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校园建筑智能化范文1
【关键词】 智能建筑 通信技术 实践应用
智能化建筑的发展要求建筑向着成本更低、性能更好的既定设计目标前进。这也就意味着对于智能化的核心技术――通信技术要求更高。一直以来,通信技术就是智能化建筑中最需要探讨的前沿问题之一,也是实现建筑智能化升级的关键所在。因此,针对智能化建筑中的通信技术进行深入的研究,发现其中的利弊关系,不断升级并完善智能化通信技术是实现建筑智能化水平的准备性与基础性工作。
一、通信技术在智能化建筑中的积极应用
随着信息化时代的到来,通信技术越来越多地应用于智能化建筑中。信息实现数字化、通信业务呈现多样化都是通信技术应用升级的客观刺激条件。传统的通信技术越来越不能适应网络时代、智能化时代的发展要求。而现在的通信技术衍生的可视电话、远程视频、数据传输等可以十分便利的应用于人们的日常生活中。通过在智能化建筑中采用先进的通信技术,信息沟通与交流更加便捷,人们的生活正呈现出前所未有的变化。
智能建筑最早产生于80年代的美国,近几年凭借着高回报率、高经济效益,获得了建筑施工上的大量运用。虽然我国的建筑智能化进程起步稍晚,但是后来居上,这离不开国家、政府与相关科研机构的大力支持与不懈努力。智能化建筑在大型城市中已经初见规模,智能化建筑中的核心――智能通信技术也越来越成熟。智能化建筑与完美的通信技术有机结合,引领了建筑行业的新变革。
目前这类装有通信技术的智能化建筑十分受青睐。例如,专业展厅与高级会议室中的通信技术可以使得数据传输速度达到最大值,这样信息交流更加便捷。在通信配置方面,智能化建筑中的通信技术也达到了国际领先水平,可以自动实现控制自动化、信息自动化、模式处理人性化等。智能化建筑与通信技术成为建筑界的“神雕侠侣”。
二、智能化建筑通信技术所具有的两大功能分析
智能化通信技术一般说来有着两大基础性的功能。一种是支持处理各种类型的通信业务。另一种是实现各种类型办公自动化的系统和建筑管理的自动化系统的有效集成。在成功集成的基础上实现统一的网络管理。智能化建筑的通信技术可以支持各种类型的通信业务。这里的通信业务具体表现为:电话、传真、邮件传送、电子信箱、语音交流、可视电话、远程会议等等。一般来说,智能建筑中的通信技术网络分为主干网络和部门下属网络,前者用于连接各部门网络,主要针对并服务于传输速率较高的网络系统。后者为局域网络,主要负责完成部门中的独特与灵活性的任务,形式上比主干网多样,作用比较灵活。除了提到的这些,智能化建筑中的通信技术还用于PBX网络,实现办公自动化等等,使用期限长,可以至少支持处理15年之后的各项通信业务。
三、智能化建筑中应用通信技术所形成的集成系统
智能化建筑最大的优势就是形成了可以充分调动子系统各职能并且实现整体资源共享、信息综合与系统协调的一致。可以说,这是智能化建筑中所特有的信息集成系统。
智能系统是一个大的系统,除了主干网之外还设有很多小型的功能比较显著的部门子系统。例如我们常见的计算机的网络系统,综合性的布线子系统、信息自动化控制系统、楼宇控制自动化系统等等。如果没有有效的信息集成,那么各个子系统将很难实现大的统一、更完美的系统协调,直接导致子系统比较混乱,进一步影响到其他部分系统功能的正常发挥,导致系统无法正常运作。而智能化建筑中的集成系统就很好的解决了这一问题,在解决问题的基础上进一步保障了信息传输与交流的畅通无阻。
智能化建筑中信息集成的三大特点:
现在的智能化建筑系统中都是由众多的子系统构成。因此,实现各子系统的有效统一就显得尤为重要。因此在进行系统集成时就要考虑子系统接口和协议上的不同,在多个设备与多个协议的通信系统内部进行一个技术的集成,实现系统软件和硬件的有效对接。(1)首先,智能化建筑中的通信技术要充分结合现代的建筑技术要求、现有的计算机操控水平、通信技术的半自动化,实现这些技术的自由交叉,实现技术的标准化。(2)其次,在进行系统集成之前要对整个的大系统进行统一的规划设计,在统一设计的大环境下可以实现子系统数据间的自由传输与自动协调。(3)最后,这些子系统在集成之后就形成一个功能强大,协调性强的大的内部通信交流系统,最终凭借着这个集成的系统去实现智能化建筑的整体操作可行性。因此,要想提高智能化建筑的智能化水平,当务之急就是做好子系统的有效系统集成,形成最优化的集成系统。
四、智能化建筑中通信技术应用的前途展望
智能化建筑的核心就是完善的通信技术,通信技术决定着智能化建筑的智能化程度。现在的智能通信网络已经被接入,网络发展也呈现出宽带化的趋向。相信在其演变与逐渐发展的过程中必将影响到智能建筑中的通信技术的升级与改良。
据调查显示,在接近100年内的时间里,电信网的支撑业务就是电话业务,科研人员预计即使在将来很长的一段时间内,电话业务的主体地位也不会出现动摇或者被取代。但是我们也应该看到数据业务的逐渐腾飞与蓬勃发展,尤其是近几年,随着网络技术的进一步普及,智能手机“飞入寻常百姓家”,数据业务呈现出爆炸式的增长与发展速度。各种应用成为必然趋势,也暗示了未来智能化建筑中的通信技术发展前景必然是光明的。远程监控,可视电话都越来越受人们喜爱。
此外,互联网用户数量的成倍增长,引发宽带需求量暴增。最近科研人员新推出的DWDM技术和核心式路由器推动,智能化建筑的发展必然将迎来新的发展契机,更上一个台阶。更多的建筑采用先进的通信技术,管理人员完全实现足不出户知天下事的“异想天开”,“千里之外,运筹帷幄”。智能化建筑是也是建筑行业发展的主流趋势,而通信技术就是智能化建筑发展的助跑器,因此,通过将通信技术应用在智能化建筑中,必然能够进一步提升智能化建筑发展水平,满足社会发展需求。
五、结束语
作为现代建筑与现代通信技术结合的产物,智能化建筑将二者的优势进行了最大程度的发挥,也更多的渗透到以计算机为核心技术的智能化建筑的建设中。建筑更加智能化,通信技术更加系统化,人们的生活将是更加便利化。综上所述,通过本文对智能化建筑中通信技术的有效分析,智能化水平将再次引发科研人员与学者专家的探讨与思索,智能化建筑也逐渐成为当今和以后建筑的主流形式,而作为主将――通信技术也将在其中发挥更大更积极明显的作用。
参 考 文 献
[1] 沈建斌. 对智能化建筑系统质量控制的探讨[J]. 山西建筑. 2012(22)
[2] 刘涛. 基于控制网的大型小区安防对讲与智能化系统的建设实践[J]. 智能建筑. 2010(02)
校园建筑智能化范文2
Abstract: the present China both state or the whole society pay more attention to the children's education, as western education mode and the introduction of the children's implementation, and caused the existing old buildings, backward education facilities and mixed and disorderly environment can't meet its long-term development present situation, and building intelligent therefore provides the solution of the above problem may be, we use in building intelligent technology assistance on education at the same time also should avoid to high-tech negative effects on children's growth.
