鄧 琦

遼寧保利實(shí)業(yè)有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110161

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與城市化進(jìn)程的加快，龐大的人口基數(shù)給建筑行業(yè)帶來(lái)了極為巨大的需求，其中人們對(duì)住宅的數(shù)量與質(zhì)量需求與人民的生活幸福感息息相關(guān)，直接影響著社會(huì)的穩(wěn)定與和諧[1]。城市化建設(shè)過(guò)程中不斷增加的勞動(dòng)人口數(shù)量與有限的城市地域資源形成較大的反差，因此給城市發(fā)展帶來(lái)前所未有的資源壓力和負(fù)擔(dān)。目前城市發(fā)展過(guò)程中僅有的土地資源面積不能充分的滿足城市建設(shè)以及居民生產(chǎn)、生活的需要。這種情況下，進(jìn)一步開(kāi)拓城市發(fā)展空間的立體理念應(yīng)運(yùn)而生，地下車庫(kù)作為現(xiàn)代化住宅建筑中的基本配套設(shè)施之一，一方面可以通過(guò)發(fā)城市建設(shè)過(guò)程中的立體空間，增加城市建設(shè)過(guò)程中的立體建筑面積和建筑數(shù)量，以此達(dá)到節(jié)約城市建設(shè)用地實(shí)際面積，緩解城市用地緊張壓力的目的。另一方面也可以通過(guò)高效的出入管理與行車引導(dǎo)為住戶提供更為便捷的停車服務(wù)，提高住戶的生活品質(zhì)?，F(xiàn)有住宅的地下車庫(kù)建筑在設(shè)計(jì)時(shí)未能充分考慮到智能化控制與管理，導(dǎo)致地下車庫(kù)的管理水平相對(duì)較低，地下車庫(kù)的能耗也成為住宅建筑能耗的重要組成部分[2]。以地下車庫(kù)的照明設(shè)計(jì)為例，由于地下車庫(kù)的自然采光性較差，因此，在地下車庫(kù)的開(kāi)放時(shí)間內(nèi)無(wú)論是否有車輛或行人進(jìn)出，照明設(shè)施會(huì)一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，極大地造成了電能資源的浪費(fèi)，增加住戶的公攤電費(fèi)壓力[3]，而當(dāng)?shù)叵萝噹?kù)關(guān)閉時(shí)，通常需要物業(yè)管理人員手動(dòng)關(guān)閉照明設(shè)施，這種相對(duì)傳統(tǒng)的管理方式也會(huì)給管理人員帶來(lái)較大的工作量，更加不符合現(xiàn)代化、智能化建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 建筑電氣智能化及其優(yōu)勢(shì)

隨著建筑科技的發(fā)展，建筑電氣的智能化程度越來(lái)越高，智能、節(jié)約、安全的建筑電氣設(shè)計(jì)已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。世界上第一個(gè)實(shí)施智能建筑這是美國(guó)的涅狄格州哈特福德市。該建筑實(shí)體的產(chǎn)生充分代表了建筑電氣智能化理念的真正實(shí)現(xiàn)。從1984年該建筑實(shí)體誕生之后的20多年內(nèi)，智能化建筑開(kāi)始以全新的面貌、飛快的速度通過(guò)實(shí)現(xiàn)與信息產(chǎn)業(yè)的有效融合，而實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)建筑行業(yè)的根本性變革。在智能化建筑中最為重要的幾大技術(shù)要點(diǎn)分別是智能技術(shù)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑施工以及建筑過(guò)程中的運(yùn)營(yíng)管理等。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，一個(gè)建筑工程據(jù)由建筑材料的生產(chǎn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，再到對(duì)建筑體的應(yīng)用的整個(gè)生命周期，預(yù)計(jì)大約會(huì)消耗掉地球上一半的能源、水資源以及材料資源，同時(shí)也這一過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大約24%的污染物、20%左右的固體垃圾以及地球上一半的氟氯氫。產(chǎn)生的這些危害性氣體以及垃圾會(huì)造成50%左右的溫室效應(yīng)，以及對(duì)水資源的污染等問(wèn)題。比如以一個(gè)大型的商業(yè)綜合體建筑作為案例來(lái)研究，要保證該建筑體的正常運(yùn)行，都需要各類機(jī)電設(shè)備的同時(shí)運(yùn)行，比如建筑正常使用過(guò)程中所用到的空調(diào)、電燈等電器產(chǎn)品。根據(jù)相關(guān)的研究調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，大型建筑70%的能耗都來(lái)源于空調(diào)、照明設(shè)備以及排水設(shè)備等。就僅從空調(diào)設(shè)備來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的能耗就占到其中的40%以上。由此看出，機(jī)電設(shè)備能耗在控制建筑能耗中發(fā)揮到的重大作用。建筑電氣智能化就是通過(guò)使機(jī)電設(shè)備智能化的手段來(lái)節(jié)約能源的一種手段。其中，最常使用的電氣智能化技術(shù)是智能遮陽(yáng)板、用能調(diào)控與計(jì)量系統(tǒng)等。前兩項(xiàng)能夠充分滿足室內(nèi)的采光需要，而減少了對(duì)照明設(shè)備的能耗需求，通過(guò)自動(dòng)調(diào)控遮陽(yáng)板與百葉窗的角度，減少了太陽(yáng)光對(duì)室內(nèi)溫度增加的效應(yīng)，以此達(dá)到減少空調(diào)能耗的目的，有利于實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能。用能調(diào)控與計(jì)量系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)和計(jì)算建筑物負(fù)荷能耗的重要手段和方式，有利于幫助用戶發(fā)現(xiàn)能耗，并針對(duì)其中存在不合理的地方進(jìn)行改善，從而有效實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗控制和電能管理的目的，比如根據(jù)機(jī)電設(shè)備能耗產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和計(jì)算控制。比如對(duì)于照明設(shè)備以及空調(diào)溫度的自動(dòng)調(diào)控等，使機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行處于最佳節(jié)能狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗資源的最大利用。此外，開(kāi)發(fā)可再生資源的過(guò)程中，如果充分利用智能化技術(shù)，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，地?zé)崮艿荣Y源，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，以此達(dá)到提高可再生資源利用率，降低能耗的目的。

