文/ Stefan Kleinmann,Matthias Scheu

感受智能建筑的魅力

文/ Stefan Kleinmann,Matthias Scheu

看波鸿技术学院如何培养实验室智能建筑系统技术人员

“智能建筑”有可能颠覆实验室在大家心目中的印象，它不再阴暗、气味刺鼻。波鸿技术学院TFH实验室正在为“智能建筑系统”而忙碌，学生们在怎样的实验室中上课和实验？智能建筑到底有哪些未来感？听听Markus Gehnen教授怎么说。

“智能家居”到“未来实验室”

“智能总管”、“智能家居”这些定义总是先从人们生活中开始普及，慢慢被嫁接到实验室领域。20多年前，人们的脑海中就曾涌现出这样的奇思妙想：是否有一天，建筑物中的所有控制和调节任务都能通过某几种技术设备来总管，以计算机世界为例，为数不多的几个操作系统就可以掌控所有。时至今日，这些已不再是幻想，这样的一个智能“总管”终于诞生了，随之而来的就是无奇不有的建筑物自动化解决方案。

高楼大厦中挑剔的住户们对建筑设施的配置和使用操作舒适性要求很高。但随着物联网实际应用的日益推广，性能越来越强大、体积越来越小、价格越来越低的智能电子技术不断涌现，在其推波助澜下，“智能家居”概念出现了。

图1.波鸿Georg Agricola技术学院新的学士生正在上实验课。

跨专业的工程技术人员

建筑中的自动化解决方案常因各建筑物所承担的不同使命而有着不同的差异。楼宇自动化中可以用到多种多样的控制、调节技术，它们组合后的分支数量呈现幂次增长。在一个中央控制室内进行集中可视化的管理，这种设想却不在人们的理想管理框架内，各个专业技术的特殊性使得这种集中管理走不了多远。在建筑设计、设施调试和自动化系统日常运行中，需具跨专业、跨行业的全能技术人员，这样才能对楼宇自动化各子系统间的相互作用了如指掌。

波鸿Georg Agricola技术学院的智能建筑系统实验室，正在培养这样的工程技术人员。此学院有电子技术系和信息技术系，来自这两个专业的学士和硕士们在楼宇自动化的课程中各有不同侧重点。学院实验室为他们提供不同的教学实验，把两个学位之间不同的实验任务有机的结合起来。

学士、硕士的不同实验教学

实验室向学士学位的大学生传授掌握、处理实验室现有系统的种种能力。学士学位的大学生们在实验室控制下完成种种“楼宇自动化实验”。做好充分准备的实验指导教师演示一些重要的楼宇自动化系统，例如经典的KNX传统系统、最新的数字电源系统等等。切实可行的实验教材准确地描述了学生们需要完成的任务，实验课程、课时等都被安排在教学计划中。

高层次的硕士学位实验课则与学士学位的实验课不同。硕士学位的大学生上实验课时，实验室提供了科学实验的可能性。学生们两三人为一个小组，每个小组都得到一项实验课题，要求他们利用现在市场中可以购置到的元器件，利用实验室现有的设施来完成这些实验课题。但也允许他们尝试完成自己构建的一些“疯狂设想”，每个课题的完成时间为一学期，没有指定固定的课时，也没有给出实验流程。一般情况下也很少有成套的实验项目，学生们所要完成的实验课题常常是一个大项目中的各个子项目，这样的实验课就像真实的实际工作一样。

一学期下来，硕士生们已经掌握了很多实用经验。一些硕士生的项目成果将在学士生的实验课题中进一步验证；其他能够成为系统构架中顶梁柱的硕士生成果则一步步的融入解决特殊任务之中，成为其中的子系统。而完成了本学期实验课题的硕士生在下学期也有足够的实验课题等着他们去完成。所有人都会从中受益，硕士生们从实践课题中收获了经验，而学院实验室也得到了最新水平的实验成果。

图2.模块化的实验元器件可以帮助学生们灵活的完成实验课题。

图3.实验室落成典礼上的Gehnen教授。

技术的相互交融

在波鸿学院实验室，也可以申请楼宇自动化技术的在职培训，许多技术分支的子系统安装实验需要在多个试验台上才能完成。此时使用的试验台有各种不同的数据线、各种规格尺寸的穿线管和通道以及最新的楼宇自动化技术。另外还有一个用于安装中央控制元器件的电气柜、一套实验室级别的IT基础设施和WLAN系统，这使得用于职业技术培训中的整个楼宇自动化设施变得更加配套。

实验室的外观也能够侧面反映出其实验内容，自动化技术实验室从装修开始都是自动化设计，从室内自动化到室外，灯光照明使用的都是LED照明灯，所有的灯照点都是单独定位设置的。实验室窗户上内部有遮光窗帘，外部有调整阳光入射角的百叶窗。而且这种百叶窗也是可以单独控制调节的，百叶窗的上端有调节阳光入射角的旋转轴，可以根据不同时刻的太阳来调整百叶窗叶片的旋转角度。至于是否有必要根据太阳高低来调整百叶窗的叶片角度，请向当地的气象局咨询。此外，空调设备也使得这一实验室更加完美。

未来实验室的样子

此实验室系统的教学投入使用是非常有意义的，首先，可以为楼宇自动化技术的进一步开发提供实验服务。例如，实验室本身就是集光照、遮阳设备、空调设备为一体的系统实验实体，上述所有子系统的总能耗始终保持最低实验状态。准确的说，就是在阳光充足的日子里，遮阳设施用于避免过多的阳光照射到室内，从而减轻空调系统的工作负荷。而此时的百叶窗叶片仍然保持合适的开启角度，能够让恰到好处的阳光照入室内，不必开启室内的人工照明。

如上所述，每个房间内都集成了许多先进的、精心设计的功能。这样的房间控制方案也分成了多个不同的等级：自动执行的基本功能、物体探测器发信号控制的基本照明、遮光保护功能和根据太阳位置、天气情况的自动调光。在房门上的控制屏增加了许多人工控制的基本功能。例如，室内亮度的准确控制、房间可视化控制，在一个手持式移动控制器中即可实现，这也正是楼宇自动化领域当前加紧步伐研发的项目之一，可以肯定的说，这绝不是最后一个自动化项目。 LP

关于波鸿Georg Agricola技术学院

在建筑设计、楼宇设施的调试使用和楼宇自动化系统的日常运行，都需要工程技术人员具有相对宽的专业知识面，他们最好是跨专业、跨行业的专业技术人员，这样才能保证对楼宇自动化中各子系统间的相互作用了如指掌。波鸿Georg Agricola技术学院的“智能建筑系统”实验室正在培养这样的工程技术人员，此学院电子技术系和信息技术系的学士生和硕士生们，在楼宇自动化的课程中各有不同的侧重点。实验室为两个学位的大学生们提供不同的教学实验，把两个学位间不同的实验任务有机的结合了起来。

本文作者系波鸿Georg Agricola技术学院教授、“智能建筑系统”实验室领导人。