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摘要：當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，工業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展成為第四次工業(yè)革命的核心內(nèi)容。
AI正在改寫現(xiàn)代建筑幕墻建設(shè)領(lǐng)域的概念，為推動快速建設(shè)精準(zhǔn)的智能建設(shè)工程體系提供新的模式和新的方法。幕墻與智能化系統(tǒng)工程中，主要包括智能通風(fēng)、智能防盜、智能亮化、智能遮陽、智能排煙系統(tǒng)、智能采光、智能維護(hù)、智能光伏、智能光熱、智能家居。“智能”是數(shù)字化與工業(yè)化的全面、深度融合，如果放在行業(yè)各種不同類型的企業(yè)中來看，“智能”是數(shù)字化與各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的深度、全面融合。所謂“融合”，就是要時(shí)時(shí)處處都用全新的理念來執(zhí)行。對于設(shè)計(jì)，就是數(shù)字化與設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的融合。對于施工數(shù)字化與施工業(yè)務(wù)的融合。對于項(xiàng)目管理，就是數(shù)字化與項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)的融合。融合的基礎(chǔ)是全面數(shù)字化，是業(yè)務(wù)流程的重塑，是組織架構(gòu)的調(diào)整。
建筑幕墻智能控制系統(tǒng)、智慧生產(chǎn)線的建設(shè)系統(tǒng)、智能影像識別、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)技術(shù)、節(jié)能技術(shù)的研發(fā)、幕墻信息存儲管理系統(tǒng)平臺建設(shè)，。都在健康發(fā)展中。制造業(yè)智能化升級需求是工業(yè)智能發(fā)展的根本驅(qū)動。制造業(yè)升級的最終目的，是從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)而最終實(shí)現(xiàn)智能化。
關(guān)鍵詞：建筑幕墻智能控制系統(tǒng)、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能家居。
一、系統(tǒng)概述
建筑幕墻智能控制系統(tǒng)主要由檢測環(huán)境參數(shù)的在線測溫傳感器、風(fēng)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(wù)器、執(zhí)行設(shè)備（詞條“設(shè)備”由行業(yè)大百科提供）、以及客戶端構(gòu)成。云端的遠(yuǎn)程系統(tǒng)加密基站具有運(yùn)行穩(wěn)定、處理功能強(qiáng)大和擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)。控制系統(tǒng)通過人機(jī)界面進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作,集中顯示幕墻上各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況,整體有效的管理建筑幕墻。
智能幕墻是物聯(lián)網(wǎng)e+進(jìn)入幕墻行業(yè)，帶來了新的變革。幕墻是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)（詞條“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供），附加在幕墻上的光伏、燈光、通風(fēng)、門窗、電動遮陽，產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生了一系列的垂直產(chǎn)品，和幕墻系統(tǒng)。
二、功能設(shè)計(jì)
(1)日照調(diào)節(jié)。
能源消費(fèi)包括人工照明,日照最大化是低能耗設(shè)計(jì)的重要目的之一,幕墻控制系統(tǒng)能機(jī)動的控制幕墻遮擋設(shè)備,減小陽光對建筑內(nèi)部舒適條件造成傷害,減少過加熱、過強(qiáng)光和照射過渡等。
(2)通風(fēng)控制。
幕墻智能控制系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度,夏季當(dāng)周圍溫度不超過30℃(溫度可通過控制系統(tǒng)設(shè)定)時(shí),幕墻智能控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)將可伸縮的屋頂、機(jī)動窗戶等打開實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。冬季當(dāng)外界溫度低于5℃(溫度可通過控制系統(tǒng)設(shè)定)時(shí),啟動機(jī)械通風(fēng)裝置。
(3)發(fā)電功能。
利用光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)建筑物電的自給。
(4)構(gòu)造控制。
使用者可通過人機(jī)界面、遙控裝置和墻上的開關(guān)對幕墻構(gòu)造進(jìn)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(yè)大百科提供）與幕墻結(jié)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(bào)警系統(tǒng)接入幕墻智能控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對門窗的安全防范。
(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(shù)手段。
(8) 建筑幕墻維護(hù)功能。
