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【關(guān)鍵詞】智慧城市 智慧建造 工業(yè)化 精細(xì)化
1 緒論
國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃與《“十三五”規(guī)劃建議》明確要求大力開展智慧城市建設(shè),而智慧建造是推進(jìn)智慧城市建設(shè)最基礎(chǔ)的一環(huán)。當(dāng)前,中國整體的環(huán)境污染狀況嚴(yán)峻,在生產(chǎn)率水平低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重的大環(huán)境下,建筑行業(yè)首當(dāng)其沖,面臨著越來越大的環(huán)境壓力[1-2]。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天,信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得傳統(tǒng)的建筑模式已經(jīng)不能適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的市場需要和新型城鎮(zhèn)化的要求。與此同時,智能技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛,因此,建筑行業(yè)作為能源消耗和環(huán)境污染的大戶,應(yīng)在轉(zhuǎn)方式促發(fā)展的同時,積極提升本行業(yè)的信息智能技術(shù)水平,探索建筑行業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展模式已成大勢所趨,智慧建造必將迎來自己的時代。
2 智慧建造的概念及內(nèi)涵
智慧城市是國家建設(shè)的重要組成部分,與此同時智慧化的建造過程也是未來建筑業(yè)成長的必然趨勢,由此,智慧建造便應(yīng)運(yùn)而生。
智慧建造指運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)對建造的整個過程中的管理及各個階段進(jìn)行綜合變革及改進(jìn),以此保證建造過程的自動化和智慧化,使項(xiàng)目施工過程更加形象化、透明化,并達(dá)到了了建設(shè)全過程的安全可靠性和高效。
現(xiàn)在,對“智慧建造”的理解主要有兩種方式。楊寶明博士理解的“智慧建造”主要從兩方面來進(jìn)行解釋:一是產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展,與大自然和諧可持續(xù)發(fā)展。我國建筑業(yè)能源材料的浪費(fèi)和環(huán)境的污染都已成為當(dāng)今社會不得忽視的問題。另一方面是給行業(yè)嵌入先進(jìn)的數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)。無論是行業(yè)還是企業(yè),項(xiàng)目管理都應(yīng)該由先進(jìn)的信息技術(shù)系統(tǒng)作為支撐,在公平和透明的經(jīng)營環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)高效化和精細(xì)化。另一種為在中國發(fā)達(dá)地區(qū)使用的建設(shè)項(xiàng)目信息管理技術(shù),其中最突出的是被稱為“智能眼”的監(jiān)控管理,它采用了視頻系統(tǒng)與門禁控制系統(tǒng)。兩者的理解和實(shí)踐都是利用信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)管理水平和管理效率的提高。
智慧建造是以項(xiàng)目管理(PM)、建筑信息模型(BIM)、大數(shù)據(jù)管理(DM)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等為代表的先進(jìn)技術(shù)為支撐的建筑全生命周期的智慧化,充分體現(xiàn)了感知化、物聯(lián)化、智能化的特點(diǎn)并最終完成整個過程的建設(shè)和達(dá)到完成后的智慧、連接、合作的目標(biāo)[3-4]。
3 智慧建造與智慧城市的關(guān)系
智慧城市是運(yùn)用現(xiàn)有高新科技成果在城市規(guī)劃、建造、管理及運(yùn)營內(nèi)的綜合應(yīng)用,其形成與發(fā)展提高了城市管理和服務(wù)水平、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)而提高了人民的生活水平及質(zhì)量。智慧城市的建設(shè)離不開建造領(lǐng)域的發(fā)展,作為城市基礎(chǔ)設(shè)施和建筑的重要組成部分,如何做到智慧化是能否更好地為城市居民生活提供便利的關(guān)鍵。因此,智慧城市要求智慧建造以此滿足城市未來的可持續(xù)和智慧運(yùn)營的要求[5]。
在智慧城市的建設(shè)背景下,開始研究智慧建造在施工過程中的應(yīng)用。智慧建造的理論來源主要是對智慧城市中“智慧”二字的解讀,與此同時,智慧建造也是智慧城市中最基礎(chǔ)的一環(huán)。隨著建筑規(guī)模不斷壯大,建設(shè)工程自身所附帶的越來越多的信息資源會在施工全過程和建筑全生命周期中產(chǎn)生重要的影響。實(shí)施智慧建造,有利于提升建設(shè)過程的信息化水平,促進(jìn)建筑行業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,推進(jìn)了智慧城市的建設(shè)。
4 大力發(fā)展智慧建造的意義
建筑業(yè)未來的發(fā)展趨勢便是智慧建造,在建設(shè)過程中,積極采用BIM、協(xié)同設(shè)計(jì)、移動通訊、無線射頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、4D項(xiàng)目管理、PIP、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)的生產(chǎn)和管理方式,拔高行業(yè)管理水準(zhǔn)和施工的生產(chǎn)效率,使整個建造過程實(shí)現(xiàn)智慧化。這些技術(shù)的充分應(yīng)用將在很大程度上提高建筑行業(yè)的生產(chǎn)效率,加強(qiáng)了對建筑工程的整合程度,不但降低了整個建設(shè)過程的成本,提高了建造質(zhì)量和效率,并對整個生命周期的設(shè)計(jì)和施工有著明顯的改善。利用智慧建造技術(shù),構(gòu)建全方位的生命周期管理,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的精細(xì)化和對企業(yè)進(jìn)行集約化管理,是實(shí)現(xiàn)建筑跨越式發(fā)展的必然趨勢[6]。