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
关键词:教育建筑 智能化 幼儿教育
在《幼儿园教育指导纲要(试行)》总则中明确指出:“幼儿教育是基础教育的重要组成部分,是我国学校教育和终身教育的奠基阶段”。而现有学校建筑由于空间、环境、功能多数无法适应新的教育观念的转变及素质教育的要求,越来越多的家长对于孩子在幼儿园期间的安全问题提出质疑,幼儿园的防灾应急措施也广受诟病,因此,如何使幼儿教育建筑建设改善及规范教学环境,完成新旧过渡,适应教育过程更加透明的要求,兼顾学校的长远发展需要,防止可能出现的资源浪费,成为目前国内幼儿教育建筑建设亟待解决的问题。
21世纪是信息社会知识经济时代,因此建筑智能化是幼儿教育建筑的长远发展方向智能建筑的实现是现代高科技的结晶,它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合。智能建筑的最终受益者应该是在其中生活、工作的人。 其中采用的高新技术来实现人的需求、改善和提高人工环境的品质,更好地为人服务。
2智能幼儿教育建筑设计指导原则
2.1适应特殊性原则
幼儿教育建筑设计中,一方面对教育组织机构的变更、教育设备、教育机器、网络功能变化和更新换代时的适应过程中,不妨碍原有系统的使用。另一方面,儿童不同于成人,有其特殊的心理感受,因此,在设计上,既要保证教育建筑设计中的普遍法则,又要保证儿童的特殊心理,更要符合儿童心理,在满足幼儿思维活跃、富于想象的要求的同时,注意幼儿对空间环境的敏感性,避免出现过度刺激。通过智能化技术运用传达美的享受,充分发挥丰富多变在儿童成长中的积极作用。
2.2健康舒适性原则
智能建筑在科技上,人文理念上都更符合居住者的生理及心理需要,使居住者获得极大舒适感。空调、照明、消声、绿化、自然光及其它环境条件成为提高舒适度的重要因素。在进行幼儿园建筑设计时,需要带给孩子质朴、清新、简洁的空间享受,不能一味强调丰富的色彩或是凌乱的空间感,造成智能技术的滥用,不利于儿童健康成长。
2.3安全高效性原则
智能建筑的科技含金量可提高教育业务、通信、决策方面的工作效率;节省人力、时间、空间、资源、能量、费用。同时,针对现代社会使人们极大的缺少安全感,智能建筑可适当缓解这个问题除了保护幼儿在园其间的活动安全外,还可通过远程信息技术使家长通过合理合法的监护设备的,得到自己的宝宝最及时的监护画面。
2.4多变趣味性原则
儿童的注意力相对成人容易涣散,同时又易被丰富的空间场景变化吸引,因此,通过合理而富裕寓趣味的智能建筑技术设计,避免儿童心理发展的多变性和幼儿园单调空间场景的矛盾,有利于保持儿童对园区的新鲜感和好奇心,激发幼儿的想象力。
3 幼儿教育建筑设计中的智能化应用
3•1智能化空间与幼儿教育新理念整合
不同类别的建筑空间,由于其所服务对象的不同而有很大区别。因此,幼儿心理和行为特点、现有幼儿园管理模式和管理水平,是直接影响幼儿园中幼儿空间构成的因素。利用多种智能手段结合现代教育手法突破孤立、封闭的班组空间,改变传统的纯交通的走廊联系各个部分,围绕智能化多功能厅来组织空间,是许多国外现代幼儿教育建筑平面布置常用的手法。围绕多功能厅来组织空间兴趣角是进行开放式教学和自由交往的重要空间,尤其对拥有众多玩具、图书的独生子女,它能通过智能手段模拟出一种家庭无法实现的特殊情境和多选择性,与之相适应的则是需要开放性的公共空间。[1]
3.2通信自动化系统与社会新需求整合
利用家庭利用计算机、电视、计算机网络、家庭图像显示设备及时接收处理各种语言、文字、图像信息、扩大与社会的交往;采用先进的通讯手段,家长可以远距离照看园中的幼儿,第一时间了解孩子在幼儿园的生活学习情况;利用远程信息系统,在校的教师与实习教师可以完成远程学校职业培训;校园与当地儿童医院设置互动系统,接受专家医生对校园中出现的一些情况进行治疗咨询;可以积极引导一些在沟通交流方面有障碍的小朋友,利用智能化系统,模拟场景与他人在电脑屏幕上“面对面”谈心。
3.3 热舒适系统与建筑系统的整合
一般来说,智能教育建筑比传统的教育建筑耗能大,这是因为前者较后者增加了大量的电子设备,如计算机、传真机、电视及其他教育自动化设备。这些设备不仅耗费电能,而且增加了空调制冷设备的负荷。因此,在设计和技术上必须考虑节能问题。通过暖通空调设备与自动控制系统及建筑基本构架的有机结合,可以有效地降低智能建筑的能耗。
环境控制的非中心化是指将设备单元化整为零,分散布置在室内各处。通过分散布置设备,水平布线的距离大大缩短,同时也节约了净空尺寸。不难看到,这种系统具有更大的灵活性。控制区域进一步个体化,使每个使用者可以自主调节气温、照度和风量,而不必担心影响到其他人的热工与照明。在这种环境控制系统下,使用者可以在个人的工作区域内自行控制通风、温度和照度。空调送风由活动地板层引入,出风口在孩子们学习用的桌上和桌下分别设置,由专门的控制器控制风量和风速。恒温器除了用于测量每个教学和活动区域的气温,还可以通过控制面板来控制每个教学和活动区的温度。
除了个体化的环境控制系统外,在大型现代建筑物中通常还设有集中的能源和建筑管理系统。整栋建筑的保安、防火、照明、空调系统以及垂直交通等都由一个BAS系统加以监控,针对能源消耗情况及时作出反应,如及时关掉不必要的照明、送风,改变恒温控制器的设置点等。
3.4 人工照明系统与建筑系统的整和
