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“墻”未來!幕墻與家居的智能控制系統與設計

來源:2021論文集  作者:劉玉琦 王鵬  日期:2021-7-15
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   當前,新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起,工業經濟數字化、網絡化、智能化發展成為第四次工業革命的核心內容。

  本篇文章內容由[中國幕墻網ALwindoor.com]編輯部整理發布:

  摘要:當前,新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起,工業經濟數字化、網絡化、智能化發展成為第四次工業革命的核心內容。

  AI正在改寫現代建筑幕墻建設領域的概念,為推動快速建設精準的智能建設工程體系提供新的模式和新的方法。幕墻與智能化系統工程中,主要包括智能通風、智能防盜、智能亮化、智能遮陽、智能排煙系統、智能采光、智能維護、智能光伏、智能光熱、智能家居!爸悄堋笔菙底只c工業化的全面、深度融合,如果放在行業各種不同類型的企業中來看,“智能”是數字化與各類業務系統的深度、全面融合。所謂“融合”,就是要時時處處都用全新的理念來執行。對于設計,就是數字化與設計業務的融合。對于施工數字化與施工業務的融合。對于項目管理,就是數字化與項目管理業務的融合。融合的基礎是全面數字化,是業務流程的重塑,是組織架構的調整。

  建筑幕墻智能控制系統、智慧生產線的建設系統、智能影像識別、大數據統計技術、節能技術的研發、幕墻信息存儲管理系統平臺建設,。都在健康發展中。制造業智能化升級需求是工業智能發展的根本驅動。制造業升級的最終目的,是從數字化、網絡化轉而最終實現智能化。

  關鍵詞:建筑幕墻智能控制系統、數字化、網絡化、智能家居。

  一、系統概述

  建筑幕墻智能控制系統主要由檢測環境參數的在線測溫傳感器、風傳感器、光照傳感器、煙火傳感器、雨滴傳感器等和中央處理單元PLC(邊緣處理器)以及云端服務器、執行設備(詞條“設備”由行業大百科提供)、以及客戶端構成。云端的遠程系統加密基站具有運行穩定、處理功能強大和擴展性強的特點?刂葡到y通過人機界面進行執行機構的操作,集中顯示幕墻上各個設備的運行狀況,整體有效的管理建筑幕墻。

  智能幕墻是物聯網e+進入幕墻行業,帶來了新的變革。幕墻是建筑外圍護結構(詞條“圍護結構”由行業大百科提供),附加在幕墻上的光伏、燈光、通風、門窗、電動遮陽,產生了化學反應。產生了一系列的垂直產品,和幕墻系統。

  二、功能設計

  (1)日照調節。

  能源消費包括人工照明,日照最大化是低能耗設計的重要目的之一,幕墻控制系統能機動的控制幕墻遮擋設備,減小陽光對建筑內部舒適條件造成傷害,減少過加熱、過強光和照射過渡等。

  (2)通風控制。

  幕墻智能控制系統根據室內外環境溫度,夏季當周圍溫度不超過30℃(溫度可通過控制系統設定)時,幕墻智能控制系統驅動執行機構將可伸縮的屋頂、機動戶等打開實現自然通風。冬季當外界溫度低于5℃(溫度可通過控制系統設定)時,啟動機械通風裝置。

  (3)發電功能。

  利用光伏發電實現建筑物電的自給。

  (4)構造控制。

  使用者可通過人機界面、遙控裝置和墻上的開關對幕墻構造進行有效控制。

  (5)取暖和加熱。

  將太陽能集熱器(詞條“太陽能集熱器”由行業大百科提供)與幕墻結合,太陽能集熱器將太陽能熱量通過換熱將水加熱;可為建筑物冬季通過地板取暖提供熱能,可為建筑物提供清潔的熱水。

  (6) 安防功能。

  將安防報警系統接入幕墻智能控制系統,實現對窗的安全防范。

  (7) 景觀燈光控制。

  使建筑幕墻在夜間成為美麗多變的屏幕,亮化城市不可多得的藝術手段。

  (8) 建筑幕墻維護功能。

  如防傾斜感應器,位移感應器,防破碎感應器等。讓建筑幕墻的安全狀態可以被系統感知,如有需要維護的情況可精準發現并維護。

  三、智能幕墻功能與智能家居高科技產品功能的實現

  (1)防盜報警。

  在建筑玻璃幕墻上安裝玻璃碎片探測器,當有人或硬物將玻璃幕墻擊碎時,探測器檢測到信號后通過與他相連的智能控制系統通過揚聲器發出報警信號;在門、窗上安裝門磁開關,當有人非法闖入時,門磁開關接通報警裝置報警。系統同時將啟動聯動的攝像機,將報警畫面傳送給安保人員。

