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關鍵詞:綠色建筑;智能建筑;一體化發展
引言
隨著全球經濟的高速發展,面臨的問題也層出不窮。能源問題成為當今世界面臨的巨大挑戰,而傳統的高耗能建筑模式顯然使其異常放大。許多發達國家紛紛意識到事態的嚴重,近年在建筑模式的實施中融入了大量的綠色與智能相結合的建筑理念,突出智能建筑的智能功能和綠色建筑的環保意識、節約能源、減少污染,以實現社會發展的可持續性。我國當前的社會發展戰略是也走可持續發展道路,對于當代建筑來說也必須由傳統的高耗能發展模式向現代綠色發展模式進行轉變,綠色建筑和智能建筑的技術的發展正是這一轉變的具體實現。隨著現代社會各方面發展的不斷智能化,智能系統不斷發展,智能系統的功能、運行技術將是綠色建筑不可分割的重要部分。因此,如何使綠色建筑和智能建筑一體化發展是實現我國建筑事業實現可持續發展的重要途徑。
1 綠色建筑和智能建筑的概念和特點
1.1 綠色建筑的概念和特點
綠色建筑指在建筑的有效安全周期內,最大限度的節約資源、保護環境、減少污染,為人類建造健康、舒適與自然發展相適應的建筑。綠色建筑的特點體現在建筑遵循了節約資源、保護環境的可持續發展原則,體現了建筑綠色化的理念。綠色建筑充分體現了以人為本和因地制宜的建筑理念,結合了人文因素、地域等方面因素,建造符合地區社會可持續發展的建筑。
1.2 智能建筑的概念和特點
智能建筑是指通過將建筑物的結構、設備和管理根據所需要求進行最科學的優化組合,從而建造出一個舒適、便利的建筑環境。現代科學技術的發展同時促進了智能建筑的智能化發展。智能建筑的出現加快了現代建筑的發展步伐,建造出了更加舒適、安全、便利的環境,同時較之傳統建筑模式很大程度的節約了建筑資源的投入,滿足了各種對建筑物環境功能的特殊需求,實現了建筑功能的最大化。
2 綠色建筑和智能建筑的作用及相互影響
2.1 綠色建筑的作用
綠色建筑是對環境無害,充分利用自然環境資源的節能環保型建筑。綠色建筑能夠減輕建筑對環境的負荷,節約資源和能源的消耗;同時又能提供健康、安全、舒適性強的居住辦公環境;與自然環境和諧相處、持續發展。現代綠色建筑采用了節能的建筑設計結構,根據自然通風和太陽能取暖的原理進行設計的建造,減少了電和水資源的消耗,充分利用自然環境的優勢達到節約能源的目的。綠色建筑強與自然資源相互結合,利用自然界富足的材料進行建筑,同時使建筑物的空氣質量和對人體健康的控制和保護起到了很好的補充。綠色建筑的舒適性更加的符合現代人類要求的居住和工作環境,使其有一種與大自然融為一體的感覺。
2.2 智能建筑的作用
現代科學技術的快速發展,建筑事業的發展也應該適應發展需求發揮科技的力量,智能建筑的出現充分體現了科學在建筑領域的中重要作用。以現代化大廈為例子,水電的耗能是整個大廈的主要消耗,在北京,總建筑面積近56萬m2的國貿大廈其中1d的水電等能源的消耗費用就30萬元。為了減少不必要的能源消耗,國貿大廈運用了智能化的節能設備,一年的時間里節能效果明顯,智能系統的發展和應用充分給建筑的能耗問題上起到很好的緩解作用,實現能源的可持續利用。智能建筑的發展能夠滿足不同環境功能的要求,使人類的生活和居住環境更加科學合理和方便。
2.3 綠色建筑和智能建筑的相互影響
綠色建筑是將可持續發展理念引入建筑領域的發展結果,也是未來建筑事業的發展趨勢。現如今,世界各國都在逐漸重視對綠色建筑的探究,由于世界各國經濟發展水平、科學技術力量等諸多因素,對綠色建筑的研究成果也存在差異。智能建筑本身的發展也是朝向綠色建筑發展,智能建筑也是實現綠色建筑目標的重要組成部分和發展手段,要實現綠色建筑的功能,必須要結合智能建筑的相關功能,特別是計算機技術、自動化控制技術、先進科學的建筑設備等建筑控制技術。總之,智能建筑是綠色建筑的技術支撐和實現手段,綠色建筑是智能建筑的最終目標。
3 綠色建筑一體化的發展
3.1 綠色建筑一體化面臨的問題
目前,綠色智能建筑一體化正處在發展初級階段,嚴重缺乏國家的統一規范標準,綠色智能建筑僅僅伴隨著國家經濟的發展腳步,沒有獨立的發展空間和完善的管理制度。國家沒有明確的政策方針支撐綠色智能建筑的發展,沒有制度合理科學的管理制度,發展的速度遠遠落后于世界先進水平。我國智能建筑起步較晚,加上目前智能功能需求都是由業主提出但是設計通常都是由設計院完成,而智能化的設計與建筑的設計常常存在不協,系統運行達不到預想效果;在工程規劃、設計、實施施工、質量監督等方面并沒有具體實用的標準規范;從智能建筑技術的研發和產品的開發上缺少科學的指導和監督,使智能技術產品有效的作用得不到利用;沒有科學的管理制度,注重結果的好壞嚴重忽略綠色智能建筑的集中管理。
3.2 綠色智能建筑一體化的提高
(1)技術的提高
智能化是技術的綜合利用和信息集成,安全防范體系、信息管理體系、信息網絡系統構成了智能化的基本體系。這些系統體系的技術并不成熟,集中管理體系還不完善,主要還是依賴于國外的智能化系統產品。我國應加大對智能化技術的研發力度,借鑒國外先進技術,研究符合我國智能化建筑的發展要求,要結合實際發揮國內優勢的方面做出智能化技術提升、系統的升級。
(2)質量的提高
目前,我國綠色智能建筑一體化建筑產品主要都是由國外廠商提供,綠色智能系統的集成也是由國外先進技術公司提供,在技術、施工方法、質量及質量監督、管理工作等等方面都存在一定的問題。國內生產的綠色智能建筑產品技術的不成熟、質量的不過關是阻礙其發展的重要原因,無法生產符合用戶需求的高科技產品。我國政府部門應該加強相關質量監督的行動計劃,確保綠色智能一體化產品在生產源頭上做好質量的把關,同時確保建筑施工的質量。
(3)可持續發展意識的提高
現代綠色智能建筑一體化的發展首先是要通過提高可持續發展意識,人類的發展在任何時候都會受到環境的影響,如何充分利用自然環境又要保證環境的持續性發展是現今各個領域都要面對的難題。地球只有一個,自然環境是人類賴以生存的場所,是我們共同的家園。保護“家園”是我們每個人義不容辭的事情,保護環境已經成為世界性的問題。人類發展的結果只有兩種:一種是繼續無限度的消耗自然資源,以破壞環境資源為代價來促進經濟快速發展,自然環境資源的消耗殆盡。第二種就是注重對自然資源的合理科學利用,充分發揮每一份資源的作用,再創造出可持續利用的資源,加大力度對自然環境的保護,遏制資源的無限消耗,實現人類和自然的協持續共處和發展。在現代建造中,我們要從綠色環保的角度出發,充分意識到自然環境的重要性,創造出符合現代社會發展的綠色智能一體化建筑。
4 結束語
綠色智能建筑體系是建筑業、房地產業和國家可持續發展的追求的戰略目標,智能、綠綠色環保技術發展異常迅速,各行各業中得高新科技都會直接影響或間接反映到綠色智能建筑中。因此,加快綠色智能建筑一體化發展是促進建筑事業、經濟發展的重要手段。
參考文獻
[1]陸偉良.智能建筑發展方向的探討[J].低壓電器.2009(18).
然而,這個命題遠非是單解的。信息時代以全新的面貌呈現,顛覆了以往人們對往常事物的理解。因此,建筑可以顛覆對界限、速度、重力的理解;城市可以顛覆人們對高度、大小、密度的理解;家居可以顛覆對空間、移動性乃至生活廢品的理解。
驚艷的建筑奇跡,不再只是想象中的情節;創新思維的推進,儼然讓傳統的標準式建筑成為過去式。線條流動、造型夢幻的建筑,代表著信息時代全新的審美觀念。而面對資源和環境問題,先鋒居住的要義更在于,如何以有限的資源創造最大的價值,讓居住與自然更和諧地統一。當然,構筑先鋒生活的,還有對未知的探索。開發新的感官體驗,營建增進感官的空間,是邁向未知的第一步。
先鋒的居住要求突破自我的界限,挑戰自我的想象。所以,先鋒的定義永遠是復雜的。它是多意、立體、乃至無窮解的,因此,我們對先鋒居住的解讀,要經過N次方程才能回答完成。
先鋒N=前衛×數字×未來×節能×移動×環保×互動×智能×……
先鋒1次方 前衛建筑
前衛已經結束?
在世界上鱗次櫛比的高樓大廈中,在隱匿山間湖畔的鄉居別墅中,總有那么一些建筑在挑戰我們的常識和認知。對于這些建筑,我們很難一言以概之。新概念新名詞層出不窮:解構派、高技派、立體派、生態派、有機派……一部分人還在研究派別,另一部分人則開始探討建筑表皮、熱敏技術、交互式墻體 ?科研在向前走,試驗建筑在誕生,概念規劃走得更遠,究竟如何定義“前衛”?