智能建筑中照明系统的发展方向是通过智能开关和使用者自行控制开关两种方式达到因不同教育环境的特殊要求而分别控制的目的。在传统的教育建筑中,每个小教室都有单独的电器开关,而在现代教育建筑中 ,照明系统改由一个智能开关来集中控制,根据自然光线的变化和使用者的要求自动加以调节。照明系统控制的硬件自动化程度越来越高。可调节荧光灯亮度的电子镇流器正逐渐取代了过去的磁镇流器,而遥控开关也将取代手动开关。每个区域都在天棚上装有接收器,可以通过遥控器来控制照明系统。人们正逐渐开始采用非中心化的照明系统以满足节能和舒适性的要求。
3.5 自然采光系统与建筑系统的整和
在传统教育室中,自然光只能照射到教育室内很有限的区域。即使在这样一个区域,光线也可能因为不加控制而过强。随着对自然光的进一步开发和利用,出现了一系列新型的自然光控制设备,如光线控制器、自动遮阳设备、各种新型玻璃等,还可以通过各种建筑要素和设备,如中庭、院落、遮阳百页和光导纤维等有效地将自然光引入建筑内部。[2]
4结语
当前,随着经济的发展、教育观念的转化,传统观念下的学校及操场带来的只有单一的空间模式、低效的土地利用、单薄的校园景观界面,而新的设计思路中不只是空间的灵活、土地的高效利用、校园景观界面的丰富,同时体现了现代幼儿教育模式下智能建筑可持续发展的可能性与可操作性。
参考文献: [1] 郭晓君 幼儿园建筑交往空间构成及设计 第4期2005年8月四川建筑科学研究Sichuan Building Science
[2]曾 剑, 贾云艳 智能建筑设计——建筑与技术的系统整合文章
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3.3 网络拓扑连通性测试
在Mininet环境下用pingall测试h1主机和h2主机连通性,如图4所示。研发人员可以通过Floodlight的Restful API接口来向Floodlight平台请求交换机状态、能力、拓扑等各种信息,而策略控制Static Flow Pusher机制则是通过Restful API接口来管理流表的。本文使用Static Flow Pusher 改变流表,让h2 ping不通h1,具体命令如下:
sudo curl http://219.245.196.25:8080/wm/staticflowentrypusher /clear//json
sudo curl ?X DELETE ?d ′{″name″:″flow?mod?1″}′
http://:8080/wm/staticflowentrypusher/json
3.4 故障自恢复实验
(1) 利用Floodlight控制平台为网络的主机之间设置两条转发路径,为h1和h2下发主路径,备份路径,测试拓扑如图5所示。
(2) 模拟单故障情形,Mininet中输入命令link s1, 模拟链路中断。使用Iperf从h1向h2发送数据,分别发送普通UDP数据分组和视频文件流。
(3) 通过观察h2的Iperf服务器端输出信息以及使用WireShark抓包工具分析分组传递路径可知,在上述故障情形下主机h1可通过备用路径到达目的主机h2,系统能够准确地检测故障,并对故障情形进行诊断判别,最终能够进行路由恢复,ping结果见图6。
测试结果表明,基于SDN的多媒体教室网络架构是可行的,比传统的IP网络架构更有优势。基于此,在南校区数字化教学楼两个英语多媒体教室部署了SDN网络,通过英语老师的实际使用情况来分析SDN多媒体网络架构给英语教学服务带来的影响。
4 实践及效果分析
为了评测SDN多媒体教室网络给英语教学带来的效果,分别在2016年第一学期(已部署SDN)和2015年第二学期(未部署SDN)对在数字化楼多媒体教室上课的A班和B班学生和教师(共82人)就SDN多媒体网络对英语教学产生的影响进行了访谈调查,调查结果如表1所示。
由统计结果可知,部署SDN多媒体网络的多媒体教室比没进行网络改造的多媒体教室故障率底,没有出现网络故障;部署SDN后,师生对校园网络应用于在线视频播放、在线学习、实时视频交流三个方面满意度大幅提升,部署的SDN网络更好地满足了英语教学的需求,提升了英语网络教学的现代教育技术水平,有助于老师教学和学生英语学习。
5 结 语
本文提出了一种基于SDN的英语多媒体教室网络架构,解决了英语多媒体教室网络管理中的一些问题。本文设计的 SDN 架构采用 OpenFlow 技术实现了业务数据和控制数据的分离,通过控制器集中灵活管理多媒体教室的中控设备,减少了网管人员维护量。通过利用Mininet 软件和Floodlight控制平台,实现了控制器对中控设备的灵活控制,说明了基于SDN的多媒w教室网络架构的设计方案可行。最后,经过实践验证可知,SDN多媒体网络给教学提供了更好的服务。
参考文献
[1] 杨永兰.项目教学法在初中信息技术兴趣小组实践活动中的应用研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2011.
[2] 袁正义.如何维护和管理单位互联网络[J].电脑知识与技术:学术交流,2009(24):6669?6670.
[3] 万昕.关于SDN如何解决传统网络问题的探究[J].江西通信科技,2013(2):11?13.
[4] 佚名.SDN发展历程回顾[J].中国教育网络,2013(8):20?21.
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[6] 沈成彬,蒋铭,曾涛.SDN/NFV技术的接入网应用[J].中兴通讯技术,2015(4):15?19.
[7] 张朝昆,崔勇,唐Gt,等.软件定义网络(SDN)研究进展[J].软件学报,2015,26(1):62?81.
[8] 黄孙亮.基于SDN的未来数据中心网络探讨[J].通信世界,2013(20):39.
