時(shí)間：2023-08-20 14:39:23
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關(guān)鍵詞:智能化建筑；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用
1智能化建筑的概念及其特點(diǎn)
1.1智能化建筑的概念
智能化建筑指的是以建筑物為平臺(tái)，利用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代建筑等先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)包括信息化、公共安全、建筑管理和信息系統(tǒng)等在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整合，達(dá)到最優(yōu)的效果，為人們提供安全、健康的生活環(huán)境。智能建筑將被用來控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等高科技手段來處理相關(guān)信息，這些高科技手段構(gòu)成了智能系統(tǒng)。通過智能化系統(tǒng)，可以對(duì)建筑物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而提高對(duì)整個(gè)建筑物的有效管理和監(jiān)控。
1.2智能化建筑的特點(diǎn)
由于建筑行業(yè)對(duì)能源運(yùn)用在資源利用中占有很大比例，隨著社會(huì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，如何有效節(jié)約資源已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。同時(shí)，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，資源節(jié)約已成為時(shí)代的必然趨勢(shì)。而智能建筑的出現(xiàn)，主要目的是為人們提供既安全又方便的生活環(huán)境，同時(shí)節(jié)約能源，減少資源損失。因此，智能化建筑中節(jié)能建筑倍受歡迎。
2智能化建筑中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的意義
2.1緩解能源緊缺的局勢(shì)
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源資源的不斷開發(fā)，能源短缺已成為全球性的問題。因此，發(fā)展節(jié)能減排措施對(duì)緩解能源短缺十分重要。建筑業(yè)的發(fā)展也是如此，在建筑設(shè)計(jì)中要充分考慮節(jié)約能源的概念。而節(jié)能建筑在智能建筑中的應(yīng)用正好緩解了當(dāng)前的能源短缺形勢(shì)，促進(jìn)了建筑事業(yè)的發(fā)展，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展。
2.2減輕了環(huán)境的壓力
近年來，我國(guó)生態(tài)環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，和建筑業(yè)一直是主要的產(chǎn)業(yè)，能源消耗和污染。因此，如何做好環(huán)境保護(hù)的建設(shè)過程，成為人們共同關(guān)心的熱點(diǎn)問題。一般來說，智能建筑節(jié)能建筑在選材上會(huì)選擇節(jié)能環(huán)保材料，從而大大減少施工過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的壓力。因此，將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于智能建筑中，可以有效緩解環(huán)境壓力，保證環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
2.3促進(jìn)建筑事業(yè)發(fā)展
隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，節(jié)能問題越來越受到人們的關(guān)注。這使得建筑節(jié)能智能化建設(shè)對(duì)于今后建筑事業(yè)的發(fā)展起到了良好的引領(lǐng)作用。同時(shí)，節(jié)能建筑節(jié)能理念的設(shè)計(jì)，可以不斷改善建筑，有效地改善建筑的整體環(huán)境，為建筑業(yè)的發(fā)展提供理論支持和發(fā)展條件。
3現(xiàn)代智能化建筑的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析
3.1外墻保溫節(jié)能型技術(shù)
傳統(tǒng)建筑施工中，利用夏天變冷、冬天變熱能源時(shí)，依然有部分能源經(jīng)由墻體、窗戶、門等區(qū)域流失，造成能源損耗。同時(shí)，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中也存在著墻體能量的過度損耗。因此，采取節(jié)能墻體保溫技術(shù)可提高建筑智能化和整體能源效率，為保證建筑物的能源效率，應(yīng)做好圍護(hù)墻和外墻外保溫設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)選擇隔熱效果好，保溫時(shí)間長(zhǎng)，耐用的墻體材料，保證較低的房屋建筑外部結(jié)構(gòu)的能量消耗。建筑結(jié)構(gòu)是無法改變的，可以采用節(jié)能外墻外保溫的設(shè)計(jì)技術(shù)，該技術(shù)主要是指主體結(jié)構(gòu)的智能大廈之間的溫度差減少，降低墻體的溫度，室內(nèi)溫度的影響，從而最大限度地提高墻體結(jié)構(gòu)本身的隔熱效果，降低建筑運(yùn)行的能量消耗。
3.2屋面隔熱保溫節(jié)能型技術(shù)
屋面作為智能化建筑中重要結(jié)構(gòu)之一，對(duì)溫度反應(yīng)較為靈敏，同時(shí)也是和室外的接觸面積最大的部位，因此，在屋面結(jié)構(gòu)建設(shè)中采用屋面隔熱保溫技術(shù)十分重要。目前，我國(guó)在建筑的屋頂，主要由吸水率低，導(dǎo)熱系數(shù)比較小，低密度式的設(shè)計(jì)方法，并采用高效保溫材料，該方法擴(kuò)展，原料置于屋頂和防水層之間，提高屋面節(jié)能。在實(shí)際施工中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇最合適的原材料，可采用高強(qiáng)度、輕量化、擠塑聚苯板的吸水率強(qiáng)，防火隔熱材料，把鋪法的方式鋪設(shè)保溫材料，屋面防水材料。
3.3照明控制節(jié)能型技術(shù)
照明系統(tǒng)是智能化建筑中重要的電氣系統(tǒng)，也是主要的耗能系統(tǒng)，因此合理的運(yùn)用照明控制節(jié)能型技術(shù)來控制系統(tǒng)。采用智能照明控制系統(tǒng)，照明系統(tǒng)可以在自動(dòng)工作狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的一些基本條件的工作，將根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)切換，還可通過光開關(guān)規(guī)劃面積以適應(yīng)各種要求不同的場(chǎng)景。此外，智能照明管理系統(tǒng)采用可視化控制等方式，通過智能管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能。智能照明控制系統(tǒng)將普通照明轉(zhuǎn)為智能管理。它不僅給用戶帶來了極大的方便，而且降低了能耗。
3.4中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)
中央空調(diào)是整個(gè)建筑工程中耗能最多的系統(tǒng)之一。因此，中央空調(diào)系統(tǒng)的智能節(jié)能改造可以創(chuàng)造更大的效益。在現(xiàn)代智能大廈中，應(yīng)該廣泛應(yīng)用具有節(jié)能環(huán)保功能的空調(diào)，對(duì)于現(xiàn)階段已經(jīng)大量投入使用的傳統(tǒng)中央空調(diào)，也可以通過下述節(jié)能措施進(jìn)行技術(shù)改造：1）合理設(shè)計(jì)。在中央空調(diào)的設(shè)計(jì)、室外環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的綜合測(cè)定，根據(jù)用戶的不同需求，室內(nèi)和室外的環(huán)境條件，選擇合適的設(shè)備，降低中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗；2）循環(huán)利用中央空調(diào)排放的熱量。在空調(diào)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這是空調(diào)吸收的熱量和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的熱量之和。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱進(jìn)行回收利用，并應(yīng)用熱交換的物理原理。3）定期清潔中央空調(diào)。中央空調(diào)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量污垢和污垢，會(huì)妨礙設(shè)備正常運(yùn)行，增加電耗。因此，在中央空調(diào)安裝相應(yīng)的自動(dòng)電子除垢儀時(shí)，還可以采用常規(guī)的熱交換器、管道等人工手段；4）冷水機(jī)組群控。考慮到機(jī)組運(yùn)行的有效負(fù)荷，根據(jù)空調(diào)機(jī)組有效負(fù)荷的變化對(duì)冷水機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整，以提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)。
3.5新能源的利用
1）太陽能的利用。太陽能是一種自然清潔能源，是住宅建筑設(shè)計(jì)中廣泛推廣的節(jié)能設(shè)計(jì)之一。從能源利用和發(fā)展的角度看，近年來太陽能從互補(bǔ)能源發(fā)展到“替代能源”。太陽能熱水器是太陽能熱利用的代表性設(shè)備。2）低熱利用。地?zé)崮苁且环N可靠的可再生能源，使人們相信低熱可以作為煤、天然氣和核能的最佳替代能源。另一方面，地?zé)崮苁且环N理想的清潔能源，能源豐富，在使用中不產(chǎn)生溫室氣體，對(duì)地球環(huán)境造成的危害不能，可作為冬季供暖的熱泵，夏季可作為冷源的空調(diào)。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞：智能化建筑；節(jié)能技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用
中圖分類號(hào)：TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
目前，我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，預(yù)計(jì)未來城市人口將以一千四百萬的速度遞增。這將為城市的建筑行業(yè)帶來巨大的壓力。并且，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，更加注重建筑工程中節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。在這一發(fā)展趨勢(shì)的促動(dòng)下，國(guó)內(nèi)的建筑行業(yè)在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用方面也取得了重大成果。本文對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行介紹，并探索當(dāng)前節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀。
一、現(xiàn)代化智能建筑
現(xiàn)代化智能建筑就是指綜合利用現(xiàn)代化的通信、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化的技術(shù)手段，將建筑物建設(shè)成為現(xiàn)代化的智能建筑。其主要的建筑功能包括：建筑自動(dòng)化、通信自動(dòng)化以及辦公自動(dòng)化。
二、現(xiàn)代智能化建筑節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用
(一) 智能照明控制系統(tǒng)
智能照明控制系統(tǒng)的主要功能包括：燈光控制、安全防范以及HVAC設(shè)備控制等?？梢詫?duì)室內(nèi)燈光進(jìn)行開關(guān)控制、亮度控制、延時(shí)控制、遠(yuǎn)程控制、定時(shí)控制以及紅外線遙感控制等。操作簡(jiǎn)便，維護(hù)方便。
(二) 空調(diào)系統(tǒng)、衛(wèi)生設(shè)備等的控制技術(shù)
包括實(shí)現(xiàn)最佳啟動(dòng)控制，最小負(fù)荷控制; 外氣吸入控制，期間設(shè)定切換控制; 節(jié)電運(yùn)轉(zhuǎn)控制，節(jié)水運(yùn)轉(zhuǎn)控制等。智能建筑的智能核心一般而言指的是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制，通過合理有效的算法所進(jìn)行的節(jié)能控制，可以在有效節(jié)能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)空間環(huán)境溫度的自動(dòng)控制，保證室內(nèi)環(huán)境舒適性。
(三) 熱源設(shè)備進(jìn)行智能控制
