本篇文章內(nèi)容由[中國幕墻網(wǎng)ALwindoor.com]編輯部整理發(fā)布：

　　摘要：智能化、智能建筑（詞條“智能建筑”由行業(yè)大百科提供）、物聯(lián)網(wǎng)、采用機器人、5G+人工智能對鋁門窗（詞條“門窗”由行業(yè)大百科提供）、幕墻行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。本文闡述了智能幕墻的發(fā)展以及我國目前智能幕墻存在的問題。

　　一、建筑智能化系統(tǒng)的發(fā)展

　　新型智慧城市是建設(shè)數(shù)字中國、智慧社會的核心載體。我國新型智慧城市已經(jīng)進入以人為本、成效導(dǎo)向、統(tǒng)籌集約、協(xié)同創(chuàng)新的新發(fā)展階段。新型智慧城市的建設(shè)重點，圍繞頂層設(shè)計、體制機制、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運行中樞、智慧生活、智慧生產(chǎn)、智慧治理、智慧生態(tài)、技術(shù)創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)體系和安全保障體系等十大核心要素，深入分析研究了我國新型智慧城市發(fā)展態(tài)勢、行業(yè)熱點和重大進展。

圖1.新型智慧城市建設(shè)重點的10大核心要素

　　1、人工智能的發(fā)展

　　目前，5G 正在闊步前行，它將以全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供至少 10 倍于 4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力，開啟萬物廣泛互聯(lián)、人機深度交互的新時代。

　　人工智能是第四次工業(yè)革命的重要推動技術(shù)，是經(jīng)濟發(fā)展新引擎。

　　近幾年，人工智能發(fā)展迅速,各科技強國紛紛制定相關(guān)發(fā)展政策，科技、制造等業(yè)界巨頭公司深入布局，人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐漸擴大。

圖2.5G 和人工智能相互賦能

　　在信息社會中,人們對于現(xiàn)代建筑的概念也在發(fā)生變化,傳統(tǒng)建筑提供的服務(wù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會和工作環(huán)境等方面的要求。智能建筑(Intelligent Building),以下簡單稱IB出現(xiàn),使得一幢幢高樓就變成了一個小社會,其內(nèi)部有眾多小公司,各種商業(yè)的生活行為要求數(shù)以兆計的信息和控制指令進出整座大廈。IB把建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理等基本要素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進行優(yōu)化組合,從而提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境。1984年,美國康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進行了改造,建成了稱之為(City Place)的大廈,從此誕生了世界公認(rèn)的第一座智能大廈,它是時代發(fā)展和國際競爭的產(chǎn)物。為了適應(yīng)信息時代要求,各高科技公司紛紛建成或改造具有高科技裝備的高科技大廈(Hi-Tech.Buiding),如美國國家安全局和五角大樓等。據(jù)有關(guān)估測,美國的智能大廈將超萬幢,日本和泰國新建大廈中的60%為智能大廈,中國的第一座智能大廈被認(rèn)為是北京的發(fā)展大廈。此后,相繼建成了一批智能大廈,如深圳的地王大廈、北京西客站等。智能建筑最近幾年在我國發(fā)展很快,許多公共設(shè)施、高層建筑（詞條“高層建筑”由行業(yè)大百科提供）,甚至住宅小區(qū)都要求智能化,智能建筑熱潮已經(jīng)來臨。

　　新型智慧城市發(fā)展重心逐漸從整體謀劃、全面建設(shè)向營造優(yōu)質(zhì)環(huán)境、設(shè)計長效可持續(xù)發(fā)展機制轉(zhuǎn)變，全面創(chuàng)新組織管理、建設(shè)運營、互動參與等機制。新型智慧城市更強調(diào)云網(wǎng)端融合的新型智能設(shè)施泛在部署，更強化數(shù)據(jù)智能、信息模型等共性賦能支撐和平臺整合，更注重實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動、“三融五跨”的智慧生產(chǎn)、智慧生活、智慧生態(tài)、智能治理等應(yīng)用服務(wù)發(fā)展。

　　2、5G 網(wǎng)絡(luò)為人工智能的引入幕墻技術(shù)提供基礎(chǔ)

　　在 3G/4G 時代，設(shè)備連接服務(wù)和數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的處理都需要經(jīng)過核心網(wǎng)協(xié)調(diào)和處理，服務(wù)能力通常都部署在外部云平臺中，這三種基本服務(wù)通常都需要遠(yuǎn)距離訪問，容易造成核心網(wǎng)壓力大，靈活性不足和服務(wù)效率不高等問題。在5G 時代，人與人、人與物、以及物與物之間建立萬物互聯(lián)，這些連接都將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。