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智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生,且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。 智能建筑技术的发展非常迅速,它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。特别是智能建筑系统工程,它作为弱电系统工程的延伸和发展,综合性强,涉及的专业领域更广,新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步,共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。 智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多,这些弱电系统的设备耐受电压较低,如电子设备耐受电压为5V,微电子设备耐受电压只有1.5V,这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备(包括缆线)在遭受雷害和电磁干扰(如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等)时,必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害;各种高频、超高频的通信设施不断涌现,相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重,大量的运行和实践证明,电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视,不可掉以轻心。 智能建筑需要不同行业的专家共同参与,除了业主之外,设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。
“弱电较弱”正是指在智能建筑中,整体弱电系统工程是建筑电气工程中较薄弱环节,无论是技术力量、人员素质、设计与施工、智能化系统工程施工监理等相对较弱。这对我国的智能建筑的迅速发展是很不利的。
2、网络与布线
智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题,它包括智能建筑弱电系统的集成(BMS或IBMS)。但由于火灾自动报警系统及消防联动(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系统目前我国还是独立的控制系统,只是留有通信接口待今后与BAS系统集成,而美国的FAS系统是分散型控制方式可与BAS系统集成。 综合布线系统作为全新概念的布线系统,其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放,灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理,可靠性——器件通过ISO等组织认证,星形拓朴结构等一条线路故障不影响其它线路正常运行;先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤,实时传输多路多媒体信号;经济适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。 从网络架构上来分,网络可划分为局域网(LAN),控制网(Infrenet),广域网(WAN)和城市网(MAN)。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议,使得局域网和广域网实现了无缝连接。城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网,介于广域网与局域之间把多个局域网互相连起来,构成覆盖范围更大,支持高速传输和综合业务,成为适合城市范围使用的计算机网络。 为了保证系统的开放性和可操作性,实现与信息网络的互联互融,尽管目前控制网络中多种总线标准同时存在,但由于以太网速度控制性价比高,我区一直在控制网络中推广应用TCP/IP协议的以太网。在众多的现场总线技术中推广Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等总线。由于这样的规定从而使我区的智能建筑还没出现瘫痪现象。
3、目前智能建筑存在的问题
《智能建筑》刊物2009年第5期“谈工业以太网及其在智能建筑领域的应用”一文中写到“事实上目前有60%的智能建筑是瘫痪的”,其原因一是在众多的总线标准中Lon Work协议是非常完善的控制面层的总线协议,它有完善的七层协议,BACnet协议则是系统集成层面的协议标准,但没有在我国得到很好运用;二是多种现场总线并存,系统集成当然很困难;三是中国的物业管理技术水平相对较差,厂家在还能运行,一旦厂家支持不在时,系统很可能瘫痪”。 针对目前智能建筑存在的问题谈一下个人的看法:
(1)我国智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的设计、施工和验收标准。现有的智能建筑设计、施工验收标准有《民用建筑电气设计规范》JGT/T16-92。上海市工程建设规范《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》、新疆行业工程建设标准《智能建筑设计标准》XJJ002-1999、国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314、新疆《综合布线施工验收标准》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000等。这些国家、行业、地方标准对智能建筑的设计、施工、验收起到一定的积极作用。但还缺少智能建筑的火灾自动报警系统及消防联动、安全防范、计算机房等施工验收标准和规范。现行的《智能建筑设计标准》针对不同类型的智能建筑的可操作性还有些欠缺。这给智能建筑弱电系统的设计带来了较多的难点。
(2)智能建筑的设计应由具有智能化设计资质总承包单位的设计院来承担。再由集成商进行多次的深化设计并交设计总承包单位审查方可招标施工。这是因为设计院熟悉和掌握国家、行业、地方的设计标准,设计中始终遵循国家的方针政策,坚持技术先进成熟、经济合理、实用可靠;系统设计和设备选型符合标准,且要求具有开放性、灵活性、和可扩性,不是以追求高额利润和推销产品为目的。设计院掌握设计程序和全过程,与施工、监理、质量监督和业主沟通较容易,与各专业配合也密切。设计院能给集成商创造一个良好的建筑平台和环境,反之集成商并不了解智能建筑设计程序和全过程并与相关专业配合十分困难。集成商也不熟悉土建施工图绘制规定和表达方法。集成商由于自行设计、自行施工,施工图设计纸质量就较差,达不到施工图设计深度的要求。 由于建设单位并不完全了解智能建筑的内涵,如系统众多、复杂、施工周期长、设备和线缆的性能等等。也不了解智能建筑弱电系统的重要性、综合性和技术难度大等特点。故目前建筑智能化系统大多数是单独招标、独立签约,中标后集成商自行采购、自行设计、自行施工、自行管理、自行约束,这种没有智能化资质的监理公司监理的智能建筑,将给今后的弱电系统的安装、调试、运行、维护管理带来无穷的后患。 当前由土建监理公司代替有智能化资质的监理公司监理的现象还很普遍,它将会给智能化系统工程带来设计方案失控、采购产品失控、施工进度失控、工程质量失控等等弊端。
4、电气技术在智能建筑中的重要作用
智能建筑是在建筑平台上实现的,脱离了建筑这个平台,那么智能建筑也就无法实施。智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如:电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术
、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。 下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。 (1)案例1:
阿拉山口海关闭路电视监控系统的主要功能,是辅助保安系统对整个海关建筑物内外现场实况进行监视。 详见监视电视系统图。该系统图是由现场的摄像部分(摄像机、云台、防护罩)、传输系统(光纤、光发射机)、监控中心(光端接收机、视频分配、监控服务器、矩阵主机)等部分组成。其监控中心的操作采用了计算机系统,以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台的巡视、视频切换、报警处理、设备状态的检查等工作。