包括送水溫度控制，熱源臺(tái)數(shù)控制; 冷凍機(jī)最佳運(yùn)轉(zhuǎn)控制，蓄熱運(yùn)轉(zhuǎn)控制。目前，包括 GB50019-2003 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范在內(nèi)，我國(guó)大部分建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中所采取的負(fù)荷計(jì)算方法均為靜態(tài)方法，同時(shí)，在計(jì)算中還會(huì)考慮較大的安全系數(shù)，這就導(dǎo)致在實(shí)際的設(shè)備選型( 包括風(fēng)機(jī)、冷凍水泵、制冷機(jī)組) 等的選型方面偏大。而實(shí)際上暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)典型的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，在其運(yùn)行過程中，即使是一天當(dāng)中的負(fù)荷也不是均勻分布，是隨時(shí)間的變化而變化的，而靜態(tài)的設(shè)計(jì)方法所造成的不恰當(dāng)冗余將會(huì)造成極大的能源浪費(fèi)。智能建筑技術(shù)所采用的樓宇自控系統(tǒng)則可以通過節(jié)能控制模式和算法，對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，從而有效減少靜態(tài)設(shè)計(jì)方法所導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。
三、智能建筑改革建議
盡管當(dāng)前智能建筑的節(jié)能技術(shù)發(fā)展的非常迅速，但是，在實(shí)際的建筑工程當(dāng)中，卻存在很多的現(xiàn)實(shí)問題。并且，同智能建筑相配套的市場(chǎng)管理以及技術(shù)管理卻未能實(shí)現(xiàn)完全的同步，這也就導(dǎo)致了智能建筑節(jié)能產(chǎn)品的質(zhì)量以及種類無法滿足智能建筑的設(shè)計(jì)需求。對(duì)這些問題，下面提出相應(yīng)的應(yīng)多措施。
(一) 強(qiáng)化智能建筑節(jié)能設(shè)計(jì)前期規(guī)劃
系統(tǒng)的前期規(guī)劃是智能建筑節(jié)能技術(shù)良好發(fā)揮效用的前提和必要條件。在智能化建筑的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就需要以效果為導(dǎo)向，根據(jù)建筑節(jié)能需求來進(jìn)行節(jié)能技術(shù)規(guī)劃工作，建筑節(jié)能運(yùn)行管理模式需在初期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來，這也是智能建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。以建筑設(shè)備監(jiān)控體系為基礎(chǔ)，管理和節(jié)能兩個(gè)功能并行，以此來保障系統(tǒng)的監(jiān)控范圍、監(jiān)控內(nèi)容、監(jiān)控要求實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用效能，使系統(tǒng)完成后真正實(shí)現(xiàn)管理和節(jié)能兩者兼?zhèn)涞墓δ堋?/p>
(二) 加強(qiáng)智能建筑運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范性
對(duì)智能建筑的最終節(jié)能性能而言，其運(yùn)行階段的管理水平起著至關(guān)重要的作用。在建筑實(shí)際運(yùn)行過程中，由于專業(yè)技術(shù)人員缺乏、技術(shù)水平落后、管理效率低下等原因?qū)е碌闹悄芙ㄖ芎倪^高、設(shè)備損耗過大、系統(tǒng)管理水平低等問題層出不窮。這些問題的解決有賴于建筑運(yùn)行管理單位加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有工程技術(shù)人員的大力培訓(xùn)和后續(xù)人才的培養(yǎng)。首先，對(duì)現(xiàn)有工程技術(shù)人員的培訓(xùn)需要設(shè)備制造單位相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的合作和指導(dǎo)，將理論知識(shí)灌輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)操作人員的實(shí)際工作中，培養(yǎng)出技術(shù)能力可以勝任的工程技術(shù)人員，同時(shí)，還需要建立起具有一定專業(yè)水平的管理團(tuán)隊(duì)，從上到下對(duì)智能建筑的運(yùn)行管理水平進(jìn)行整體提升; 其次，需要從長(zhǎng)期發(fā)展的角度考量，通過與專業(yè)院校等單位對(duì)接，實(shí)現(xiàn)專業(yè)技術(shù)人員和管理人才的梯
隊(duì)培養(yǎng)，提高智能建筑的綜合節(jié)能水平
(三) 加強(qiáng)建筑節(jié)能參與主體意識(shí)
智能建筑節(jié)能的參與主體包括多個(gè)層面，政府、業(yè)主、建筑設(shè)計(jì)師、設(shè)備工程師、物業(yè)管理人員、建筑實(shí)際使用者等。在立項(xiàng)階段，業(yè)主和政府部門作為項(xiàng)目的指導(dǎo)者，其政策的執(zhí)行和投資決策將會(huì)是節(jié)能技術(shù)在智能建筑中應(yīng)用的前提; 在設(shè)計(jì)階段，建筑設(shè)計(jì)師是對(duì)建筑整體性能進(jìn)行控制和把握的，建筑師對(duì)節(jié)能性能的控制將會(huì)影響建筑未來實(shí)際運(yùn)行中的節(jié)能效果; 到了使用階段，物業(yè)管理人員和建筑使用者的節(jié)能意識(shí)和實(shí)際的節(jié)能效益，將最終決定建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用和節(jié)能改造的最終實(shí)施。
四、結(jié)論
要想真正實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧以及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，就應(yīng)該將節(jié)能環(huán)保理念運(yùn)用到各個(gè)發(fā)展領(lǐng)域。建筑領(lǐng)域在能源消耗以及環(huán)境污染方面的“貢獻(xiàn)”巨大，更是應(yīng)該注重節(jié)能環(huán)保。智能建筑的節(jié)能環(huán)保工作并不是一朝一夕就能完成的，其不僅是一個(gè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，更是需要多行業(yè)的共同協(xié)作。本文首先對(duì)當(dāng)前智能建筑節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行介紹，然后，對(duì)當(dāng)前存在的問題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，希望能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)智能建筑的節(jié)能環(huán)保水平提升提供一些幫助。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：能源短缺；空調(diào)節(jié)能技術(shù)；云計(jì)算與智能化
中圖分類號(hào)：TU831.7
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1674-9944（2016）22-0081-05
1引言
自工業(yè)革命以來，隨著人類科技水平的不斷發(fā)展進(jìn)步，世界對(duì)能源的需求與日俱增。根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù)：1990～2008年，人均能源消耗增加10%，世界人口增長(zhǎng)了27%，這意味著世界能源消費(fèi)總量增長(zhǎng)了39%[1]。中國(guó)自改革開放以來，對(duì)能源的需求不斷增加，據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，至2035年，中國(guó)將超過歐洲，成為世界上最大的能源購(gòu)買國(guó)[2]。
目前主要使用的能源物質(zhì)是煤炭、石油和天然氣等化石能源。例如，據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)，供應(yīng)能源分別是：石油占33.5%，煤占26.8%，天然氣占20.8%（化石能源共占81%）和“其他能源”（包括水電、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物燃料和核能等）?9%[3]?；茉吹氖褂脤?dǎo)致大量溫室氣體排放，尤其是二氧化碳，將會(huì)加劇溫室效應(yīng)帶來環(huán)境問題。并且這些化石能源都屬于不可再生資源，一旦消耗完畢短期內(nèi)不可再生，全球已探明的能源儲(chǔ)量是有限的：石油將在50年左右枯竭，天然氣能用7年左右，煤炭能夠支持200年[4]。隨著能源資源的捉襟見肘，能源的價(jià)格也直線上升，如美國(guó)普通零售汽油價(jià)格增長(zhǎng)了3倍，從1990年的每加侖1.2美元到2014年的每加侖3.6美元，這一趨勢(shì)仍在增加[5]。能源資源的有限性使得開發(fā)新能源和發(fā)展新的節(jié)能技術(shù)成為人類解決能源短缺問題的最有效途徑。
建筑的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，特別是加熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，是今天主要的能源消費(fèi)單位。僅在美國(guó)，住宅和商業(yè)建筑的能源消耗占總能量的39.6%[6]。建筑能耗占我國(guó)能源消耗的比例如圖1所示。
在歐美國(guó)家，大約一半的總能量用于建筑，國(guó)家能源總量的20%被用于加熱、通風(fēng)、空調(diào)和制冷系統(tǒng)[7]。一般在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，建筑能耗占總能耗的30%～50%，而空調(diào)能耗又能占建筑能耗的50%[8]，大約全球15%的電力是被用于各種制冷和空調(diào)的使用方面[9，10]。
因?yàn)榭照{(diào)的普及率與日俱增，各個(gè)國(guó)家也逐漸意識(shí)到了空調(diào)使用對(duì)節(jié)能減排的重要性，大多數(shù)國(guó)家高層決策委員會(huì)也設(shè)置了相關(guān)的政策降低空調(diào)能耗[11～13]。我國(guó)人口眾多，地域遼闊，空調(diào)使用數(shù)量巨大。因此，大力研發(fā)和發(fā)展空調(diào)節(jié)能技術(shù)對(duì)貫徹我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著十分重要的意義。目前，我國(guó)空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域正處于穩(wěn)健發(fā)展的狀態(tài)，但受到了技術(shù)障礙、政策障礙、市場(chǎng)障礙和其他諸多因素的制約[14～18]。在諸多障礙中，如何尋找到真正有效并切合中國(guó)基本國(guó)情的節(jié)能方式，是促進(jìn)中國(guó)空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域發(fā)展的工作重點(diǎn)。
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在酒店、賓館和KTV等場(chǎng)所多采用分體式空調(diào)與中央空調(diào)結(jié)合的模式。這些場(chǎng)所通常需要保持著空調(diào)整天工作，有時(shí)還要滿足個(gè)別顧客對(duì)空調(diào)過低溫度或者過高囟鵲囊求。而制冷溫度每降低或者制熱溫度每增高1℃，電功率就會(huì)增加5%～10%[19～21]。不合理地使用空調(diào)不僅增加了空調(diào)的能耗，還減少了空調(diào)的使用壽命，直接增加了城市的能源消耗，不利于貫徹我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。引進(jìn)分體空調(diào)智能節(jié)能控制器和中央空調(diào)控制器，并將其與現(xiàn)代云計(jì)算技術(shù)結(jié)合起來，將能夠通過互聯(lián)網(wǎng)在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制空調(diào)運(yùn)行狀況，達(dá)到智能控制的目的，可以直接降低空調(diào)使用中不必要的能耗，對(duì)我國(guó)空調(diào)節(jié)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重大意義。
2中國(guó)空調(diào)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
2.1空調(diào)的歷史
在1902年，美國(guó)人威利斯?開利為了保持印刷機(jī)工作時(shí)穩(wěn)定的濕度和溫度，最先成功設(shè)計(jì)了第一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)。最初的空調(diào)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)化工業(yè)、制藥業(yè)和軍火業(yè)等各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中的溫度和濕度。1922年開利工程公司研制成功了空調(diào)史上具有里程碑地位的產(chǎn)品―離心式空調(diào)機(jī)，大大提高了空調(diào)系統(tǒng)的效率，從此人開始成為空調(diào)服務(wù)的對(duì)象[22]。