智慧建造的推進(jìn)有效的優(yōu)化了管理和服務(wù)的流程,推動了產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和智能化產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了建設(shè)過程全生命周期的智慧化,并有助于推動企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升,增強(qiáng)核心競爭力和技術(shù)的創(chuàng)新,進(jìn)一步改善我國建筑業(yè)資源浪費(fèi)嚴(yán)重問題,實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的綠色生態(tài)化。同時,智慧建造還帶有一定社會效益,可以改善民生。通過構(gòu)建智慧家庭、智慧住宅等實(shí)踐來為市民提供一個全新的智能化宜居環(huán)境,改善全社會的生活面貌。
智慧建造將實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)模式的根本性變化,使傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)模式逐漸轉(zhuǎn)換為以信息為主體現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)模式,生產(chǎn)效率也將大大提高,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。
5 結(jié)語
相比于其他產(chǎn)業(yè),建筑行業(yè)的工業(yè)智能化技術(shù)還很落后,將先進(jìn)的信息技術(shù)嵌入到施工過程中形成完整的智能系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)了建設(shè)全過程的智慧化,使建造過程完成跳躍性變革。因此,建立和發(fā)展不同學(xué)科之間的合作與融合,從而實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)的整合與提升,是推動建筑技術(shù)發(fā)展的根本途徑。智慧建造是PM、BIM、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的綜合運(yùn)用,也是當(dāng)今先進(jìn)的信息技術(shù)被充分融合的綜合運(yùn)用。智慧建造的發(fā)展必將帶來建筑產(chǎn)業(yè)的一次“信息革命”。
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【摘要】陳述了智能建筑和生態(tài)建筑的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,指出智能系統(tǒng)應(yīng)用在生態(tài)建筑中前景廣闊,但還是存在一定的局限,尤其是設(shè)計(jì)理念和技術(shù)結(jié)合上,還有很大進(jìn)一步開發(fā)研究的可能。
【關(guān)鍵詞】智能系統(tǒng);生態(tài)建筑;發(fā)展前景
引言
生態(tài)建筑,是一種以生態(tài)學(xué)的和資源有效利用的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造、維修、操作或再使用的建筑物。生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)要滿足某些特定的目標(biāo)如保護(hù)居住者的健康,更有效的使用能源、水及其他資源及減少對環(huán)境的破壞。智能建筑是當(dāng)今社會隨著電子智能化技術(shù)的發(fā)展而開發(fā)的功能性建筑,將生態(tài)和智能一起應(yīng)用到建筑當(dāng)中是未來建筑發(fā)展的趨勢,綠色智能建筑的重點(diǎn)在于發(fā)展包括能源、水、氣、聲、光、熱、綠化、廢棄物管理和綠色建材等九個方向,只有這九大方面都完備了,才能建造完整意義上的綠色智能建筑。下文將淺析生態(tài)建筑智能化的應(yīng)用前景。
1 生態(tài)建筑的發(fā)展史
20世紀(jì)60年代,意大利建筑師保羅?索列里將生態(tài)學(xué)(Ecofogy)與建筑學(xué)(Architecture)合并起來,創(chuàng)造出新名詞“生態(tài)建筑學(xué)”(Acrofogy),指出任何建筑或都市設(shè)計(jì)如果強(qiáng)烈破壞自然結(jié)構(gòu)都是不明智的,號召將富勒的“MorewithLess”原則應(yīng)用到建筑中去,對有限的物質(zhì)資源進(jìn)行最充分、最適宜的設(shè)計(jì)和利用,反對高能耗,提倡在建筑中充分利用可再生資源。與此同時,在眾多卓越的建筑設(shè)計(jì)師和建筑機(jī)構(gòu)的不斷努力下,一座座根據(jù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的“綠色建筑”在這個世界上不斷的生長和在立起來,不論是公共建筑還是住宅建筑都出現(xiàn)了很多經(jīng)典作品,它們代表著人類建筑的發(fā)展方向和必然選擇。今天,發(fā)展“綠色建筑”已經(jīng)成為全球的共識。在1992年舉行的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上,與會者第一次比較明確地提出“綠色建筑”的概念。1995年美國綠色建筑委員會又提出能源及環(huán)境設(shè)計(jì)先導(dǎo)計(jì)劃(LEED),5年后加拿大推出綠色建筑挑戰(zhàn)2000標(biāo)淮。中國香港和臺灣地區(qū)也相繼于1999年推出自己的標(biāo)準(zhǔn),而中國內(nèi)地的((綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》也已于2006年6月l日正式實(shí)施。很顯然,這也契合了當(dāng)前中國政府循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。在我國如果有效貫徹綠色建筑標(biāo)準(zhǔn),將節(jié)約大量的能源建設(shè)投資。由于我國人均資源十分貧乏,所以發(fā)展綠色建筑迫在眉睫。特別是近年來全社會環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),營造綠色建筑、健康住宅正成為大多數(shù)開發(fā)商、建筑師追求的目標(biāo)。人們不斷注重單體建筑的質(zhì)量,也關(guān)注小區(qū)的環(huán)境。另外,在我國正處于節(jié)能減排發(fā)展關(guān)鍵時期,綠色建筑已經(jīng)引起了各級政府的重視。所以,未來建筑行業(yè)中,生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)建造會成為建筑建造中的主流。
2 智能建筑的發(fā)展史