数字视频监控报警系统采用计算多媒体技术,CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机,主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理,将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较,若发现有差异就报警,这种全屏幕报警系统最大特点是不易漏报。主机自动采集报警图像并存入计算,事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像,以了解报警原因。该系统将电视控制系统与报警系统合二为一,实现了监视、报警与图像记录的同步进行,而且这种系统中没有录像机,没有视频分析器,一切报警记录都在计算机的硬盘内,所有操作都根据屏幕上的软件提示操作,对用户和使用者来说是一种全新概念的安全防范系统。 该系统设备的选型:摄像机为日本松下产品;云台、防护罩为美国派而高产品;光端传输设备数据接口选用美国NTK产品,这些也都是国外品牌产品,应该不会出现什么问题的。
但该系统开通以来,光发射机(A、B、C、D)的光端数据接口Rs422,室外摄像机的防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常被烧毁,更换和维护量很大,工作极不正常,用户意见很大,集成商也很头疼。经分析是光发射机的220VAC电源质量存在问题,尽管选用了高精度稳压电源也是承受不了瞬流(包括电涌)的冲击,瞬流可以损坏任何一种电器,何况耐受电压很低的电子和微电子设备呢?摄像机因距海关大楼较远无法保证AC220V专用线供电。前端机电源就近接在30kW直流电磁铁的配电线路上,该线路上的瞬流和电涌从发生到消失的过程极快,属于微秒到皮秒级,其电压幅值可高出工作电压的几十倍、几百倍甚至几千倍。根据当地供电部门反映,80%的瞬流是从电力系统内部产生的,主要是由于电力负载的频繁开关和负荷频繁变化引起的。另外电磁铁的直流电源是由三相可控整流取得的,故电源线路内含有大量的3、5、7、9等奇次谐波,远超过谐波电压限制和谐波电流允许值,谐波严重危害配电线路及设备的安全。
因此,智能化系统应选用净化电源,有效地抑制瞬流、谐波的产生。低压配电线路还上应具有雷电过电压、电磁兼容(EMC)、电磁脉冲(LEMP)的保护功能,最大程度地改善和提高电源质量,以确保整个智能化系统的安全。然而上述案例中全然没考虑,所以系统不能正常开通,并经常损坏系统中的设备。
(2)案例2
新疆人民银行业务楼是座现代智能型超高层建筑,具有建筑物楼层多、建筑物高、人员流动大的特点,垂直运输与通信系统(国内联网)同样倍受重视。电梯系统是超高层智能建筑中不可缺少的重要设施。为高层、超高层的智能建筑服务时,不仅要求自身有良好的性能和自动化程度,作为建筑设备的自动化系统的一个组成部分,它是以计算为核心,构成对电梯设备的监控系统,该系统属于BAS的一个子系统与整个BAS协调运行,并受BAS中央计算机的监视、管理及控制。
电梯是用于垂直升降的机电一体化运输设备,该大楼选用三菱VVVF方式——交流调压调频的拖动方式, VVVF电梯具有抗干扰、高效、节能、舒适的控制系统,体积小、动态品质性能优越。控制部分采用双微机结构,主微机完成集选功能规定的操纵控制,付微机是实现拖动系统的速度控制。主、付微机采用并行通讯,整个系统由主控制器、控制屏(DDC)、显示装置(CRT)、打印机、远程操作台及串行通讯网络组成。但该电梯起初无法正常工作,电梯忽而上至顶层,忽而下降到底层,不按指令停层,后来发现未做功能性接地所致。该建筑是座旧楼无法利用钢筋混凝土钢筋作为联合接地,也无法做局部等电位联结。那么只有在机房内设置一根独立的接地线(绝缘线缆与动力线等截面),采用非金属接地模块独立式接地,接地电阻R≤0.4欧。接地极与原接地极距离为20~25m呈零电位。做了电梯功能性接地后,电梯正常工作已达5年之久,未出现过任何故障。
(3)案例3
新疆建筑设计研究院选用迅达电梯,对于功能性接地甲、乙双方持不同意见。VVVF型电梯同样是双微机结构。安装人员坚决按厂里规定要求做独立式的功能性接地。我们考虑该业务楼是座智能建筑设有计算机网络和信息系统,强、弱电系统已经采用联合接地(共用接地)系统,《智能建筑设计标准》GB/T50-2000,第10.2.6条,联合接地电阻R≤1欧(而该楼的联合接地电阻实测为0.29欧),该建筑物内已经设置了总等电位联结和局部等电位联结。最后建筑单位采纳了等电位联结和联合接地方式,而没采用厂商提出的独立的功能性接地。因为独立的功能性接地做法经实践证实了并不利于计算机逻辑接地(单点接地),这是因为建筑物做了等电位联结,逻辑接地(单点接地)已不复存在了。在钢筋混凝土的高层民用建筑中功能性接地、保护性接地与防雷接地的三组接地装置要达到相互独立的要求是很难做到。而联合接地(共用接地)还可避免雷电的反击危害。经实测联合接地电阻R≤0.293欧。利用联合接地后,电梯运行至今一直正常。联合接地做功能性接地时接地线需从基础接出,不得与其它接地混接、短接,接地线宜选用25mm2~35mm2绝缘线缆。为保证人身安全和弱电系统的抗电磁干扰,局部等电位联结是最有效的措施之一。
(4)案例4
电子计算机中心的接地装置不但要满足人身的安全,还应满足电子计算机正常运行和网络系统设备的安全。办公自动化系统包括:计算机、数字化设备等,除产品系列的不同外,高层、超高层建筑由于场地、位置、施工和投资等条件的限制,因此电子计算机在“接地”问题上有着不同的见解,国外经济发达的国家也有不同的观点。电子计算机“接地”系统是比较复杂的,如处理不好将造成电子计算机不能正常工作。工作在弱信号条件下数字设备接地线的脉冲干扰不容忽视。目前计算机工作频率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。这时分布电感,分布电容会引起电流通路的阻抗发生很大的变化,当这些参数对谐波产生共振时又会产生超出常态阻抗和能量,将会直接危及计算机网络系统的安全。
有关电子计算机的接地有以下几种方式: 交流工作接地、安全保护接地、工作接地、防雷接地等四种接地方式,在智能建筑中宜采用联合接地(共用接地)。经过大量高层、超高层建筑接地方式的调研,联合接地完全可利用其结构钢筋和基础钢筋做接地装置。接地电阻一般值不会超过0.4欧,很适宜作为电子计算机的接地装置。但是中银广场的计算机中心和计算机机房装修设计人员,坚持计算机系统的接地采取单点接地(逻辑接地)。因此,花费了很大力气和资金从四楼计算中心机房,引出VV35m2单芯电缆,穿管经地下室引至室外距基础25m做了一组闭环式逻辑接地极,接地电阻为4欧。采用这种单点接地方式,计算机一直无法正常工作,后经建设单位研究决定,按照设计院设置的计算机房内局部等电位联结及联合接地做为电子计算机的接地,计算机经安装调试后至今一直运行良好。
这是因为在同一建筑物内,采用同一个联合接地系统(共用接地系统),以避免不同接地系统间的电位差引发电气事故和干扰。做了建筑物总等电位联结包括局部
等电位联结、局部信息系统的网形和星形等电位联结结构、利用钢筋混凝土钢筋做接地装置(含钢筋混凝土基础接地体),其联合接地(共用接地)接地电阻R≤0.4欧,远低于《智能建筑设计标准》GB/T50-2000的接地电阻R≤1欧的阻值要求。更远远小于电子计算机直流接地阻4欧的要求,即不花费投资又不费工,还保证电子计算机的正常工作,何乐而不为呢? 目前计算机信息系统和网络系统的应用已遍及各行业各部门乃至家庭。目前防雷技术已提出“建筑物综合防雷系统”的概念,新国标《建筑物电子信息系统防雷规范》已批准实施。建筑防雷工程必须综合考虑,将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线加装过电压保护等多项重要因素),作为整体来统一考虑防雷措施。从而使计算机电子信息系统、网络系统、布线系统在智能建筑中真正成为标准、灵活、安全、无误的网络与布线系统。 5、新疆智能建筑市场发展的前景
校园建筑智能化范文5
Yang Haiyong;Mi Lin
Tsinghua University,Beijing 100084,China)
摘要: 在当前智能化建筑的建设项目中,建设方要加强弱电系统招标的前期各项准备工作,本文结合化工电大楼工程,就弱电系统招标的具体工作作了浅显的探讨,供有关部门、业主参考。
Abstract: In the current intelligence building construction project, the project owner must strengthen preparation work in the early period of bidding of the elv systems. Combining with a building engineering, the paper discussed specific work in bidding of elv systems hoping to provide reference for relevant departments and the owners.