2.2空調(diào)產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的發(fā)展
自改革開放以來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)走上了飛速發(fā)展的道路。隨著人們生活水平的不斷提高，空調(diào)的使用變得普遍起來。全國(guó)各大城市興建的公共建筑，大多都配備了空調(diào)設(shè)備來提高環(huán)境的舒適度[23，24]。目前，空調(diào)在我國(guó)建筑物中普及率仍在不斷提高，使得我國(guó)已經(jīng)成為繼美國(guó)、日本之后世界第三大空調(diào)市場(chǎng)，占全世界空調(diào)市場(chǎng)利用率的12%[25]。
空調(diào)的使用在中國(guó)發(fā)展到今天已經(jīng)形成了一個(gè)規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)。隨著科技水平的不斷提高和節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國(guó)家也迫切希望能夠通過提高空調(diào)能耗的質(zhì)量等級(jí)來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。希望能夠在滿足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需要的同時(shí)，減少能源消耗和碳排放，建立環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會(huì)，堅(jiān)持貫徹我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此，國(guó)家相關(guān)政策的制定與實(shí)施也在向著更為節(jié)能環(huán)保的方面傾斜。隨著能源的短缺，節(jié)能逐步受到更為廣泛的注意和重視[26]。
節(jié)能空調(diào)，通俗地說就是用更少的電達(dá)到居室的溫度、濕度環(huán)境要求而且是達(dá)到消費(fèi)者希望的居室內(nèi)的條件要求[27]。節(jié)能空調(diào)能否實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的，不僅取決于產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)和制造，同時(shí)也取決于用戶的使用方式。
但是，目前我國(guó)節(jié)能空調(diào)還存在著生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及宣傳推廣等方面的不足。例如缺乏足夠的高效節(jié)能空調(diào)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化支持政策，缺乏高效變頻壓縮機(jī)制造核心技術(shù)等高端技術(shù)，這些是需要我們克服的在技術(shù)層面的不足。而許多空調(diào)購(gòu)買者不選擇節(jié)能空調(diào)的原因主要有以下幾點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)普通空調(diào)偏高；節(jié)能效果不明顯，短期收益低；需要維護(hù)保養(yǎng)，容易出故障，節(jié)能不節(jié)錢；對(duì)節(jié)能產(chǎn)品缺乏足夠的了解等。這些則是我們要克服的在產(chǎn)品質(zhì)量、宣傳推廣等方面的不足。
當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)的空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)有：2010年6月1日實(shí)施的《空調(diào)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》、2011年11月1日實(shí)施的《中央空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能控制裝置技術(shù)規(guī)范》等[28，29]。雖然國(guó)家已經(jīng)制定了相關(guān)的規(guī)范政策，但受到政府監(jiān)督困難、企業(yè)違規(guī)操作等問題影響，一些建筑工程在選用主機(jī)以及末端空調(diào)設(shè)備時(shí)，仍然沒有按照規(guī)定設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行選型。此外，一些數(shù)據(jù)也表明，在一些大型超市或者公共場(chǎng)合當(dāng)中，冬季的供暖熱量和夏季的制冷量超過了標(biāo)準(zhǔn)。這些存在的問題都造成空調(diào)制冷取暖浪費(fèi)了大量的能源[30]。
與國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相比，我國(guó)空調(diào)能效比還有很大發(fā)展空間，所以我國(guó)也在不斷改進(jìn)并提高空調(diào)能效相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槟苄У燃?jí)越高的產(chǎn)品，生產(chǎn)成本往往高于能效較低的產(chǎn)品。投資者往往忽略了能耗指標(biāo)的計(jì)算，而只重視投資成本，投資成本高的高效節(jié)能空調(diào)反而不受生產(chǎn)企業(yè)青睞[31]。相對(duì)應(yīng)的高效節(jié)能空調(diào)的市場(chǎng)銷售價(jià)格也比較高，再加上人們對(duì)高效節(jié)能空調(diào)所得的節(jié)電長(zhǎng)遠(yuǎn)效益認(rèn)識(shí)不清楚，往往只比較了購(gòu)買時(shí)的價(jià)格差異，導(dǎo)致高效節(jié)能空調(diào)在整個(gè)空調(diào)市場(chǎng)的占有份額并不高[32]。為了提高高效節(jié)能的推廣，我國(guó)也對(duì)企業(yè)所生產(chǎn)高能效等級(jí)空調(diào)進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)貼，直接降低了高能效等級(jí)空調(diào)的市場(chǎng)銷售價(jià)格，在一定程度上提高了節(jié)能空調(diào)的普及率[33]。
在中國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，作為消費(fèi)者，首先關(guān)注的肯定是產(chǎn)品的價(jià)格和質(zhì)量，優(yōu)先選擇性價(jià)比高的商品。而作為生產(chǎn)企業(yè)，則是追求最大的利潤(rùn)。國(guó)家作為管理者，有正確引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的義務(wù)。在最開始很長(zhǎng)的一段時(shí)間里，我國(guó)對(duì)節(jié)能空調(diào)的推廣只是處于教育道德層面的宣傳，并沒有充分使用社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的價(jià)格杠桿來調(diào)節(jié)，結(jié)果是大家在意識(shí)層面認(rèn)同節(jié)能空調(diào)的情況下繼續(xù)選擇了較高能耗、較低價(jià)格的空調(diào)。而在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，價(jià)格杠桿往往比行政宣傳的效果更為直接和明顯。目前，我國(guó)直接按照生產(chǎn)空調(diào)能級(jí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)給予企業(yè)相應(yīng)補(bǔ)貼，使得企業(yè)在不漲價(jià)的前提下也能有錢賺，有效提高了企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能空調(diào)的積極性。消費(fèi)者間接享受到一定程度的優(yōu)惠，其購(gòu)買節(jié)能空調(diào)的積極性也得到了的提升。國(guó)家實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的期望，企業(yè)的銷售量和盈利水平也沒有下降，消費(fèi)者節(jié)約了金錢和電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了多方共贏，促進(jìn)了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展[34]。
在政府的大力支持下，2009年開始，國(guó)家對(duì)高效定頻空調(diào)器進(jìn)行了補(bǔ)貼，2010年家發(fā)改委、財(cái)政部印發(fā)了關(guān)于調(diào)整高效節(jié)能空調(diào)，推廣財(cái)政部補(bǔ)貼政策的通知[35]。這說明了國(guó)家政策支持的體現(xiàn)無處不在，近幾年來“家電下鄉(xiāng)”、“以舊換新”等財(cái)政補(bǔ)貼政策相繼推出，在各大家電銷售地點(diǎn)均有出現(xiàn)。在主要針對(duì)推廣空調(diào)能效1、2級(jí)產(chǎn)品的“節(jié)能惠民工程”啟動(dòng)后，為縮小節(jié)能與非節(jié)能產(chǎn)品的價(jià)格差距，106款1級(jí)產(chǎn)品扣除補(bǔ)貼后價(jià)格從1230～3500元不等，提高了群眾的消費(fèi)積極性。有調(diào)查顯示，在湖南省節(jié)能空調(diào)的推廣使用中，共有20家空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)參與，其中銷售數(shù)量最多的品牌是格力，購(gòu)買節(jié)能空調(diào)的用戶中，機(jī)關(guān)及企事業(yè)單位所占的比例較大，為37.52%，其次為個(gè)人用戶，占10.23%，在一定程度上也可以反映出中國(guó)絕大多數(shù)城市的空調(diào)用戶分配狀況[36]。
3空調(diào)節(jié)能技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展
在空調(diào)普及率大幅上升的情況下，空調(diào)用電量占我國(guó)總用電量的20%左右，占大中型城市夏季用電高峰負(fù)荷的40%左右。隨著能源問題日益凸顯和社會(huì)節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷提高，我國(guó)也越來越重視發(fā)展空調(diào)節(jié)能技術(shù)。
空調(diào)節(jié)能技術(shù)，相對(duì)于其他較早引入空調(diào)并率先萌生節(jié)能意識(shí)的發(fā)達(dá)國(guó)家來說，我國(guó)發(fā)展比較晚，所以我國(guó)的節(jié)能空調(diào)技術(shù)相對(duì)于其他的國(guó)家來說經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)方面略有不足。再加上我國(guó)的節(jié)能空調(diào)的市場(chǎng)份額不高，所以導(dǎo)致我國(guó)的空調(diào)節(jié)能技術(shù)相對(duì)于其他的國(guó)家來說還是有差距。但是隨著能源問題凸顯，國(guó)家愈來愈重視發(fā)展節(jié)能技術(shù)，不斷借鑒國(guó)外先進(jìn)科技，加大促進(jìn)了對(duì)空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研究，我國(guó)的節(jié)能空調(diào)技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展[37]。雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，但是我國(guó)空調(diào)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成果，并得到相應(yīng)的應(yīng)用。
隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，我國(guó)的空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)也逐漸意識(shí)到了發(fā)展空調(diào)節(jié)能技術(shù)的重要性和趨勢(shì)性，在產(chǎn)品節(jié)能技術(shù)研發(fā)和整體質(zhì)量水平提高方面更加重視，企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)和節(jié)能技術(shù)研究方面的投入正在逐漸加大，圍繞產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)、測(cè)試分析、專業(yè)配套、節(jié)能減排和制冷劑替代技術(shù)等方面開展了全方位、深層次的長(zhǎng)期性開發(fā)研究，不斷提高自主研發(fā)和創(chuàng)新能力。在眾多企業(yè)的共同努力下，一項(xiàng)項(xiàng)具備世界級(jí)技術(shù)水平的新技術(shù)、新產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)接連推出并直接服務(wù)于市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)行業(yè)整體節(jié)能技術(shù)水平的穩(wěn)步提高[38]。