有著名建筑設計師雷蒙德?亞伯拉罕甚至表示,所謂的前衛在現在看來已經結束。的確,正如其所說,“前衛就是突破自我,不斷的突破自我的界限,挑戰自我想象的一種極限。”因此,誕生就意味著結束。再看看75歲的建筑大師磯崎對前衛建筑給出的更詳細定義:“當時所有的存在對于現在都是一個目標點,并且都在朝這個目標前進,站在目標的最前端。站在這一點上的東西被稱為‘前衛’。”也許,“前衛”就是一種姿態,衡量它的不在于時間的先后或者某個特定的標準。西班牙建筑大師安東尼?高迪建成于19世紀初的作品,依然讓人感覺魔幻而前衛:弗蘭克?蓋里的最新作品JAC總部大樓雖然已收斂起瘋狂的線條和解構的體態,依然不妨礙它成為2007年的全球十大建筑。
在這個科技為先的時代,前衛更應該代表一種新的精神,一種對未來的預示,暗含著未來有成為主流的可能。舉目望去,現在活躍在世界建筑舞臺上的建筑師也多是前衛派的先鋒人物:扎拉?哈迪德、雷姆?庫哈斯、斯蒂文?霍爾、伯納德?屈米……無論是哈迪德的流動線條,庫哈斯的瘋狂拼貼、屈米的趣味狂笑,他們都勇于作為全新的現代主義者,嘗試捕捉不斷變化的能量,為現代性提出新的視點。超越形體框架的限制,從不可能之處創造新穎,跳脫制式專一的模式,這就是前衛的進步意義。
然而,每一種進步都會帶來犧牲。當北京這座充滿歷史色彩的城市,在大膽引入各種前衛的建筑和建筑思潮時,很多人提出了這樣的質疑。的確,過分追求一種外在的變化,起不到對建筑、對文化的一種更大的推薦作用。內涵應當成為前衛的基礎,人本則是前衛的內容。清華大學建筑學院副院長朱文一教授曾經這樣說過,“中國的前衛建筑應該是從本土文化里面生長出來的。”植根于本土文化的前衛建筑才是真正的先鋒建筑,才能營造出先鋒的居住方式。
先鋒2次方 數字技術
數字建筑離我們多遠?
任何建筑和任何居住方式都有前提,這個前提是我們的時代背景,文化溯源,今天,這個前提中最不可忽略的一點是一“數字”。以二進制為基礎的數字技術,在向我們生活的方方面面席卷而來的同時,開始影響到我們的建筑和居住方式。數碼建筑打破了傳統三維模式,在歐美已由實驗性階段轉入實用層面。它極大地解放了人活動的空間,對傳統建筑美學形成革命性沖擊與顛覆,同時現在的技術手段也已達到了實踐層面。
看看數字可以為我們帶來什么?基于一種精確的數理邏輯理論,數字建筑師可以把建筑的動態美學的特質演繹至極。數字化的工具與媒介也進一步改變了設計的行徑,使得建筑師可以運用繁復的曲線與形式來模塑近似生物的建筑物。各種復雜的表皮形式被賦予建筑體,可變動調節的薄膜埋藏著數位與機械化的網絡。甚至幾層薄的材質面經過折疊、彎曲、或者注入空氣之后,成為可承載重量的結構。在未來人類社會發展和城市建造中,數字還可以在資源的有效控制和有限分配中顯現出無窮的潛力。
“互動”在數字建筑中隨時發生。這是一個難以想象的“永遠變化中”的房屋。KOIJIVlACI作室“升起的摩天大樓”(RESI-RISE)借助計算機數字技術設計出不規則的樓房骨架,使其看起來像一個用復合材料建成的金屬梁架。其上許多移動的住房單元,則像一個永恒的生物軀體。骨架隨居住者的流動而被充滿或者清空,新個體的進駐或是離開,內體都會隨之改變。
再來看看數字建筑離我們有多遠?在最近的200B Expo Zaragoza展覽中,麻省理工學院的建筑師和工程師就設計出了一座“數字水墻亭臺”。該建筑是用水建造的,液體幕墻不但能夠展示圖像或信息,還能感知到靠近的物體,自動分開讓其穿過。亭臺所有的墻體都用數字水墻構成,屋頂用很薄的水層覆蓋,如果風太大的話,屋頂可以降低。安裝了傳感器的水墻能夠感知到人們的靠近,設計者Mitchell說:“就像摩西走出紅海一樣,水會分開一條道路,讓人們進入,這與固定地點的門是完全不同的。”水墻是首次夢想成真的項目,由于管道和電子設備并不貴,回收的水也是源源不斷的,因此水墻的規模可以做得很大。
數字技術的發展已經改變我們的思維和我們對世界的認識,而如今的數字技術也絕非僅停留在對建筑設計的修飾和渲染中,它在設計過程中體現出來的多元層面和及其技術之外的文化復雜性,已遠遠不是技術本身所能掌控。它在建筑的功能性、文化性和建造可能性上的探索,以其設計過程的靈活性和可選擇性,超越了傳統建筑學而擴展到了一個更為廣闊的領域中。它與社會、經濟、政治、心理和倫理等多元文脈的有效融合,注定了這將是一場顛覆傳統建筑方式和居住方式的革命。
先鋒3次方 未來之城
誰在競爭未來之城?
新千年伊始,一個個宏偉的造城計劃就在各國開始醞釀。當環境問題、資源問題、發展問題擺上日程,各國的新造城計劃中就增加了很多想象力的色彩,由此讓這些在一兩年或十幾年以后即可實現的城市居住夢想,變得大膽而富有夢幻色彩。迪拜――每一個建筑都吸引眼球
阿拉伯聯合酋長國商業城市迪拜以極高頻率推出的城市和建筑計劃一個比一個大膽。迪拜之所以不惜重金建造前衛建筑,目的是要在全世界范圍內打造獨一無二的、“世界級”的迪拜品牌。有眾多堪稱奇跡的建筑構筑起來的迪拜城。是一座名副其實的“未來之城”。即將
完工的世界第一高樓的迪拜塔,為了防止被對手超越,至今仍對其高度保密。這座高度成迷的迪拜塔耗資約10億美元。與此同時,迪拜還有以人工填海方式建造的3座棕櫚島、由300座小島以世界地圖形狀組成的世界島等,其想象之大膽、設計之有氣魄,為世界矚目。
即將動工的“旋轉公寓”則可稱作奇跡中的奇跡。這座摩天大樓最神奇的地方是它能做360度旋轉,是世界首座以太陽能為動力的整體旋轉大廈。因此,這是一座公平的大廈,任何人在任何時間段內的視野范圍都一樣,沒有哪個房間視野最好。
坐落在阿聯酋阿布扎比的“”大廈,則是對傳統高層建筑施工和結構局限的挑戰。這座大廈由五星級飯店、酒店公寓、住宅樓和辦公室組成。它的外形酷似兩條性感漂亮的“腿”,彎曲交錯在一起。一條“腿”高330米,飯店位于其頂部。兩條“腿”的中部用一座天橋連接,將上層的大廳也連接起來,形成結構上的輔助支撐。看上去這兩條“腿”伸向了天空,好象擺脫了重力的束縛。
莫斯科――世界最大的建筑
新經濟城市愿意從形象上尋求突破。莫斯科已經規劃立項的一個建筑――水晶島,將成為“全球最大建筑”。這座外形宛如圣誕樹的玻璃材質建筑將憑借約250萬平方米的總建筑面積躋身吉尼斯世界紀錄。設計師諾曼?福斯特認為,“水晶島”無疑將成為俄羅斯重新復興為世界大國的象征。
造價40億美元的“水晶島”不是世界上最高建筑,但建筑面積卻總計有250萬平方米,相當于美國華盛頓五角大樓面積的4倍。這是一個名副其實的“樓中之城”,將有900個公寓和3000個酒店房間,可供3萬人同時居住。 “水晶島”里還將建造一所國際學校,多個電影院、博物館、劇院、醫院、體育館。如果一切順利,水晶島將在6年內順利完工。
韓國――蜂巢一樣聚集
韓國的宏圖狀志是未來在首爾市建造一座史無前例的“摩天蜂巢城”,由此創造一個更適于未來人類居住的環境。首爾市南部是地球上人口密度最大的地區,命名為“首爾公社2026工程”的蜂巢城計劃正是為解決日益嚴重的人口和環保問題提出,有望在2026年建成。
蜂巢城占地40萬平方米,由15幢16到53層,被稱為“綠塔”的塔樓組成,這些塔樓個個都酷似碩大無朋的巨型蜂巢,而且全都被綠色植物覆蓋。每幢“綠塔”直徑達75米,每隔數層塔樓就會向外部隆起,形成一個巨大的“圓球”。“圓球”將按照功能不同,被劃分為公共區、私人區和商業區。
“摩天蜂巢城”將嚴格按照環保節能的要求而設計。每座“綠塔”表面全都是巨大的六角形窗口,這些窗口將使用光電玻璃、墻體玻璃面板等高科技材質的玻璃打造,從而可以充分利用陽光和能源。在“綠塔”表面玻璃之間的骨架上,將種植各種各樣的攀緣植物和花草,不僅使塔樓內部保持清涼,而且令居住環境更加健康,讓塔樓本身就成為一個垂直方向的“公園”。
先鋒4次方 節能房屋
適應氣候變化的房子?
住宅本是一種遮蔽物,但1902年開利博士發明空調技術之后,建筑的表皮卻開始異化為“時裝”。當人們抱怨我國城市的無特色時,本應回歸建筑的本源去尋求答案。通風,遮陽,保溫――這些建筑原本最重要的功能,無疑是這個綠色環保占主流的年代,建筑最需要解決的問題。
先鋒的居住,更要求利用一切可利用的資源,節約一切可節約的能量。積極適應氣候變化的建筑立面,將是最有市場,也最非空談的一種節能方式。讓建筑的表皮呼吸,這是雙層皮幕墻的構思思路。在這種思路下,建筑不應是一個簡單的熱水瓶,在冬天,除了保溫,它還應該充分吸收陽光以實現被動式采暖,而在夏季,它又必須有效地防止熱量進入。雙層皮玻璃幕墻可以動態地調整建筑對冬、夏季節相互矛盾的要求。在冬季,陽光照耀下的雙層皮玻璃幕墻可以形成一個溫度緩沖層,有效地減少建筑室內外溫差,從而降低熱損失,而大玻璃立面為建筑充分利用太陽能提供了最大的可能。在夏季,可調節遮陽百葉因其置于雙層玻璃之間,從而得到了保護。流動的空氣足以帶走金屬百葉吸收的熱量,減少熱量進入室內的概率。
由仿生學獲得啟示的外墻材料在建筑立面上的應用,也將極大改善節能效果。普通外保溫墻體的設計目標很單一,即防止熱量外逸,而新型節能墻體的設計目標則是雙重的,在保溫的同時還可以高效地吸收太陽能,也就是只允許能量從外到內的單向流動。德國建筑師赫爾佐格教授設計的windburg青年旅館和慕尼黑普拉赫住宅在南向局部使用了THI作外墻,可以讓室內外溫度溫差相差十幾度以上。
先鋒5次方 移動生活
采購單里還有一所房子?