圖3.智能家居（詞條“智能家居”由行業(yè)大百科提供）控制系統(tǒng)

　　在2019年慕尼黑國際建筑展覽中展出的數(shù)碼創(chuàng)意、服務(wù)和產(chǎn)品，包括建筑地盤和建筑地盤物流，以至樓宇規(guī)劃、樓宇維修、翻新/現(xiàn)代化和建筑材料循環(huán)再造等建筑業(yè)的數(shù)字化正在取得進展，與此同時，在規(guī)劃、建造和翻新建筑物方面也出現(xiàn)了新的動力、新的想法和方法。特別是，“智能家居”的主題確保了建筑智能的產(chǎn)品變得更加數(shù)字化，而且它們之間的聯(lián)網(wǎng)也在增加。從空調(diào)、暖氣、遮陽和燈光到接入系統(tǒng)，一切都是相互聯(lián)系和交流信息的。

　　二、智能化鋁門窗行業(yè)應(yīng)用

　　(一)未來鋁門窗、幕墻設(shè)計將是智能化的。我們的居住空間，提供更多的舒適和設(shè)計卓越產(chǎn)品。下面就是一些智能門窗新技術(shù)的應(yīng)用。(圖4)

圖4.智能門窗技術(shù)

　　1、新一代隱蔽機電一體化配件的重點是最小化噪音的產(chǎn)生，以及最大的開放寬度，旭格簡單智能化手動/自動一體變速箱能小巧體積，隱蔽執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)的配件在窗體內(nèi)。創(chuàng)新的新一代芯片配件不僅提供了市場上最安靜的全集成執(zhí)行器，而且還提供了一個完整的測試系統(tǒng)，包括執(zhí)行器、配件和輪廓系統(tǒng)--所有這些都來自一個單一的來源，對于產(chǎn)品的使用過程、報修及損壞，有預(yù)警監(jiān)控�；�于無線電的開啟和關(guān)閉監(jiān)測，以可靠地概述已安裝機組的狀態(tài)能量自給自足，無線，可隱藏在窗口回扣內(nèi)。

　　2、音頻/視頻門通信，具有方便、安全的訪問控制。(圖5)

圖5.樓宇自動化

　　3、隨時跟蹤所有的事情：集成高清攝像頭、紅外線發(fā)光二極管和出入控制確保入口區(qū)域始終可見和安全--無論何時何地。指紋控制、刷臉控制系統(tǒng)，綜合樓宇管控和遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)控等系統(tǒng)都是未來智能化門窗的發(fā)展方向，也逐漸被人們接受和使用。

　　4、最大舒適度和最新技術(shù)：完全可以通過設(shè)定的應(yīng)用程序來操作和配置IOS和Android。

　　6、具有24/7接收的全球可用性：傳輸自動調(diào)整以適應(yīng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)條件。

　　7、為所有單位建立一個系統(tǒng)：一體化、控制和監(jiān)測機電一體化專用單元的綜合平臺。

　　8、多種開放界面：可以集成在開放式樓宇管理系統(tǒng)(如KNX或BACNT)中，并連接到外部智能家居系統(tǒng)(如AmazonAlexa)。

　　9、最大的方便：使用專業(yè)應(yīng)用程序，您可以激活自動功能，如夜間冷卻、空氣質(zhì)量傳感器、運動感應(yīng)器或靜音模式時間。

　　10、系統(tǒng)安裝在外部框架中，用于側(cè)邊的導(dǎo)軌--在外半輪廓中--確保纖細(xì)線條的框架外觀。

　　11、高度風(fēng)穩(wěn)可達25米/秒(博福特級為9至10級)，有降噪系統(tǒng)：窗開100-200mm,可以消除室外噪音和順暢通風(fēng)系統(tǒng)。(圖6)

圖6.高度風(fēng)隱降噪系統(tǒng)

　　(二)智能門窗的一些新產(chǎn)品應(yīng)用案例介紹：

　　1、智能化電動開啟窗

　　新一代隱藏式機電一體化配件，其重點是將噪音降至最低，并最大限度地擴大開口寬度。(圖7)