但是，總體來看我國(guó)空調(diào)能效等級(jí)整體水平依然較低，缺少前瞻性的未來空調(diào)技術(shù)方式。例如獨(dú)立除濕空調(diào)技術(shù)（包括除濕部分和新型的顯熱空調(diào)技術(shù)）、局部空調(diào)供冷技術(shù)、變頻空調(diào)技術(shù)、蓄冷空調(diào)技術(shù)、綠色數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能技術(shù)、合理的熱電冷聯(lián)供技術(shù)、太陽能空調(diào)技術(shù)、熱聲制冷技術(shù)、熱泵技術(shù)、降低空調(diào)負(fù)荷等相關(guān)技術(shù)等[39～49]。這些技術(shù)雖然獲得了一定的研究成果，但尚不成熟且使用范圍較小，無法投入大大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中。
由于空調(diào)生產(chǎn)廠家的多元化，企業(yè)出于商業(yè)原因往往不會(huì)共享節(jié)能空調(diào)的規(guī)格參數(shù)和生產(chǎn)技術(shù)，這直接影響了空調(diào)市場(chǎng)整體能效的提高。不同空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的空調(diào)往往具有不同的規(guī)格參數(shù)，難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。如果能夠結(jié)合現(xiàn)代智能技術(shù)和云計(jì)算功能，通過手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備在特定的APP實(shí)現(xiàn)便捷的智能化控制，就能直接實(shí)現(xiàn)降低空調(diào)能耗的目的。
4智能化與云計(jì)算結(jié)合技術(shù)
云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需求、便捷地訪問共享資源池（如計(jì)算設(shè)施、儲(chǔ)存設(shè)備、應(yīng)用程序等）。云計(jì)算的基本原理是，通過計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)[50，51]。
鑒于難以統(tǒng)一不同企業(yè)生產(chǎn)規(guī)格參數(shù)相一致的空調(diào)，結(jié)合現(xiàn)代智能技術(shù)和云計(jì)算功能引入智能空調(diào)節(jié)能控制器。智能空調(diào)節(jié)能控制器為一獨(dú)立輔助控制器，適用于市場(chǎng)上絕大多數(shù)類型的空調(diào)。通過智能空調(diào)節(jié)能控制器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)的工作狀態(tài)，然后使用者或管理者可以在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上通過互聯(lián)網(wǎng)在特定APP上遠(yuǎn)程調(diào)控空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)合理的使用空調(diào)，避免不必要的能耗，這樣不僅可以增加空調(diào)壽命，還可以有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
4.1智能空調(diào)節(jié)能控制器功能參數(shù)
通過智能空調(diào)節(jié)能控制器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)。主要功能參數(shù)包括定時(shí)開關(guān)機(jī)、智能溫度鎖定、智能感應(yīng)溫度開關(guān)機(jī)、智能人體感應(yīng)開關(guān)和空調(diào)狀態(tài)查詢與設(shè)置。
4.1.1定時(shí)開關(guān)機(jī)
控制參數(shù)：空調(diào)狀態(tài)（開關(guān)機(jī)）、空調(diào)模式（制冷或制熱）、空調(diào)溫度、風(fēng)門狀態(tài)（擺風(fēng)或不擺風(fēng)）、執(zhí)行時(shí)段、執(zhí)行日期。
通過此功能可以減少空調(diào)人工管理成本，并便捷有效達(dá)到合理控制的目的。
4.1.2智能溫度鎖定
將鎖定溫度打開狀態(tài)，在空調(diào)開機(jī)的狀態(tài)下，分體節(jié)能模塊在5min內(nèi)若檢測(cè)到空調(diào)的設(shè)置溫度比制冷標(biāo)準(zhǔn)溫度低，或者空調(diào)的設(shè)置溫度比制熱標(biāo)準(zhǔn)溫度要高，那么分體節(jié)能控制器會(huì)將空調(diào)鎖定到標(biāo)準(zhǔn)溫度（若空調(diào)是制冷的情況下，鎖定到制冷標(biāo)準(zhǔn)溫度。若空調(diào)是制熱的情況下，鎖定到制熱標(biāo)準(zhǔn)溫度）。在打開鎖定溫度的情況下，需要查看一下節(jié)能器的節(jié)能參數(shù)中制冷標(biāo)準(zhǔn)溫度、制熱標(biāo)準(zhǔn)溫度是否是符合鎖定溫度要求。
通過此功能可以根據(jù)智能感應(yīng)溫度變化調(diào)整空調(diào)設(shè)定溫度，減少了空調(diào)額外的能耗。
4.1.3智能感應(yīng)溫度開關(guān)機(jī)
將空調(diào)打開時(shí)，分體節(jié)能模塊檢測(cè)到的室溫在禁止開機(jī)溫度區(qū)間內(nèi)，分體節(jié)能模塊將禁止開機(jī)，會(huì)將空調(diào)關(guān)機(jī)。
通過此功能可以根據(jù)智能感應(yīng)溫度判斷空調(diào)的是否需要工作，智能化的實(shí)現(xiàn)了空調(diào)開啟與關(guān)閉，減少了空調(diào)不必要的能耗。
4.1.4智能人體感應(yīng)開關(guān)設(shè)置
（1）智能人體感應(yīng)開設(shè)置：當(dāng)人體感應(yīng)開功能打開后，如果分體節(jié)能模塊接入智能人體感應(yīng)裝置，連續(xù)5min均有檢測(cè)到人體后執(zhí)行開機(jī)命令。
（2）智能人體感應(yīng)關(guān)設(shè)置：當(dāng)人體感應(yīng)關(guān)功能打開后，如果分體節(jié)能模K接入智能人體感應(yīng)裝置，連續(xù)30min未檢測(cè)到有人后執(zhí)行關(guān)機(jī)命令。
通過此功能可以根據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)是否有人而智能選擇空調(diào)工作狀態(tài)，有效避免了人離開而忘記關(guān)閉空調(diào)所造成的能耗。
4.1.5空調(diào)狀態(tài)查詢與設(shè)置
可以查詢并設(shè)置空調(diào)狀態(tài)、空調(diào)模式、風(fēng)門狀態(tài)、室內(nèi)溫度、設(shè)置溫度、出風(fēng)溫度、傳感器的狀態(tài)、節(jié)能器狀態(tài)等。
通過此功能可實(shí)時(shí)在線了解空調(diào)工作狀態(tài)，并可根據(jù)個(gè)人需要和環(huán)境變化作出相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了便捷合理控制空調(diào)工作狀態(tài)。
4.2技術(shù)應(yīng)用實(shí)例
與某環(huán)保公司合作，在某企業(yè)員工宿舍實(shí)踐所得數(shù)據(jù)見表1。
僅員工宿舍樓一間宿舍一天理論可節(jié)電量平均為：160330÷6÷30÷189=4.7（kW?h）；公司宿舍樓A，B，C，D棟實(shí)際入住189間宿舍，5～10月份預(yù)計(jì)可節(jié)電量160330kW?h，節(jié)能效果顯著。如果能夠大范圍廣泛推廣到城市，節(jié)能潛力巨大。
5討論與結(jié)論
面對(duì)中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)企業(yè)品牌繁多、產(chǎn)品生產(chǎn)參數(shù)規(guī)格不一的局面，結(jié)合現(xiàn)代智能化和云計(jì)算結(jié)合的功能，在手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作和智能控制的目的。有效地降低了因不合理使用空調(diào)所產(chǎn)生的額外能源消耗，并且適用于市場(chǎng)上絕大多數(shù)空調(diào)，有利于提高我國(guó)空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域整體的節(jié)能水平。
與傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能技術(shù)相比，最大的創(chuàng)新就是改變了過去“遙控器是唯一控制空調(diào)運(yùn)行的工具”的觀念，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)、平板電腦等多種互聯(lián)網(wǎng)端口控制的功能。智能空調(diào)產(chǎn)品正是通過把空調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)鏈接到互聯(lián)網(wǎng)操作平臺(tái)上來實(shí)現(xiàn)的。未來生活中實(shí)現(xiàn)對(duì)家中所有設(shè)備的控制定是朝著無線化、可移動(dòng)化的方向發(fā)展。如今，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，讓我們的無線傳輸及控制變得無比簡(jiǎn)單?；跓o線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開發(fā)出的適用于用戶控制的智能家居就變得相對(duì)簡(jiǎn)單起來。這也就意味著用戶只需通過手機(jī)、平板電腦等智能移動(dòng)設(shè)備，甚至是當(dāng)前比較流行的可穿戴設(shè)備等就可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)家里的一切控制，不僅為人們的日常生活提供了極大的便利，還有效地減少了能源的消耗。
隨著生活水平的不斷提高，空調(diào)已經(jīng)成為高普及率的高能耗設(shè)備?，F(xiàn)今，能源問題凸顯，節(jié)能減排已經(jīng)成為21世紀(jì)發(fā)展的重要主題之一。國(guó)家和企業(yè)為了提高節(jié)能空調(diào)的市場(chǎng)占有率，也紛紛都加大了對(duì)空調(diào)節(jié)能技術(shù)的投入和相應(yīng)的政策補(bǔ)貼與推廣。由此，發(fā)展空調(diào)節(jié)能技術(shù)對(duì)我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和提升我國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有著深遠(yuǎn)意義。
考慮到目前缺乏統(tǒng)一的、前沿性的、易于推廣實(shí)施的空調(diào)節(jié)能技術(shù)。結(jié)合當(dāng)今正廣泛使用并快速向前發(fā)展的智能化與云計(jì)算結(jié)合的技術(shù)，確定了該技術(shù)的的功能特性及可行性，并通過實(shí)例一定程度上反映了該技術(shù)應(yīng)用所產(chǎn)生的顯著節(jié)能效果。若能將此空調(diào)節(jié)能技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模推廣，必將有效地降低我國(guó)城市能耗總量和減少碳排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的，有利于實(shí)施我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
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關(guān)鍵詞：樓宇自動(dòng)化； 分散控制； 照明系統(tǒng)； 智能
Abstract: at present, global climate change, energy shortage, frequent environmental problems. Low carbon, environmental protection, energy saving and other words become the focus of attention. Energy saving is the route one must take to realize the sustainable development of enterprise building, is the key to enhance the comprehensive competitiveness of enterprises. Building automation control technology is the mechanical and electrical equipment management and maintenance is an important control technology, can promote the improvement of the performance of construction equipment, give full play to the maximum efficiency of each piece of equipment, prolong the service life of equipment, reduce operating costs, energy saving technology of intelligent building in the most depth and potential.
