文/ Stefan Kleinmann,Matthias Scheu

感受智能建筑的魅力

文/ Stefan Kleinmann,Matthias Scheu

看波鴻技術(shù)學(xué)院如何培養(yǎng)實驗室智能建筑系統(tǒng)技術(shù)人員

“智能建筑”有可能顛覆實驗室在大家心目中的印象，它不再陰暗、氣味刺鼻。波鴻技術(shù)學(xué)院TFH實驗室正在為“智能建筑系統(tǒng)”而忙碌，學(xué)生們在怎樣的實驗室中上課和實驗？智能建筑到底有哪些未來感？聽聽Markus Gehnen教授怎么說。

“智能家居”到“未來實驗室”

“智能總管”、“智能家居”這些定義總是先從人們生活中開始普及，慢慢被嫁接到實驗室領(lǐng)域。20多年前，人們的腦海中就曾涌現(xiàn)出這樣的奇思妙想：是否有一天，建筑物中的所有控制和調(diào)節(jié)任務(wù)都能通過某幾種技術(shù)設(shè)備來總管，以計算機世界為例，為數(shù)不多的幾個操作系統(tǒng)就可以掌控所有。時至今日，這些已不再是幻想，這樣的一個智能“總管”終于誕生了，隨之而來的就是無奇不有的建筑物自動化解決方案。

高樓大廈中挑剔的住戶們對建筑設(shè)施的配置和使用操作舒適性要求很高。但隨著物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用的日益推廣，性能越來越強大、體積越來越小、價格越來越低的智能電子技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在其推波助瀾下，“智能家居”概念出現(xiàn)了。

圖1.波鴻Georg Agricola技術(shù)學(xué)院新的學(xué)士生正在上實驗課。

跨專業(yè)的工程技術(shù)人員

建筑中的自動化解決方案常因各建筑物所承擔(dān)的不同使命而有著不同的差異。樓宇自動化中可以用到多種多樣的控制、調(diào)節(jié)技術(shù)，它們組合后的分支數(shù)量呈現(xiàn)冪次增長。在一個中央控制室內(nèi)進(jìn)行集中可視化的管理，這種設(shè)想?yún)s不在人們的理想管理框架內(nèi)，各個專業(yè)技術(shù)的特殊性使得這種集中管理走不了多遠(yuǎn)。在建筑設(shè)計、設(shè)施調(diào)試和自動化系統(tǒng)日常運行中，需具跨專業(yè)、跨行業(yè)的全能技術(shù)人員，這樣才能對樓宇自動化各子系統(tǒng)間的相互作用了如指掌。

波鴻Georg Agricola技術(shù)學(xué)院的智能建筑系統(tǒng)實驗室，正在培養(yǎng)這樣的工程技術(shù)人員。此學(xué)院有電子技術(shù)系和信息技術(shù)系，來自這兩個專業(yè)的學(xué)士和碩士們在樓宇自動化的課程中各有不同側(cè)重點。學(xué)院實驗室為他們提供不同的教學(xué)實驗，把兩個學(xué)位之間不同的實驗任務(wù)有機的結(jié)合起來。

學(xué)士、碩士的不同實驗教學(xué)

實驗室向?qū)W士學(xué)位的大學(xué)生傳授掌握、處理實驗室現(xiàn)有系統(tǒng)的種種能力。學(xué)士學(xué)位的大學(xué)生們在實驗室控制下完成種種“樓宇自動化實驗”。做好充分準(zhǔn)備的實驗指導(dǎo)教師演示一些重要的樓宇自動化系統(tǒng)，例如經(jīng)典的KNX傳統(tǒng)系統(tǒng)、最新的數(shù)字電源系統(tǒng)等等。切實可行的實驗教材準(zhǔn)確地描述了學(xué)生們需要完成的任務(wù)，實驗課程、課時等都被安排在教學(xué)計劃中。

高層次的碩士學(xué)位實驗課則與學(xué)士學(xué)位的實驗課不同。碩士學(xué)位的大學(xué)生上實驗課時，實驗室提供了科學(xué)實驗的可能性。學(xué)生們兩三人為一個小組，每個小組都得到一項實驗課題，要求他們利用現(xiàn)在市場中可以購置到的元器件，利用實驗室現(xiàn)有的設(shè)施來完成這些實驗課題。但也允許他們嘗試完成自己構(gòu)建的一些“瘋狂設(shè)想”，每個課題的完成時間為一學(xué)期，沒有指定固定的課時，也沒有給出實驗流程。一般情況下也很少有成套的實驗項目，學(xué)生們所要完成的實驗課題常常是一個大項目中的各個子項目，這樣的實驗課就像真實的實際工作一樣。