曾經,預制房的概念曾一度和某種歪歪斜斜、脫皮破敗的房子聯系在一起。很多人都覺得那是令人討厭的東西。許多社區還想從法律上禁止它們在城市中的存在,因為在人們的概念里,活動房一般都被建造得很脆弱劣質的鋁片,墻壁很薄,一點燈就呲啦呲啦響。而且,老舊的活動房幾乎只是“停靠”在某地,沒有固定的地基和栓鎖系統。
今天的預制房設計在全世界卻前所未有的活躍,因為它不僅提供了一種全新的移動式的生活方式,更以產業化的方式為建筑的經濟環保性作出了極大的貢獻。
預制房屋一般在三維模型中制做,具有很強的設計靈活性。預制建筑系統的模件可結合起來,建造一層、兩層或三層的住宅,還可用于多家庭復合住宅的建設。當模件抵達建筑現場時,可隨時在地基上組裝。除了一些內部裝飾,包括板墻、鑲邊、地板和櫥柜已完成外,隔熱障壁、管道、配線、壁板和其他建筑細節的大部分也已完成。預制房屋的現場完工根據房屋的大小、風格和特點,由客戶根據自己的需要定制。
對預制房屋在工廠統一加工,這樣既可以有效控制工藝和質量,也保證了成批生產的低成本。基本構架和組件生產完畢,就可以用卡車運輸到我們希望居住的地點。預制房屋往往在抵達現場當天或幾天以后就可以搬進去住。由于其獨特的結構設計,預制房屋可安裝在表面地基如支柱上,還可以在新址重新安裝。
先鋒6次方 環保之家
何不廢物利用?
環保是21世紀最時髦的話題,這一點,也毫不例外地體現在如今最新的家居潮流中。在2008年初舉辦巴黎家居展上,環保成為最大的亮點。設計師們紛紛絞盡腦汁,以各種手段,詮釋著家具的環保理念。
收集家里的破布頭、舊衣服、廢罐頭,這些原本廢棄的材料,卻成為設計師們手中最有價值的物品。用環保得不能再環保的廢舊材料制成的家居,無疑可以稱得上最環保的家具了,而這一點,絲毫不會損壞家具的美感,相反,還由此產生出另一股另類時尚風潮。
看看這些“廢物利用”的寶貝吧:雞蛋紙墊做的矮凳質地結實而不乏舒適性;完全由紙板制成的辦公室家具,可謂百分百無毒無污染;舊報紙做的插花也可以很艷麗婉約;罐頭瓶蓋、鏡框等無數種雜物組裝拼貼在一起的吊燈,一樣令居室富麗堂皇。
先鋒7次方 互動感官
第六感空間?
先鋒派的設計師,無時無刻都在通過作品表達其對未來住居
時尚的預測。每年,科隆家居展的“理想之屋”展廳,都會邀請最前沿的設計師,通過作品,從商業、文化和設計思維層面,表達其對未來的居住形式及設計整合的跨領域方面的前瞻見解。最近一屆的科隆家居展,邀請來國際級首屈一指的伊拉克裔英國女建筑師札哈?哈蒂德,與縱橫日本各大國際級制造品牌設計師深澤直人,分別打造一座理想之屋,截然不同的設計理念與作品呈現,讓兩個空間散發截然不同的創意氛圍,然而,它們的共性卻直至未來居住的方向――更為詩意的感官體驗。
“輕飄的線條,流動的空間”成為哈蒂德設計主題,因此,在這個空間里幾乎看不到任何一處垂直水平線條,有的只是充滿著流暢曲線的空間韻律,不論是家具、燈具、櫥柜、盥洗設施……所有的對象,全都在一個純白的空間場景里連成一氣,在里面的生活,就像置身于科幻電影中的未來空間,整個空間經驗將是陌生新奇的。
“沒有曲線,就沒有未來”,這是哈蒂德對未來的批注,她相信未來世界里的所有接口、所有對象,包含建筑本身都應該跟人的身體直接呼應,更應該是自然有機生命的一部分,而未來的生活空間將不再會是由當下艱澀的幾何線條、充滿敵意的尖銳角度以及不連續的獨立元素所支配而成,取而代之的將是超越物質本能及機能幾何意義的形式融合所產生的連續有機體。
另一座是來自日本商業設計大師深澤直人的理想之屋。深澤直人認為,未來將是電子產品、數字家庭大行其道的世代,生活中將充斥著許多對象,而每一件對象,無論是在造形上,或使用機能上,都必須協調運作才得以獲致生活的平衡,因此,在深澤直人的作品里,我們看到了比較接近現實生活的真實,一種關于形式與機能的互動平衡。
這位日本大師所打造的未來之屋全部保留建筑體最單純的直線面貌,開放空間里隨意擺放可站立的家具。他認為未來所有的家具都會隨著科技的進步,以及人們追求便利的過程,從原本占有的空間位置慢慢脫離而跟著人們移動,或被安置在空間的墻壁里,就如同現今的空調、照明設備、電視等都慢慢往壁面移動,家用電話和音響也被可隨身攜帶的無線電話、手機、椅及隨身聽、MP3所取代,如此來空間會有越來越多的留白。
從深澤直人的作品,我們彷佛看到了比爾?蓋茨不斷倡導的數字家庭原型,在極簡的造型背后,其實蘊涵著復雜的機能關聯,在空曠的居住空間里,其實交織著無數的無線連網,生活的簡單表面背后永遠是由復雜的精確設計所成就的。
哈蒂德是一位建筑師,她的作品呈現的是未來的流暢空間型態,而深澤直人是一位產品設計師,他的作品呈現的則是對象造型的整合。
先鋒8次方 只能家居
做個幸福的懶人?
信息化社會在改變人們生活方式與工作習慣的同時,也對傳統的住宅提出了挑戰。人們對家居的要求早已不只是物理空間,更為關注的是一個安全、方便、舒適的居家環境。
幾年前,比爾?蓋茨花費巨資在華盛頓湖畔建造的智能化豪宅,曾一度吸引了眾多目光的聚焦。如今,智能化家電、智能化照明系統、智能化保安系統,乃至智能化小區的各種提法早已見慣不怪。在靜謐的晨光中,主人公正在臥室酣睡。這時,時鐘指到7:00,起床的時間到了。突然,音響、電視自動啟動,洗手間的燈光由弱漸強,窗簾自動拉開,咖啡壺自動開煮咖啡;在聲光的提醒下,主人起床了。在盥洗、用餐之后,主人公出門,回頭一按手中的遙控器,家中的安防系統自動啟動,電視、音響和家中的所有電燈全部關閉……以上場景曾作為智能化家居的美好生活畫面而廣為傳誦。
今天,伴隨著智能化技術逐漸走向成熟,對智能化家居提出了更高的要求。智能化的基本目標是將家庭中各種與信息相關的通信設備,家用電器和家庭保安裝置,連接到一個家庭智能化系統上進行集中的或者異地的監視、控制和家庭事務性管理,保持這些家庭設施與住宅環境的和諧與協調。新的智能化挑戰在于,如何將傳統的有線傳輸擴展為無線傳輸。因為無線傳輸的移動性和可擴展性是有線傳輸方式所無法具備。而無線智能模塊最大的優點是安裝方便,可拆分性強,能更好地適應各種應用環境的需要。每一個智能模塊都是一個無線接入點,彼此互不干擾。
事實上,與普通的家居相比,智能家居不僅具有傳統的居住功能,還由原來的被動靜止結構轉變為具有能動智慧的工具,幫助家庭與外部保持信息交流暢通,優化人們的生活方式,甚至為各種能源支出節約成本。
先鋒N次方:回歸傳統?