Keywords: building automation; distributed control; intelligent lighting system;
中圖分類號(hào)：TB494文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
引言
樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)又稱建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)，主要是用以對(duì)建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)以及電梯等系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、控制與管理的綜合系統(tǒng)，一般為集散結(jié)構(gòu)，即分散控制、集中管理；它是能否為人們提供一健康、舒適、高效的建筑環(huán)境的關(guān)鍵，故該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)一智能化大廈而言舉足輕重。
1、是否采用BAS系統(tǒng)
是否采用BAS系統(tǒng)，是建筑發(fā)展商和設(shè)計(jì)工程師首先要面對(duì)的問題，一般可以從以下幾個(gè)方面考慮：
(1)特別重要的，且具有―定規(guī)模的建筑，為保證其所屬設(shè)備及安全系統(tǒng)具有較高的可靠性要求可以考慮采用BAS系統(tǒng)；
(2)BAS系統(tǒng)的一次性投資能控制在項(xiàng)目總投資2％以下時(shí)可以考慮采用BAS系統(tǒng)；
(3)能耗較大的建筑(如上萬平方米，采用全空調(diào)系統(tǒng)的建筑)，BAS系統(tǒng)的初投資可以在五年內(nèi)收回時(shí)可以考慮采用BAS系統(tǒng)；
(4)多功能的大型租賃性建筑可以考慮采用BAS系統(tǒng)；
(5)當(dāng)設(shè)備的控制與管理比較復(fù)雜，人工手動(dòng)方式難以完成，必須依靠汁算機(jī)控制時(shí)，可以考慮采用BAS系統(tǒng)；
(6)當(dāng)采用BAS系統(tǒng)時(shí)，其投資與可靠性綜合指標(biāo)優(yōu)于其他可采用的系統(tǒng)時(shí)，可以考慮采用BAS系統(tǒng)BAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與目前工程中存在的問題
2、樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能的主要技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)
(1)大量新技術(shù)、新設(shè)備和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用
采用熱、濕負(fù)荷獨(dú)立控制新型空調(diào)系統(tǒng)，利用了熱泵的冷、熱量，并且排風(fēng)采用全熱回收等技術(shù)，可以使空調(diào)能耗降低 20%左右。 配置輻射吊頂，利用毛細(xì)管現(xiàn)象構(gòu)成循環(huán)系統(tǒng)的塑料細(xì)網(wǎng)柵方式，提高空調(diào)供熱、制冷輻射能力。 綜合運(yùn)用節(jié)能系統(tǒng)、節(jié)能照明及智能監(jiān)控技術(shù)，通過統(tǒng)一的智能監(jiān)控技術(shù)，對(duì)空調(diào)、照明、安防、一卡通等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，在確保正常運(yùn)行的前提下，盡可能節(jié)約能源能耗。
(2)多種技術(shù)的綜合應(yīng)用
綜合運(yùn)用節(jié)能系統(tǒng)、節(jié)能照明及智能監(jiān)控技術(shù)，通過統(tǒng)一的智能監(jiān)控技術(shù)，對(duì)空調(diào)、照明、安防、一卡通等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，在確保正常運(yùn)行的前提下，盡可能節(jié)約能源能耗。
(3)節(jié)能方案的應(yīng)用分析和優(yōu)化
以數(shù)據(jù)采集、通信、計(jì)算、控制等信息技術(shù)為手段，運(yùn)用成套先進(jìn)的智能集成控制系統(tǒng)，包括室內(nèi)環(huán)境綜合調(diào)控系統(tǒng)及軟件，照明及空調(diào)節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，安全保障及辦公設(shè)備控制系統(tǒng)的集成平臺(tái)和應(yīng)用軟件等，實(shí)現(xiàn)大型遮陽百頁的轉(zhuǎn)動(dòng)控制，空調(diào)等設(shè)備的節(jié)能監(jiān)控，照明采光監(jiān)控，室內(nèi)空氣質(zhì)量等室內(nèi)環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，確保建筑運(yùn)行的節(jié)能、舒適和高效。
3、樓宇照明節(jié)能減排是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)
在能源危機(jī)時(shí)代，推廣節(jié)能產(chǎn)品自然也是必然。綠色照明更是全世界都在呼吁，這就需要智能化和照明領(lǐng)域結(jié)合，目前，已經(jīng)有部分智能家居企業(yè)拿出了解決方案，推出智能照明系統(tǒng)。
對(duì)于一個(gè)普通的家庭住宅來說，很少有人注意到，每個(gè)月的電費(fèi)賬單上，真正占了大頭的并非那些家用電器，家庭照明消耗的電量在其中占據(jù)了一個(gè)很大的比重。這里面，浪費(fèi)掉的電量也是一個(gè)極為可觀的數(shù)字，這還僅僅只是一戶人家的用電，中國(guó)乃至全世界億萬個(gè)家庭，長(zhǎng)年累月下來，浪費(fèi)掉的電量可以說是一個(gè)足以讓人瞠目結(jié)舌的數(shù)字。
對(duì)于住宅來說，想要節(jié)約家庭照明用電，對(duì)儲(chǔ)藏室、衛(wèi)生間之類的不經(jīng)常照明區(qū)域，就要做到“人來燈亮，人走燈滅”，同時(shí)，也要能夠配合自然光光照調(diào)整電燈光照強(qiáng)度，使其在滿足家庭光照需要的同時(shí)，盡可能節(jié)約能源。物聯(lián)傳感推出的智能照明系統(tǒng)能夠很好地滿足這些條件，并且，可以根據(jù)你的心情和具體需要提供不同的燈光環(huán)境，而在你不需要的時(shí)候，你可以關(guān)閉家中所有應(yīng)該關(guān)閉的燈光和電器，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
而對(duì)于樓宇而言，綠色照明更是具有極大的意義。根據(jù)筆者的親身經(jīng)歷，很多樓宇中，哪怕是無人辦公的區(qū)域，或者是過了下班時(shí)間之后，都依然保持著燈光明亮，而辦公區(qū)域中，無論白天黑夜，天氣是晴朗還是陰雨連綿，室內(nèi)的燈光永遠(yuǎn)都是開著的。
很多樓宇并非不想解決照明問題，只是以樓宇的建筑面積，想要全面改造照明系統(tǒng)就有頗多顧忌，擔(dān)心會(huì)增加運(yùn)營(yíng)成本。而物聯(lián)傳感提供的智能照明系統(tǒng)完全不需要什么大規(guī)模的改造工程，無非是給樓宇各處增加一些調(diào)光開關(guān)以及無線網(wǎng)關(guān)和中繼器罷了，壓根不要大動(dòng)干戈地裝修改造，無需布線，就可以讓大樓物業(yè)對(duì)樓宇內(nèi)的各處照明了如指掌。一些少有人經(jīng)過或者無人使用的區(qū)域，就可以自動(dòng)關(guān)閉其范圍內(nèi)的燈光，一些特殊的區(qū)域，比如說會(huì)議室之類的地方，同樣可以通過程序設(shè)定，改變光照模式，以滿足室內(nèi)的光照需要。至于辦公區(qū)域，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)自然光照強(qiáng)度調(diào)整燈光強(qiáng)度，在采光比較好的窗口，便可以關(guān)閉電源或者調(diào)暗燈光，若是天氣發(fā)生變化，也能自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)的光照強(qiáng)度，總之，系統(tǒng)會(huì)讓室內(nèi)的亮度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。
①時(shí)間表控制模式
根據(jù)人員活動(dòng)規(guī)律控制背景照明的定時(shí)關(guān)閉，每天下班 1 小時(shí)后自動(dòng)關(guān)閉所有背景燈光，并采用智能傳感器檢測(cè)技術(shù)，在有人通過時(shí)打開相應(yīng)區(qū)域的燈光，從而實(shí)現(xiàn)降低電能消耗的目的。 (照明系統(tǒng)采用背景照明與桌面臺(tái)燈相結(jié)合，用戶晚上使用桌面照明并根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)亮度)。地下車庫(kù)的照明可按區(qū)域分為車道照明和車位照明，按時(shí)間程序進(jìn)行控制。在白天開啟車道照明即可，入夜后可開啟全部的照明，隨著夜的深入，逐步關(guān)閉車位照明及車道一半的照明;在下半夜，僅留車道的一半照明即可，既方便管理，節(jié)能效果又好。
②按“需”提供照明的控制模式
在建筑的設(shè)備區(qū)域，如電梯機(jī)房、水泵房、地下配電間等，燈通常是關(guān)閉的。只有當(dāng)管理人員進(jìn)入時(shí)，探測(cè)器才會(huì)自動(dòng)將燈點(diǎn)亮。當(dāng)房?jī)?nèi)人員走后，探測(cè)器控制延時(shí)工作一段時(shí)間，將燈自動(dòng)熄滅。
③維持光通量的控制模式
在建筑中，采用調(diào)光控制方式，調(diào)節(jié)燈具輸出，始終使燈具保持光通量最小維持水平，讓燈具在整個(gè)工作期間，既滿足了照明要求，又節(jié)約了電能。維持光通量的控制模式，可利用感光元件接收空間的光環(huán)境。引入自然光的控制模式。 由于人類天生對(duì)自然光的喜好，自然光通常可使人們心情舒暢，工作效率提高。同時(shí)，在某些智能建筑的中庭空間，利用光導(dǎo)管將自然光引入室內(nèi)，能使室內(nèi)空間更加活潑自然。
如此一來，既可以降低樓宇照明的能耗，也可以降低樓宇的管理成本，減少運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用，提高樓宇的投資回報(bào)率，可謂是一舉多得了。在能源問題成為主流問題的大環(huán)境下，提高能源的使用率，節(jié)能減排，綠色照明已經(jīng)是勢(shì)在必行，智能照明系統(tǒng)也必然會(huì)成為更多人的選擇。
4、結(jié)語
隨著現(xiàn)代社會(huì)高新技術(shù)的發(fā)展，智能樓宇在計(jì)算機(jī)控制通信和設(shè)備自動(dòng)化管理技術(shù)方面的要求也日益提高，這就要求不斷掌握新技術(shù)，不斷完善設(shè)計(jì)。
參考模式
史俊杰
江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院連云港分院 江蘇連云港 222000
【文章摘要】
電梯空調(diào)控制的很多系統(tǒng)都是由空調(diào)本身進(jìn)行控制的，在運(yùn)行當(dāng)中， 無論是電梯還是電梯空調(diào)都是由單獨(dú)的控制系統(tǒng)控制的，之間基本上沒有聯(lián)系，這就導(dǎo)致在電梯運(yùn)行中，空調(diào)的控制系統(tǒng)不能根據(jù)電梯的要求運(yùn)行，只能按照溫度掌握蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、與檢測(cè)等系統(tǒng)的控制，無法保證電梯中需要的溫度和濕度控制等。本文主要闡述了電梯空調(diào)智能化控制的幾中技術(shù)分析。
【關(guān)鍵詞】
電梯空調(diào)；智能化控制；舒適性