  (2)光伏發電。

  利用幕墻結構位置(不影響采光等因素),將太陽能光電池板與幕墻結合,利用太陽能光電池板來給智能控制系統或其它負荷提供電能。

  (3)取暖和加熱。

  將太陽能集熱器與幕墻結合,集熱器將太陽能熱量通過換熱將水加熱,可為建筑物冬季通過地熱取暖提供熱能,為建筑物提供清潔的熱水。

  (4)日光控制。

  在幕墻上安裝日光控制系統,通過日光控制系統檢測到日光強度。日光控制系統將信號通過智能控制系統驅動執行器來控制百葉的開關狀態:當陽光充足時,智能控制系統將百葉窗放下;當陽光強度變弱時,智能控制系統將百葉窗打開,此系統可以自動化,也可以機械化,利用光的衍射原理使人們對環景的需求更加舒適,節省能源。

  (5)聲音控制。

  在智能幕墻控制系統中加裝聲音控制器,用來接收使用人通過聲音發出的控制指令,實現門、窗和百葉等開啟狀態的智能控制;利用納米技術使門窗即使開窗通風也可以消音或靜音。

  (6)煙感控制。

  當室內的煙霧傳感器檢測到空氣有一定濃度的煙塵時,與煙霧傳感器相連的智能控制系統驅動執行機構將天窗、通風口等打開,同時通過揚聲器發出報警信號。

  (7)風雨感應。

  在天窗和幕墻等位置安裝雨滴傳感器和風力傳感器當傳感器檢測到有降雨或大風時,與傳感器相連的智能控制系統驅動執行機構將窗、門等關閉。

  (8)門禁。

  在主要出入口處安裝門禁(語音門禁、指紋門禁和視網膜門禁)控制系統,通過訪問人的特征如語音、指紋和視網膜等,在門禁系統(詞條“門禁系統”由行業大百科提供)中設置訪問人的權限,用來識別訪問者的權利。

人臉識別門禁系統

  數字網絡信號

  10.1寸數字高清觸摸液晶屏

  200萬高清網絡攝像頭,夜間自動補光;夜光按鍵,可視對講及

  遠程開鎖,人臉識別、手機APP、密碼、IC卡感應開鎖

  外型尺寸:180X413X40MM

入戶門鎖(詞條“門鎖”由行業大百科提供)系統

  手機遠程開鎖、指紋開鎖、密碼開鎖、刷卡開鎖,

  能與其他智能設備聯動,組成多層防護。

  自動滑蓋(觸摸感應滑蓋控制)