關鍵詞:生態建筑 智能建筑 設計 可持續 集成
一、課題研究的背景
1.1背景
人類對自然世界的認識是經歷了從屈服自然到征服自然直至當今社會強調與自然和諧發展的過程前,農業和農業時代由于人們所從事的生產生活方式無論是農業林業畜牧業都是人們和原生的自然環境直接對話,這種關系是直接而單純的在這種狀況下自然的力量直接作用在人們的生產和生活環境中,人類運用當地的材料依據適應當地氣候資源環境變化規律的方式組織建筑。在人類對自然界取得巨大成果的同時人類對自然生態系統的破壞也達到了空前的程度危及到了子孫后代的生存和人類的進一步發展人類面臨著資源短缺和環境惡化兩大現實問題。
1.2以可持續發展為目標的生態建筑
建筑及其建成環境在人類對自然環境的影響方面扮演著非常重要的角色,因此,符合可持續發展原理的設計需要對資源和能源的使用效率、對健康的影響、對材料的選擇等方面進行綜合思考,從而使其滿足可持續發展原則的要求。
生態建筑是綜合運用現代建筑科技、生態科學,以及其他各類現代科學技術的有效成果,把建筑建造成一個小的生態系統,為人們提供方便、舒適、高效、節能、無污、無廢、自然氣息濃厚、協調共生、健康安全、生機盎然的居住環境,既滿足當代人的需求,又不能危機后代人的發展,實現可持續發展的戰略思想,體現人文、環保、經濟適用等建筑原則。“生態”是生命、自然和活力的象征,是貫徹科學發展觀、實現可持續發展的具體體現,是對環境無害的一種標志,是指這種建筑能夠在不損害生態環境的前提下,提高人們的生活質量和環境質量。
1.3建筑智能化與可持續發展
隨著科技的發展,在信息化與自動化的浪潮推動下,建筑智能化技術得到了飛速的發展,在現代建筑中發揮著越來越顯著的作用。智能化技術是現代科技發展的結晶,它是把信息技術、自動化技術、微電子技術、計算機技術相結合并有效地應用于建筑,在建筑系統中建立一個以信息技術為基礎的平臺,把系統需求、應用、目標、功能,同系統相關的各個要素緊密地融合在一起,達到信息共享、實時監控、綜合管理等智能化的總目標。
進入21世紀,人們通過反思自覺認識到人與自然和諧的重要。設計理念及文化觀、價值觀隨之重新調整。對智能建筑而言,智能不是目的,而應是通過智能使建筑更加符合利于人居、利于生態環境保護的要求;對建筑的要求也不僅僅是智能,而是功能、環保、節能、藝術和智能各個方面的統一。這種新的思維方式,對建筑提出新的要求,智能概念擴展為生態智能建筑。智能和生態是今日社會對建筑材料的兩大需求,在實際中必須配合互補,不能顧此失彼,智能建筑設計與同時具有智能、生態功能的建材的使用,會出現一種全新的生態智能建筑。這應該是智能建筑發展史上的一個新的階段,也是21世紀世界建筑與建材的發展趨勢。中國現有建筑總面積400多億m2,預計到2020年還將新增建筑面積約300億m2。建筑需用大量土地,在建造和使用過程中直接消耗的能源占全社會總能耗的30%,使用的建材的生產能耗占16.7%,用水占城市用水的47%,使用鋼材占全國用鋼量的30%,水泥占25%。在建筑的建造和使用過程中,切實做到節約使用土地、能源、水和材料,做好生態智能建筑的設計,意義和影響十分重大。
二、生態住宅智能化的必要性
2.1生態住宅建筑需要集成設計需要智能化輔助
“生態建筑”是一個寬泛的概念。狹義來說,它專指符合生態學原理、與環境友好的建筑,廣義來說,它不僅是生態學思想與建筑學相結合的產物,還應具有可持續發展的視野。其主要內涵應包括三方面:第一,減少對自然資源(包括能源)的消耗,減低對自然環境的負面影響;第二,構造適合人類健康、舒適生活的生存環境;第三,與周圍自然環境和諧統一。其目標是運用生態學原理和方法,有節制地利用和改造自然,尋求人、建筑、自然和社會協調發展。不同的生態技術往往來源于各個不同專業,有著不同的適用條件和技術性能,它們之間的簡單“疊加”可能并不會成功,而需要“集成”。集成設計可以整合各單項生態技術,使之成為~個有機系統,發揮各子系統的長處。在一定階段,當各單項技術的提升已經很困難時,通過系統設計集成還可以提升整體指標。在實踐方面,集成設計的理念也得到了很快的應用。比如英國建筑科研究院的生態環(Environmental Building)和Integer生態住宅樣板房等為代表的示范建筑。這些示范建筑通過總體設計,將自然通風、自然采光、太陽能利用、地熱利用、中水利用、生態建材和智能控制等高新技術進行有機結合。展示了生態建筑的魅力和廣闊的發展前景。一個木桶能裝多少水,取決于最短而非最長的那片木頭,這個比喻很形象地表達出了集成設計體系和生態建筑之間地關系。多項生態技術的疊加,成本可能會翻倍,但效果卻可能非常細微。引入了系統集成的概念,生態建筑設計將不再注重于設備和投入的攀比,而專注于有限資源和技術手段的整合、集成。
2.2智能化生態住宅建筑的集成設計原則
1、集成設計需要系統思維,技術的疊加。在生態建筑的設計過程中,采用系統整合的方案要優于采用簡單技術疊加的方案,即當各單項生態技術提升已很困難的時候,依靠設計集成可以提升建筑的整體表現。依靠系統思維,建筑師解決問題的視野會開闊許多。在集成設計中,為了達到相同的目的,我們可以從許多不同的方面去考慮可用的技術,因為在生態建筑集成設計體系中,各個系統之間是相互滲透、互為聯系的。
2、集成設計體系,集成設計體系是一個開放的集成平臺生態建筑的集成設計模式對于建筑師的工程學知識是一個嚴峻的考驗,因為,集成設計體系也是一個開放的平臺,它的各系統、子系統需要隨時容納各項新技術、新產品,并對它們進行梳理整合。系統內各子系統或技術體系的更新、優化為將為系統擴展和改進提供可能性,并隨時保證了集成設計體系的“版本”更新升級。可以說,建筑師并不需要去創造各項新的生態技術,但是需要吸收各項新技術,并將它們放到集成體系中去,以供不同項目去選用。生態建筑集成設計體系框架的建構生態建筑集成設計的基本出發點是對建筑全壽命周期的關注。“建筑全壽命周期”是指建筑從產生至消亡的過程所經歷的時間,它包括了從材料與構件生產(含原材料的開采)、規劃與設計、建造與運輸、運行與維護直到拆除與處理(廢棄、再循環和再利用等)的全循環過程。從生態建筑設計的“可持續性”目標出發,為了便于建筑師設計生態建筑,我們用系統整合的方法綜合分析建筑全生命周期的各個環節,結合環境效益、社會效益、經濟效益的綜合評價,初步提出了生態建筑集成設計體系的六大系統:建筑設計優化、能源設計優化、材料節約及廢棄物處理系統、環境優化設計、智能控制系統以及經濟平衡系統,其中每個系統中又包含不同的子系統、技術體系和具體技術手段。
三、小結
依托集成設計的模式,建筑師可以有更全面的視野,能更合理地運用各項生態技術、生態材料和設備,使生態建筑能在全壽命周期成為一個環境友好型的建筑。集成設計將使生態建筑變得不再神秘,不再奢侈,也將使建筑師能更主動、有效地進入生態設計。由上海市科委立項的崇明生態示范住宅的設計是我們應用生態建筑集成設計體系的一個實例,它高度集成了生態住宅優化設計、建筑圍護結構節能技術、清潔能源與系統節能技術、建筑節水與污水處理技術、3R建材與固廢處理技術、周邊綠化及景觀應用、住宅室內環境優化及模擬技術、E―home應用技術、建筑全生命周期分析等多項技術,目前該項目正處于具體實施階段。
參考文獻
李明海 魯娟. 《建筑智能化――系統工程設計》. 中國建材工業出版社. 2006
羅國杰 原著 孟憲海. 《智能建筑系統工程》. 機械工業出版社. 2000
冉茂宇 《生態建筑》華中科技大學出版社 2008.11
[關鍵詞]智能建筑;設備節能;優化運行;控制技術
文章編號:2095-4085(2015)02-0053-02
隨著現代科技的飛速發展,很多高新技術的產物被運用到人們日常生活中,智能建筑就是其中一種。智能建筑是時展的產物,也是未來建筑業發展的一種潮流趨勢。智能建筑設備控制技術作為智能建筑設備的核心部分,對于智能建筑的發展起著至關重要的作用。而節能作為現代社會的一種主流思想,因此也是智能建筑設備控制技術未來發展的目標。
1 智能建筑的發展狀況
1.1 國外智能建筑的發展狀況
在上個世紀80年代,產生了關于智能建筑(In-telligent Building)的相關概念。1984年在美國,世界上第一座智能大廈誕生。工程師把信息技術引入到了一個舊的金融大廈中,把它改造成了一個智能化的建筑。 改造完成后,這個大廈在經濟效益方面都取得了很大的成功。由此引發了世界各國的關注,很多國家也開始效仿這種智能化的建筑模式。而隨著科學技術的日益發展,智能建筑現在已經是信息時代的重要標志,并且已經成為了一個國家綜合國力的重要體現方式。
1.2 國內智能建筑的發展狀況
我國關于智能建筑的概念提出也是比較早的。1986年中國科學院的徐興聲研究員提出了智能化辦公大樓的概念。我國政府對于智能建筑的發展是非常支持的,并且制訂和頒布了一些條例,來幫助智能建筑向更加規范的方向發展。這些年,智能建筑在我國的發展也是非常迅速的,而且也越來越普遍化。
2 現階段智能建筑設備節能技術的發 展狀況 在我國現階段大多數的智能建筑中,主要是用以下兩種技術來實現建筑設備的節能優化作用。
2.1 能源管理系統
各種計量儀表以及軟件程序組成了智能建筑的能源管理系統,系統中這些的計量儀表被安裝在各種基本的設備如冷卻水泵、風機、制冷機組等上,主要是用于在系統運行時,采集各個基本設備的原始運行數據,并且它還可以幫助實現系統的節能運行。而軟件程序在能源管理系統中起到了重要的中樞作用,對于能源管理系統的正常運行也是非常關鍵的。