如防傾斜感應(yīng)器，位移感應(yīng)器，防破碎感應(yīng)器等。讓建筑幕墻的安全狀態(tài)可以被系統(tǒng)感知，如有需要維護(hù)的情況可精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)并維護(hù)。
三、智能幕墻功能與智能家居高科技產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)
(1)防盜報(bào)警。
在建筑玻璃幕墻上安裝玻璃碎片探測器,當(dāng)有人或硬物將玻璃幕墻擊碎時(shí),探測器檢測到信號后通過與他相連的智能控制系統(tǒng)通過揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號;在門、窗上安裝門磁開關(guān),當(dāng)有人非法闖入時(shí),門磁開關(guān)接通報(bào)警裝置報(bào)警。系統(tǒng)同時(shí)將啟動聯(lián)動的攝像機(jī),將報(bào)警畫面?zhèn)魉徒o安保人員。
(2)光伏發(fā)電。
利用幕墻結(jié)構(gòu)位置(不影響采光等因素),將太陽能光電池板與幕墻結(jié)合,利用太陽能光電池板來給智能控制系統(tǒng)或其它負(fù)荷提供電能。
(3)取暖和加熱。
將太陽能集熱器與幕墻結(jié)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?zé)崛∨峁崮?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(tǒng)，通過日光控制系統(tǒng)檢測到日光強(qiáng)度。日光控制系統(tǒng)將信號通過智能控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行器來控制百葉的開關(guān)狀態(tài):當(dāng)陽光充足時(shí),智能控制系統(tǒng)將百葉窗放下;當(dāng)陽光強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí),智能控制系統(tǒng)將百葉窗打開，此系統(tǒng)可以自動化，也可以機(jī)械化，利用光的衍射原理使人們對環(huán)景的需求更加舒適，節(jié)省能源。
(5)聲音控制。
在智能幕墻控制系統(tǒng)中加裝聲音控制器,用來接收使用人通過聲音發(fā)出的控制指令,實(shí)現(xiàn)門、窗和百葉等開啟狀態(tài)的智能控制;利用納米技術(shù)使門窗即使開窗通風(fēng)也可以消音或靜音。
(6)煙感控制。
當(dāng)室內(nèi)的煙霧傳感器檢測到空氣有一定濃度的煙塵時(shí),與煙霧傳感器相連的智能控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)將天窗、通風(fēng)口等打開,同時(shí)通過揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號。
(7)風(fēng)雨感應(yīng)。
在天窗和幕墻等位置安裝雨滴傳感器和風(fēng)力傳感器當(dāng)傳感器檢測到有降雨或大風(fēng)時(shí),與傳感器相連的智能控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)將窗、門等關(guān)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(wǎng)膜門禁)控制系統(tǒng),通過訪問人的特征如語音、指紋和視網(wǎng)膜等,在門禁系統(tǒng)（詞條“門禁系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供）中設(shè)置訪問人的權(quán)限,用來識別訪問者的權(quán)利。
人臉識別門禁系統(tǒng)
數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號
10.1寸數(shù)字高清觸摸液晶屏
200萬高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭，夜間自動補(bǔ)光;夜光按鍵，可視對講及
遠(yuǎn)程開鎖，人臉識別、手機(jī)APP、密碼、IC卡感應(yīng)開鎖
外型尺寸：180X413X40MM
入戶門鎖（詞條“門鎖”由行業(yè)大百科提供）系統(tǒng)
手機(jī)遠(yuǎn)程開鎖、指紋開鎖、密碼開鎖、刷卡開鎖，
能與其他智能設(shè)備聯(lián)動，組成多層防護(hù)。
自動滑蓋(觸摸感應(yīng)滑蓋控制)
工作電源：8節(jié)7號電池
功耗：滿電電池工作≧6個(gè)月
(9)紅外遠(yuǎn)程控制。
在智能控制系統(tǒng)中加裝紅外接收器,通過使用人手持遙控裝置發(fā)出的指令,紅外接收器將指令傳送給智能控制系統(tǒng),智能控制系統(tǒng)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成門、窗、百葉等開關(guān)狀態(tài)。
(10)安全防范。
在幕墻門窗的窗戶前安裝紅外報(bào)警器,當(dāng)有無人照看兒童想要攀爬門窗時(shí),紅外報(bào)警器通過控制裝置聲光報(bào)警信號,同時(shí)智能控制系統(tǒng)關(guān)閉窗戶以防事故的發(fā)生。
居家安全防護(hù)
別墅四周分布戶外防水攝像頭
別墅室內(nèi)主通道分布室內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)攝像
頭，通過NVR監(jiān)控硬盤進(jìn)行視頻存儲，
用戶可以通過NVR查看回看錄像
人體感應(yīng)對戶外主通道進(jìn)行布控，在沒
有家人的情況下，抓拍/報(bào)警異常情況
智能燈光系統(tǒng)
吊燈、吸頂燈、筒燈、燈帶、射燈
智能多媒體系統(tǒng)
智能魔盒、智能魔鏡、背景音樂
智能電機(jī)系統(tǒng)
智能沙發(fā)、智能窗戶、智能床簾
開關(guān)空調(diào)系統(tǒng)
智能開關(guān)、傳統(tǒng)面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）、中央空調(diào)控制器
智能化統(tǒng)一管理