隨著人們生活水平的提升，電梯已經(jīng)取代樓梯成為人們的代步工具，而在電梯中空調(diào)的智能化控制也受到相關(guān)人員的關(guān)注，為了有效地提升電梯空調(diào)智能化控制，相關(guān)管理人員做好電梯空調(diào)智能化工作，要完善空調(diào)智能化技術(shù)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)有效控制電梯空調(diào)智能化的目的。
1 電梯空調(diào)分析
近幾年，電梯空調(diào)的系統(tǒng)是完全出自本身控制的，空調(diào)的一切配置都屬于自身的控制范疇，當(dāng)空調(diào)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， 無論是電梯本身還是空調(diào)都有自己獨(dú)自的控制系統(tǒng)。電梯空調(diào)無法按照電梯的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，只能根據(jù)電梯內(nèi)溫度智能化控制電梯溫度，但是蒸發(fā)機(jī)的送風(fēng)情況要求長(zhǎng)時(shí)間保持空調(diào)制冷的開啟狀態(tài)才能保持送風(fēng)。在這樣的情況下，會(huì)導(dǎo)致在電梯內(nèi)溫度符合人體適應(yīng)溫度時(shí)， 空調(diào)還處于持續(xù)制冷的狀態(tài)，使人感覺不適。
1.1 技術(shù)方案
采用電梯控制器控制蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，利用電梯本身的程序?qū)照{(diào)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，電梯的操作狀態(tài)與蒸發(fā)風(fēng)機(jī)成串聯(lián)的關(guān)系。為了有效的避免在正常溫度下開啟蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，我們將蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)與空調(diào)的系統(tǒng)分開的技術(shù)，這樣不但可以控制電梯內(nèi)溫度，還能利用蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的動(dòng)作來幫助空調(diào)控制調(diào)節(jié)制冷效果。當(dāng)電梯內(nèi)不需要開空調(diào)制冷、制熱時(shí)，蒸發(fā)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)還能對(duì)保持送風(fēng)狀態(tài)，是電梯內(nèi)空氣一直處于循環(huán)狀態(tài)，這樣空調(diào)系統(tǒng)就不會(huì)在電梯內(nèi)溫度適度時(shí)再繼續(xù)作業(yè)。由此可見，將電梯內(nèi)系統(tǒng)分開管理，可以有效的節(jié)約能源，是電梯溫度控制在合理范圍之內(nèi)。
1.2 檢測(cè)技術(shù)
1.2.1 當(dāng)電梯處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，利用連續(xù)NS 進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)到電梯為運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，溫度傳感器會(huì)檢測(cè)到電梯室內(nèi)溫度，并將電梯的室內(nèi)溫度傳達(dá)給空調(diào)控制器。空調(diào)的控制系統(tǒng)根據(jù)NS 和溫度傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的溫度值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)值，來控制空調(diào)的制冷制熱系統(tǒng)狀態(tài)。當(dāng)空調(diào)的工作狀態(tài)屬于電梯內(nèi)溫度大于等于預(yù)設(shè)溫度加上加熱溫度的情況下，風(fēng)門關(guān)閉，壓縮機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，電梯內(nèi)制冷；當(dāng)預(yù)設(shè)溫度與加熱溫度差小于等于電梯內(nèi)溫度的情況下，而此時(shí)的電梯溫度小于等于預(yù)設(shè)溫度加上加熱溫度時(shí)，停止壓縮機(jī)和冷凝風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，將新風(fēng)門與蒸發(fā)風(fēng)機(jī)開啟；當(dāng)電梯內(nèi)溫度小于等于預(yù)設(shè)溫度與加熱溫度差時(shí)，停止壓縮機(jī)與冷凝風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，將保持新的風(fēng)門與蒸發(fā)風(fēng)門開啟的狀態(tài)。
1.2.2 電梯運(yùn)行過程中。如果蒸發(fā)風(fēng)機(jī)風(fēng)門未關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，空調(diào)的控制器會(huì)關(guān)閉空調(diào)的制冷系統(tǒng)，此時(shí)，壓縮機(jī)與冷凝風(fēng)機(jī)不運(yùn)行，新風(fēng)門保持開啟狀態(tài)。
2 新風(fēng)機(jī)組調(diào)節(jié)技術(shù)
2.1 新風(fēng)門調(diào)節(jié)
在新風(fēng)機(jī)組調(diào)節(jié)技術(shù)中要注意對(duì)新風(fēng)風(fēng)門的調(diào)節(jié)，根據(jù)電梯內(nèi)的溫濕度和新風(fēng)的溫濕度，來達(dá)到對(duì)新風(fēng)風(fēng)門開度的有效控制，讓系統(tǒng)保持在新風(fēng)風(fēng)量最充足的情況下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
2.2 濕度控制
新風(fēng)機(jī)組濕度調(diào)節(jié)是指把出風(fēng)口濕度感應(yīng)器得到的信號(hào)傳入DDC 控制器并與固定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，空調(diào)適度調(diào)節(jié)與新風(fēng)機(jī)組濕度調(diào)節(jié)道理是一樣的，如果數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，就要對(duì)加濕電動(dòng)閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，來實(shí)現(xiàn)電梯內(nèi)的相對(duì)濕度。
3 節(jié)能技術(shù)
3.1 一般以電梯內(nèi)溫度和出風(fēng)口溫度作為被調(diào)參數(shù)來進(jìn)行對(duì)新風(fēng)機(jī)組的控制。DDC 控制器是根據(jù)電梯溫度傳感器和出風(fēng)口溫度之間比值的偏差，并用PID 規(guī)律冷熱水調(diào)節(jié)閥來對(duì)系統(tǒng)擾動(dòng)量的控制，來保持電梯內(nèi)溫度。除此之外，對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的擾動(dòng)量是室外溫度的影響，可以采取前饋補(bǔ)償?shù)氖侄蝸斫档托嘛L(fēng)溫度變化對(duì)系統(tǒng)輸出帶來的影響。例如：在電梯外，新風(fēng)溫度降低時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致新風(fēng)溫度測(cè)量時(shí)測(cè)量值的降低。在電梯內(nèi)外溫度差距小時(shí)， 可以在設(shè)定值允許范圍區(qū)間進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，或者停止對(duì)溫度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。
3.2 過濾器只要有堵塞或者凍裂的危險(xiǎn)，因此，要對(duì)過濾器進(jìn)行保護(hù)。判定過濾器是否堵塞，要采取對(duì)過濾器兩端差壓的測(cè)量，如果堵塞，差壓會(huì)超出限額，就要對(duì)其清理。當(dāng)防霜凍開關(guān)測(cè)出的溫度低于5 攝氏度時(shí)，要及時(shí)關(guān)閉風(fēng)門、風(fēng)機(jī)，杜絕換熱器溫度越來越低。風(fēng)門一般氣密性和保溫性都比較好，能夠有效阻止與電梯外空氣的傳遞，但也有一些風(fēng)門氣密性以及保溫性不是很好，沒有保溫隔熱的效果。比較適用的方法是當(dāng)機(jī)組停止工作以后，把熱水調(diào)節(jié)閥依舊保持打開狀態(tài)，能夠使系統(tǒng)水流速度穩(wěn)定，杜絕過濾器凍裂現(xiàn)象。
4 凝結(jié)水消除技術(shù)
4.1 敏感電熱元件
在電梯空調(diào)中通常采用的電熱元件都是PCT 電熱元件，運(yùn)用PCT 電熱元件可以幫助凝結(jié)水蒸發(fā)時(shí)對(duì)水位的控制。PCT 點(diǎn)電梯空調(diào)使用中，主要以熱門PCT 和高分了PTC 為主要的材料。熱敏PCT 的電阻溫度比較特殊，在溫度達(dá)到一定程度時(shí)， 阻溫會(huì)出現(xiàn)特別的曲線谷值，草果谷值后，電阻率會(huì)不斷上升。電阻率上升時(shí)產(chǎn)生的溫度被統(tǒng)稱為開關(guān)溫度。此溫度僅次于局里溫度。當(dāng)電阻溫度達(dá)到最大值時(shí)， 溫度會(huì)持續(xù)上升，阻溫曲線功率變小，當(dāng)溫度到達(dá)阻溫特性曲線溫度值時(shí)，曲線就會(huì)隨著斜率變小而逐漸減少。
4.2 使用散冷氣蒸發(fā)法
蒸發(fā)器與壓縮機(jī)所吸收的熱量都會(huì)通過轉(zhuǎn)化器將熱量輸入到冷凝器中，再由冷凝器中的散熱系統(tǒng)將熱氣排放到室外，但是，如果將這些熱量完全運(yùn)用到凝結(jié)水蒸發(fā)中，完全可以使凝結(jié)水得到充分的蒸發(fā)。
4.3 通常電加熱蒸發(fā)
在進(jìn)行電加熱蒸發(fā)時(shí)，必須要知道蒸發(fā)過程中需要處理的問題，如果利用軟管進(jìn)行處理，就要將蒸發(fā)器中的凝結(jié)冰引入到水盤中，并在轎廂上方留有安裝水盤的空間；因?yàn)檗I廂上方面積較小，不利于維修，所以通常情況下，都是將電加熱水盤放在空調(diào)內(nèi)部。因?yàn)榭照{(diào)內(nèi)的蒸發(fā)器與冷凝器是分開工作的，所以在蒸發(fā)時(shí)，空調(diào)產(chǎn)生的熱負(fù)荷會(huì)再次循環(huán)到室內(nèi)，導(dǎo)致室內(nèi)溫度不但沒有達(dá)到有效的控制，反而增加了電梯內(nèi)溫度，所以應(yīng)該將水盤設(shè)置在空調(diào)的冷凝器中。通過冷凝器蒸況控制氣流，減少空氣中的濕度。
5 結(jié)束語
綜上所述，要想對(duì)電梯空調(diào)智能化進(jìn)行控制，就要將空調(diào)控制和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)控制分別進(jìn)行控制，用電梯控制器控制蒸發(fā)風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，使電梯只要運(yùn)行，空調(diào)就會(huì)送風(fēng)，電梯內(nèi)空氣循環(huán)，來達(dá)到運(yùn)行時(shí)電梯內(nèi)一直處于清新空氣中。這樣，在電梯系統(tǒng)與空調(diào)智能化技術(shù)相結(jié)合，不僅可以優(yōu)化電梯空調(diào)智能化控制，還可以提升電梯的舒適性，更能夠節(jié)約能耗，實(shí)現(xiàn)電梯對(duì)人們出行的便利性。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 蘇錦霞，耿望陽. 智能建筑的空調(diào)節(jié)能[J]. 智能建筑2010(8).