上世紀(jì)70年代,隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展,智能建筑這一理念―原先采用機(jī)電與模擬設(shè)備技術(shù)的建筑管理與控制戰(zhàn)略得到了自然發(fā)展。到80年代中期,自動化建(automatedbuildlng)的理念建立。90年代期間,世界各地智能建筑的數(shù)量以及結(jié)合到建筑中的建筑智能水平穩(wěn)步增長。以英國i&i有限公司和英國建筑科學(xué)研究院(BRE)2004年9月共同主辦的2004國際建筑活動為巔峰,表明智能建筑市場已經(jīng)逐漸成熟。進(jìn)人21世紀(jì),智能建筑領(lǐng)域中的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能卡技術(shù)、可視化技術(shù)、流動辦公技術(shù)、家庭智能化技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)衛(wèi)星通訊技術(shù)、雙向電視傳輸技術(shù)等,都會有更加深入廣泛的發(fā)展及應(yīng)用。但智能化技術(shù)只是一種手段,就整體建筑業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展來說,技術(shù)終歸要為設(shè)計(jì)理念來服務(wù)。我國智能建筑建設(shè)始于1990年。1986年,國家計(jì)委和科委共同立項(xiàng),中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所承擔(dān)的軟課題《智能化辦公樓可行性研究》開始運(yùn)作,并在1991年提出報(bào)告。據(jù)2004年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),中國(不包括港澳臺地區(qū))共有不少于4500幢智能大廈,大部分建筑規(guī)模均在3萬平方米以上,上海金茂大廈(88層)、深圳地王大廈(81層)、南京金鷹國際商城(58層)等一批智能大廈世界聞名。2008年奧運(yùn)體育場館更是當(dāng)今世界智能建筑的杰出代表,它由通訊系統(tǒng)、體育竟賽管理系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)及節(jié)能系統(tǒng)等幾大部分組成。但是,由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、人為等各方面因素,我國智能建筑的發(fā)展還不成熟,智能建筑的理論研究也滯后,大多數(shù)研究停留在國外相關(guān)成果上,與中國國情有一定的差距。
3 智能系統(tǒng)與生態(tài)建筑的結(jié)合
3.1 設(shè)計(jì)理念上的結(jié)合
智能建筑在設(shè)計(jì)時考慮建筑單體的智能化是比較多的,而生態(tài)建筑的最終目標(biāo)是以“生態(tài)建筑”為基礎(chǔ)進(jìn)而擴(kuò)展至“生態(tài)社區(qū)”、“生態(tài)城市”層面,達(dá)到促進(jìn)建筑持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。生態(tài)建筑不僅被作為非生命元素來對待,而更被視為自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的一個有機(jī)組成部分。大區(qū)域生態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)用智能系統(tǒng)的研究報(bào)道還不是很多。一邊是高技術(shù),一邊是有機(jī)生態(tài)環(huán)境,在建筑設(shè)計(jì)時如何將兩者結(jié)合起來是有不少問題的,現(xiàn)在一些較為先進(jìn)的生態(tài)設(shè)計(jì)理念是原生態(tài),也就是保持自然,修復(fù)自然,高技術(shù)尤其是高造價的智能系統(tǒng)在其中應(yīng)用是不多的,如俞孔堅(jiān)的一些作品。還有一類是高技術(shù)生態(tài)建筑,這類建筑要求的資金高,功能高,國外發(fā)展還是比較適合,但我國現(xiàn)階段除了一些面子工程,大部分建筑還是要以低造價、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展為主要設(shè)計(jì)宗旨的,建筑師們在在設(shè)計(jì)這一類建筑時,如何把握設(shè)計(jì)主旨還是要慎重考慮的。
3.2 系統(tǒng)技術(shù)上的結(jié)合
生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)元素主要為綠色植物,陽光輻射,水,自然通風(fēng),廢物利用等,智能建筑的系統(tǒng)核心是計(jì)算機(jī)技術(shù),軟件開發(fā),電路設(shè)計(jì)等,兩方面要求專業(yè)知識上跨度是很大的,在現(xiàn)階段中國的教育體制下,在上述兩方面精通的技術(shù)人才還是不多的,可以將計(jì)算機(jī)方面的人才進(jìn)行生態(tài)理念教育與實(shí)踐。
3.3 管理維護(hù)上的結(jié)合
后期維護(hù)管理同樣要求具有交叉知識的人員,除了線路維護(hù),也要對環(huán)境功能進(jìn)行評估,這方面比設(shè)計(jì)要求的技術(shù)門檻要低些,可以試著將管理維護(hù)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì),由計(jì)算機(jī)指導(dǎo)維護(hù)人員進(jìn)行。
4 智能系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)前景
生態(tài)建筑要的是功能,而智能系統(tǒng)正是達(dá)到建筑生態(tài)化的手段之一,通過智能操作組織建筑內(nèi)外空間中的各種物態(tài)因素,使物質(zhì)、能源在建筑生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部有秩序地循環(huán)轉(zhuǎn)換,獲得一種高效,低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境,是符合21世紀(jì)建筑的發(fā)展趨勢的,也是節(jié)能,生態(tài),可持續(xù)建筑實(shí)現(xiàn)途徑之一。
5 總結(jié)
中國的城市發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程一定要考慮人與自然的關(guān)系尊重自然生態(tài)規(guī)律。本著協(xié)調(diào)共生、健康安全、科學(xué)求是、永續(xù)發(fā)展的宗旨提高我們把握命運(yùn)的科學(xué)能力,約束人類無節(jié)制消費(fèi)的行為,控制對資源的低效益消耗、浪費(fèi)和過量的攝取,挖掘新能源拓展新技術(shù),鼓勵創(chuàng)新從每一棟建筑、每一個社區(qū)、每一個城市、每一個國家做起來構(gòu)筑綠色建筑、綠色社區(qū)、綠色城市,乃是構(gòu)筑人類理想美好的未來,科學(xué)技術(shù)的智能化也是未來發(fā)展的趨勢,生態(tài)建筑和智能建筑一體化,必將是未來建筑新的發(fā)展點(diǎn)。