前臺PC端，登記每個(gè)房間住戶，并進(jìn)行使用授權(quán)，可以查看所有智能設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)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(shè)備，下載專用APP控制更靈活
房間獨(dú)立WIFI
每個(gè)房間獨(dú)立的WIFI，互不影響安裝調(diào)試更省心
系統(tǒng)支持以樣板間為模板，通過屬性模擬的方式，復(fù)制樣板間的設(shè)備名稱，智能場景等所有信息，工程師安裝調(diào)試更省心
產(chǎn)品維護(hù)替換方便
產(chǎn)品故障或換新，處理很簡單，系統(tǒng)后臺進(jìn)行屬性替換，就可以正常使用，無需重新設(shè)置
施工優(yōu)勢
安裝簡單，無需布通訊線，傳統(tǒng)的安裝方式，一般電工完全可以勝任
效率更高
設(shè)置好樣板房后，其他房間只要復(fù)制樣板間就可以。無需重復(fù)設(shè)置，大大減少技術(shù)人員工作量。
四、智能幕墻的設(shè)計(jì)
智能幕墻系統(tǒng)主要由傳輸層、輸入傳感器、輸出執(zhí)行器件、控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)（詞條“光伏發(fā)電系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供）5部分組成。
(1)傳輸層
傳統(tǒng)傳輸層要求：
針對以上無線網(wǎng)絡(luò)占用機(jī)房以及冗余的多設(shè)備結(jié)構(gòu)，擁有故障點(diǎn)增多，布機(jī)關(guān)卡增多，信號覆蓋局限等等問題。
天津遠(yuǎn)景宏有限公司研發(fā)了一種基于底層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換協(xié)議，支持5G大信息量數(shù)據(jù)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(jī)柜以及設(shè)備，節(jié)省成本、空間以及傳輸設(shè)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(guān)、限位開關(guān)等。
(3)輸出執(zhí)行器件
電機(jī)、馬達(dá)、電磁閥、揚(yáng)聲器等。
(4)控制系統(tǒng)
采用邊緣計(jì)算模式，通過輸入設(shè)備(如陽光控制器、溫度傳感器、雨滴探測器等)將現(xiàn)場參數(shù)輸入給控制柜中的PLC控制系統(tǒng);經(jīng)PLC處理后的參數(shù)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電機(jī)、馬達(dá)、電磁閥、揚(yáng)聲器)帶動門窗、百葉等構(gòu)件的動作。在中控室連接人機(jī)界面,操作者可以點(diǎn)動鼠標(biāo)輕松管理整個(gè)幕墻所有設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且在云端報(bào)備。
(5)光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏發(fā)電是新能源（詞條“新能源”由行業(yè)大百科提供）和可再生能源的重要組成部分,太陽能光伏發(fā)電（詞條“太陽能光伏發(fā)電”由行業(yè)大百科提供）的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時(shí),電池吸收光能,產(chǎn)生光生電子——空穴對。在電池內(nèi)電場作用下,光生電子和空穴被分離,電池兩端出現(xiàn)異號電荷的集累,即產(chǎn)生“光生電壓”。
①控制器。
控制器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件之一,根據(jù)系統(tǒng)功率、電壓、方陣路數(shù)、蓄電池組數(shù)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(yōu)充電控制。③蓄電池放電管理。④設(shè)備保護(hù)。⑤故障診斷定位。⑥運(yùn)行狀態(tài)指示。
②逆變器。
根據(jù)系統(tǒng)的直流電壓確定逆變器的直流輸入,根據(jù)負(fù)載的類型確定逆變器的功率和相數(shù),根據(jù)負(fù)載的沖擊性決定逆變器的功率余量。
③太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷接地。
如果太陽能電池方陣被雷電直接擊中會造成設(shè)備損壞或人員傷亡,所以在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)做防雷設(shè)計(jì)。
五、結(jié)語
智能幕墻是建筑幕墻的延伸,是在智能化建筑的基礎(chǔ)上將建筑配套技術(shù)(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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、溫度和光線,從而節(jié)省了建筑物使用過程的能源,降低了生產(chǎn)和建筑物使用過程的費(fèi)用。因此智能幕墻系統(tǒng)龐大,具有很好的發(fā)展空間和前景。當(dāng)前建筑幕墻制造業(yè)正處在由數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)向智能發(fā)展的重要階段，核心是要實(shí)現(xiàn)基于海量工業(yè)數(shù)據(jù)的全面感知，和通過端到端的數(shù)據(jù)深度集成與建模分析，實(shí)現(xiàn)智能化決策與控制指令。工業(yè)智能強(qiáng)化了建筑幕墻制造企業(yè)的數(shù)據(jù)洞察能力，實(shí)現(xiàn)了智能化管理和控制，是企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的有效手段，也是打通智能制造最后一公里的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
作者單位：天津奧福威工程管理咨詢有限公司
天津遠(yuǎn)景弘建筑設(shè)計(jì)有限公司