一學(xué)期下來，碩士生們已經(jīng)掌握了很多實用經(jīng)驗。一些碩士生的項目成果將在學(xué)士生的實驗課題中進(jìn)一步驗證；其他能夠成為系統(tǒng)構(gòu)架中頂梁柱的碩士生成果則一步步的融入解決特殊任務(wù)之中，成為其中的子系統(tǒng)。而完成了本學(xué)期實驗課題的碩士生在下學(xué)期也有足夠的實驗課題等著他們?nèi)ネ瓿伞Ｋ腥硕紩闹惺芤?，碩士生們從實踐課題中收獲了經(jīng)驗，而學(xué)院實驗室也得到了最新水平的實驗成果。

圖2.模塊化的實驗元器件可以幫助學(xué)生們靈活的完成實驗課題。

圖3.實驗室落成典禮上的Gehnen教授。

技術(shù)的相互交融

在波鴻學(xué)院實驗室，也可以申請樓宇自動化技術(shù)的在職培訓(xùn)，許多技術(shù)分支的子系統(tǒng)安裝實驗需要在多個試驗臺上才能完成。此時使用的試驗臺有各種不同的數(shù)據(jù)線、各種規(guī)格尺寸的穿線管和通道以及最新的樓宇自動化技術(shù)。另外還有一個用于安裝中央控制元器件的電氣柜、一套實驗室級別的IT基礎(chǔ)設(shè)施和WLAN系統(tǒng)，這使得用于職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中的整個樓宇自動化設(shè)施變得更加配套。

實驗室的外觀也能夠側(cè)面反映出其實驗內(nèi)容，自動化技術(shù)實驗室從裝修開始都是自動化設(shè)計，從室內(nèi)自動化到室外，燈光照明使用的都是LED照明燈，所有的燈照點都是單獨定位設(shè)置的。實驗室窗戶上內(nèi)部有遮光窗簾，外部有調(diào)整陽光入射角的百葉窗。而且這種百葉窗也是可以單獨控制調(diào)節(jié)的，百葉窗的上端有調(diào)節(jié)陽光入射角的旋轉(zhuǎn)軸，可以根據(jù)不同時刻的太陽來調(diào)整百葉窗葉片的旋轉(zhuǎn)角度。至于是否有必要根據(jù)太陽高低來調(diào)整百葉窗的葉片角度，請向當(dāng)?shù)氐臍庀缶肿稍儭４送?，空調(diào)設(shè)備也使得這一實驗室更加完美。

未來實驗室的樣子

此實驗室系統(tǒng)的教學(xué)投入使用是非常有意義的，首先，可以為樓宇自動化技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)提供實驗服務(wù)。例如，實驗室本身就是集光照、遮陽設(shè)備、空調(diào)設(shè)備為一體的系統(tǒng)實驗實體，上述所有子系統(tǒng)的總能耗始終保持最低實驗狀態(tài)。準(zhǔn)確的說，就是在陽光充足的日子里，遮陽設(shè)施用于避免過多的陽光照射到室內(nèi)，從而減輕空調(diào)系統(tǒng)的工作負(fù)荷。而此時的百葉窗葉片仍然保持合適的開啟角度，能夠讓恰到好處的陽光照入室內(nèi)，不必開啟室內(nèi)的人工照明。

如上所述，每個房間內(nèi)都集成了許多先進(jìn)的、精心設(shè)計的功能。這樣的房間控制方案也分成了多個不同的等級：自動執(zhí)行的基本功能、物體探測器發(fā)信號控制的基本照明、遮光保護(hù)功能和根據(jù)太陽位置、天氣情況的自動調(diào)光。在房門上的控制屏增加了許多人工控制的基本功能。例如，室內(nèi)亮度的準(zhǔn)確控制、房間可視化控制，在一個手持式移動控制器中即可實現(xiàn)，這也正是樓宇自動化領(lǐng)域當(dāng)前加緊步伐研發(fā)的項目之一，可以肯定的說，這絕不是最后一個自動化項目。 LP

關(guān)于波鴻Georg Agricola技術(shù)學(xué)院

在建筑設(shè)計、樓宇設(shè)施的調(diào)試使用和樓宇自動化系統(tǒng)的日常運行，都需要工程技術(shù)人員具有相對寬的專業(yè)知識面，他們最好是跨專業(yè)、跨行業(yè)的專業(yè)技術(shù)人員，這樣才能保證對樓宇自動化中各子系統(tǒng)間的相互作用了如指掌。波鴻Georg Agricola技術(shù)學(xué)院的“智能建筑系統(tǒng)”實驗室正在培養(yǎng)這樣的工程技術(shù)人員，此學(xué)院電子技術(shù)系和信息技術(shù)系的學(xué)士生和碩士生們，在樓宇自動化的課程中各有不同的側(cè)重點。實驗室為兩個學(xué)位的大學(xué)生們提供不同的教學(xué)實驗，把兩個學(xué)位間不同的實驗任務(wù)有機的結(jié)合了起來。

本文作者系波鴻Georg Agricola技術(shù)學(xué)院教授、“智能建筑系統(tǒng)”實驗室領(lǐng)導(dǎo)人。