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Abstract:The article discusses the meaning of intelligent building, as well as the development status; The function of the building equipment monitoring system, design key points and system testing. That building equipment monitoring and control system of intelligent building system is a main system.
Key words:intelligent buildingbuilding intelligent systembuilding equipment monitoring system
一、智能建筑的含义和发展
随着信息技术的飞速发展,建筑技术也日新月异,智能建筑的概念也日趋成熟,早期一般被成为智能大厦。在国内 “3A大厦”、“5A大厦”等广告词随处可见,所谓的“3A大厦”是指建筑物具有楼宇自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA)系统功能者。而“5A大厦”则是将楼宇自动化(BA)中的火灾报警及自动灭火系统独立出来,形成消防自动化(FA);将安保系统独立出来称之为安保自动化(SA),从而形成“5A”。其中,“BA系统”也就是我们平常所称的楼控系统,即建筑设备监控系统的简称。
直到2000年中国国家标准《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)的问世,其中对什么是“智能建筑”才有了明确的定义:“它是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。”由此可见,提供安全、高效、舒适、便利的建筑环境的建筑才能称之为智能建筑。但此定义还忽视了一点,“节能环保”。到2006年建设部重新组织编制组对GB/T50314-2000进行了修订。此次修订在内容上进行了技术提升和补充完善,并按照各类建筑物的功能予以分类,还在“智能建筑”的术语解释上加上了有关“节能、环保”的概念。在新的GB/T50314-2006上“智能建筑”被定义为以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
智能建筑是一个综合的系统化工程,建筑、结构、水、采暖与通风、电气等专业构成有机整体。犹如人的身体,只有各个器官协调作业,才能表现为健康状态。智能建筑的“智能”,也就是要建筑像人一样,能“知冷知热”,自动调节空气、水、阳光照射等,创造既节能、健康、舒适又安全的环境。只有这样才能提高人们的工作效率,减少“楼宇综合症”的发生。因此我们可以看出有几个“A”就是智能化建筑的概念是错误的。
建筑智能化系统(Building intelligent system)是智能建筑中应用的电信息系统。对建筑智能化系统国内还有一个俗称,即所谓的“弱电”系统,它是以从建筑设计中有别与传统的电气设计和照明设计而引申出来的。传统的电气设计和照明设计称为“强电”设计,而把属于建筑物智能化系统设计的内容称为“弱电”设计。
建筑智能化系统内容丰富、种类繁多,每个智能建筑要把所有系统都包罗进去是不太可能的,因此设计时应根据建筑物的使用功能、建设总投资、管理要求等综合考虑。确定与建筑物功能相适应的建筑智能化系统中各子系统的设计标准,应侧重各子系统的有机结合,注重智能化系统集成,强调综合性、统一性和各子系统的关联性,利用计算机网络技术,使传统的智能化子系统互联、互通、互操作,达到资源共享、功能得以提升和降低成本的目的。
但是,智能建筑设计标准并不是仅仅涉及一个弱电专业,要由各专业相互配合,如建筑专业在做设计方案时,就应当考虑太阳光的利用与人工照明的关系以及热辐射的作用等等。不能只考虑建筑外形,连结构的合理性都不考虑,把有限的资金都放在外形上,有可能就应了那句“金玉其外,败絮其中”的话,就不可能做成智能建筑。因此智能建筑是多学科、多技术系统的综合体。
二、建筑设备监控系统
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006里所说的建筑设备管理系统(BMS)也就是在《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003里被称为建筑设备监控系统(BAS)和公共安全系统(PSS)等综合管理的系统。