关键词: 智能建筑 弱电系统 设计 方案征集 招标
Key words: intelligent building;elv systems;design;scheme collection;bidding
中图分类号:TM7 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)29-0074-02
0引言
现代计算机技术、现代通信技术、现代自动控制技术和现代图像显示技术、综合布线技术、系统集成技术等现代信息技术以及其他现代高新技术与建筑技术的有机结合构成了智能建筑,应用于智能建筑的弱电技术就是智能建筑弱电技术。
弱电系统工程在招投标过程中有其自身的特点和要求,本文以“化工电大楼工程弱电系统集成项目”为例,就方案设计、招标过程中应注意的一些问题及关键所在进行探讨。
清华大学化工电大楼位于清华大学中央主楼的东北侧,地下两层,地上十一层,总建筑面积48036平方米,建筑高度44.90米。该工程弱电系统是一项集网络技术、音视频技术、软件应用技术等于一体的高科技系统集成工程,它应将现有的、成熟的先进技术以最优的性价比和最优化的集成方式应用到系统工程中,使竣工后的化工电大楼成为一幢弱电系统技术先进,性价比较高,实用性强,维护方便同时具备较好拓展性的科研办公楼。
弱电系统的招标是保证弱电系统的设计和施工质量及坚持程序公开、机会均等、正当竞争原则的有效途径。针对工程规模较大的项目来说更是如此。它的成功与否将直接关系到工程所要达到的预期效果和将来运行中的质量保证。
1设计阶段
设计是龙头,设计阶段基本决定了建筑物智能化建设水平和基本要求,因此设计阶段是重中之重。在设计阶段主要工作包括用户需求分析、提出规划设计方案和可行性研究三步。
用户需求分析:做好设计阶段工作最关键的一点就是前期调研,它决定了建筑弱电系统的成败。设计院要充分了解并掌握了使用方的具体要求,反过来学校各功能单位与设计院从专业角度出发也对使用方提出了很多建设性的建议。最终基建处将各方讨论结果形成会议纪要,并向设计院限定了弱电系统要达到的目标。这个阶段是一个很重要但又很容易被轻视的工作阶段。
规划设计:这个阶段由校园网管理中心与设计院牵头负责,设计院在确定系统目标的基础上,从用户需求和建筑物的功能出发,从宏观角度对弱电系统的总体规模和性能指标、各个子系统的规模和性能指标、所选用的技术和如何实现等进行叙述和论证。
可行性研究:完成规划设计方案后,开始进行可行性研究,即主要对该弱电系统建设的必要性、技术的先进性、经济的合理性作出明确的判断,作一个合理的整体规划。要上些什么项目,要达到一个什么标准,做出明确的需求分析,再由设计院进行设计。
就目前学校现状而言,使用方一般希望选用先进的技术、高档的设备,但同时出现的问题就是高额造价。并且弱电系统设备、技术更新升级速度非常快,目前领先的技术两三年之后就可能被淘汰,所以在这个阶段基建处有必要加强控制,以发展的角度合理确定使用方提出的要求。对于系统设备、技术等首先要求必须达到国家规定的技术指标,但同时不能盲目追求先进性,尤其在选择进口设备或者高端产品时,要考虑到学校对建筑的总体预算计划,还要考虑到使用单位的技术水平,以及将来设备维修和配件更换成本及难易程度等,防止系统投入使用后运营成本过高以及维修保障工作方面的困难。因此基建处在这个时候要占主导地位,引导使用方对技术的先进性和设备的档次有一个正确的认识。
这个阶段设计院的主要职责是完成总体方案与系统设计,并解决好与其他专业设备及其管线间的施工配合。
2资格预审阶段
由于弱电系统比较复杂,建设单位并不完全了解它的内涵,如子系统较多、施工周期长、技术难度大、设备和材料的性能等。因此弱电系统都是由专业系统集成商来完成深化设计、采购、施工等工作。在总包的工作范围内,弱电系统只做管、盒、箱预埋设(或预留孔洞)。如果弱电系统工程包含在总包合同内,那么总包在招标前期就要同使用方、设计院及基建处等各个部门就深化设计、产品采购、档次选用等一系列问题进行协调,招标工作量反而加大,而且从保证质量、控制造价、实现功能的角度来看效果也不好,因此弱电系统工程通常由业主单位单独组织招标并选定系统集成商。
目前在智能建筑弱电系统工程招标工作中存在许多难度。这给建设方带来许多负面因素,因为在对投标单位评标打分时,报价分值占投标单位总得分值得60%,这样往往报低价的单位中标的机会要大,低价中标的单位在施工过程中,他们针对目前建设单位对弱电系统技术的不了解,会找出种种原因提出设计变更的理由,使建设单位在工程建设过程中不断追加投资。在系统的软硬件配置方面提出许多不应该增加的设备或者配置不合理的要求。这一方面需要提高我们建设单位专业工程师的弱电技术水平,另一方面需要建设方要完善弱电系统招标工作。
化工电大楼弱电系统在做好前期用户与设计沟通工作的基础上,开始投入招标工作,招标公告,进行第一步资格预审工作,由于本工程体量大,工程造价高,因此资审时对投标单位要求较高,要求系统集成商具有国家建设部核发的建筑智能化工程专业承包及设计一级资质的才可以领取资格预审文件。只有参加并通过资格预审的投标申请人方可参加本工程的投标。
最终有13家企业报名参加且具备领取资审文件要求,由于投标人报名数过多,故依据资审文件要求,本工程由依法组成的评审委员会采用综合定量评审办法确定投标人,使投标人数量限制在8家。当前招标活动建设单位往往对最后一轮招标活动非常重视,而轻视资格预审这一环节,理论上通过资格预审的投标单位都有可能在最后一轮中标,因此在资格预审这一环节就要求建设单位做好细致的准备工作,仔细研究投标单位递交的供评审的资格预审文件,了解各投标单位类似弱电系统集成经历和业绩。研究各单位在技术保证、施工人员、资金以及质量保证等管理体系方面优缺点等,编制好清标清单供评委参考。经过资审要坚决剔除不符合要求的投标单位,要做到宁缺勿滥。