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關(guān)鍵詞:智能建筑建筑電氣智能化物聯(lián)網(wǎng)微電網(wǎng)IBMS
1建筑電氣智能化現(xiàn)有技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀
建筑電氣智能化是以建筑為平臺,利用先進(jìn)的科學(xué)理論和技術(shù)(含電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)和信息技術(shù))在建筑物有限的空間中,去創(chuàng)造一個人性化工作生活環(huán)境的智能電氣系統(tǒng)的技術(shù)。建筑電氣智能化包含一卡通(門禁、水電費(fèi)、停車場等)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(所有設(shè)備集中在線監(jiān)控)、安全防范系統(tǒng)(視頻監(jiān)控、防范報(bào)警)、智能電網(wǎng)(市電作為新能源,太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能作為補(bǔ)充)、智能水(污水處理及循環(huán)利用),智能照明(根據(jù)光強(qiáng)、有無人員及密度自動調(diào)節(jié)亮度),智能消防及聯(lián)動(火災(zāi)自動報(bào)警、處理及反饋,水、風(fēng)配合),智能循環(huán)風(fēng)(根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量凈化空氣并送排風(fēng))、背景音樂及廣播、有線電視、數(shù)字會議及視頻會議等十幾個子系統(tǒng)。建筑電氣智能化技術(shù)的應(yīng)用為建筑增添了新的活力,據(jù)此建造的智能建筑已受到各個開發(fā)商高度青睞。世界各國也都在建造外形結(jié)構(gòu)及功能各異的智能化建筑。著名的有美國的IBM總部大廈和DEC總部大廈。美國富豪比爾蓋茨的豪宅堪稱電氣智能化技術(shù)應(yīng)用的典范。它完全依據(jù)智能化概念建造,配置一臺超高性能的大型服務(wù)器作為管理整棟豪宅的心臟,通過專設(shè)的高速網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)家具家電的遠(yuǎn)程訪問和控制。隨著科技的發(fā)展,建筑的功能也日益豐富,建筑電氣智能化技術(shù)整合了電氣、通信、計(jì)算機(jī)、控制等技術(shù),改善了建筑空間的聲、光、電、熱等的通信和管理,已經(jīng)形成了特色鮮明的專業(yè)體系。未來的建筑電氣智能化技術(shù)將在現(xiàn)場總線、系統(tǒng)集成、弱電技術(shù)與強(qiáng)電技術(shù)融合、節(jié)能、環(huán)保等方面取得更大發(fā)展。
2建筑智能化未來展望
隨著世界人口的膨脹、社會的發(fā)展,建筑面積越來越大,超高層建筑越來越多,城市規(guī)模越來越大,城市垃圾問題、電力短缺等逐漸成為城市發(fā)展過程亟待解決的問題。然而,人們對生活質(zhì)量的要求卻在不斷提高,便捷、智能的生活方式已成為新的生活質(zhì)量指標(biāo)?;诖髷?shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)、智能電器、新能源、樓宇自控等技術(shù),微電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)集成等新興技術(shù)將被廣泛應(yīng)用。這不僅可以有效地緩解以上問題,也能使人們得到更好的生活體驗(yàn)。
2.1建筑微電網(wǎng)
微電網(wǎng)(microgrid),是指由分布式電源、儲能設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備、相關(guān)負(fù)荷及監(jiān)控、保護(hù)設(shè)備匯集組成的微型發(fā)配電系統(tǒng),即一個可以實(shí)現(xiàn)自我控制、保護(hù)及管理的自治系統(tǒng),既可根據(jù)需要與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,也可孤網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能微電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包含:新能源可再生能源發(fā)電技術(shù)、儲能關(guān)鍵技術(shù)、智能微電網(wǎng)能量優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、智能微電網(wǎng)保護(hù)控制技術(shù)等。大電網(wǎng)由微電網(wǎng)和各種發(fā)電廠(煤電廠、水電廠、風(fēng)電場、光伏電站、核電廠等)組成。微電網(wǎng)可以是以戶為單位的電站,也可以是智能大廈。燃機(jī)發(fā)電主要利用燃?xì)?、燃料乙醇、氫氣等清潔能源。生物智能發(fā)電主要使用建筑內(nèi)生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的可用于清潔發(fā)電的垃圾、生物質(zhì)等。儲能設(shè)備可以是建筑內(nèi)的蓄電池、超級電容等,也可以是具有儲能功能的暫時擱置的電動車輛或設(shè)備。建筑內(nèi)的能源管理中心可以根據(jù)微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的運(yùn)行狀況,實(shí)時調(diào)度,在滿足建筑需要的同時,將多余電能儲存起來或是供給大電網(wǎng);當(dāng)自身微電網(wǎng)不能滿足供電需求時,又可以從大電網(wǎng)獲得差額電能。微電網(wǎng)主要采用可再生資源發(fā)電技術(shù)(風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)能、潮汐能等),與輸配電基礎(chǔ)設(shè)施高度集成,由能源管理系統(tǒng)管理的一種新型電網(wǎng)。微電網(wǎng)的電壓等級一般為380V~35KV,容量從幾Kw到幾MKw不等,是最接近于用戶的電網(wǎng)。微電網(wǎng)有兩種運(yùn)行方式:一是與大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行,二是在電網(wǎng)故障或需要時與主網(wǎng)斷開獨(dú)立運(yùn)行。對于公用電力企業(yè),智能微電網(wǎng)可視為電力系統(tǒng)可控的“細(xì)胞”,成為被控制的一個簡單可調(diào)度負(fù)荷,可以在數(shù)秒內(nèi)做出響應(yīng)以滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的需要;對于用戶,智能微電網(wǎng)可以作為一個可定制的電源,以滿足用戶多樣化的需求??梢灶A(yù)見,微電網(wǎng)將是建筑電氣智能化技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,微電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用不僅能夠提高建筑的智能化水平,提高能源利用效率,極大削弱電網(wǎng)高峰帶來的影響。