虽然,从现实来看,建筑设备监控系统已经被广泛的应用在办公楼、宾馆、体育场馆等各类的公共建筑当中,可是,在我国目前的国民经济发展中,住宅(小区)的建设占有相当大的比重。住宅(小区)智能化的发展有着广阔的市场前景。与在公共建筑里不同的是,应依据住宅(小区)自身的特点与建筑设备监控系统的功能、技术结合起来,发挥该系统的作用。除小区内的公共部分与其他公共建筑里的建筑设备监控系统一样,在住宅内部,家庭控制器(Home controller)是智能化系统的一个主要产品。它可以实现对住宅内表计(水表、电表、燃气表、直饮水表、热水、供热等计量仪表和设备)的数据采集和远传,还包括了对常用家用电器的控制等功能。
(一)建筑设备监控系统的功能
按照《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003里6.1.2所阐述的:建筑设备监控系统用于对建筑物内各类机电设备进行监测、控制及自动化管理,达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。
我们把它总结归一下,即:
实现自动监视与自动调节以适应室内环境的变化;各类机电设备的启、停和运行进行连锁操作,以确保机组的安全运行;各类机电设备的故障自动监测,以保证设备的安全和及时维修;实现优化控制以实现节能降耗;实现过程控制自动化以节约设备管理人员。
(二)建筑设备监控系统的内容:
根据《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003里6.1.3的内容,建筑设备监控系统包括以下几大子系统:
1、空调与通风系统;2、变配电系统;3、公共照明系统;4、给排水系统;5、热源和热交换系统;6、冷冻和冷却水系统;7、电梯和自动扶梯系统;8、建筑设备监控系统与子系统(设备)间的数据通信接口功能;9、中央管理工作站与操作分站功能;10、系统实时性;11、系统可维护功能;12、系统可靠性;13、现场设备安装质量;14、现场设备性能;15、依据设计要求所需评测的项目等。
可见,在建筑智能化系统中,建筑设备监控系统(又称BA系统)是体现节能和创造优良环境最有价值的系统,也是关联技术最多的系统,应称之为建筑智能化的龙头系统。
(三)建筑设备监控系统的检测
1、系统检测:是指智能化系统安装、调试完毕,经过规定的试运行时间后,竣工验收前所进行的对系统功能、性能及可能存在的缺陷进行的全面检验和测试,评价结果将作为竣工验收和智能化系统等级评估的依据。
2、系统检测的条件应具备:(1)系统安装调试完毕后,已进行了规定时间的设运行;(2)已提供了相应的技术文件和工程实施及质量控制记录。
对于建筑设备监控系统来说,在智能建筑工程质量验收规范(GB50339-2003)里有明确的规定。就是,系统的检测在系统试运行连续投运时间不少于1个月后进行,并且应依据工程合同技术文件、施工图设计文件、设计变更审核文件、设备及产品的技术文件进行。
3、建筑设备监控系统的检测应以系统功能和性能检测为主,同时对现场安装质量、设备性能及工程实施过程中的质量记录进行抽查或复核。
4、系统检测的流程
(1)一般由工程建设单位,也可由工程承包方或使用单位向检测机构申请办理系统检测委托手续。
(2)检测单位在熟悉委托方所提供的各项工程资料,对工程的情况有了基本的了解,并已明确知道委托方的需求后,应及时的制定检测方案。
(3)检测单位按照已制定的检测方案进行检测工作。现场应详细、准确的填写原始记录表。原始记录表应字迹清晰、没有笔误,以便现场检测人员签字或者盖名章。
(4)在现场检测和相关的实验和检验完成后,应按照相关的委托手续中双方约定的时效内及时的出具检测报告。检测报告除有检测人员、复核人员和签发人员的签名外,还应有检测机构加盖检测报告专用章或检测机构公章。检测报告应有明确的合格或者不合格的检测结论。凡不合格项均应明确提出存在的问题,并提出相应的整改建议。
现今,我国在智能建筑的国家标准、技术规范和行业法规还尚不规范、健全,譬如说现在改版后的《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)已经改为按照各类建筑物的功能予以分类了,但是《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003至今还尚未改版,依旧按照各系统进行分类。这就造成现在的智能建筑设计与施工市场不够规范和系统化。另一方面,必须从行政上和技术上对智能建筑的市场和质量进行有效的监督和管理。要做到这一点,首先应加强对系统集成商的资格审查,重点审查其规模和人才构成,考核其从业技术水平。对于建筑设计、施工单位,则应将智能建筑设计与施工纳入质量监督体系,对设计阶段、施工阶段、系统运行管理阶段均应实施监督。工程完成后还应按有关的质量评定标准和验收规范进行检测和验收。