2.2 智能控制技術
智能控制技術主要是指通過自控網絡對控制設備實行智能化管理的技術。智能控制技術的節能作用主要體現在三個方面。
(1)照明控制主要是指通過照明程序實現自動關燈。
(2)空調和衛生設備等的控制技術通過對空調和衛生設備等的控制來實現節電、節水等功能;對空調系統的節能控制是智能建筑的智能核心,既可以實現有效節能,也可以實現對室內環境溫度的自動控制,保證環境的舒適度。
(3)熱源設備進行智能控制 還有通過對熱源設備的智能控制實施水溫控制,熱源臺數控制等等。
3 目前我國智能建筑節能技術存在的 問題 目前,雖然我國智能建筑的建設已經比較普遍了,但是很多智能建筑的智能化水平并不是很高,而且存在很多問題,自然它的節能功能也不是很理想。根據一些調查顯示,我國智能建筑技術方面存在諸多問題,如技術不先進、系統設計有缺陷等。所以即使我國的智能建筑技術發展的很迅速,但是在管理以及設計技術等方面還是不夠成熟和完善的。
3.1 設計誤差,以及設計缺乏系統性
雖然我國智能建筑設備技術發展的很快,但是由于國內的設計人員良莠不齊,有不少人并不是很不熟悉智能化設備的技術設計方法,不能提供完整的智能建筑系統設計,結果會使得一些建造出來的樓房智能化程度比較低,甚至存在很大的資源浪費問題。當然也有些人會請境外的設計師,但是由于我國的工程實施水平和境外也有差異,所以也不能獲得比較好的結果。
3.2 智能建筑在實際運行過程中存在資源浪費現象
智能建筑其智能的意義不僅是它可以使一些事情變得簡化方便,它更大的作用是可以使能源得到更充分的利用,減少資源浪費。所以如果建造的智能建筑沒有達到節能的效果,反而使得資源浪費,那么這樣的智能建筑的建造就是失敗的。而目前我國智能建筑市場存在的一種比較普遍現象就是一些智能建筑項目在建成交付使用后,開通率很低,很多智能系統實際上處于長期閑置的狀態,這樣就導致了巨大的資源浪費,使得投資得不到應有的回報。
3.3 節能建筑工程技術問題比較多
智能建筑設備技術即使設計部分比較完善了,但是在建造時可能會因為建筑工程技術水平比較低,會使得建成的智能建筑設備技術運行中存在嚴重缺陷,有的或者根本不能開通,因此節能的功效也就無法實現。
4 智能建筑節能優化技術相關問題的 解決方法以及前景
4.1 智能建筑節能技術存在的問題解決方法
我國的智能建筑由于發展非常迅速,市場和技術管理等方面又比較混亂,因此導致了這些問題無法得到解決。所以我國應盡快建立關于智能建筑設備的技術標準,完善相關的管理條例,讓智能建筑的市場更加規范化。此外,建筑行業也應加大檢查力度,建立相關的行業標準以及行業準入規則。當然提高智能建筑的使用率也是非常必要的。
4.2 智能建筑節能技術未來發展前景
(1)現在全世界都在提倡環保,所以綠色能源將是未來的主流能源。而綠色建筑也將是未來的主流建筑發展形式。因此未來的智能建筑在設計節能功效時可以加入綠色能源技術。太陽能技術目前在我國建筑設計中應用的比較廣泛,主要是因為太陽能具有污染小、能源取材方便等優勢。其它的還有風能,和太陽能一樣都是可再生資源。在智能建筑設計中可以考慮使用這些能源,增加能源的利用率,減少高耗能設備的使用,這樣既可以讓使用者享受到舒適的環境,也可以達到節能環保的目的。
(2)未來智能建筑節能技術除可以利用綠色能源,也可以對一些空調、供水、通風系統的進行節能優化,比如說在選擇設備時可以選擇一些節能環保、零排放的產品。此外像固體廢棄物處理回收再利用也是一種效果不錯的節能環保技術,既可以減少能源浪費,又可以減少成本。
(3)材料是建筑至關重要的一部分,所以材料技術對于智能建筑設備的節能優化技術也起到了非常關鍵的作用。而近些年,很多新型環保新材料問世,比如像高強度輕質材料,透明隔熱材料,也進一步促進了智能建筑節能的發展。
5 結語 總而言之,智能建筑設備節能優化運行控制技術對于智能建筑的發展起到了非常大的作用。現代社會提倡節能環保,所以綠色節能也是智能建筑的未來發展方向。只有不斷提高智能建筑設備節能優化運行控制技術,才能走在智能建筑行業的前端。
參考文獻:
[1]劉輝,馮陽.智能建筑節能技術發展及問題研究[J].山西建筑,2012(29):226-228.
讀了下面這12個問答,你就會對人工智能的未來發展有一個較為全面的了解。
人工智能的發展包括哪些階段?
人工智能的發展可分為三個階段:弱人工智能、強人工智能和超人工智能。弱人工智能是擅長于單個方面的人工智能,比如“阿法狗”,只會下圍棋。
強人工智能,達到了人類級別的人工智能,也就是在各方面都能和人類比肩的人工智能,人類能干的腦力活它都能干。創造強人工智能比創造弱人工智能難得多,我們現在還做不到。
超人工智能,即超級智能。牛津哲學家,知名人工智能思想家尼克?博斯特羅姆把超級智能定義為“在幾乎所有領域都比最聰明的人類大腦都聰明很多,包括科學創新、通識和社交技能。”超人工智能可以是各方面都比人類強一點,也可以是各方面都比人類強萬億倍的。超人工智能也正是為什么人工智能這個話題這么火熱的緣故。
為什么說我們正在越來越快地接近超人工智能?
通過觀察歷史,我們可以發現一個規律,即人類出現以來所有技術發展都是以指數增長。也就是說,一開始技術發展是小的,但是一旦信息和經驗積累到一定的基礎,發展開始快速增長,以指數的形式,然后是以指數的指數形式增長。
未來學家瑞?庫茲韋爾把這種人類的加速發展稱作加速回報定律。之所以會存在這種規律,是因為一個更加發達的社會,能夠繼續發展的能力也更強,發展的速度也更快。
李四光也曾經寫道:“人類的發展不是等速度運動,而是類似一種加速度運動,即愈到后來前進的速度愈是成倍地增加。”
人工智能技術的關鍵難點是什么?
用計算機科學家高德納的說法,“人工智能已經在幾乎所有需要思考的領域超過了人類,但是在那些人類和其它動物不需要思考就能完成的事情上,還差得很遠。”一些我們覺得困難的事情――微積分、金融市場策略、翻譯等,對于電腦來說都太簡單了。我們覺得容易的事情――視覺、動態、移動、直覺――對電腦來說則太難了。
摩爾定律真的那么有效嗎?
摩爾定律認為全世界的電腦運算能力每兩年就翻一倍,這一定律有歷史數據所支持,這同樣表明電腦硬件的發展和人類發展一樣是指數級別的。我們用這個定律來衡量1000美元什么時候能買到1億億cps(每秒運算次數)。現在1000美元能買到10萬億cps,和摩爾定律的歷史預測相符合。瑞?庫茨維爾提出的加速回報定理,也就是摩爾定律的擴展定理。
我們什么時候能用上和人腦一樣聰明的電腦?
現在1000美元能買到的電腦已經強過了老鼠,并且達到了人腦千分之一的水平。1985年的時候,同樣的錢只能買到人腦萬億分之一的cps,1995年變成了十億分之一,2005年是百萬分之一,而2015年已經是千分之一了。按照這個速度,我們到2025年就能花1000美元買到可以和人腦運算速度抗衡的電腦了。
我們如何造出超人工智能?
第一步:增加電腦處理速度。這步比較簡單。
第二步:讓電腦變得智能。這步比較難,有三種可能的途徑:一是模擬人腦,二是模擬生物演化過程,讓計算機演化出智能,三是建造一個能進行兩項任務的電腦――研究人工智能和修改自己的代碼。這樣它就不只能改進自己的架構了,我們直接把電腦變成了電腦科學家,提高電腦的智能就變成了電腦自己的任務。
為什么說強人工智能可能比我們預期的更早降臨?
因為,一,指數級增長的開端可能像蝸牛漫步,但是后期會跑的非常快。二,軟件的發展可能看起來很緩慢,但是一次頓悟,就能永遠改變進步的速度。就好像在人類還信奉地心說的時候,科學家們沒法計算宇宙的運作方式,但是日心說的發現讓一切變得容易很多。創造一個能自我改進的電腦來說,對我們來說還很遠,但是可能一個無意的變動,就能讓現在的系統變得強大千倍,從而開啟朝人類級別智能的沖刺。
超人工智能為什么會導致智能爆炸?
這里我們要引出一個概念――遞歸的自我改進。這個概念是這樣的:一個運行在特定智能水平的人工智能,比如說腦殘人類水平,有自我改進的機制。當它完成一次自我改進后,它比原來更加聰明了,我們假設它到了愛因斯坦水平。而這個時候它繼續進行自我改進,然而現在它有了愛因斯坦水平的智能,所以這次改進會比上面一次更加容易,效果也更好。第二次的改進使得他比愛因斯坦還要聰明很多,讓它接下來的改進進步更加明顯。如此反復,這個強人工智能的智能水平越長越快,直到它達到了超人工智能的水平――這就是智能爆炸,也是加速回報定律的終極表現。
我們還要多久才能迎來超人工智能?
著名人工智能專家、谷歌公司的技術總監瑞?庫茲韋爾相信電腦會在2029年達成強人工智能,而等到2045年,我們不但會造出超人工智能,還會迎來一個完全不同的世界――奇點時代。
什么是奇點時代?
所謂奇點時代,指的是超人工智能的出現將世界帶入的一個新的時代。在這個時代中,人類將無法預測技術如何發展,因為超人工智能的行為將超出人類的理解能力。
超人工智能可能給人類帶來的最大益處是什么?
永生。在理論上,死亡并非是不可克服的,只不過這需要超人工智能在納米技術和生物技術方面取得我們難以想象的突破。超人工智能可以建造一個“年輕機器”,當一個60歲的人走進去后,再出來時就擁有了年輕30歲的身體。就算是逐漸糊涂的大腦也可能年輕化,只要超人工智能足夠聰明,能夠發現不影響大腦數據的方法來改造大腦就好了。一個90歲的失憶癥患者可以走進“年輕機器”,再出來時就擁有了年輕的大腦。這些聽起來很離譜,但是身體只是一堆原子罷了,只要超人工智能可以操縱各種原子結構的話,這就完全不離譜。
超人工智能最值得我們去擔心的問題是什么?