  工作電源:8節7號電池

  功耗:滿電電池工作≧6個月

  (9)紅外遠程控制。

  在智能控制系統中加裝紅外接收器,通過使用人手持遙控裝置發出的指令,紅外接收器將指令傳送給智能控制系統,智能控制系統驅動執行機構完成門、窗、百葉等開關狀態。

  (10)安全防范。

  在幕墻門窗的窗戶前安裝紅外報警器,當有無人照看兒童想要攀爬門窗時,紅外報警器通過控制裝置聲光報警信號,同時智能控制系統關閉窗戶以防事故的發生。

居家安全防護

  別墅四周分布戶外防水攝像頭

  別墅室內主通道分布室內360°旋轉攝像

  頭,通過NVR監控硬盤進行視頻存儲,

  用戶可以通過NVR查看回看錄像

  人體感應對戶外主通道進行布控,在沒

  有家人的情況下,抓拍/報警異常情況

  智能燈光系統

  吊燈、吸頂燈、筒燈、燈帶、射燈

  智能多媒體系統

  智能魔盒、智能魔鏡、背景音樂

  智能電機系統

  智能沙發、智能窗戶、智能床簾

  開關空調系統

  智能開關、傳統面板(詞條“面板”由行業大百科提供)、中央空調控制器

智能化統一管理

  前臺PC端,登記每個房間住戶,并進行使用授權,可以查看所有智能設備運行情況,進行故障排除

  微信控制/APP控制

  用戶可以通過微信來控制家里的設備,下載專用APP控制更靈活

  房間獨立WIFI

   每個房間獨立的WIFI,互不影響安裝調試更省心

  系統支持以樣板間為模板,通過屬性模擬的方式,復制樣板間的設備名稱,智能場景等所有信息,工程師安裝調試更省心

  產品維護替換方便

 產品故障或換新,處理很簡單,系統后臺進行屬性替換,就可以正常使用,無需重新設置

  施工優勢

  安裝簡單,無需布通訊線,傳統的安裝方式,一般電工完全可以勝任

  效率更高

  設置好樣板房后,其他房間只要復制樣板間就可以。無需重復設置,大大減少技術人員工作量。

  四、智能幕墻的設計

  智能幕墻系統主要由傳輸層、輸入傳感器、輸出執行器件、控制系統、光伏發電系統(詞條“光伏發電系統”由行業大百科提供)5部分組成。

  (1)傳輸層

  傳統傳輸層要求:

  針對以上無線網絡占用機房以及冗余的多設備結構,擁有故障點增多,布機關卡增多,信號覆蓋局限等等問題。

  天津遠景宏有限公司研發了一種基于底層數據的數據交換協議,支持5G大信息量數據加密解密算法,正在申請專利,通過5G信號,將信息直接回傳到云端。通過云端回傳給所有用戶端。不占用機柜以及設備,節省成本、空間以及傳輸設備。

  (2)輸入傳感器

  玻璃碎片探測器、雨滴傳感器、日光控制器、紅外線接收器、門磁開關、限位開關等。

  (3)輸出執行器件

  電機、馬達、電磁閥、揚聲器等。

  (4)控制系統

  采用邊緣計算模式,通過輸入設備(如陽光控制器、溫度傳感器、雨滴探測器等)將現場參數輸入給控制柜中的PLC控制系統;經PLC處理后的參數驅動執行機構(電機、馬達、電磁閥、揚聲器)帶動門窗、百葉等構件的動作。在中控室連接人機界面,操作者可以點動鼠標輕松管理整個幕墻所有設備的運行狀況,并且在云端報備。

  (5)光伏發電系統

  光伏發電是新能源(詞條“新能源”由行業大百科提供)可再生能源的重要組成部分,太陽能光伏發電(詞條“太陽能光伏發電”由行業大百科提供)的能量轉換器是太陽能電池。當太陽光照射到太陽能電池上時,電池吸收光能,產生光生電子——空穴對。在電池內電場作用下,光生電子和空穴被分離,電池兩端出現異號電荷的集累,即產生“光生電壓”。

 、倏刂破。

  控制器是光伏發電系統的核心部件之一,根據系統功率、電壓、方陣路數、蓄電池組數和用戶的特殊要求確定控制器的類型,一般必須具備的功能有:①信號檢測。②蓄電池最優充電控制。③蓄電池放電管理。④設備保護。⑤故障診斷定位。⑥運行狀態指示。

 、谀孀兤。

  根據系統的直流電壓確定逆變器的直流輸入,根據負載的類型確定逆變器的功率和相數,根據負載的沖擊性決定逆變器的功率余量。

 、太陽能光伏發電系統防雷接地。

  如果太陽能電池方陣被雷電直接擊中會造成設備損壞或人員傷亡,所以在設計過程中應做防雷設計。

  五、結語

  智能幕墻是建筑幕墻的延伸,是在智能化建筑的基礎上將建筑配套技術(暖、熱、光、電)的適度控制,在幕墻材料、太陽能的有效利用、通過計算機網絡進行有效的調節室內空氣、溫度和光線,從而節省了建筑物使用過程的能源,降低了生產和建筑物使用過程的費用。因此智能幕墻系統龐大,具有很好的發展空間和前景。當前建筑幕墻制造業正處在由數字化、網絡向智能發展的重要階段,核心是要實現基于海量工業數據的全面感知,和通過端到端的數據深度集成與建模分析,實現智能化決策與控制指令。工業智能強化了建筑幕墻制造企業的數據洞察能力,實現了智能化管理和控制,是企業轉型升級的有效手段,也是打通智能制造最后一公里的關鍵環節。

  作者單位:天津奧福威工程管理咨詢有限公司

       天津遠景弘建筑設計有限公司

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專家介紹

 劉玉琦

鋁門窗幕墻委員會專家組

工作單位:天津奧福威工程管理咨詢有限公司

技術職稱:高級工程師

專業:*

專長:*

原文地址:http://www.idcps.cn/info/2021-7-15/48186-1.htm
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