参考文献
1、中国国家标准:《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000、2006)
关键词:智能建筑 设计 问题 对策
1. 引言
智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
2. 智能建筑设计中存在的问题
2.1智能建筑设计系统名称不规范
智能化的各个子系统没有按国家的《智能建筑设计标准》与《智能建筑工程质量验收规范》等进行统一和规范的语言进行交流,这将导致建筑智能化系统图纸内容紊乱,再加上招标文件不“标准”不 “规范”,使得智能化文件更加混乱,甚至失误。如果各个系统名称不能很好的与《智能建筑工程质量验收规范》对应,验收时套用不规范的名称,那么这种验收一定是不够准确和完整的。建筑智能化系统工程除需要充分吸收国外的科学知识和经验外,更要结合中国的实际情况,在设计和招标时各子系统的名称必须“标准”化、“规范”化,注意到国家“标准”和“规范”的严肃性和权威性,只有这样才能保证智能化系统工程正常进行。1997年10月,我国建设行政主管部门建设部了我国智能建筑领域的第一个法规即建设部建设[1997]290号文《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》,它对智能建筑领域起到了巨大的推动和指导作用。智能建筑的设计在它的指导下,在不完善中摸索前进,到2000年7月《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000出台,宣告我国智能建筑设计初步迈进了规范化时代。
2.2设计上的缺陷
智能化系统工程涵盖10多个子系统,设计上要综合考虑。在做设计任务书时候要把甲方的使用要求了解好,其中包括产品性价比,品牌的倾向性,用户的使用要求等。在管路的设计上要选择常规产品的走线方式,为将来选择产品留有多个选择。主干可尽量共管,分支管路根据系统,也可根据设备的安装位置也可选择共管。设备安装位置、预留盒等都要与厂家沟通好,以免将来重复施工。设备间的供电线路也要在初期设计好,以免将来再回路供电等方式上造成损失和矛盾。
2.3系统集成设备发展落后
理论上讲,只要配置相应的模块,所有智能系统均能集成为一个大系统。然而,智能系统涉及面较广,涉及的技术领域较多,生产商不可能包罗万象,只能生产其中某一个系统的产品,这样就形成了各不同厂家产品的集成;不同厂家的产品在性能参数上不一致,给各系统集成造成了技术上的障碍。如果集成得不妥当会产生各系统之间的相互干扰、影响,甚至不如单个系统执行设计功能更为可靠。所以,市场期待着成熟的、在销售之前就已经“集成”完毕的、模块式的产品投入市场。其实,各种智能系统的生产商可以携手,联合打造同一品牌,相同性能指标、技术参数,又可以根据客户需要进行组合的模块式集成产品;通过研究得出,完全集成要比一般的建筑控制增加60%的费用,大约占建筑总造价的3%。而许多建筑由于用途不同,功能各异,建筑智能化系统的总体结构总是有其不同的特点,智能系统根据不同的用途各有取舍,这样为系统集成的必要性也打了折扣;同时,管理人员素质不高也使智能化系统不能真正起到其应有的作用,必须使管理人员熟悉系统各部分的使用、维护和管理。
2.4设计单位的选择
智能化系统工程的设计单位,不同于其他工种,因为他的专业性强,对设计人员的要求非常高。设计单位的选择不能只是看公司的执照、注册资金、资质等,最主要的是公司人员的从业经验与设计的样板工程,现在很多的大公司往往只利用手上的资质承包工程,而自己则不雇佣具体的设计人员,他们把工程转包,这就为将来的施工管理带来风险,工程质量带来隐患。选择设计单位不要在乎他的规模大小,要看他干的设计实力,从业人员的素质,以及这个公司在行业内的口碑。
3. 提高智能建筑设计的对策
3.1建筑智能设计顾问公司
如何在当前的技术、经济条件下进行优化,取得最大效果是智能化建筑设计的核心。应选择对建筑智能化技术有经验的建筑设计单位,负责施行以总体设计师为核心的、包含建筑师、各所需专业的一体化和优化设计。应在设计阶段的一开始就启用建筑智能设计顾问公司,配合、协调以总体设计师为核心的主设计,协助用户做需求调研并形成报告;向用户介绍智能化系统各专业的设计方案;提供招标需要的技术文件;完善主设计的设计建议书,并且要说明各专业对其他专业的设计建议和特殊要求,形成专业设计之间的衔接。
3.2建立技术评审机制
很多事情在工程设计确定之后,要改变就比较复杂。与其在建设过程中要花数倍的精力来修正,倒不如在前期把好设计关,给施工以及竣工验收创造良好的开端,促进工程的良性运作。技术评审要审查设计是否满足技术要求,是工程管理的重要组成部分。技术评审不仅要考虑与设计有关的技术工作,而且还要考虑智能化系统工程的其它方面。