美國?佛羅里達州
繼NASA公布了火星登陸計劃的更多細節后,這輛從2016年11月就開始建造的未來火星登陸車,最近在佛羅里達州揭開了它的真面目。這輛擁有6個輪子、全電動的新式火星登陸車被專門設計來滿足探索火星表面的挑戰。登陸車體重約2 268公斤,體長8.5米,最高時速可達112公里。它將于2017年下半年被安置在肯尼迪航天中心,用于幫助人們進行“宇航員訓練體驗”。
王麗婧說:雖說是用來滿足探索火星表面的挑戰,但未來火星登陸的名單上可沒有它的名字,這輛概念車只是為了激起人們對太空探索的興趣。毫無疑問,實現火星登陸計劃之前,NASA還將制造出更多的“輔助者”。
黑客組織攜“病毒”席卷全球
全球
你中毒了嗎?2017年5月,一種名為“WannaCrypt”的蠕蟲病毒開始在互聯網上蔓延,它可以使被感染的電腦在10秒內鎖住,電腦里所有文件全被加密無法打開,只有按彈窗提示交贖金才能解密。這種“勒索病毒”的投放者“影子經紀人”曾聲稱盜取了全球最頂尖的黑客團隊“方程式組織”的攻擊武器,通過釋放和販賣黑客工具在網絡上橫行。
E伯爵說:我真是服了這些網絡上的“軍火商”了!隨著網絡時代的發展,黑客入侵、病毒破壞,各種利用安全漏洞的手段也是層出不窮,相信這種侵擾和破壞他人正常生活的行為,已經招致了無數“中招”者們的無限怨念了。
《超級爺爺創游記》揭開創新秘籍
以色列
提起以色列,相信很多人都對這個被稱作“創業國度”的國家感到好奇。終于在今年上線的探訪紀實類紀錄片《超級爺爺創游記》中,歷史學者曹景行帶領我們深入以色列高校、初創企業與政府機構等部門,探秘以色列的創業生態。他發現“以色列創新創業的最成功之處在于其可以吸引人才,以色列人很重視教育,思辨能力強”。
毛穎說:都說以色列人為了生存在創業,我怎么看都是借口,創新思維一旦養成,那新點子還不是泉涌般擋都擋不住啊。說起來我們也應該對自身的發展形成一點危機意識,看看別人家的創業者們,如何從逆境中闖出一條生路,答案就在這里。
人工智能,“人類文明史的終結”?
2017GMIC全球移動互聯網大會,霍金再談“AI”
中國?北京
人工智能會威脅到人類嗎?關于這個問題,霍金表示十分擔憂,在這次遠程亮相全球移動互聯網大會中,他更是重申了這一點。他認為人類需警惕人工智能發展威脅。人工智能一旦脫離束縛,就會以不斷加速的狀態重新設計自身,而人類由于受到漫長的生物進化的限制,將無法與之競爭,從而被取代。“人工智能是有根除疾患和貧困的潛力的,但是研究人員必須能夠創造出可控的人工智能。”
貓哥說:解放勞動力?無數勞動人民心中深切的吶喊此起彼伏。那么問題來了,被取代丟了飯碗,還是重振旗鼓開辟新的行業?比起一味地想辦法控制人工智能的崛起,依我看還是先想法子趕緊另謀出路比較實際一點。
C919首飛成功,搶占空運“大蛋糕”
中國?上海
2017年5月5日這天,中國又一次吸引了世界的目光,首款國際主流水準的國產大型客機C919成功首飛。在C919飛機制造產業鏈條上,中國商飛與各個供應商結成“生命共同體”,組建了16家合資企業。從關鍵技術攻克到商業模式創新,中國商飛正在努力躋身世界民用航空制造I兩大巨頭空客與波音創造的強勢競爭中。
萌萌子說:就沖著這種發展模式的創新觀念,我們也應該拿出來表揚一番。尚且不論咱的大飛機技術水平在世界上處于什么地位,你就告訴我哪個能剛會走路就能飛奔的吧,如果有那也是人家天賦異稟,咱還是老老實實一步步來,穩妥些。
“人造風洞”,發電全靠“浪”
澳大利亞
關鍵詞:BIM 體育建筑 參數化 設計導則
1、BIM概述
BIM技術發展離不了軟件公司的配合,當今幾家主要參與BIM軟件開發的公司有Autodesk、Gehry Technology、Bentley以及Vectorworks。這幾家公司都在不斷更新自己的軟件工具體系,使其更好地應用于建筑的全生命周期設計中(圖1)。像Autodesk公司建筑設計套件集成了多種建筑信息模型(BIM)及CAD工具,能夠高效地進行設計、可視化和仿真。由于Autodesk公司占據了BIM行業的首要位置,所以大多BIM工具軟件都與其旗下軟件接軌,但對于體育建筑等復雜的異形建筑,還需要借助相關形態設計軟件進行數據交換。Bentley公司旗下的Generative Components(衍生式設計)適用于復雜曲面設計,可以幫助設計公司建立復雜的參數信息組件,并將一個大型建設項目分解成多個部分儲存。由于其使用關聯的參數和計算方法,設計人員可以便捷地瀏覽大量“假設”方案,適合于復雜的體育建筑設計使用。但該軟件在中國建筑行業使用不是很多,主要原因在于其軟件使用人群以及在施工圖繪制上沒有Autodesk公司旗下軟件更適合中國式的施工圖。Digtial Project(DP)作為世界上最先進的參數化軟件,是蓋里科技(Gehry Technologies)基于達索公司(Dassault Systemes)的CATlA開發出來的。達索公司主要業務在航空航天制造業,其開發的CATlA軟件就很適合曲線及異形的設計和建造,所以在CATIA基礎上開發的DP具有適用于大型公共建筑設計的優點。此外,DP的特點還在于能將復雜的曲面形態與3D打印技術結合用于表皮幕墻板材的制作。但作為設計軟件,DP的操作界面也相對復雜,設計人員需要大量時間才能掌握,而且軟件的成本較高。Vectorworks產品系列由Nemetschek Vectorworks公司出品。Vectorworks是歐美及日本等工業發達國家設計師的首選工具軟件,提供了許多精簡但強大的建筑及產品工業設計所需的工具模組,在建筑設計、景觀設計、舞臺及燈光設計、機械設計及渲染等方面擁有專業化性能,但目前在建筑業應用沒有上述幾家公司廣泛。
2、BIM技術與體育建筑設計
2.1 參數化設計——育建筑BIM設計的基礎
在BIM概念還沒有像今天這樣被廣泛認知的時候,參數化就被作為是一種提高設計效率、實現對復雜的異形建筑可控化,以及制作模數化分割曲面的技術手段。體育場館的外部造型以及建筑表皮的設計主要使用參數化工具進行設計。通過建立建筑信息模型,使建筑結構可以在虛擬時間進行分析,達到最合理的結構形式,實現對體育建筑表皮材質數量和大小的確定。參數化改變了傳統體育建筑的設計方法,同時也提高了其建筑設計的精確性,縮短了設計周期。
2.2 BIM與體育建筑智能化
體育建筑向智能建筑發展需要依賴BIM技術才能實現。一般認為,“智能”是指個體對客觀事物進行合理分析,判斷及有目的地行動和有效地處理周圍環境事宜的綜合能力。智能地對客觀事物進行合理分析,代表在建筑設計初期,通過對參數模型的分析來制定合理的建筑形式以及符合體育建筑設計標準的空間形態。在建筑運行階段,智能代表可以客觀合理地對建筑生命周期進行評估。BIM技術產生的新的設計方法擺脫了傳統只對體育建筑進行形態設計,改變了數據分析依托感官設計的方式,建立了整套理性的標準對體育建筑進行整體分析。
3、案例分析
3.1 Avia體育場館設計——參數化設計在BIM技術中的應用
Avia體育場建成于2010年,可容納50 000人,由擅長體育建筑設計的PopulOUS(前身HOK Sport公司)完成,是第一座完全依靠參數化設計手段完成的體育場館。整個設計希望成為當地的標志性建筑,同時建筑本身又要與周邊環境相融合。所以,設計采用一個自由的曲線形態,應用Bentley公司的Generative Components(GC)軟件進行設計,采用多方案比較方法獲得對周邊環境遮擋最少的形體。此外,采用透明材料的表皮,以獲得更多的陽光,使得建筑本身能夠更好地融合于周邊環境。設計試圖將屋頂結構和建筑立面組成一個完整的形體,并包裹在主體結構外面,打破傳統體育場館屋面結構與外立面分離的設計方法(圖2)。
整個設計方案建立的過程是,首先在Rhino建立3D模型,利用3D模型快速建立形體并獲得最適合的平面形態。一旦這個形式得到認可,就會在Generative Components(GC)里面建立一個基本模型,再通過在Rhino中得到的數據導人生成GC的腳本,并由此腳本生成新的模型。而在GC中生成的模型具有很強的可修改性,由結構工程師進行優化,并將結構設計數據導入模型。這樣在同一個模型中,建筑師負責表皮和建筑形態的設計,而結構工程師則在這個模型上面對結構構件尺寸和位置進行調整。這時所有參數的調整、模型的信息都存儲在一個Excel表格里。結構工程師只需要將調整好的數據輸入,建筑師所使用的模型就會及時得到更新。同時,幕墻顧問公司和建筑師通過統一的建筑模型進行研究,分析實際建造中有關幕墻板材尺寸的問題,并在SolidWork中以原模型的結構中心線作為基礎,建立更為細致的幕墻節點模型,并再次對幕墻設計進行優化(圖3)。正是通過對參數模型的分析,計算出體育場幕墻最小厚度不是設計時選擇的8mm厚的聚碳酸酯板,而可以采用3mm厚的聚碳酸酯板代替,這樣整體屋頂材料的質量可以從200t減少到80t,從而使材料的造價成本降低到原來的60%左右。通過應用參數化設計以及BIM技術,Avia體育場項目最終在人力、材料上節約了大概350萬美金。此外,通過建立BIM模型,還可以對Avia體育場進行能源分析,進而實現節能、建設環境友好型體育場館的設計目標。
對于分工明確的國外事務所來說,通過參數信息化模型可以更好促進跨公司間的合作,這也是BIM技術加快設計、協調合作的一個原因。
在整個模型的設計過程中,建筑師起到統領整個設計過程的作用。建成的建筑信息模型除了具備整個建筑的全部信息,在施工階段有關建筑立面板材加工和定位都可以在此信息模型中進行修改,大大節約了現場加工的人力與物力成本。