2 地下車庫(kù)電氣智能控制設(shè)計(jì)

建筑電氣智能化是地下車庫(kù)設(shè)計(jì)與規(guī)劃的重要趨勢(shì)，借助電氣智能化技術(shù)，可以極大地提高地下車庫(kù)管理的信息化與智能化程度，提高地下車庫(kù)管理水平，減輕物業(yè)管理人員的工作壓力，同時(shí)借助智能化手段實(shí)現(xiàn)地下車庫(kù)設(shè)備設(shè)施的精細(xì)化控制與管理，可以在保障地下車庫(kù)運(yùn)行與使用效果的基礎(chǔ)上降低車庫(kù)的能耗與使用成本，為住戶提供智能化的便捷服務(wù)。

2.1 感應(yīng)式智能停車卡設(shè)計(jì)

感應(yīng)式智能停車卡的設(shè)計(jì)主要用于方便對(duì)地下車庫(kù)的進(jìn)出車輛進(jìn)行自動(dòng)化、信息化管理，其所針對(duì)的用戶可分為兩大類：住戶與臨時(shí)訪客，當(dāng)車輛進(jìn)入地下車庫(kù)時(shí)可以自動(dòng)獲取車輛牌照信息，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的住戶擁有車輛信息進(jìn)行比照，若是比照信息確認(rèn)為住戶，則無(wú)需領(lǐng)取臨時(shí)停車卡，而是按月或按季等形式進(jìn)行停車收費(fèi)；若是比照信息確認(rèn)非住戶時(shí)，臨時(shí)訪客進(jìn)入地下車庫(kù)時(shí)需要在地下車庫(kù)入口處操作自動(dòng)讀卡機(jī)領(lǐng)取臨時(shí)停車計(jì)時(shí)卡，以對(duì)訪客的停車時(shí)間進(jìn)行精確化計(jì)算，為后續(xù)車輛離開(kāi)地下車庫(kù)提供收費(fèi)依據(jù)。

目前，市面上的感應(yīng)式卡片種類較多，包括磁卡、IC卡、韋根卡、感應(yīng)IC卡等，在設(shè)計(jì)感應(yīng)式智能停車卡時(shí)可以采用感應(yīng)IC卡，其基于射頻技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)非接觸模式，并且可以精確記錄車輛進(jìn)出地下車庫(kù)的時(shí)間。感應(yīng)式智能卡系統(tǒng)采用由RS485組成的多機(jī)通信模式來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通訊，通訊模塊使用美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的MAX485作為通訊主芯片，MAX485可以將系統(tǒng)輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，并遠(yuǎn)距離傳輸差分信號(hào)。為了抵消通信線路由于通電而產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾，通常采用帶屏蔽層的雙絞線來(lái)連接RS485芯片，將雙絞線的屏蔽層作為地線，連接系統(tǒng)主機(jī)與感應(yīng)設(shè)備，RS485在信號(hào)傳輸方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，由于其信號(hào)傳輸方式采用的是差分式傳輸，系統(tǒng)只需要檢測(cè)兩條雙絞線之間的電位差，無(wú)需再找尋參照點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。通訊模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型可以保證各下位機(jī)節(jié)點(diǎn)連接與數(shù)據(jù)傳遞的實(shí)時(shí)性，任一節(jié)點(diǎn)在任意時(shí)間均可向感應(yīng)系統(tǒng)主機(jī)傳遞車輛進(jìn)出時(shí)間信息而不受其他節(jié)點(diǎn)的干擾。