系统集成商的选择从某种意义上说是工程成败的关键,通常我们采用的是系统集成商对弱电各子系统进行总体协调管理与控制的工程运作模式。因此,一个称职的系统集成商应该在主体设计的基础上,根据系统产品的要求和特点进行审核和优化设计。不仅要使系统产品适合主体要求,而且要使两者融合,同时还要完成施工、调试、交付使用和服务等任务。因此系统集成商应该是技术管理能力、工程管理能力、组织管理能力三者的有机集成。既掌握各个系统主要技术的分析能力、深化设计和审核设计能力、工程界面划分与确定能力,还应具有工程质量、安全、进度的控制能力,及时发现问题和现场处理问题的能力,与各专业配合协调的能力。
3方案征集阶段
通过第一步资格预审,有8家投标单位入围,目前有形市场弱电系统招标一般施行工程量清单招标,经资审后一轮招标工作即选定投标单位,但存在很多的缺陷。因此我单位从实际出发进行第一轮设计方案征集工作。本次方案征集是以征集系统集成最佳方案为主要目标,要求投标方做好以下工作:
①投标单位应根据征集文件的要求,在现有图纸设计方案的基础上提供经过优化的系统集成方案。
②投标单位应根据征集文件的要求,在征集文件提供的“技术要求”的基础上进行深化、完善和优化组合。
③投标单位如果在征集文件要求之外有更好的意见和建议,可在投标书中另列章节阐述,涉及到的费用不必包含在投标价格中。
通过第一轮工作后,深化设计方案、设备选型、工程量等基本确定。在第二轮招标工作开始前我方依据第一轮方案征集结果,择优给出较详细的系统集成方案,投标人需再次报价,招标方根据第二轮投标的综合评审结果选定最终的中标方。在第二轮投标中,由于深化设计方案、设备选型、工程量清单基本确定,因此投标单位在这轮中主要就是比报价。
为了使入围的8家投标单位能重视此次方案征集工作,方案征集文件里规定如果投标单位排名顺序位于最后一名或者总得分低于60分的都将取消下一轮投标资格,这也是在资审阶段入围数多一家的主要原因。同时在起草方案征集文件的时候就是否考虑与方案设计相对应的商务报价进行了研究,最后一致认为如果只专注于比较设计方案最后对建设单位控制造价不利,因此评分办法里决定加入商务报价评分一项,但是由于第一轮重点在设计方案评选上,因此商务报价最终决定占总得分值得10%,通过这些手段促使投标单位认真对待方案深化设计和此次报价,建设单位在选择设计方案的同时也能参考相应的造价,同时造价也会影响到方案的选择,因此这个时候建设单位已经完全把握住主动权。
有些项目由于弱电系统预算有限,此时则建议在方案征集阶段可考虑限额设计,即在同一经济标准上评价各投标单位设计方案,择优选择方案。
4招标阶段
在第二轮招标中,我们依据征集到的设计方案,与相关专业人员择优重新编制了适合建设单位需求的一套方案,如何通过编制招标文件这一工作尽可能的减少对系统报价产生不确定的因素,使投标单位专心比价格,这就要求在编制招标文件时考虑全面,并邀请专业人员参与招标文件的编制、审查工作。
在原方案征集文件中,局域网子系统设计也是在征集范围内,以往工程中局域网子系统也是随弱电系统一起招标,局域网子系统当中最主要的就是设备采购,网络设备更新升级速度非常快,而且从长期来看价格是一个普降的过程,同类型的网络设备在一年后不但在价格降低的同时性能还能提高,根据施工组织计划本工程弱电系统招标时间比局域网子系统设备安装时间要早一年左右,因此建设单位从实际情况出发,决定局域网系统设备由甲方一年后在局域网设备安装前招标,此次系统中标方只负责局域网子系统的安装和调试,投标报价中该系统只报集成费,且集成费用不再调整,目前局域网子系统也已招标完毕,从控制造价及保证功能方面效果非常好,并值得推广。
校园建筑智能化范文6
关键词:楼宇自动化;立体;教学模式
作者简介:王军茹(1978-),女,河南南阳人,北京信息科技大学自动化学院,讲师,北京理工大学自动化学院博士研究生;刘丽华(1970-),女,山东昌邑人,北京信息科技大学自动化学院,副教授。(北京 100192)
基金项目:本文系北京信息科技大学2010年教学改革立项(项目编号:2010JG16)、北京信息科技大学教学改革重点项目(项目编号:2011JGZD02)、首都人才培养模式创新试验区项目(项目编号:71C1210815)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0112-02
北京信息科技大学自动化专业是北京市和国家级特色建设专业,“楼宇自动化”作为自动化专业和电气工程及自动化专业发展的一个重要的分支方向,对学生的知识结构、就业渠道和学生所具备的职业技能等方面都会产生重要影响。
随着教育改革的深入,我国的高等职业教育正在实现由应试教育向素质教育的转变,除了加强基础理论外,更加强调实践能力和创新能力的培养。“楼宇自动化”作为专业性较强的一门专业课,内容主要包括四部分:楼宇设备自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)、通信自动化系统(CAS)和支持上述三大系统的楼宇综合布线系统。智能化楼宇不仅涉及知识极广,而且侧重于工程与实践,如何在提高学生学习兴趣的同时,改善教学质量,提高学生的动手和综合设计能力,启发他们的主动性和创造性,将是“楼宇自动化”课程改革的重点。
一、立体式教学模式的引入