3.2 杭州奧體中心主體育場——BIM技術從方案到施工應用
杭州奧體中心主體育場位于錢塘江與七甲河交匯處南側,規劃建筑面積22.9萬m2,擁有固定坐席80 000個(圖4)。此建筑的表皮設計是建立在一系列標準模數化的鋼結構網架上生成,所以其外表皮設計需要參數化技術手段,實現設計的協同和復雜幾何形體的圖紙化。
在概念設計階段,為了定義建筑表皮的空間幾何關系和研究形式的多樣性,并分析這些形體結構關系的合理性,需要利用參數化模型演算。在圖紙化階段,BIM的工作平臺可以促進更高效的交流和協作,使得整個設計過程銜接得更加流暢。BIM技術適合參數化的形體,而參數化形體也需要BIM去實現復雜的幾何形體,并使其在更加經濟合理的條件下實現,增加建筑形式的多樣性。在方案設計初期,Rhinoceros 3D和Grasshopper作為主要的形體設計工具。在Rhino中建立模型之后分析形式的多樣性,再將模型轉入結構分析軟件。通過Kangaroo結構分析軟件。對結構形式分析后再優化建筑形體,通過Rhinoceros建立3D模型用于建筑和結構分析,最終還是通過將Rhinoceros的模型轉入Revit使圖紙二維化(圖5)。同時,與傳統設計手法相比,由于整個建筑的表皮為曲面,很難統計出幕墻的準確尺寸和數量,在幕墻設計中只能大致給出幕墻分割,而利用參數化軟件,建筑師可以精確統計建筑表面板材的數量和板材的具體信息,如曲率、尺寸等。在施工圖階段,借助原有模型將3D模型的形體設計帶入到Revit當中,進一步建立建筑信息模型、體育場館內部建筑功能模型、結構網架模型、機電設備管線模型等。另外,體育場館項目設計對防火、疏散、聲音、溫度等要求較高,這些都需要在IES中進行分析測試,進而得到更加節能的建筑。
傳統二維圖紙設計時,各專業圖紙需要匯總后由總工程師進行會審來發現和解決協調上的問題,所以人為上不可避免有很多問題。利用BIM技術模擬整個建造過程,直接向班組進行施工交底并進行作業指導,改變了傳統平面交底,轉為4D(3D+時間緯度)的可視化交底。
3.3 新加坡體育中心——建立在BIM標準下的體育場
新加坡體育中心項目作為專門為熱帶地區設計的綠色、生態節能體育中心采用了BIM技術(圖6)。新加坡體育中心定位為國際性比賽場所及大型的商業娛樂中心,可容納55000人,需滿足365天全年無休的運營理念。這個項目的設計構思是將多個體育場館建筑共同搭建在一個統一的大平臺上,整個建筑群涵蓋體育場、多功能體育館和一個室內游泳館以及水上娛樂中心。預計項目將于2014年完工。作為目前跨度最大的拱形屋頂,在減輕自重使得建筑形式得以實現的同時,節約用鋼量也是評價一個體育場館設計是否合理的一項指標。由于新加坡已經建立了BIM標準,所以其在從設計到施工的整個過程需要遵守新加坡的BIM設計守則。整個工程涉及到多個建筑單體的協調工作,需要建立完整的施工管理制度(圖7)。但最復雜的設計部分還是體育中心的開啟屋頂,作為世界上最大的室內體育場館,可開啟屋頂部分設計復雜,同時還需要考慮到屋頂的燈光設計與屋頂運動所產生的技術問題。
BIM技術在此項目上有以下優點:提供施工模型、專業協調、自動形成準確的剖面、進行碰撞檢查及虛擬漫游。除此之外,由于建立了建筑信息模型,可以更方便、快速地獲得建筑性能分析熱能使用效率及對建筑整個生命周期的分析數據。新加坡體育場是世界上采用公用建筑市場化運營方式(PPP)設計建造的最大體育場。在PPP運營模式下,設計建造的部分由私營部門的合作伙伴設計和制造基礎設施,而在滿足公共部門合作伙伴的規范前提下,整體設計建造部分的價格往往是固定的。所以,對于負責此建筑設計的Arup公司來說,使用BIM進行體育場館設計的益處很多。Arup公司在新加坡體育中心設計中采用了達索公司CATIA和蓋里科技Digital Project以及Microsoft Office 2007進行建筑設計。CATIA 3D模型可以通過Excel 2007控制模型中的數據信息,幫助建筑師很快將結構反饋的信息加入到已有的建筑模型當中,加快模型修改的速度,同時更新的模型可以迅速反饋給其他相關專業的設計人員。使用這個軟件還有一個好處是,像Arup這樣可能會重復設計同一類型建筑的大型設計公司可以創建一個設計資料庫,當其在進行類似項目設計時可直接利用原有信息確定建筑場地、座位等基本信息,大大節省設計的時間,提高設計的精確性。使用CATIA以及Digital Project的另外一個優點是,能夠在設計階段確定幕墻的施工單位,使幕墻設計更早介入到整個建筑設計的過程當中,在設計后期,幕墻公司就可以利用Arup公司提供的BIM模型加工幕墻,在提高設計精度的同時,也節約現場加工的時間以及人力成本。
4、案例總結
通過上述三個體育建筑設計案例發現,體育場館由于存在對場地規模和視線要求等預先設定的要求,在方案設計初期,需要根據確定因素建立好場地的基本模型。通過對建筑所在環境、文脈等人文因素的思考建立基本概念,從而生成概念模型。參數設定下形成的體育建筑曲線形體絕不僅僅是形式主義下的產物,還應是建立在理性分析上得出的具體形態。BIM技術對于中國建筑師來說,可以提高其設計的準確性,減少其與各專業的協調時間,進而保證減少人為造成的誤差。對于結構工程師來說,BIM模型內部帶有大量信息,可以幫助結構設計人員創新結構形式,同時對建筑用鋼量有更加精確的描述。對于設備工程師,可以在三維模型的基礎上進行管線綜合設計,在設計時更為直觀地發現各類設備管線之間的矛盾,以避免不必要的浪費。常見的模型綜合碰撞檢查軟件有歐特克公司的Navisworks、Bentley公司的Projectwise以及Navigator和Solibri Model Checker。而對于其他人員,對工程的認知不僅僅停留在二維圖紙上面,還可通過三維模型來判斷工程的細節以及相關信息,來進行相互配合工作,減少協調過程中不必要的時間和經濟浪費。另外,BIM技術有助于提升中國設計審查制度的準確性,由于體育建筑項目圖紙信息量大,即使經驗豐富的圖紙審查人員也很難發現設計中的一些疏漏之處,利用BIM模型綜合碰撞檢查軟件就可以幫助審查人員發現問題。
美國智能建筑學會把智能建筑定義為:
通過對建筑物幾個基本要素即從結構、系統、服務、運營和管理以及它們之間的相互聯系全面綜合,并達到最佳組合,獲得的高效率、高功能與高服務性的大樓。我國則以大廈內所配置的自動化設備來衡量智能建筑。在日本突出智能建筑就是高功能大樓,是方便有效地利用現代化信息與通訊設備,并采用樓宇自動化技術,具有高度綜合管理功能的大樓。在新加坡,規定智能大樓必須具備三個條件:一是先進的自動化控制系統,調節大廈內的各種設施,包括室溫、濕度、燈光、保安、消防等,以創造舒適的環境;二是良好的通訊網絡設施,使數據能在大廈內進行聯網;三是提供足夠的對外通訊設備,并向國內外進行聯網。
當今科技正處于高速發展階段,其中相當多的成果將不斷被應用于智能住宅建筑,因此其內容與形式也在不斷拓展與變化。
2智能住宅控制網絡化設計
法國最近正在巴黎近郊建一幢電子化“智能住宅”當你不在家的時候,住宅里的“電子管家”監視著家里所有的電子系統,如有漏水、漏煤氣,它會自動報告搶修站;有人私自撬門,它就會報告警察局;此外,它還可以寄郵件、購買飛機票、訂其他各城市的旅館房間等等。
在邁向2011年的住宅設計今天,如何設計智能型網絡式住宅己提到設計部門的日程,現提出如下設想:
2.1有步驟地開發建設智能住宅
住宅的智能水平取決于造價與智能系統的要求,根據我國的經濟,應允許存在智能差別,開發高、中、低多種智能型住宅,只要滿足智能住宅的基本要求,可以先發展低智能,逐步發展到高智能住宅。
2.2制定智能住宅的標準和發展規劃
住宅智能化標準至今還沒有建立,但為了緩和投資緊張局面,可以分批投資,分期實現。依照最新頒布的《住宅設計規范》(GB50096-1999),普通住宅分一至四類,對三、四類住宅要求三表(電表、水表、煤氣表)出戶,而有的城市己對三表推廣采用磁卡表,并同計算機聯網,初步實現低智能化。對高級住宅或別墅這類住宅,智能化程度應更高。智能住宅也可分成必建部分與緩建部分。必建部分除智能住宅環境外,尚有住宅設備的自動化系統,包括變配電、照明、空調、供熱、防火、保安、電梯管理、廣播、電話與衛星天線等基本布線系統和綜合布線系統,這里可分成必建部分和選建部分。以售房為目的的投資商,可以先完成必建部分,分期分批實施緩建部分。
3高智能化大廈的建筑設備
高智能化大廈是建筑、結構、樓宇設備、環境、信息工程、自動控制、物業管理、人類工效學等多門技術的集成,是高新技術在傳統的建筑業中的集中體現。智能大廈的設備、設施和管理都要以人為本,因人而易,主隨客便。它的高額投資會從人的工作效率提高中得到回報。但是,目前國內很多人對智能大廈的作用還沒有建立這樣的新概念。國內至今還沒有比較完善的有關智能大廈的標準和規范。前不久,建設部發出通知,為了加強建筑智能化系統工程的設計管理,頒布《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》,《規定》中初步界定了建筑智能化系統工程的內涵;明確了由建設主管部門統一管理全國的建筑智能化系統工程設計工作,并對立項申報、編制標準規范、資格認證、市場管理等問題都有了明文規定。
4智能建筑的投資
由于智能建筑建造的特點,因此它的建設投資要高于普通住宅,智能化建筑的功能具有質的提高,故需增加以下幾方面的投資:
4.1綜合布線系統的投資。目前弱電傳輸介質的布線有光纖與多芯絞線兩種選擇。
4.2大樓自動化系統的投資。大樓自動化系統的運行,運行費反而會減少,智能建筑投資增加主要表現在如下幾個方面:
4.2.1消防必須采用高可靠性的防火自動監測與報警控制系統,以確保人身與財產的防火安全度;
4.2.2保安必須確保人身安全。在通用電視監視、出人控制、巡回檢查與防盜等系統的基礎上,進行聯網運行,實現智能化,需要增加設備與計算機網絡的投資。
4.2.3能量管理系統,包括從高壓電源輸人、低壓配電、空調制冷系統、上水的變頻調速、供熱等系統的自動檢測、控制與管理。其主要任務是確保運行系統優化操作,高可靠性與高品質要求,并能降低運行費用。智能化與聯網是主要技術手段,雖增加一些投資,但卻能減少能源消耗與運行費用。
4.2.4環境控制系統,包括溫度、照明與衛生等機電設備及其智能控制系統,全面達到控制標準,并聯網與經濟運行。真正的智能系統節能與效益是十分顯著的。
4.2.5運載系統主要是電梯與停車場設備管理。采用高可靠性智能化電梯,全部聯網并優化運行,以滿足快速、準確和完全的要求;停車場要求自動計費管理,并實現聯網。
4.3增加投資提高建筑裝飾標準,設計中對智能建筑提高建筑標準、推廣新型建筑材料,采光與聲學音響標準要有明顯的改進、設備管道井與各種設備機房面積會有些增加,勢必導致增加造價,但所占投資比例很少。根據國內己建幾個智能住宅建筑分析,住宅小區要增加工程造價約10?15%,對開發商來說一定要充分考慮,權衡利弊。
5結論
5.1智能化大樓和住宅己實現水、電、煤氣通過電腦查車輛進出均由電腦自動識別,可以在居室中選看影視節目等等,但智能化程度與國外相比,還有一定差距。
5.2智能化的實現,首先要培養智能化的人才,原有建筑隊伍中無論從科技知識、還是管理能力諸方面明顯不能滿足要求。為此要充分重視現有人才的潛力,采取多種培訓手段,使設計、施工、管理人員迅速提高水平,解決當前在發展智能化建筑中,急需高科技人才的燃眉之急。
5.3加強維修與管理是發展智能化建筑的必然趨勢。眾所周知,復雜的智能設備質量再高也不可能終身兔修,智能建筑中的設備不僅品種數量多,而且技術含量高,如果維修工作跟不上,勢必影響設備的正常運行,如此發展下去,將直接影響智能功能的發揮,甚至可能導致自控系統癱瘓。國外的經驗己告訴我們維修與管理是專業性很強的工作,只有集中高水平的維修申心,才能管理好智能化的建筑。
[關鍵詞]數字化;變電站;發展
中圖分類號:TP2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)34-0275-01
前言:數字化變電站作為電力自動化發展上的一次關鍵的改革,對國家電力行業的進步有著重要的意義。數字化變電站的實行會促進國家電網提出的“一強三優”的整體目標的實現,提高國家電網整個科技力量,推動電網集約化發展、管理和經營,推動建成強大的數字化電網運營系統。
1、變電站的基本概念
1.1 變電站的定義
數字化變電站的對象是一、二次設備的數字化,以新興的數字網絡通信平臺當作運行基礎,對各種有效信息進行數字化轉化,達到有效信息的分享和交互操作,并以網絡上的數字信息庫作積淀,達到數據測算監控、控制維護、數字管理等自動化功能標準的變電站。
1.2 變電站的基本特征
第一,信息的采集數字化。如光電式互感器或電子式互感器的使用,就是在信息采集環節的數字化運用。這種改變可以實現一次二次設備的有效區分,也可以提高測量的精準度。第二,變電站系統分層布局化。使變電站的系統層次分明,結構清晰。第三,系統結構的緊湊化將各個組合電器組合成一個緊湊有序的精密結構,實現了變電站的緊湊化,簡化了這一系統的復雜程度。第四。信息共享標準化。實現了系統內部的工作協調,信息共享以及智能設備可交互操作性能。實現了功能優化和變電站系統的高效運行。
2、變電站的發展歷程
2.1 變電站發展的幾個階段
從最開始,傳統的二次系統,常規繼電器完成了維護測量控制。到后來的階段,綜合自動化變電站的逐漸普及,技術發展開始加快。隨后,綜合自動化變電站技術日趨成熟向數字化變電站過渡。提出IEC61850標準。隨后數字化變電站開始吸引大家的關注。到近幾年的智能電網技術的應用推進了數字化變電站的進程。
2.2 變電站數字化過程中面臨的問題
面對智能變電站的概念和內涵不斷發展的,相關技術的進步也需要不斷擴充和完善。從智能變電站的整體框架、智能一、二次設備的研究開發到硬件和軟件的合成技術、大量信息的整合和儲存技術、領域控制等級別高的運用軟件的創造與發展、智能維護與智能監控決策等等,有很多的關鍵技術都需要改善,以下我們只討論其中的幾個問題。改善設備運轉情況信息采集、數據加工、智能監控、數據傳送難題,達到控制的數字化、通訊和實際操作網絡化等初級目標,即使實現這些也依然不會達到智能變電站發展的根本要求。因此還必須建設有自我修復能力的一體化智能變電站。為智能變電站鋪設了不錯的兼容性與經濟性平臺,對增強整體的可靠性與信息的讀取效率和提升變電站服務質量也很有效。眾多信息的匯聚會使一二次設備的運行的透明度大大提高,可是也讓信息的快速傳輸變得更加困難。模擬技術可以將變電站的基礎硬件和網絡設備虛擬成一個共享的資源庫,就地存儲的信息可以在庫內按需分配調用,保證信息傳輸的準確性與可靠性。這種信息安全策略智能變電站是智能電網的重要構成部分,他的信息安全和保護不只是和變電站自身有關聯也還是決定智能電網安全穩定運行的重要條件之一。智能變電站大量信息安全與保護面將受到來自眾多方面的挑戰。第一是能有可信任地號源、防止被影響,這得要從收取數據的 IED 及對信號加工的環節解決;第二是傳遞信息的問題,智能變電站內部絕大多數多數使用互聯網技術傳輸信息,僅僅借著簡單唯一的保護措施是無法很好地解決疑問的,需要建造一個以保護、觀察、響應和修復作為科學手段和應用工具,以穩妥管理作為直接方法的動態的多層次的互聯網穩定結構,用來保證變電站內各種信息和各種資源的新鮮性、保險性、隱私性、整體性、實用性等。現在互聯網保護技術、信息加密技術、指令保護、權限管理和使用存儲管理技術、冗余和備份技術等計算機網絡安全技術的發展也為智能變電站信息安全保護的發展提供了更多的可能性
3、數字化變電站的結構和優點
3.1 數字化變電站的基本結構
數字化變電站智能化系統的構造組成在物理上可以分做兩種類別,即智能化的一次設備和網絡化的二次設備。借鑒IEC61850標準的變電站組成構造,數字化變電站應該使用三層結構。這三層一一是:變電站層、間隔層和過程層。
首先我們先說一說:變電站層位于變電站自動化系統的的頂端,監察主機、遠控主機打印機等,SCADA功能,收納,實時數據,把最新數據發送至處理中心和按照電網同意的要求發出控制和調整的命令(一些命令直接從調度中心發送過來,命令還有一部分指令來自變電站本身的智能化系統)。其次間隔層:間隔層包括測試控制、保衛等間隔層IED裝置,應該順應應用功能更好的放置邏輯節完成相應的數據解讀、運用和控制功能。數字化變電站內二次設備將成為數字化功能模塊,例如繼電保護、防誤閉鎖、測量控制、遠動、故障錄波、安全穩定、實時操作裝置和還在研發的在線檢測狀態的設施等全部基于標準化、模塊化的微處理機研究創造,模塊之間的關聯都是用快速的互聯網通信,通過互聯網是數據共享成為現實(三過程層過程層是一次設備與二次設備的結合面,或者說過程層是指智能化電氣設備的智能化部分。過程層的主要功能分三類:電力運行的實時電氣量監察。?設備運行的狀態參數觀察。操作控制執行與驅動
3.2 數字化變電站的優點及研究意義
可以提高系統準確程度。數字化變電站使用數字信號的電子式互感器進行輸出,數字化的電流電壓的數據信息要運送到二次設備并且在二次設備的加工處理進程中幾乎不會出現額外的數據差異,大大提高了維護系統、測算系統和計量系統的精確程度。使信號傳遞的過程更加穩定。數字化變電站的信息傳遞都采用計算機通信技術實現。信息程序在傳遞有用的訊號的同時傳送信息驗證碼和自我檢索信息,防止出現信息傳遞出錯和監茬通信結構的完整性,PT 斷線、CT 斷線的判別就再也不是難題了。由數字組成的信號可以通過光纖傳遞,在起點上解決抗干擾處理掉防止干擾的問題。
變電站的所有功能可以使用同樣的信息中心,使設備和數字化變電站有不一樣的的眾多信息使用一樣的信息模型,按照相同的通訊標準進入變電站通訊網絡。變電站的保衛、監察、計算、監控、遠程指令、VQC 等系全都使用相同的通信網絡獲取電流、電壓和狀態的信息以及發出控制指令,不再需要因為功能的不同建造不同的的信息獲取、傳傳遞和執行系統。智能化運行和管理都能通過遠程操控實現水平的進一步提高數字化變電站的采用智能一次設備,眾多功能都能通過遠程操控實現。使通訊系統信息傳遞的穩定性更好,訊息交換的可靠性和實時性水平都會有很大的提升。變電站因此可以做到海量的繁復煩的自動化功能,是自動化水平有一個質的飛越
4.結束語
數字化變電站使智能電網的建設有了更加堅實的基礎,為提高電網的穩定性提供了技術上的保障,可是要是數字化變電站更加實用還是需要大家繼續努力任重而道遠。數字化變電站的建造過程是實現智能化電網的基礎,通過數字化變電站的研發與應用和示范工程的措施,積攢更多的經驗,培養數字化變電站建設、運行和維護等方面將用到的各類人才,研發和制定數字化變電站設計、建設、運行、維護和管理的各種規范,是實現電網智能化和現代化的非常重要的舉措。
參考文獻
[1] 黃益莊. 智能變電站自動化系統原理與應用技術[M].北京: 中國電力出版社, 2012.