2.2物聯(lián)網(wǎng)
信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的高速發(fā)展,經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)兩次浪潮,物聯(lián)網(wǎng)被稱為世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮,代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)。未來的物聯(lián)網(wǎng)利用各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù),將所有的“物”聯(lián)系起來,人們可以利用隨身攜帶的終端設(shè)備,通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時查看“物”的狀態(tài),控制物的行為,甚至與物進(jìn)行交流互動,從而創(chuàng)造一個智慧的世界。終端設(shè)備是手機(jī)、電腦、打印機(jī)等具有聯(lián)網(wǎng)功能的設(shè)備的總稱。智能家居包括電視、空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、衣柜、門窗等智能家電和家具。對于智能建筑而言,物聯(lián)網(wǎng)將建筑內(nèi)的各種設(shè)備(如照明燈具、風(fēng)機(jī)、報(bào)警、監(jiān)控、門禁、可視對講等)通過通信網(wǎng)絡(luò)的連接,可以在終端機(jī)上遠(yuǎn)程訪問,甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,方便物業(yè)管理的同時,為客戶和業(yè)主提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)在建筑電氣智能化中的應(yīng)用處于探索起步階段。目前物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在監(jiān)控管理、智能安防、節(jié)能減排和智能家居等方面,覆蓋國家或區(qū)域性大規(guī)模應(yīng)用較少。我國物聯(lián)網(wǎng)已取得初步發(fā)展,電力、安防、物流、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用模式正日趨完善。輸變電監(jiān)測、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程抄表電力領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸拓展;周界防范、視頻監(jiān)控等安防領(lǐng)域的應(yīng)用已取得良好效果;車輛管理、路網(wǎng)監(jiān)測和調(diào)度等物流領(lǐng)域的應(yīng)用正在發(fā)揮積極作用;運(yùn)輸、物品倉儲、監(jiān)測等交通領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛推廣;個人健康監(jiān)護(hù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。除此之外,物聯(lián)網(wǎng)在食品藥品溯源、環(huán)境監(jiān)測、樓宇節(jié)能、市政設(shè)施監(jiān)控等方面也得到了廣泛的應(yīng)用。
2.3智能化系統(tǒng)集成優(yōu)化
目前,智能化各系統(tǒng)(消防、樓宇自動化、安防、背景音樂及廣播、會議系統(tǒng)等)往往由不同的廠家設(shè)計(jì)或制造,每個系統(tǒng)都有各自的前端設(shè)備和操作軟件,用戶界面和通訊接口千差萬別,大多數(shù)系統(tǒng)之間不能信息共享。將各個子系統(tǒng)集成在一個平臺上,實(shí)現(xiàn)各個子系統(tǒng)的設(shè)備統(tǒng)一監(jiān)控和操作,方便管理的同時,提高了效率。IBMS(IntelligentBuild-ingManagementSystem)智能大廈管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在IBMS中,可實(shí)現(xiàn)對各個子系統(tǒng)的實(shí)時檢測,各個子系統(tǒng)通過與IBMS的通信可實(shí)時將前端設(shè)備的狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)反饋給IBMS,通過智能分析和決策,及時處理發(fā)生的故障等問題,既減少了繁瑣的人員操作,又確保建筑系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。樓宇系統(tǒng)集成軟件(IBMS)的出現(xiàn),極大方便了物業(yè)管理,減少了資源浪費(fèi),縮短了發(fā)現(xiàn)和解決問題的時間。集成度越高,計(jì)算越簡單,包含的信息量越少,系統(tǒng)的穩(wěn)定性也隨之降低。系統(tǒng)集成雖然經(jīng)過了多年的發(fā)展,但是仍不能完整體現(xiàn)各子系統(tǒng)的性能,加之實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜和工程量較大,系統(tǒng)成本又較高,性價比不足,最終導(dǎo)致未能普遍應(yīng)用。盡管如此,系統(tǒng)高集成度和小型化的趨勢是不會改變的,這些問題的解決將會使系統(tǒng)集成的發(fā)展再上新臺階。
3結(jié)論
隨著電子、通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的在一些關(guān)鍵領(lǐng)域不斷突破和飛速發(fā)展,微電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能樓宇系統(tǒng)集成等新技術(shù)也已形成初步規(guī)模,這些新技術(shù)的應(yīng)用,將在很大程度上緩解垃圾危機(jī)、能源短缺等社會問題。在這個新理論、新技術(shù)日新月異的時代,可以預(yù)見,建筑電氣智能化技術(shù)的發(fā)展前景是十分廣闊的,未來的智能建筑不僅在功能上更加豐富,而且也會為人們帶來更好的生活體驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]臧書劍.建筑電氣技術(shù)的發(fā)展與探索[J].水利水電工程,2015,5(3).