传统教学模式由教师、学生两个因素构成,可以形象地比喻为平面教学模式。平面教学模式主要采用教师向学生传授知识,学生被动接受的方式。但是,书本上的知识如果不能在实践中得到有效运用,即使理论知识学得再多也很难创造出效益。立体式教学模式将讨论式教学和实践因素纳入到教学过程中,使教学环节形成立体模式,充分将理论与实践相结合,有效地培养了学生的实践能力,从而使学生真正做到学以致用。具体到“楼宇自动化”这门课,一些理论性和原理性较强的内容由任课教师来讲授;每个功能模块和重点的内容被分成各个专题进行讨论;教师在进行课内实践环节的同时,开设开放实验项目;教师综合课程和实践内容,设计高水平的毕业设计题目;智能楼宇遍布北京的各个角落,教师给出要求,让学生有针对性地选择周边的智能楼宇去观察其各个子系统的功能和具体实现方式,从而形成“课堂教学+小组讨论+课内实验+开放实验+参观典型案例+毕业设计”这样一个全方位的立体式教学模式。
二、立体式教学模式的体系结构
立体式教学模式包含三个基本要素,即教师、学生和实践,其体系结构如图1所示。
传统的教学模式就是教师和学生构成的平面,其中仅仅包括教师讲授,学生接受那一方面,立体式教学模式在教师-学生平面里增加了小组讨论式教学,教师对“楼宇自动化”课程进行系统规划,针对某些教学内容或专题,开展课堂专题讨论,让学生去查阅资料,经过认真思考分析,提出自己的独特见解,在培养学生自学能力的同时,也培养了学生分析和综合问题的能力,这种模式不仅可以活跃课堂气氛,而且能调动学生学习的主动性,提高创造力。
学生-实践平面里包括课内实验、开放实验和参观典型案例。“楼宇自动化”课程的特点就是工程和实践,学生学习理论的同时,需要用实验来巩固、验证理论知识,课内实验学时非常有限,在不能满足学生的求知欲的时候,适当开设开放性实验就显得尤为重要,可以使学生更进一步深入了解智能楼宇相关知识。智能楼宇已经遍布世界每一个角落,学生随处都可以看到书本的相关内容,让学生参观实际案例去亲自感受智能楼宇的构成、发展和变化可以使知识掌握的更牢固。
教师-实践平面主要是任课教师要通过科研实践,将自己的工程实践经验带入课堂,为学生讲出丰富多彩、生动活泼的课程。社会不断进步,楼宇自动化技术更是日新月异,时刻紧跟时代步伐,了解楼宇自动化最新前沿,将科研实践与课堂教育相结合,可以帮助学生更好地运用所学知识。
第四个平面是教师实践-学生实践平面,教师带领学生根据实验室和个人科研实际情况,开发相应的开放实验项目,并综合学生学过的知识,给出高水平毕业设计题目,可以指导学生正确地运用所学知识,同时学生也可以辅助教师更好地开展实践工作。
三、楼宇自动化立体式教学的具体实现
楼宇自动化立体式教学可从以下几个方面得以实现:
1.教师上课讲授与小组讨论式教学相结合
智能楼宇的体系结构,楼宇综合管理系统,智能楼宇系统的集成以及各个功能模块的基本构成等这些内容,学生在前面课程里面没有接触过,涉及到工业现场实际系统构建,如图2所示。集散系统构成,集散控制系统是由上层集中操作管理、下层分散控制、中间的通信层构成的,这些内容采用传统教学方法进行课堂讲述。
鉴于智能建筑的发展趋势和绿色城市的概念,如何实现系统的“节能、环保、可持续发展”这一问题,还有每个功能模块,例如供配电监控子系统、照明监控子系统、中央空调系统、给排水子系统、电梯控制子系统、防雷接地系统、智能会议系统、公共广播子系统、停车场管理、物业管理、智能安防和消防子系统等都可以分成不同专题,由学生根据自己的理解,利用各种渠道查阅资料进行小组讨论,发挥学生主观能动性,提高他们的创造力。
2.学生课内实验、开放性实验和实际案例参观相结合
根据北京信息科技大学实验室实际情况,“楼宇自动化”课程开设了楼宇给排水监控系统实验,让学生综合利用实验室的硬件设备(水箱)组态相应的监控界面,模拟智能楼宇的给排水监控系统,包括上水和排水、水位控制、水压检测等。由于课内实验课时有限,所以对智能楼宇中的重要环节:安防和消防监控系统,开设了开放实验项目,学生课后可以自主到实验室组建安防和消防报警监控系统,自己开放相应的监控界面,这使学生不仅在系统硬件构成,也在软件开发方面得到了训练,增强了科研开发能力和创新能力。在了解理论、实验室实践的基础上,鼓励学生走出校门,去参观不同功能的智能楼宇,例如智能医院、智能火车站、智能办公楼、智能小区、智能校园、智能音乐厅,让学生去直接感受智能楼宇系统的构成。
3.课程教学和实践环节与毕业设计的结合
智能楼宇是一个系统工程,其中包含很多的知识点,例如每一个子系统或几个子系统或整个系统的综合都可以作为毕业设计题目,这样楼宇自动化的实践环节就可以从课内实验到开放实验再到毕业设计,层层相扣,学生也能循序渐近逐层深入,带着问题、兴趣去学习和掌握专业的相关知识,并为在专业相关领域就业打下基础。
四、教学效果
学生带着自己查阅的资料并在参观或关注典型智能楼宇案例之后,将其带进小组讨论,这种讨论式教学方式在2010至2011学年第1学期自动化专业的授课过程中已经开始采用,学生反映良好,但这种方式适合于小班上课,如果人太多将达不到预期的效果。
实践部分其中课内实验是“智能楼宇给排水监控系统实验”,开设的开放实验包括:“智能楼宇照明监控系统实验”、“智能楼宇安防监控系统实验”和“智能楼宇火灾探测报警系统实验”,已有22名同学参加了开放实验项目,效果较好。
2012年笔者指导两名同学分别完成了“智能楼宇消防监控系统设计”和“智能楼宇防盗报警系统设计”,学生收获颇多。
五、结论
本文从立体式教学模式的引入、体系结构和实现三方面讨论了“楼宇自动化”“课堂教学+小组讨论+课内实验+开放实验+参观典型案例+毕业设计”的立体式教学模式,从教学效果来看,传统的教学模式属于“填鸭式”教学,学生厌学现象普遍,楼宇自动化采用这种立体式教学模式,全方位、多角度的提升学生的学习兴趣,其主动性、创造性被激发起来,学习热情很高,取得了非常好的教学效果,并提高了学生的科研开发能力,增强了专业适用性。
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