如今,全球范围内已建成的智能建筑并不少。日本在1986年就建造了公司自用的东京本田青山大厦和NTT品川大厦;中国台湾省的101大厦是台湾省乃至全世界智能大厦的典范。
德国Heliotrop向日性商住楼,可自动调整大楼的朝向,在高温天气避开太阳的直射。资料图
其实,每个智能建筑,不论其个性特征如何,建筑管理系统都是不可缺少的。它是个中央处理单元,接收来自各部分传感器的信息,并决定驱动部分做何种控制方式反应。一个智能建筑管理系统能够监测天气变化,控制并监测主动和被动环境系统的运作情况,从而保证能源使用率的最高。它的最重要的功能之一是调节温度,它通过驱动建筑中所有的控制构件来自动达到目的。
在这样的自动控制系统中,传感器是自控系统中的首要设备,它直接与被测对象发生联系。它的作用是感受被测参数的变化,并发出与之相适应的信号。而执行器则负责接受控制器输出的控制信号,并转换成直线位移或角位移,来改变调节阀的流通截面积,以控制流入或流出被控过程的物料或能量,从而实现过程参数的自动控制。
例如一种会发出警告的钢筋,将光纤传感器埋入建筑物的框架柱中,当框架柱由于压力增大或侧向外力作用而变形时,光的各项参数随之发生变化,某些变化到一定预警值时,就会发出警告:钢筋混凝土有发生断裂的可能。
目前,在德国的“城门”高层办公建筑,其建筑控制系统控制着中庭出气口、通风片、百叶窗、日光灯、机械通风、供暖制冷设备、防火和安全系统。
在这些建筑内,安装有许多传感器,用来感应风速、风向、外界温度、空腔部分温度、外界湿度、外界日照和光线水平处的光电管。通风箱根据不同办公楼层间的压力差异受到控制。压力差异限制在50Pa之内,以便门容易打开。建筑外立面与中庭里的空气管与位于15层楼的特殊检测设备相连。建筑各面的压力差额都可被测得,继而调节建筑的通风片。
Heliotrop向日性商住楼里,温度或亮度传感器,能随时探测内外空间的参数。资料图
另外一个德国智能建筑的例子,是德国的Heliotrop向日性商住楼。据了解,该建筑能跟随太阳的转动而转动。机械拖动装置位于这栋建筑的中央楼梯中轴上,用以带动这个100吨重的建筑根据自身的需求缓缓转动。温度传感器或亮度传感器,能随时探测内外空间的参数,并通过智能技术进行分析,得出结论,并迅速实施。
在炎热的夏季,感应到强光照射的房屋会自动转向以避免高温直射,最炎热时可始终和太阳位置保持180度的水平位置。而在其他季节里,房屋则会尽可能以最好的角度获取更多的日照和太阳能热水源。此外,房屋的转动也可以人为控制,例如会餐时可使餐厅转到俯瞰葡萄园的方向。