圖7.智能電動開啟窗

　　為隱蔽性執(zhí)行器技術(shù)制定了新的標(biāo)準(zhǔn)。這種創(chuàng)新的新一代配件不僅提供了市場上最安靜的全集成執(zhí)行器，而且還提供了一個完整的測試系統(tǒng)，包括執(zhí)行器、配件和輪廓系統(tǒng)--所有這些都來自一個單一的來源。進一步的創(chuàng)新包括最大的開放寬度和可能的單位尺寸，這使得SchuecoTiptronicSimplySmart可以在幾乎所有的SchuECO窗口系列中使用不同的打開類型。

　　集成到樓宇自動化中，極其流暢的機電一體化配件生產(chǎn)滿足了商業(yè)項目和住宅物業(yè)(如房間通風(fēng)、排煙、自然夜間冷卻或防盜)對能源效率、舒適性和安全性的各種要求。

　　SchuecoTiptronicSimplySmart也允許個人操作，這意味著幾乎任何愿望都可以滿足。除了通過手柄或壁掛式開關(guān)進行手動操作外，還可以使用平板和智能手機等移動終端設(shè)備。一個完美的解決方案的窗戶或困難，是很難或不可能達到。

　　優(yōu)點如下：

　　(1)、節(jié)能

　　具有節(jié)能功能的廣泛應(yīng)用：如縫隙通風(fēng)、定時通風(fēng)和夜間冷卻。

　　電源管理功能：最多可有30個窗口單元使用一個電源包。

　　通風(fēng)口寬度高達800毫米，用于非常有效的通風(fēng)。

　　(2)、設(shè)計

　　所有部件的完全隱蔽的安裝-也是為了一個活動的功能

　　盡可能窄的窗口大小，以適應(yīng)當(dāng)前的體系結(jié)構(gòu)趨勢

　　(3)、自動化

　　通過倒轉(zhuǎn)極性的窗口控制以及旭格控制組件：簡單可靠的窗口調(diào)試

　　綜合自動化窗口功能的旭格控制：例如通風(fēng)或關(guān)閉監(jiān)測

　　(4)、安防

　　防盜能力：系統(tǒng)測試達到安全等級RC 2(WK2)

　　反指陷阱軟件確保防手指陷阱保護等級2;安全等級4可能與可選的系統(tǒng)傳感器聯(lián)動。

　　功能性模塊：

　　有線電動開啟系統(tǒng)(有線開關(guān)近距離點控)

　　無線電動開啟系統(tǒng)(太陽能系統(tǒng)支撐電動開啟)

　　智能窗系統(tǒng)局控、中央控制、風(fēng)雨感應(yīng)、近距離遙控

　　消防自動排煙窗系統(tǒng)(應(yīng)急電源、煙火感應(yīng)自動開啟排煙窗)

　　應(yīng)用于場館、廠房、飛機場、火車站、地鐵、寫字樓、商廈、超高建筑的以下場景

　　人手無法觸及到的窗戶開啟

　　人手開啟費力的超大、超重型的窗戶

　　有火警時能自動開啟的消防排煙窗口對開關(guān)窗實行自動化管理和樓宇自控

　　防止雨水侵襲

　　防盜門窗系統(tǒng)開啟

　　2、智能化電動遮陽百葉系統(tǒng)

　　電動開啟窗在工作狀態(tài)下提供足夠的機械鎖定力，以滿足外墻整體結(jié)構(gòu)性、氣密性及水密性（詞條“水密性”由行業(yè)大百科提供）要求。(圖8)

圖8 電動開啟窗

　　電動開啟窗作為建筑物消防排煙機構(gòu)的組成部分，推窗器及其相關(guān)產(chǎn)品還應(yīng)獲得當(dāng)?shù)叵�防部門認(rèn)可的產(chǎn)品，并且獲得中國3C認(rèn)證。

　　排煙窗推窗器可采用鏈條式或推桿(具體由建筑師確認(rèn)，但報價不調(diào)整)直流電機產(chǎn)品，316級不銹鋼產(chǎn)品或帶粉末噴涂油漆的鋅鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）外殼，顏色與鋁合金型材（詞條“鋁合金型材”由行業(yè)大百科提供）一致。