[關(guān)鍵詞]綠色建筑;設(shè)計(jì);推廣;要點(diǎn) 文章編號:2095-4085(2017)02-0075-03
城市化進(jìn)程不斷加快,經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速增長,對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞,國家面臨嚴(yán)重的資源和能源危機(jī),違背了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略原則。傳統(tǒng)建筑行業(yè)弊端大、耗能高、浪費(fèi)資源,造成資源短缺現(xiàn)象。同時施工過程中大量排放給環(huán)境帶來嚴(yán)重壓力,使我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重受阻,不利于國民經(jīng)濟(jì)增長,人民幸福感普遍下降。綠色建筑設(shè)計(jì)理念的產(chǎn)生解決了傳統(tǒng)建筑帶來的危害,符合可持續(xù)發(fā)展理念,有利于促進(jìn)節(jié)能減排,減少污染,釋放環(huán)境壓力。
1對綠色建筑的解讀
綠色建筑并不單指“綠色”,而是一種觀念和意義上的健康h保象征,它是指在滿足居民使用需求的前提下,建造一種不會破壞生態(tài)環(huán)境,對人體健康無害的一種新型建筑。這種建筑可最大限度節(jié)約資源,減少環(huán)境污染,降低生態(tài)環(huán)境危害,給人們創(chuàng)造舒適健康的空間。在綠色建筑過程中,低排放的二氧化碳減少了污染,對霧霾、全球變暖都有一定積極影響。
2綠色建筑的設(shè)計(jì)要求
2.1地理環(huán)境、材料選取的設(shè)計(jì)要求
首先是取址問題。在選址之前,要測定土壤成分,是否存在有毒物質(zhì),地下水含量、純凈度,地磁強(qiáng)弱等;其次是材料選取。要盡可能選用天然材料,加工過程少,添加成分少,人工材料要經(jīng)過檢測,確保對人體、環(huán)境安全;最后是地理方位的選擇。要因地制宜,就地取材,考慮地形、地貌、主導(dǎo)風(fēng)向、正午太陽高度角、水源、綠地、陽光、空氣、水等自然資源,盡可能采用可再生資源,減少耗能。選址后要進(jìn)行實(shí)地勘探,做好測量,結(jié)合地理環(huán)境和人文因素進(jìn)行分析,避免破壞周邊生態(tài)環(huán)境,減少熱島效應(yīng)的產(chǎn)生??傊龅阶匀缓椭C,綠色環(huán)保,使人與自然和諧相處,減少生態(tài)環(huán)境壓力,將環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益友好結(jié)合。
2.2對建造單體的設(shè)計(jì)要求
建筑物的形狀會影響建筑耗能。進(jìn)行單體設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)好建筑外形,減少外形面積,減少樓層高度(樓層過高易形成熱島效應(yīng),不利于污染物的排出);決定門窗走向時要根據(jù)通風(fēng)通光情況而定,室內(nèi)采光條件好也可以降低耗能(減少光污染,節(jié)能環(huán)保);外墻要選取節(jié)能效果好的材料替代泥土磚,比如導(dǎo)熱性好,增加墻內(nèi)保溫材料的使用,冬暖夏涼最佳。注意在單體設(shè)計(jì)前要做好設(shè)計(jì)方案,建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要盡可能多,可變性強(qiáng),彈性空間大。
(1)建筑形狀與建筑耗能。建筑物表面積與建筑體積比對于建筑的熱工性能非常重要。一般來說,曲面建筑的熱耗要小于直面建筑的熱耗,分散的布局比密集的布局熱耗大。表面形狀、樓層高度對耗能都有影響,最好采用規(guī)則的形式建造。
(2)采光條件與耗能。現(xiàn)代化家居設(shè)計(jì)對室內(nèi)明亮度有較高要求,將室內(nèi)光線調(diào)置好會減少對燈光的依賴度。需要注意的是,房屋建造外墻要滿足采光、通風(fēng)良好,減少對家電的依賴,利用墻板采光控制室內(nèi)溫度。
(3)增加設(shè)計(jì)彈性。增加設(shè)計(jì)彈性有利于節(jié)約資源,降低消耗。可通過建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備增加靈活性提高住房的可變性。比如在廚房留出充足的管道空間,利于排水或其他設(shè)施安裝,方便戶主入住后的裝修;增加樓梯的可生長性,比如預(yù)留量、樓板承重、周邊預(yù)留地等;延長家具的可變性,包括管道空間等。
(4)資源節(jié)能設(shè)計(jì)。多采用太陽能、風(fēng)能水能、光能等可再生資源,節(jié)約利用煤、石油、天燃?xì)獾炔豢稍偕Y源。
(5)科學(xué)智能設(shè)計(jì)。高科技產(chǎn)品層出不窮,大量電子通訊和自動化技術(shù)在建筑中得以運(yùn)用,涌現(xiàn)了大批智能化建筑,其可以根據(jù)溫度、濕度、風(fēng)力等情況自動調(diào)節(jié)空調(diào)量,正真做到促進(jìn)綠色建筑在“高標(biāo)準(zhǔn)、低能耗、高效能、低污染”狀態(tài)下持續(xù)發(fā)展。
2.3建筑戶外植被空間的設(shè)計(jì)要求