2.2 車輛智能引導(dǎo)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

車輛智能引導(dǎo)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合節(jié)能減排、綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)地下車庫(kù)的不同狀態(tài)進(jìn)行照明設(shè)備的自動(dòng)開(kāi)啟與關(guān)閉設(shè)計(jì)。夏季白天地下車庫(kù)的光照度相對(duì)較高，室內(nèi)即使不開(kāi)照明設(shè)備也可以滿足車輛行駛光線要求，而由于人眼長(zhǎng)期處于某一光照強(qiáng)度下，對(duì)弱光的敏感度較低，很難意識(shí)到自己所處的地下車庫(kù)中的照明設(shè)備是開(kāi)啟狀態(tài)，因此經(jīng)常由于生理作用而忽略照明設(shè)備開(kāi)啟的現(xiàn)實(shí)，尤其是在室外的光照強(qiáng)度高于室內(nèi)照明設(shè)備的光照時(shí)，人們幾乎感覺(jué)不到照明設(shè)備的存在，導(dǎo)致地下車庫(kù)的照明設(shè)備長(zhǎng)期開(kāi)啟造成用電浪費(fèi)現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)對(duì)此情況加以智能化控制，當(dāng)實(shí)時(shí)采集的光照強(qiáng)度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)照度時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)控制地下車庫(kù)內(nèi)的照明設(shè)備啟動(dòng)，滿足車輛行駛光照需求；當(dāng)實(shí)時(shí)采集的光照強(qiáng)度高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)照度時(shí)，說(shuō)明室內(nèi)的自然光照充足，此時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)控制地下車庫(kù)的照明設(shè)備關(guān)閉，減少不必要的電力消耗。此外，還可以根據(jù)時(shí)間段進(jìn)行照明設(shè)備的精細(xì)化控制，例如，在早晚班高峰期階段應(yīng)當(dāng)保證地下室內(nèi)的照明設(shè)備開(kāi)啟，以保證車輛行駛的光照強(qiáng)度，而在其他淡季則可根據(jù)車輛的進(jìn)出情況提供個(gè)性化服務(wù)。當(dāng)有車輛駛進(jìn)地下車庫(kù)時(shí)，智能控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)自動(dòng)獲取車輛的拍照信息并基于車位信息數(shù)據(jù)庫(kù)查詢到車輛行駛的目標(biāo)，將地下車庫(kù)中行駛軌跡內(nèi)的燈光打開(kāi)，以引導(dǎo)住戶將車輛?？吭谙鄳?yīng)的車位上，為住戶停車提供更為個(gè)性化的服務(wù)。

在設(shè)計(jì)地下車庫(kù)照明智能控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)采用光敏二極管定性地表達(dá)光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱方法已經(jīng)不再適用，需要將光照強(qiáng)度的采集結(jié)果定量化，以提高上位機(jī)管理與控制的精確度?？刹捎每删幊坦忸l轉(zhuǎn)換器TSL230作為定量化光照度采集的核心芯片，TSL230是新一代集成化的智能傳感器，具有極高的性價(jià)比，TSL230通過(guò)在單片集成電路中集成可配置的光電二極管陣列與電流頻率轉(zhuǎn)換器等芯片，可以直接輸出高精度的數(shù)字信號(hào)，而其輸出的數(shù)字信號(hào)頻率與光照強(qiáng)度之間的正比關(guān)系是固定的，從而可以為照明智能控制系統(tǒng)提供定量化的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，下位機(jī)會(huì)將所采集的地下車庫(kù)光照強(qiáng)度信號(hào)傳輸給上位機(jī)，判斷光照強(qiáng)度是否能夠保證行車安全，以控制照明設(shè)備的開(kāi)閉，減少不必要的電力消耗。其次，可在各個(gè)車位的正上方安裝超聲波探測(cè)器，在地下車庫(kù)的停車出入口分布安裝上金屬模擬圖板，用于有效監(jiān)管空車位位置與數(shù)量信息。引導(dǎo)功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠智能化對(duì)智能化控制中心以及停車系統(tǒng)的集成應(yīng)用，對(duì)駛?cè)氲能囕v進(jìn)行燈光引導(dǎo)，從而有效實(shí)現(xiàn)車輛燈光引導(dǎo)的功能。在車輛即將駛?cè)氲叵聨?kù)時(shí)，可以通過(guò)車輛以及圖像識(shí)別的手段來(lái)向照明系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，從而來(lái)影響聯(lián)動(dòng)控制于是打開(kāi)相應(yīng)的車道燈光。以這種智能化的方式和手段為住戶的停車問(wèn)題，提供更加便捷貼心的服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)大型地下車庫(kù)的電氣智能化控制分析與設(shè)計(jì)，可以極大地提高地下車庫(kù)管理的智能化與信息化水平，最大限度地節(jié)約自然資源與能源、減少環(huán)境污染，對(duì)保持生態(tài)平衡具有一定意義。

[1] 張良，張華，周鵬. 關(guān)于大型車庫(kù)照明設(shè)計(jì)的分析與探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，12（11）：79.

[2] 姚慶梅，牟洵，賈燕，等. 地下車庫(kù)燈光智能控制系統(tǒng)[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2014，14（14）：239-243.

[3] 牟洵. 地下車庫(kù)路徑規(guī)劃與燈光導(dǎo)航智能控制系統(tǒng)的研究[D].山東建筑大學(xué)，2014.