3.2.1初步设计评审
该评审是在初步设计完成后进行,评审合格表示可以进入招投标阶段,或进入施工设计。初步设计评审要为每个子系统及其功能上的相关组合进行评审,要对初步设计方案在全系统级的优化进行评审,要研究系统的可靠性、可维性、可用性、安全性和可实施性等,为进入施工设计尽量提供更多的建议和分析。
关键词:智能建筑 建筑设计规范 对策
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(c)-0068-02
《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)中,对智能建筑的定义为“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。[1]
随着社会经济的不断发展,“智能建筑”大量出现在我国已建和在建的建筑中。以京津冀地区为例,智能建筑占到新建高层建筑的25%左右。智能建筑应为居住人群提供安全、舒适、便利和节能的环境,但是根据有关资料显示,在我国已建的智能建筑中,运行不正常的竟然占七成以上。这些问题是由什么原因引起的,应该怎样处理,是工程建设者必须面对的问题。
1 智能建筑建设中存在的问题
1.1 智能建筑智能化集成存在的问题
智能建筑多包含HVAC系统、电梯控制、消防、出入控制系统等多种系统和设备,这些系统和设备通常来自各个不同的供应商,他们仅仅关注自己的设备的应用,并不顾及他们的设备和系统与其它子系统的互联。为了实现多种不同系统间的通信和互动使得设施管理人员不得不操作多个系统界面,设备的管理不能发挥最大的效应。另外,这些子系统的封闭特性也大大限制了在系统扩建和改造时对产品的选择性。这种限制主要体现在以下几个方面:
(1)设备选型受到很大限制,不能根据性能和价格随意选择产品和供应商,系统部署后,维修配件供应得不到保障,后期设备维护费用高,对产品和供应商存在很大的依赖型。
(2)用户必须面对不同的用户界面来管理不同的子系统,大大降低了生产率,同时大幅度提高了管理人员的学习负担。
(3)各个子系统间不支持互动,增加了操作复杂性。一个典型的例子是火灾自动报警系统和HVAC系统之间的互动。当火灾自动报警系统探测到火警时,需要改变风门的位置、关掉风扇或加快风扇的速度来消除烟雾,这就需要系统互动的支持。
1.2 智能建筑减灾设计存在的问题
(1)防灾减灾内容设计不完全。
火灾和防盗是目前智能建筑防灾减灾设计主要考虑的内容,并有相应的火灾报警和综合保安系统。随着科技的进步,防雷接地设计、绿色智能建筑等方面也逐步推广应用,但是在目前智能建筑设计中针对突发性灾害及隐患的安全管理系统并不完善。
(2)多系统联动关系不清。
在目前的智能建筑集成设计时对于减灾管理的设计方面考虑不全面。例如,智能建筑中如果火灾和停电同时发生时,按照常规的设计,发生火灾时为了人员安全,门要迅速打开;而停电时为防止失窃门禁系统要求处于关闭状态。如果在集成系统中没有进行综合减灾管理的设计或是在设计时考虑不周全,将严重威胁人们的生命财产安全。
1.3 施工图设计不深入
智能建筑不能正常投入运行的一个重要原因是电气施工图设计的不深入以及设计图纸与建筑物系统及产品的不协调。智能建筑中采用的办公、通信、楼宇自动化系统大多是目前世界上比较先进的技术,如果设计单位不能完全熟悉采用的系统将影响施工图的设计,并影响后续的施工。而国内外对于消防自动化系统(SAS)的设计要求不同及设计图与系统产品之间的紧密联系,又导致设计图、产品的反复更改,这就造成了很多智能建筑在建成后不能正常的运行,没有达到预期的经济效益与社会效益。
1.4 产品质量及后续服务的问题
智能建筑所选用的系统及产品的质量,以及售后服务等也是影响其正常运行的原因之一。在建设时,选用的产品质量不过关或者是“耐久性”不强,都会造成运行中设备的不正常工作,不能充分发挥其经济效益。例如:如果楼宇自动化系统(BAS)运行不正常,往往导致自动控制不能正常投入运行,无法实现工况自动转换但是显示部分一般都能保证正常运行。由于不直接影响工作,就无法引起业主的高度重视。
当前我国在智能建筑中所选用的楼宇自动化系统(BAS)基本都是从国外引进的,从系统软件到产品的原配件都是成套供应的,质量上可以得到保证。但是在安装调试结束后,相关技术人员就已完成使命,当系统或产品在运行过程中发生问题后,与他们联系起来比较困难,或者是工期较满没有时间过来维修,或者是服务费用过高令人难以接受,这就给系统的正常运行造成了严重的影响。近年来,随着服务意识的增强及加盟商的介入,相关系统的正常投运率得到了很大的提高。
1.5 施工力量薄弱