2013年4月20日，國(guó)家863計(jì)劃“溫室節(jié)能工程關(guān)鍵技術(shù)及智能化裝備研究”項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在山東省壽光市舉行。項(xiàng)目承擔(dān)單位及各課題組代表共計(jì)20余人出席了啟動(dòng)會(huì)。
啟動(dòng)會(huì)上，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院張義博士首先概要介紹了項(xiàng)目背景、總體目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、課題設(shè)置和具體部署。隨后，項(xiàng)目設(shè)立的6 個(gè)課題負(fù)責(zé)人分別匯報(bào)了各自課題的具體內(nèi)容與實(shí)施方案，啟動(dòng)會(huì)取得了圓滿成功。
據(jù)悉，本項(xiàng)目由山東省蔬菜工程技術(shù)研究中心承擔(dān)，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊其長(zhǎng)研究員擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。本項(xiàng)目下設(shè)6 個(gè)課題，其中，課題“溫室主動(dòng)蓄放熱儲(chǔ)能技術(shù)與裝備研究”由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊其長(zhǎng)研究員主持，“太陽能土壤跨季度儲(chǔ)熱技術(shù)及智能化裝備研究”由北京理工大學(xué)鄭宏飛教授主持，“日光溫室構(gòu)件集熱技術(shù)與智能控制系統(tǒng)研究”由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)馬承偉教授主持，“日光溫室結(jié)構(gòu)輕簡(jiǎn)化關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)研究”由農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院周長(zhǎng)吉研究員主持，“輕簡(jiǎn)裝配式日光溫室墻體結(jié)構(gòu)與新型材料研究”由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)佟國(guó)紅博士主持，“溫室相變蓄熱與集熱材料模塊化關(guān)鍵技術(shù)研究”由西北農(nóng)林科技大學(xué)王宏麗博士主持。
本項(xiàng)目將立足自主開發(fā)和集成創(chuàng)新，以“溫室節(jié)能高效生產(chǎn)”為核心，從溫室保溫儲(chǔ)能、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、太陽能跨季利用等三個(gè)方向入手，重點(diǎn)開展溫室主動(dòng)蓄放熱技術(shù)、溫室相變蓄熱-集熱技術(shù)、溫室構(gòu)件集熱技術(shù)、溫室淺層地能高效儲(chǔ)放熱關(guān)鍵技術(shù)、輕簡(jiǎn)裝配式日光溫室墻體結(jié)構(gòu)與材料優(yōu)化技術(shù)、太陽能土壤跨季度儲(chǔ)熱智能化技術(shù)等相關(guān)節(jié)能技術(shù)研究，研制出相應(yīng)的配套智能裝備與產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)溫室節(jié)能工程關(guān)鍵技術(shù)及智能化裝備的集成。
當(dāng)前，我國(guó)尚存在能源短缺、作物栽培設(shè)施裝備落后、抗逆性能差、數(shù)字化控制水平低、關(guān)鍵設(shè)備受制于國(guó)外等現(xiàn)實(shí)問題。希望通過本項(xiàng)目進(jìn)行溫室主動(dòng)蓄放熱及結(jié)構(gòu)輕簡(jiǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究、溫室土壤與構(gòu)件儲(chǔ)能集熱技術(shù)及智能化控制裝備研究，以及綜合技術(shù)的集成；形成具有低能耗、高產(chǎn)出、環(huán)境智能可控型設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)體系，大幅度降低設(shè)施能耗和生產(chǎn)運(yùn)行成本，提高土地利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為顯著提升我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合效益做出貢獻(xiàn)。
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷更新和創(chuàng)新，各項(xiàng)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，路燈智能化監(jiān)控技術(shù)是最近幾年興起的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用不僅能有效改善節(jié)能效果，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)路燈照明系統(tǒng)的開放性和互聯(lián)性，進(jìn)一步提升照明智能化控制系統(tǒng)的可靠性。本文就針對(duì)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】
路燈；智能化監(jiān)控技術(shù)；節(jié)能改造；應(yīng)用
近幾年，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，城市照明對(duì)各種能源的消耗量也呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，這就進(jìn)一步加劇了我國(guó)能源緊張的局面，為了改善這一問題，許多城市規(guī)劃者開始對(duì)城市路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，將各種智能化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用其中，取得的效果也比較顯著，但是，由于一些節(jié)能改造者對(duì)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)的了解不夠深入，運(yùn)用技術(shù)也不夠熟練，往往在節(jié)能改造過程中遇到各種各樣的問題。這就要求相關(guān)工作人員提高思想意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的學(xué)習(xí)，從而達(dá)到更加的應(yīng)用效果。
1路燈節(jié)能改造的意義
電能是我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)、生活中必不可少的一種重要能源，由于城市化水平的提升以及工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，電能在社會(huì)生產(chǎn)生活中的消耗量也顯著增加，這就導(dǎo)致我國(guó)能源緊缺的狀況進(jìn)一步加劇，許多城市都相繼陷入能源危機(jī)，顯然，這對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)久健康發(fā)展來說是非常不利的，在城市電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，路燈照明系統(tǒng)對(duì)電能的消耗量占據(jù)較大比重，因此，對(duì)路燈進(jìn)行節(jié)能改造有利于減少城市電力系統(tǒng)的總耗電量，進(jìn)而改善我國(guó)的能源危機(jī)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)健康發(fā)展。此外，路燈節(jié)能改造對(duì)智能化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用有利于建立一個(gè)信息化、數(shù)字化的服務(wù)平臺(tái)，將路燈照明系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳遞到城市道路管理部門，提升管理人員對(duì)道路公共設(shè)施的管理效率，進(jìn)而保證整個(gè)城市電網(wǎng)的安全性、可靠性及其運(yùn)行的綜合效率。同時(shí)，路燈節(jié)能改造是國(guó)家節(jié)能政策的顯著體現(xiàn)，能在城市節(jié)能改造中樹立良好的榜樣，從而帶動(dòng)城市全體人民參與到“節(jié)能減排、低碳生活”的活動(dòng)中來，并積極為城市節(jié)能貢獻(xiàn)出自己的一份力量，促進(jìn)能源利用率的提升，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
2常見的路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類型
2.1無線網(wǎng)絡(luò)型無線網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)是比較常見的一種路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)類型，目前，在我國(guó)各大城市中應(yīng)用比較多的無線網(wǎng)絡(luò)型控制系統(tǒng)主要是利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行工作的，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來說，從性質(zhì)上看，其屬于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行工作的無線網(wǎng)絡(luò)路燈照明控制系統(tǒng)主要以Zig-Bee技術(shù)為基礎(chǔ)，這種技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一種新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它具有速率低的特點(diǎn)，適用于短距離的無線連接，在運(yùn)行過程中，需要協(xié)調(diào)好各傳感器之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)傳感器與傳感器之間的連續(xù)接力，通過ZigBee技術(shù)可完善智能照明控制系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)多樣化的目的，例如自動(dòng)調(diào)光、PWN調(diào)光等。實(shí)踐證明，利用ZigBee技術(shù)建立的無線網(wǎng)絡(luò)型路燈監(jiān)控系統(tǒng)具有耗能低、成本低、安全性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，隨著該技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。
2.2電力線載波型電力線載波型路燈智能化控制系統(tǒng)多種多樣，其中應(yīng)用范圍最廣的是基于X-10協(xié)議的智能控制系統(tǒng)，所謂X-10協(xié)議，指的就是利用電力線作為基本介質(zhì)對(duì)電子系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的通信協(xié)議。簡(jiǎn)單來說，電力線載波型智能控制系統(tǒng)就是通過電力線傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào)的一種智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級(jí)的不同，主要可將電力線載波型智能控制系統(tǒng)分為低壓電力線載波通信、中壓電力線載波通信和高壓電力線載波通信三種基本類型。當(dāng)前應(yīng)用比較多的X-10智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
3照明智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1概述城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)主要是利用智能控制技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)出的一種智能化系統(tǒng)，對(duì)難于管理的路燈、公共照明設(shè)備等，可以根據(jù)實(shí)際需要，季節(jié)和天氣變化情況，事先設(shè)置區(qū)域、路段的控制策略，根據(jù)策略在計(jì)算機(jī)上事先設(shè)定時(shí)間，系統(tǒng)就可自動(dòng)按時(shí)間段分區(qū)，分路進(jìn)行定時(shí)開關(guān)控制，也可實(shí)時(shí)進(jìn)行和人工開關(guān)控制。當(dāng)夜晚（或光線較暗）來臨且處在交通高峰時(shí)，路燈按額定運(yùn)行電壓全部開啟，交通高峰期后，按比例以經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電壓開啟。還可對(duì)防范重點(diǎn)部位（區(qū)域）亮，安全地段（區(qū)域）不亮或少亮，有活動(dòng)有需要的地方亮，一切只需操作員在計(jì)算機(jī)上輕松完成。不但節(jié)省了人力，更排除了人為因素產(chǎn)生的矛盾和失誤，有效節(jié)約了電能。
3.2系統(tǒng)構(gòu)成城市路燈智能照明監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制終端三大部分組成，其中遠(yuǎn)程控制終端由調(diào)控穩(wěn)壓柜和遠(yuǎn)程控制器構(gòu)成。路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)總控制室設(shè)在路燈管理部門辦公室內(nèi)，實(shí)行計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)智能遙控，路燈智能調(diào)光監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖2所示。
3.3系統(tǒng)原理路燈智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要可分為通訊系統(tǒng)、控制中心主站、各點(diǎn)測(cè)控分站三部分組成，通訊一般采用有線與無線相結(jié)合或者無線的形式。主站主要可分為電腦和網(wǎng)絡(luò)兩部分，其主要功能在于控制和管理整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，其具有較強(qiáng)的兼容性，各分站點(diǎn)主要通過各種新技術(shù)裝備構(gòu)成其控制器，從而實(shí)現(xiàn)與主站通訊、執(zhí)行開關(guān)、控制時(shí)間和反饋數(shù)據(jù)等功能，智能控制型路燈多種多樣，但是無外乎都是采用的“主站電腦控制中心+合適的通訊手段或方式+各分站集中智能控制器+路燈控制系統(tǒng)”的模式。