前面說到在建造時要考慮到地形地貌等自然綜合因素,除了對于建筑物單體的設(shè)計(jì)外,還要對戶外進(jìn)行一定的勘探考量,要符合城市總體規(guī)劃要求及人與自然和諧相處原則。戶外土壤要肥沃,有利于大面積綠化,增加植被覆蓋率,通過植被水分蒸發(fā)形成濕潤、涼爽的環(huán)境。周圍增加喬木的種植量,減少路面吸熱,提高空氣含氧量。目前最常見的環(huán)境綠化主要有小區(qū)周圍環(huán)境綠化和建筑立體綠化。對于小區(qū)周圍,用草坪和石子替代水泥路面,輔之喬木,還原一個原生態(tài)住宅區(qū)。多數(shù)小區(qū)采用水泥鋪路,其不利于凈化空氣和雨水排放,滲透性極差。立體綠化是引入“土地空間化”概念,主要包括墻面綠化、屋頂綠化和陽臺綠化。常見的有在強(qiáng)烈陽光直射的墻面爬滿綠色藤狀植物,通過植物來避免陽光直射墻面,降低外墻表面溫度,保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定。豐富的植被有利于凈化空氣、愉悅身心,在美化環(huán)境的同時給住戶帶來親近自然的享受,尤其對老人和小孩的身體健康有很大好處。
2.4建筑材料節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)要求
[關(guān)鍵詞]智能建筑;設(shè)備節(jié)能;優(yōu)化運(yùn)行;控制技術(shù)
文章編號:2095-4085(2015)02-0053-02
隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,很多高新技術(shù)的產(chǎn)物被運(yùn)用到人們?nèi)粘I钪?,智能建筑就是其中一種。智能建筑是時展的產(chǎn)物,也是未來建筑業(yè)發(fā)展的一種潮流趨勢。智能建筑設(shè)備控制技術(shù)作為智能建筑設(shè)備的核心部分,對于智能建筑的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。而節(jié)能作為現(xiàn)代社會的一種主流思想,因此也是智能建筑設(shè)備控制技術(shù)未來發(fā)展的目標(biāo)。
1 智能建筑的發(fā)展?fàn)顩r
1.1 國外智能建筑的發(fā)展?fàn)顩r
在上個世紀(jì)80年代,產(chǎn)生了關(guān)于智能建筑(In-telligent Building)的相關(guān)概念。1984年在美國,世界上第一座智能大廈誕生。工程師把信息技術(shù)引入到了一個舊的金融大廈中,把它改造成了一個智能化的建筑。 改造完成后,這個大廈在經(jīng)濟(jì)效益方面都取得了很大的成功。由此引發(fā)了世界各國的關(guān)注,很多國家也開始效仿這種智能化的建筑模式。而隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展,智能建筑現(xiàn)在已經(jīng)是信息時代的重要標(biāo)志,并且已經(jīng)成為了一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)方式。
1.2 國內(nèi)智能建筑的發(fā)展?fàn)顩r
我國關(guān)于智能建筑的概念提出也是比較早的。1986年中國科學(xué)院的徐興聲研究員提出了智能化辦公大樓的概念。我國政府對于智能建筑的發(fā)展是非常支持的,并且制訂和頒布了一些條例,來幫助智能建筑向更加規(guī)范的方向發(fā)展。這些年,智能建筑在我國的發(fā)展也是非常迅速的,而且也越來越普遍化。
2 現(xiàn)階段智能建筑設(shè)備節(jié)能技術(shù)的發(fā) 展?fàn)顩r 在我國現(xiàn)階段大多數(shù)的智能建筑中,主要是用以下兩種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化作用。
2.1 能源管理系統(tǒng)
各種計(jì)量儀表以及軟件程序組成了智能建筑的能源管理系統(tǒng),系統(tǒng)中這些的計(jì)量儀表被安裝在各種基本的設(shè)備如冷卻水泵、風(fēng)機(jī)、制冷機(jī)組等上,主要是用于在系統(tǒng)運(yùn)行時,采集各個基本設(shè)備的原始運(yùn)行數(shù)據(jù),并且它還可以幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。而軟件程序在能源管理系統(tǒng)中起到了重要的中樞作用,對于能源管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行也是非常關(guān)鍵的。
2.2 智能控制技術(shù)
智能控制技術(shù)主要是指通過自控網(wǎng)絡(luò)對控制設(shè)備實(shí)行智能化管理的技術(shù)。智能控制技術(shù)的節(jié)能作用主要體現(xiàn)在三個方面。
(1)照明控制主要是指通過照明程序?qū)崿F(xiàn)自動關(guān)燈。
(2)空調(diào)和衛(wèi)生設(shè)備等的控制技術(shù)通過對空調(diào)和衛(wèi)生設(shè)備等的控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)電、節(jié)水等功能;對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制是智能建筑的智能核心,既可以實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能,也可以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境溫度的自動控制,保證環(huán)境的舒適度。
(3)熱源設(shè)備進(jìn)行智能控制 還有通過對熱源設(shè)備的智能控制實(shí)施水溫控制,熱源臺數(shù)控制等等。
3 目前我國智能建筑節(jié)能技術(shù)存在的 問題 目前,雖然我國智能建筑的建設(shè)已經(jīng)比較普遍了,但是很多智能建筑的智能化水平并不是很高,而且存在很多問題,自然它的節(jié)能功能也不是很理想。根據(jù)一些調(diào)查顯示,我國智能建筑技術(shù)方面存在諸多問題,如技術(shù)不先進(jìn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)有缺陷等。所以即使我國的智能建筑技術(shù)發(fā)展的很迅速,但是在管理以及設(shè)計(jì)技術(shù)等方面還是不夠成熟和完善的。