施工单位技术人员对系统及产品的了解熟悉程度和接受过的相关培训,对系统及产品在安装过程中和投入使用后的正常运行起到了决定性的作用。智能化系统是科技含量较高的事物,而我国当前的建筑施工队伍素质普遍不高,缺乏经过正规训练有经验的施工人员和管理人员,在设计施工图的深化、布线的合理性、接线的正确与否等方面存在一些问题。如果不能保证施工的质量,再完美的系统、再过硬的质量也没有办法是建筑真正的“智能”起来。
2 解决智能建筑当前存在问题的方法
2.1 加强智能建筑防灾减灾管理设计
智能建筑防灾减灾管理设计从理论上讲是一个系统工程,又是一个联动过程。它应该以建筑为平台、基础,包括结构、系统、服务和管理的整个过程。
(1)结构:从建筑结构开始,有建筑抗震设计、防雷设计、防火设计及消防安全通道设计等。
(2)系统:从智能化系统设计上,有火灾报警系统、综合保安系统设计等;机房防雷接地系统、不间断供电系统、突发事故的应急指挥系统等。
(3)服务:从服务方面讲,包括提供安全、舒适、便捷和实用办公、生活、居住环境,提供各类信息服务、生活服务、咨询服务,提供突发事件救助服务等。
(4)管理:包括建筑的使用、维修管理,系统使用维护管理,服务、设施和人员管理,防灾、抗灾、减灾管理以及突发事件应急救助等。
智能建筑的防灾建筑设计是智能建筑设计的及基本内容,其设计的效果决定了系统集成的效果,也是综合优化应用各种资源,实现多系统有效联动、信息资源共享,实现多系统结合1+1>2目的的核心内容。
2.2 建立高素质的智能建筑设计队伍
智能化系统设置,实质上是整个建筑设计工作的一部分,应服从于建筑设计并服务于建筑物整体。在设计过程中,应由建筑专业牵头,统筹考虑并协调统一各专业之间的关系。因此,在相关专业的人才培养上,有条件的设计单位应整合专业设置,建立起一支能有效结合应用自动控制、通信、计算机、建筑设备的人才队伍,只有这样,才能从根本上解决问题,而不是长期把智能化系统设计委托给国外设计单位或系统集成商。对于独立于建筑设计单位之外的系统集成商,除服从于主体设计单位外,其设计成果还应纳入建筑设计单位的质量管理体系。
2.3 制定相关标准、规范并严格执行
在建筑智能化过程中,应该尽快建立并逐步完善全国统一的建筑智能化系统工程设计和施工标准、规程、规范等,使生产实践有章可循。设计规范在设计中起到法律的作用,国家制定的设计规范实际上就是建设单位与设计单位必须遵守的法规。2000年建设部颁布执行了《智能建筑设计标准》,并于2006年进行修订,这对于规范我国智能建筑的设计、施工意义重大。《智能建筑设计标准》(GB/T50314―2006)制定之后,如何在生产实践中有效的执行也是需要引起相关部门重视的,如果执行不彻底或者阳奉阴违、干脆不执行也是没有意义的。
2.4 加快智能建筑专门管理人才的培养
智能建筑是高科技事物,不仅对设计人员、施工人员有较高的专业知识要求,同时对物业管理人员的专业知识要求也非常高。智能系统的前沿设计,包括其集成范围、内容、深度等,是与物业管理水平有紧密联系的。因此,作为系统设计的重要参与者,掌握一定的专业知识,对智能建筑的应用有深入了解,能给设计提出深入合理要求及建议,是物业管理人员的新的职责。
目前,全国各高等院校还没有专门的智能建筑专业,智能建筑专门管理人才的培训只能通过专门的培训机构。物业管理部门应采取各种培训手段,使物业管理人员尽快掌握智能建筑的基础知识,即计算机技术、现代控制技术、通讯技术及机电设备的运行知识。
2.5 加强管理,规范市场行为
一些国家、行业或地方没有现行规范或标准,需要参照有关国际标准或技术规范的,系统集成商应主动报送建设主管部门审查,获得批准后才能付诸实施。另一方面,必须从行政上和技术上对智能建筑的市场和质量进行有效的监督和管理。对于建筑设计单位,则应将智能建筑设计与施工纳入质量监督体系,对设计阶段、施工阶段、系统运行管理阶段均应实施监督。工程完成后还应按有关的质量评定标准和验收标准进行评定和验收。
3 结论
科技的飞速发展,IT业的变革,物联网巨大的产业规模及发展速度,都将对建筑业的发展带来新的技术及思维的革新。作为未来建筑物的发展方向,智能建筑在向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境过程中,面临的问题和解决的办法,都是值得广大科技工作者和工程技术人员深入思考的问题。只有规范市场,制定标准,加强设计,培养人才,才是解决智能建筑正常运行问题的方法。
参考文献
[1] 中华人民共和国国家标准.GB/T50314-2006.智能建筑设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
关键词:智能建筑 建筑设计墙面设计
一、智能建筑的概念