　　每個開啟窗設(shè)置2 套鏈條式或推桿(具體由建筑師確認(rèn)，但報價不調(diào)整)開窗器(附帶同步控制系統(tǒng)，滿足防火消防聯(lián)動)，包括電氣控制系統(tǒng)及布線均屬于分包商范圍，推窗器技術(shù)要求如下：

　　a) 電壓：DC 12/24V

　　b) 每個推拉力: 不低于600N;鎖緊力: 3000 N

　　c) 行程: 滿足開啟70 度以上要求

　　d) 過載保護形式:限位開關(guān)

　　e) 運行速度: 12 mm/s

　　f) 防護等級:不低于 IP 54

　　g) 工作溫度范圍: -10 °C to +75 °C

　　h) 使用壽命：大于10000 次(推拉為一個循環(huán)次)

　　3、智能化門窗設(shè)計加工

　　從專業(yè)門窗系統(tǒng)公司采用 ATHENA、SchüCAD Next等幕墻金屬制造AUTOCAD軟件獲得

　　非常方便用戶：快速可靠地獲得結(jié)果。

　　理想的靈活數(shù)據(jù)交換接口

　　最新的數(shù)據(jù)確保了可靠的施工。

　　1、可以得到以下結(jié)果：

　　通過雙擊進行直觀的改變

　　已包含在文章庫中的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)件6萬多個三維配件

　　自安裝、自動標(biāo)尺、自動生成加工圖和材料單等更新節(jié)省時間

　　2、靈活數(shù)據(jù)交換

　　單位

　　設(shè)計

　　圖紙

　　3、安全設(shè)計

　　集成在線更新確保文章數(shù)據(jù)始終是最新的。

　　為所有產(chǎn)品設(shè)立一個聯(lián)系人

　　包括電話支援

　　4、旭格幕墻設(shè)計軟件使用功能​

　　 協(xié)同，隨時隨地查看項目和指導(dǎo)公司資源。

　　集中管理項目文件

　　無縫地計劃和跟蹤工作負(fù)載。

　　以可追溯文件的方式提出的反索賠要求

　　5、整個項目以單元為導(dǎo)向的建筑管理

　　將所有項目組件相互連接

　　安全管理流程中斷

　　現(xiàn)場實時呼叫狀態(tài)報告

　　6、直接在建筑工地進行直觀的項目處理

　　用戶友好：學(xué)習(xí)如何在很短的時間內(nèi)使用它。

　　每天的施工報告可以在幾秒鐘內(nèi)創(chuàng)建。

　　信息優(yōu)勢保證項目高質(zhì)量。

　　(三)、智能化在建筑幕墻上的應(yīng)用：

　　根據(jù)智能幕墻功能有：智能通風(fēng)系統(tǒng)、智能防盜系統(tǒng)、智能亮化系統(tǒng)、智能遮陽系統(tǒng)、智能排煙系統(tǒng)、智能采光系統(tǒng)、智能光伏、智能光熱、智能維護系統(tǒng)等。

　　1. 智能建筑幕墻的概念

　　所謂智能建筑就是采用計算機技術(shù)和通訊技術(shù)對建筑的設(shè)備進行自動監(jiān)控,對信息資源進行管理和為用戶提供信息服務(wù)等。幕墻作為建筑的一個子專業(yè)，對幕墻的空間臺賬管理以及幕墻設(shè)備運行、運維管理，適應(yīng)上級平臺需要。

　　2、建筑幕墻及門窗功能運作自動化。

　　大型建筑幕墻的運作包含有多種功能系統(tǒng),如水、電、熱力、空調(diào)、通訊等等。如門窗遇到大風(fēng)大雨，會自動關(guān)閉;遇到火警會及時報警自動噴淋并通知進行消防救援;遇到空氣環(huán)境未達到人們的舒適環(huán)境，會自動調(diào)節(jié)凈化換氣設(shè)備;自動進行園林灌溉系統(tǒng)，而這些對一座建筑幕墻來說要實現(xiàn)自動控制就十分復(fù)雜。所以智能的概念是替人來做出最佳方案并完成其運行。充分運用大數(shù)據(jù)等技術(shù)，加強對幕墻風(fēng)險的跟蹤預(yù)警，在氣象、外來沖擊力、材料品質(zhì)監(jiān)管等領(lǐng)域探索遠(yuǎn)程監(jiān)管、移動監(jiān)管、預(yù)警防控，為提升智慧城市市場監(jiān)管服務(wù)效能、打造健康有序的消費環(huán)境和營商環(huán)境提供有力支撐。

　　3、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）

　　光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分,太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池上時,電池吸收光能,產(chǎn)生光生——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”。(圖9)

圖9 光伏發(fā)電

　　(1)陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成。

　　(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。⑤故障診斷定位。⑥運行狀態(tài)指示。。(圖10)

