(6)無線局域網技術應用于智能建筑
隨著人們對便捷舒適要求的不斷提高,3G、將發展的4G、WLAN技術的普及及應用,無線局域網技術會大量應用于智能建筑,智能建筑高寬帶通信無線化,智能建筑統一通信平臺無線化,智能建筑高寬帶網絡無線化,智能建筑安防系統高清化無線化,智能建筑設備管理無線化將成為趨勢。
3G安防將應用于超高層建筑的安防系統:3G安防與傳統安防比較有兩個顯著的特點,一個特點就是3G無線上傳,另一個特點是無線視頻觀看,尤其是3G網絡高帶寬、可移動性將促使安防監控和移動通信的深度融合。所以3G安防將能滿足超高層建筑的小業主、出租辦公區域、公寓、商鋪等一些客戶的需求。3G安防應用領域會更廣泛,在公眾家庭安全方面,3G視頻監控、入室報警將應用于住宅的安全防范和財產的監控,未來市場前景是非常誘人的。隨著技術的發展、帶寬的增加我認為更會在城域性、全國性監控系統中得到應用,如國內的平安工程、道路監控、城管監控、大型的室外活動等的電子視頻監控中得到應用,將成為網絡視頻監控發展的必然趨勢。
智能化系統是超高層建筑的智能化水平的集中體現,而智能化系統技術的合理應用與創新更是超高層建筑智能化系統的重中之重,隨著綠色建筑要求的提高及發展、管理的精細化、反恐防恐的全球化,超高層建筑智能化系統技術的發展與創新將是必然趨勢。