智能建筑就是采用计算机技术和通讯技术对建筑的设备进行自动监控,对信息资源进行管理和为用户提供信息服务等。美国智能建筑研究机构把智能建筑定义为:通过对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本因素以及它们之间的内在联系的最优组合来提供一个投资合理,又具有高效、舒适、便利的环境。可以这样理解,智能建筑必须满足两个基本要求:
第一:对于建筑管理者来说,智能建筑应当具有一套管理、控制、维护和通信设施,能够在花费较少的条件下,有效地进行环境控制、安全检查、报警监视,能够实时地与城市管理部门取得联系。
第二:对于建筑使用者来说,智能建筑应当创造一个有利于提高工作效率、有利于激发工作人员的创造性,并可以提供一个舒适和谐的好环境。
二、智能建筑标准的制定
智能化建筑设计标准如何制定,制定之后如何招待是一个值得探讨的问题。标准制订出来,大家就要执行,如果标准制定的不合理,制定出来以后大家都不去认真执行也就失去了制定标准的意义。
有些设计单位结合多年设计工作中的经验,制订了一个智能建筑设计标准,当地政府还发了文件要求本地区参照执行;这种积极性是值得学习的,但标准出来之后,也引起了许多不同看法。分析其原因主要是大家对智能建筑及其标准的制定理解与认识上差异较大。智能化建筑标准的制定如何适应市场经济的发展要引起标准制定者的高度重视。
(1)首先,设计师要准确界定所建建筑智能化的标准,这一方面需要设计师根据建筑物功能需要、国内智能化水平的程度及建筑物的规模进行定位。
(2)智能建筑的目标要尽量创造舒适的工作和生活环境。智能建筑内的温度、空气质量、光线、独立而又安全的工作和生活环境、计算机网络、符合人体工学的办公家具、休息空间及建筑物外的景致和适当的隔离等等方面,都应充分体现设计师独具匠心的构思。(3)采用合理的结构形式、柱网和层高。
(3)智能建筑内还要求行之有效的布线,而建筑物内的设备会产生热量、噪音,设备的维修及各个办公区和生活空间的不同性质还要求合理的区域划分,智能设施还要能根据气候、季节、光照变化自动调节建筑内的各项控制指标,以达到居住的最佳处境。
(4)设计师在设计过程中还要考虑智能建筑内的变化、发展及新增项目的可能性。
三、智能建筑对项目策划及建筑设计的影响
(1)首先,设计师要准确界定所建建筑智能化的标准,这一方面需要设计师根据建筑物功能需要、国内智能化水平的程度及建筑物的规模进行定位。从规模上看,一般来讲建筑物的建 筑面积达到2万m2以上用于智能建筑会更经济、实用。
(2)智能建筑的目标要尽量创造舒适的工作和生活环境。智能建筑内的温度、空气质量、光线、独立而又安全的工作和生活环境、计算机网络、符合人体工学的办公家具、休息空间及建筑物外的景致和适当的隔离等等方面,都应充分体现设计师独具匠心的构思。设计时尽量避免大进深的平面布局,进深控制在10m左右,保证办公区充足的阳光和室外景观。外墙可以布置成凹凸状,利用这样的平面做成所谓的corner office.在办公区要适当安排一些带有自然风味的工作人员休息的角落。设计时应避免做固定扇的外窗。
(3)采用合理的结构形式、柱网和层高。采用框架结构、框剪结构可以提供灵活多变的环境,一般9m的柱网对停车、空间分割及结构设计都比较适宜。由于智能建筑内部要求舒适的环境,所以所有管线均不能暴露,考虑 到中央空调的管道、综合布线的要求、空调排水的坡度及架空地面等方面,建筑物的层高应大于3.6m,只有这样才能保证办公区域的净空不小于2.6m,走廊里的净空不小于2.3m.
(4)智能建筑内还要求行之有效的布线,而建筑物内的设备会产生热量、噪音,设备的维修及各个办公区和生活空间的不同性质还要求合理的区域划分,智能设施还要能根据气候、季节、光照变化自动调节建筑内的各项控制指标,以达到居住的最佳处境。
(5)设计师在设计过程中还要考虑智能建筑内的变化、发展及新增项目的可能性。
四、智能建筑的天花板及墙面设计
1、地面
智能建筑内的地面可采用架空地面、预制线槽的楼板面层及地毯地面等。架空地面布线方便,容量大,双层地面可以分开布设强、弱电,更可以用于旧楼改造,但会造成地面高差,使人感到不方便。楼板面层预制线槽可在办公自动化房间内任何地方做接口,不会产生高差,施工方便,可布设在面层10cm内。在方块地毯下布置布线系统,一般是在层高受限制时使用,要求线路少、交叉点少的分支线路,采用扁平线,施工同样方便,但要注意与办公家具的配合,做防静电处理。
2、墙面
智能建筑内的墙体除了做隔断以外,墙面上还可以做出线口,墙内空间还能布置各种传感器和控制设施。
3、天花板
智能建筑内的天花板需要负责照明、送风、出风、烟感、喷洒等的走线及出口任务。
4.1中央控制室。中央控制室是整幢智能建筑的心脏部分,负责设备运转监控及安全保卫监控等。
4.2咨询中心。咨询中心中需要配备电脑、多功能工作站、电子档案、影像设备的输入和输出装置、微缩阅读及闭路电视等。