4路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用
4.1智能路燈監(jiān)控裝置要求路燈智能化監(jiān)控裝置對(duì)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用效果具有直接影響，因此，必須嚴(yán)格按照智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，對(duì)路燈監(jiān)控裝置進(jìn)行配備：①要求數(shù)據(jù)采集器必須及時(shí)搜集各路燈的數(shù)據(jù)信息，并將這些信息實(shí)時(shí)反饋到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)上，以便相關(guān)人員及時(shí)作出處理。除了對(duì)路燈信息進(jìn)行監(jiān)控之外，還必須監(jiān)控相關(guān)智能網(wǎng)絡(luò)回路信息及計(jì)算機(jī)控制的指令和信息。②路燈智能化儀器的安裝必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)將所有智能化儀器安裝到專用箱內(nèi)，并配備專門的防盜鎖。智能路燈下應(yīng)設(shè)置科學(xué)合理的控制線纜，線纜的位置應(yīng)控制在支撐桿之內(nèi)。③智能化路燈控制系統(tǒng)的電源線和網(wǎng)絡(luò)線、防護(hù)管應(yīng)結(jié)合在一起進(jìn)行配置。這樣才能確保三者功能的協(xié)調(diào)。④應(yīng)對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行合理布置，一般來說，監(jiān)控計(jì)算機(jī)應(yīng)布置在管理員的辦公室內(nèi)，且必須設(shè)置備用計(jì)算機(jī)設(shè)備。
4.2智能化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和措施路燈智能化監(jiān)控技術(shù)在節(jié)能改造中的應(yīng)用必須遵循相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，路燈智能化節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①智能化控制系統(tǒng)應(yīng)將節(jié)能性和可靠性綜合起來考慮，對(duì)小于半數(shù)的燈具進(jìn)行自動(dòng)控制關(guān)閉，但必須保證道路兩側(cè)縱向的燈具保持長(zhǎng)亮狀態(tài)。②系統(tǒng)應(yīng)滿足夜間自動(dòng)間隔關(guān)閉電源的要求，這樣才能減少路燈在深夜消耗不必要的電能。③智能化系統(tǒng)裝置應(yīng)在白天能看清100m以內(nèi)的光線條件下自動(dòng)切斷電源，而且在傍晚太陽光線逐漸減弱，直到不能看清100m以內(nèi)的境況時(shí)自動(dòng)開啟路燈電源。④智能化系統(tǒng)必須具備調(diào)控光照度的功能，根據(jù)一天中各時(shí)段光照程度的不同來自動(dòng)調(diào)節(jié)路燈的光照強(qiáng)度，這樣才能起到較好的節(jié)能效果。⑤應(yīng)配備降低光源功率的自動(dòng)化裝置，以在深夜時(shí)分減少電能的消耗。
4.3本地監(jiān)控系統(tǒng)中子站應(yīng)用的分析在對(duì)本地智能化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮節(jié)能方式、路燈型號(hào)、三相電功率的分配等因素，路燈的開關(guān)控制是本地智能化監(jiān)控子站中最為重要的控制模塊，該模塊的控制流程如下：①應(yīng)根據(jù)不同程度的照明需求，建立完整的通信系統(tǒng)。②應(yīng)針對(duì)周邊環(huán)境等因素，制定該區(qū)域路燈的控制時(shí)刻表。③子站應(yīng)將各路段的開關(guān)燈時(shí)刻表信息存儲(chǔ)在一個(gè)專門的存儲(chǔ)器中，且該存儲(chǔ)器必須具備改寫功能，這樣才能使路燈開關(guān)燈時(shí)刻依據(jù)情況的變化而進(jìn)行調(diào)整。
5結(jié)語
總之，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，路燈智能化監(jiān)控技術(shù)水平也逐漸提升，這對(duì)我國(guó)城市節(jié)能改造質(zhì)量的提升也將起到一定的促進(jìn)作用，盡管我國(guó)路燈智能化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用水平正逐漸提升，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然存在一些問題，只有強(qiáng)化智能化監(jiān)控技術(shù)的科學(xué)研究并不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：智能化；焊接技術(shù)；焊接制造工程；動(dòng)態(tài)過程
焊接工藝是在三千年以前發(fā)明的，但是將焊接工藝做為一種技術(shù)應(yīng)用并開始發(fā)展的時(shí)期是在一九五零年左右，直至現(xiàn)在，焊接技術(shù)的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)超過了六十年，并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，焊接技術(shù)也一直得到不斷地發(fā)展和創(chuàng)新，尤其是現(xiàn)階段的焊接工藝，更是物理、化學(xué)、冶金、電子、機(jī)械等不同學(xué)科、工藝交叉融合后的產(chǎn)物，而且目前的焊接工藝已有數(shù)十種接連問世，其材料、設(shè)備的領(lǐng)域更是稱為制造業(yè)不可缺少的基本制造技術(shù)之一。
1.焊接技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展
在焊接材料領(lǐng)域，進(jìn)入21世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)的知名焊材企業(yè)對(duì)鋼材的發(fā)展迅速跟進(jìn)，在提升傳統(tǒng)產(chǎn)品的品質(zhì)和開發(fā)與高品質(zhì)鋼種配套焊材品種方面做出了不少努力，但新型焊材的開發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋼種的發(fā)展，一些新型鋼種的配套焊材尚需進(jìn)口。高品質(zhì)焊接材料附加值較高，目前約占我國(guó)焊接材料總量的20%左右，預(yù)計(jì)5年后能達(dá)到30%～40%。即使按20%計(jì)，其總量也可達(dá)60萬t左右。近年來國(guó)外各著名焊材企業(yè)紛紛進(jìn)入中國(guó)搶奪高端焊材市場(chǎng)，我國(guó)民族焊材工業(yè)在這方面存在明顯差距。
例如國(guó)外已采用廠房密閉除塵換氣的方式生產(chǎn)熔煉焊劑，國(guó)內(nèi)仍是敞開式生產(chǎn)，對(duì)環(huán)境的污染大；燒結(jié)焊劑國(guó)外均采用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)，我國(guó)大部分焊劑的成形欠佳和顆粒強(qiáng)度不好。除此之外，在無鉛焊接可靠性評(píng)價(jià)及壽命評(píng)估的機(jī)理研究上起步晚，只有少數(shù)科研院所在從事無鉛可靠性領(lǐng)域的研究及檢測(cè)工作。助焊劑和錫膏的研發(fā)與國(guó)際先進(jìn)水平差距大。
2.智能化焊接技術(shù)的構(gòu)成
基于計(jì)算機(jī)、控制等信息處理新技術(shù)，將人工智能與焊接工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)焊接工藝制造的技術(shù)――稱之為“智能化焊接技術(shù)”（Intelligentized Welding Technology，IWT）。智能焊接技術(shù)的提法含義為：利用機(jī)器模擬和實(shí)現(xiàn)人的某些智能行為實(shí)施焊接工藝制造的技術(shù)。
智能化焊接的主要技術(shù)構(gòu)成如圖1-1所示。包括采用智能化途徑進(jìn)行焊接工藝規(guī)劃、焊接設(shè)備、傳感與檢測(cè)、信息處理、知識(shí)建模、焊接過程控制、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、復(fù)雜系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的實(shí)施。可見智能化焊接技術(shù)是多學(xué)科交叉綜合在焊接技術(shù)領(lǐng)域的集成與升華。
圖 1-1 智能化焊接技術(shù)的構(gòu)成
3.焊接動(dòng)態(tài)過程的視覺傳感技術(shù)
視覺是人類感覺外部信息的主要功能之一。焊工感官對(duì)焊接過程接受的主要是視覺信息。因此，模擬焊工行為的基礎(chǔ)技術(shù)之一是采用計(jì)算機(jī)將人類視覺的理解及其信息的處理有效地用于焊接過程傳感。近年來，隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，利用視覺正面直接觀察焊接熔池，以反映焊接過程熔化金屬的動(dòng)態(tài)變化行為，通過圖象處理獲取熔池的幾何形狀信息實(shí)現(xiàn)焊接熔深、熔透以及成形的實(shí)時(shí)控制，已成為重要的研究方向。
脈沖GTAW的技術(shù)研究有以下幾方面：熔池正反面同時(shí)同幅視覺傳感系統(tǒng)，并獲得了堆焊熔池正反面圖象，對(duì)熔池圖象二維特征尺寸的實(shí)時(shí)提取進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，為控制正反面熔寬提供了傳感信息；對(duì)接填絲無間隙熔池圖象的三維特征提取進(jìn)行了的研究，獲得了填充焊絲焊接過程中熔池表面凸出和下塌，部分熔透和全熔透狀態(tài)下的圖象。采用灰度分布的反射圖方程計(jì)算恢復(fù)熔池的三維尺寸信息取得了初步的成功，為基于單目圖象傳感控制焊縫的余高提供了預(yù)測(cè)傳感信息；多方位同時(shí)同幅熔池圖象，基于對(duì)熔池前端圖象處理實(shí)時(shí)提取間隙變化，為解決工程應(yīng)用中變間隙焊接焊縫成形控制提供了傳感信息。成功地提取鋁合金熔池的動(dòng)態(tài)特征并實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋁合金熔池尺寸的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接過程中的熔池特征視覺傳感與實(shí)時(shí)控制的結(jié)合技術(shù)。
4.焊接動(dòng)態(tài)過程的實(shí)時(shí)智能控制方法
實(shí)現(xiàn)焊接動(dòng)態(tài)過程的實(shí)時(shí)智能控制是智能化焊接制造過程的關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)所在。
由于焊接過程是一個(gè)多參數(shù)相互耦合的時(shí)變的非線性系統(tǒng)，影響焊縫成形質(zhì)量的不確定因素眾多，這使得基于精確數(shù)學(xué)模型的經(jīng)典和現(xiàn)性控制理論方法的有效應(yīng)用受到限制和挑戰(zhàn)。而模擬焊工決策操作功能的智能控制則有可能在大范圍的不確定性條件下實(shí)現(xiàn)較為滿意焊接質(zhì)量。因此，在焊接過程控制中引入智能控制，如模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)控制和專家系統(tǒng)及其相互結(jié)合的智能控制方法的研究已經(jīng)興起。
如堆焊、無間隙對(duì)接焊、有間隙變化對(duì)接焊智能控制器設(shè)計(jì)的方法；無填絲和有填絲焊條件下正反面焊縫寬度、余高的實(shí)時(shí)智能控制的系列研究；對(duì)焊接速度與熔寬變化過程時(shí)滯不確定系統(tǒng)的預(yù)測(cè)補(bǔ)償自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)控制方法；單個(gè)神經(jīng)元自學(xué)習(xí)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW堆焊熔池背面熔寬的智能控制；系統(tǒng)控制和自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（焊接速度、電流）雙變量控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW對(duì)接熔池背面熔寬的智能控制；自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與正面余高的預(yù)測(cè)智能控制；前饋控制送絲速度和自學(xué)習(xí)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)變間隙脈沖GTAW填絲熔池背面熔寬與焊縫成形質(zhì)量的智能控制等。
5.智能化焊接技術(shù)的未來發(fā)展
焊接工藝智能化的未來發(fā)展就是能夠?qū)⒑附蛹夹g(shù)進(jìn)行優(yōu)化發(fā)展、智能識(shí)別工程制造操作環(huán)境、對(duì)焊接的質(zhì)量自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)焊接過程智能的進(jìn)行控制以及對(duì)焊接中的紕漏進(jìn)行自我的診斷和檢查等。
目前的焊接制造由于不能感知焊接的操作環(huán)境、不能適應(yīng)工藝條件的變化及波動(dòng)的干擾，故而，還是以人員操作焊接為主，因此，焊接工藝近期的發(fā)展目標(biāo)就是研發(fā)一種具有感知、具有判斷能力、具有反饋和決策能力的智能焊接機(jī)器人。而智能焊接制造的最終目標(biāo)是研發(fā)一款以智能、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以柔性制造系統(tǒng)、敏捷制造系統(tǒng)為輔的智能化焊接生產(chǎn)線。
結(jié)束語：
綜合全文的敘述，可以得出以下結(jié)論，智能焊接技術(shù)主要是由十大技術(shù)構(gòu)成的，其中動(dòng)態(tài)視覺傳感以及智能控制過程是智能化焊接的主要研究對(duì)象，智能焊接的動(dòng)態(tài)傳感技術(shù)主要用于焊接的動(dòng)態(tài)成像以及監(jiān)測(cè)技術(shù)，而焊接的智能控制則是智能化焊接制造工程中的研究難點(diǎn)，由此可見，智能化焊接工程不僅是信息與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，更是焊接技術(shù)發(fā)展的又一大突破。
焊接工藝從剛開始的手工作業(yè)逐漸發(fā)展為機(jī)械作業(yè)，再發(fā)展為半自動(dòng)化焊接，現(xiàn)今又向智能化焊接技術(shù)邁進(jìn)，并且隨著計(jì)算機(jī)的普及、人工智能技術(shù)的滲透，智能化的焊接制造工程將在不遠(yuǎn)的未來得以實(shí)現(xiàn)。
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