3.1 設(shè)計(jì)誤差,以及設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性
雖然我國智能建筑設(shè)備技術(shù)發(fā)展的很快,但是由于國內(nèi)的設(shè)計(jì)人員良莠不齊,有不少人并不是很不熟悉智能化設(shè)備的技術(shù)設(shè)計(jì)方法,不能提供完整的智能建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì),結(jié)果會使得一些建造出來的樓房智能化程度比較低,甚至存在很大的資源浪費(fèi)問題。當(dāng)然也有些人會請境外的設(shè)計(jì)師,但是由于我國的工程實(shí)施水平和境外也有差異,所以也不能獲得比較好的結(jié)果。
3.2 智能建筑在實(shí)際運(yùn)行過程中存在資源浪費(fèi)現(xiàn)象
智能建筑其智能的意義不僅是它可以使一些事情變得簡化方便,它更大的作用是可以使能源得到更充分的利用,減少資源浪費(fèi)。所以如果建造的智能建筑沒有達(dá)到節(jié)能的效果,反而使得資源浪費(fèi),那么這樣的智能建筑的建造就是失敗的。而目前我國智能建筑市場存在的一種比較普遍現(xiàn)象就是一些智能建筑項(xiàng)目在建成交付使用后,開通率很低,很多智能系統(tǒng)實(shí)際上處于長期閑置的狀態(tài),這樣就導(dǎo)致了巨大的資源浪費(fèi),使得投資得不到應(yīng)有的回報(bào)。
3.3 節(jié)能建筑工程技術(shù)問題比較多
智能建筑設(shè)備技術(shù)即使設(shè)計(jì)部分比較完善了,但是在建造時可能會因?yàn)榻ㄖこ碳夹g(shù)水平比較低,會使得建成的智能建筑設(shè)備技術(shù)運(yùn)行中存在嚴(yán)重缺陷,有的或者根本不能開通,因此節(jié)能的功效也就無法實(shí)現(xiàn)。
4 智能建筑節(jié)能優(yōu)化技術(shù)相關(guān)問題的 解決方法以及前景
4.1 智能建筑節(jié)能技術(shù)存在的問題解決方法
我國的智能建筑由于發(fā)展非常迅速,市場和技術(shù)管理等方面又比較混亂,因此導(dǎo)致了這些問題無法得到解決。所以我國應(yīng)盡快建立關(guān)于智能建筑設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),完善相關(guān)的管理?xiàng)l例,讓智能建筑的市場更加規(guī)范化。此外,建筑行業(yè)也應(yīng)加大檢查力度,建立相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)準(zhǔn)入規(guī)則。當(dāng)然提高智能建筑的使用率也是非常必要的。
4.2 智能建筑節(jié)能技術(shù)未來發(fā)展前景
(1)現(xiàn)在全世界都在提倡環(huán)保,所以綠色能源將是未來的主流能源。而綠色建筑也將是未來的主流建筑發(fā)展形式。因此未來的智能建筑在設(shè)計(jì)節(jié)能功效時可以加入綠色能源技術(shù)。太陽能技術(shù)目前在我國建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用的比較廣泛,主要是因?yàn)樘柲芫哂形廴拘?、能源取材方便等?yōu)勢。其它的還有風(fēng)能,和太陽能一樣都是可再生資源。在智能建筑設(shè)計(jì)中可以考慮使用這些能源,增加能源的利用率,減少高耗能設(shè)備的使用,這樣既可以讓使用者享受到舒適的環(huán)境,也可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
(2)未來智能建筑節(jié)能技術(shù)除可以利用綠色能源,也可以對一些空調(diào)、供水、通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化,比如說在選擇設(shè)備時可以選擇一些節(jié)能環(huán)保、零排放的產(chǎn)品。此外像固體廢棄物處理回收再利用也是一種效果不錯的節(jié)能環(huán)保技術(shù),既可以減少能源浪費(fèi),又可以減少成本。
(3)材料是建筑至關(guān)重要的一部分,所以材料技術(shù)對于智能建筑設(shè)備的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)也起到了非常關(guān)鍵的作用。而近些年,很多新型環(huán)保新材料問世,比如像高強(qiáng)度輕質(zhì)材料,透明隔熱材料,也進(jìn)一步促進(jìn)了智能建筑節(jié)能的發(fā)展。
5 結(jié)語 總而言之,智能建筑設(shè)備節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)對于智能建筑的發(fā)展起到了非常大的作用?,F(xiàn)代社會提倡節(jié)能環(huán)保,所以綠色節(jié)能也是智能建筑的未來發(fā)展方向。只有不斷提高智能建筑設(shè)備節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù),才能走在智能建筑行業(yè)的前端。
參考文獻(xiàn):
[1]劉輝,馮陽.智能建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展及問題研究[J].山西建筑,2012(29):226-228.
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