　　10

圖10 控制器

　　(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)計過程中應(yīng)做防雷設(shè)計。

　　3.2能量

　　· 能源效率與一個系統(tǒng)資源的可持續(xù)保護

　　· 建筑圍護結(jié)構(gòu)結(jié)合安全舒適功能的再生發(fā)電

　　· 太陽能透射率（詞條“透射率”由行業(yè)大百科提供）(g值)從15%到44%

　　3.3設(shè)計

　　· 黑色電池連接器，黑色箔和彩色細(xì)胞，用于不同的不透明外觀或半透明的BIPV模塊外觀。

　　· 可以設(shè)計各種內(nèi)外視圖。

　　· BIPV模塊的尺寸、格式和結(jié)構(gòu)都是靈活的：只有一塊玻璃、夾層玻璃（詞條“夾層玻璃”由行業(yè)大百科提供）以及各種三層絕緣玻璃或安全玻璃。

　　· 不同的晶體結(jié)構(gòu)：具有彩虹結(jié)構(gòu)的多晶細(xì)胞，表面均勻的單晶細(xì)胞。

　　3.4安全防護

　　· SCUECO質(zhì)量的BIPV模塊：根據(jù)IEC 61215和IEC 61730進行視覺和電氣測試

　　· 一般建筑設(shè)計院監(jiān)督認(rèn)可為層壓安全玻璃

　　3.5增強功能

　　· 自定義建造的BIPV模塊：豐富多樣的現(xiàn)代太陽能使用與個人建筑的組合。

　　· 廣泛用途：通風(fēng)立面、通風(fēng)/非通風(fēng)立面、非通風(fēng)立面、天窗系統(tǒng)、檐篷、太陽遮陽、陽臺、音樂廳。

　　4、智能幕墻在燈光亮化上的應(yīng)用

　　4.1智能幕墻亮化工程有以下：節(jié)能環(huán)保、智能運維(故障報警)、智能運維、智能投放、大數(shù)據(jù)分析等功能優(yōu)勢。。(圖11)

圖11 智能幕墻亮化工程

　　(1)節(jié)能環(huán)保：工程要取消非必要控制線纜，以避免重復(fù)維修易老化（詞條“老化”由行業(yè)大百科提供）的控制線引起的幕墻變形（詞條“變形”由行業(yè)大百科提供）及對密閉性的影響;

　　(2)取消傳統(tǒng)控制設(shè)備的安裝與使用，避免在幕墻構(gòu)件上安裝控制器等設(shè)備，避免使用模擬信號設(shè)備，以減少對其它幕墻智能設(shè)施的干擾，并達到節(jié)約施工材料的目的;

　　(3)工程要具備根據(jù)現(xiàn)場時間段進行調(diào)整亮度的能力，在非重要時間內(nèi)，實現(xiàn)分階段亮度控制，從而實現(xiàn)減少電力使用的能力。

　　(4)智能運維：設(shè)備具備自檢能力，實現(xiàn)實時故障巡檢，并且提示及時運維以減少因故障導(dǎo)致的現(xiàn)場設(shè)備不能使用的情況。細(xì)化到單點狀態(tài)提醒(異常等)。

　　(5)智能投放:工程要具備實現(xiàn)遠(yuǎn)程更新效果的功能，以達到早期固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）成本投入以后，降低未來升級替換的人力成本、時間成本、高效性智能自動化實現(xiàn)遠(yuǎn)程異地部署。

　　(6)大數(shù)據(jù)分析：工程要實現(xiàn)以智能、云為基礎(chǔ)的架構(gòu)升級，進行數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計、分析，以為未來項目提供足夠的項目數(shù)據(jù)支持。

　　四、結(jié)語

　　智能門窗、幕墻是通風(fēng)式幕墻的延伸,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、通過機進行有效的調(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用。并使現(xiàn)代化城市變更成靚麗的夜光風(fēng)景因此智能幕墻系統(tǒng)龐大,具有很好的空間和前景。

　　可以發(fā)現(xiàn)：公開化、共享化、平臺化、定制化，是未來商業(yè)的大勢所趨。智能建筑是人、信息和工作環(huán)境的智慧結(jié)合,是建立在建筑設(shè)計、行為科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會工程學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、人類工程學(xué)等各類理論學(xué)科之上的交叉應(yīng)用。智能門窗、建筑幕墻是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。

作者單位：天津奧福威工程管理咨詢有限公司