4.3电视会议室中需要考虑音响、光源、照度及配电等的设计。
4.4决策室需要考虑音像、声音、会议、电脑及通信系统的综合设计。另外,接待柜台、电脑机房等机能室都需要给予充分的考虑。
五、专用机能室的设计
1、中央控制室。中央控制室是整幢智能建筑的心脏部分,负责设备运转监控及安全保卫监控等。
2、咨询中心。咨询中心中需要配备电脑、多功能工作站、电子档案、影像设备的输入和输出装置、微缩阅读及闭路电视等。
3、电视会议室中需要考虑音响、光源、照度及配电等的设计。
4、决策室需要考虑音像、声音、会议、电脑及通信系统的综合设计。另外,接待柜台、电脑机房等机能室都需要给予充分的考虑。
六、屋顶的设计
建筑物屋顶是直接平面敞开的接触大自然的空间,智能建筑的屋顶会被布置上大量的设备,所以设计师在进行设计时,除要考虑屋顶美观绿化以外,还可以布置吸取太阳能和风能以采集热能、收集降水等等,充分吸收和利用自然界提供的一切能量和物质。
智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生,且迅速发展起来的。现代建筑物的电气发展是经过电气化阶段、自动化阶段和当今的智能化阶段。 智能建筑技术的发展非常迅速,它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进技术飞速发展的结晶。特别是智能建筑系统工程,它作为弱电系统工程的延伸和发展,综合性强,涉及的专业领域更广,新的弱电系统不断加盟到智能建筑技术领域内。建筑物使用功能现代化的需求和相关技术的不断更新和进步,共同促进智能建筑弱电系统技术的快速发展。 智能建筑弱电系统中的电子和微电设备较多,这些弱电系统的设备耐受电压较低,如电子设备耐受电压为5V,微电子设备耐受电压只有1.5V,这些设备过电压、过电流的能力差。信息系统设备(包括缆线)在遭受雷害和电磁干扰(如地电位升高、磁耦合、电耦合和电磁耦合等)时,必然会使信息系统中的设备、网络和布线将遭受感应过电压和电磁干扰的危害;各种高频、超高频的通信设施不断涌现,相互间的电磁辐射和电磁干扰日益严重,大量的运行和实践证明,电磁干扰和谐波对智能化设备和布线系统危害的案例和教训也应引起我们足够的重视,不可掉以轻心。 智能建筑需要不同行业的专家共同参与,除了业主之外,设计师、自动化技术、信息技术、通信技术、人造智能技术及电气技术众多专家一起密切合作才能得以实现。
“弱电较弱”正是指在智能建筑中,整体弱电系统工程是建筑电气工程中较薄弱环节,无论是技术力量、人员素质、设计与施工、智能化系统工程施工监理等相对较弱。这对我国的智能建筑的迅速发展是很不利的。
2、网络与布线
智能建筑的实质是诸多智能设备的网络化问题,它包括智能建筑弱电系统的集成(BMS或IBMS)。但由于火灾自动报警系统及消防联动(FAS)是采用集散型控制方式,所以FAS系统目前我国还是独立的控制系统,只是留有通信接口待今后与BAS系统集成,而美国的FAS系统是分散型控制方式可与BAS系统集成。 综合布线系统作为全新概念的布线系统,其优越性是传统的布线系统无法比拟的。主要体现在综合布线系统的开放性——向所有的通信协议开放,灵活性——设备的开通更改只需增加设备和跳线管理,可靠性——器件通过ISO等组织认证,星形拓朴结构等一条线路故障不影响其它线路正常运行;先进性——采用最新通信标准的5类、超5类、6类双绞线或光纤,实时传输多路多媒体信号;经济适用性——将分散线缆综合到统一标准布线系统中。 从网络架构上来分,网络可划分为局域网(LAN),控制网(Infrenet),广域网(WAN)和城市网(MAN)。世界公认的网络协议标准——TCP/IP协议,使得局域网和广域网实现了无缝连接。城市网是在局域网的基础上发展起来的一种新型的数据网,介于广域网与局域之间把多个局域网互相连起来,构成覆盖范围更大,支持高速传输和综合业务,成为适合城市范围使用的计算机网络。 为了保证系统的开放性和可操作性,实现与信息网络的互联互融,尽管目前控制网络中多种总线标准同时存在,但由于以太网速度控制性价比高,我区一直在控制网络中推广应用TCP/IP协议的以太网。在众多的现场总线技术中推广Profibus、Interbus、LonTalk、Modbus及CAN等总线。由于这样的规定从而使我区的智能建筑还没出现瘫痪现象。
3、目前智能建筑存在的问题
《智能建筑》刊物2009年第5期“谈工业以太网及其在智能建筑领域的应用”一文中写到“事实上目前有60%的智能建筑是瘫痪的”,其原因一是在众多的总线标准中Lon Work协议是非常完善的控制面层的总线协议,它有完善的七层协议,BACnet协议则是系统集成层面的协议标准,但没有在我国得到很好运用;二是多种现场总线并存,系统集成当然很困难;三是中国的物业管理技术水平相对较差,厂家在还能运行,一旦厂家支持不在时,系统很可能瘫痪”。 针对目前智能建筑存在的问题谈一下个人的看法:
(1)我国智能建筑缺少一整套完善的行之有效的可操作的设计、施工和验收标准。现有的智能建筑设计、施工验收标准有《民用建筑电气设计规范》JGT/T16-92。上海市工程建设规范《智能建筑设计标准》、《智能建筑评估标准》、新疆行业工程建设标准《智能建筑设计标准》XJJ002-1999、国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314、新疆《综合布线施工验收标准》、《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000等。这些国家、行业、地方标准对智能建筑的设计、施工、验收起到一定的积极作用。但还缺少智能建筑的火灾自动报警系统及消防联动、安全防范、计算机房等施工验收标准和规范。现行的《智能建筑设计标准》针对不同类型的智能建筑的可操作性还有些欠缺。这给智能建筑弱电系统的设计带来了较多的难点。
(2)智能建筑的设计应由具有智能化设计资质总承包单位的设计院来承担。再由集成商进行多次的深化设计并交设计总承包单位审查方可招标施工。这是因为设计院熟悉和掌握国家、行业、地方的设计标准,设计中始终遵循国家的方针政策,坚持技术先进成熟、经济合理、实用可靠;系统设计和设备选型符合标准,且要求具有开放性、灵活性、和可扩性,不是以追求高额利润和推销产品为目的。设计院掌握设计程序和全过程,与施工、监理、质量监督和业主沟通较容易,与各专业配合也密切。设计院能给集成商创造一个良好的建筑平台和环境,反之集成商并不了解智能建筑设计程序和全过程并与相关专业配合十分困难。集成商也不熟悉土建施工图绘制规定和表达方法。集成商由于自行设计、自行施工,施工图设计纸质量就较差,达不到施工图设计深度的要求。 由于建设单位并不完全了解智能建筑的内涵,如系统众多、复杂、施工周期长、设备和线缆的性能等等。也不了解智能建筑弱电系统的重要性、综合性和技术难度大等特点。故目前建筑智能化系统大多数是单独招标、独立签约,中标后集成商自行采购、自行设计、自行施工、自行管理、自行约束,这种没有智能化资质的监理公司监理的智能建筑,将给今后的弱电系统的安装、调试、运行、维护管理带来无穷的后患。 当前由土建监理公司代替有智能化资质的监理公司监理的现象还很普遍,它将会给智能化系统工程带来设计方案失控、采购产品失控、施工进度失控、工程质量失控等等弊端。
4、电气技术在智能建筑中的重要作用
智能建筑是在建筑平台上实现的,脱离了建筑这个平台,那么智能建筑也就无法实施。智能建筑中弱电系统的设备、缆线安全必须依靠电气技术如:电源技术、防雷与接地技术、防谐波技术、抗干扰技术
、屏蔽技术、防静电技术、布线技术、等电位技术等众多的电气技术来支持方可奏效。 下面从列举的几个案例中就能验证了电气技术在智能建筑中的重要作用。 (1)案例1:
阿拉山口海关闭路电视监控系统的主要功能,是辅助保安系统对整个海关建筑物内外现场实况进行监视。 详见监视电视系统图。该系统图是由现场的摄像部分(摄像机、云台、防护罩)、传输系统(光纤、光发射机)、监控中心(光端接收机、视频分配、监控服务器、矩阵主机)等部分组成。其监控中心的操作采用了计算机系统,以用户软件编程的全键盘方式来完成驱动云台的巡视、视频切换、报警处理、设备状态的检查等工作。
数字视频监控报警系统采用计算多媒体技术,CCD摄像机作为报警探头。探头将获取的视频信号经光电转换传输到主机,主机里的高速图像处理器对视频信号进行数字化处理,将视频信号形成的图像与背景图像进行分析比较,若发现有差异就报警,这种全屏幕报警系统最大特点是不易漏报。主机自动采集报警图像并存入计算,事后用户可根据时间、地点随时查阅报警现场的图像,以了解报警原因。该系统将电视控制系统与报警系统合二为一,实现了监视、报警与图像记录的同步进行,而且这种系统中没有录像机,没有视频分析器,一切报警记录都在计算机的硬盘内,所有操作都根据屏幕上的软件提示操作,对用户和使用者来说是一种全新概念的安全防范系统。 该系统设备的选型:摄像机为日本松下产品;云台、防护罩为美国派而高产品;光端传输设备数据接口选用美国NTK产品,这些也都是国外品牌产品,应该不会出现什么问题的。
但该系统开通以来,光发射机(A、B、C、D)的光端数据接口Rs422,室外摄像机的防护罩配置的温度继电器、冷却风扇、电加热器、雨刷器经常被烧毁,更换和维护量很大,工作极不正常,用户意见很大,集成商也很头疼。经分析是光发射机的220VAC电源质量存在问题,尽管选用了高精度稳压电源也是承受不了瞬流(包括电涌)的冲击,瞬流可以损坏任何一种电器,何况耐受电压很低的电子和微电子设备呢?摄像机因距海关大楼较远无法保证AC220V专用线供电。前端机电源就近接在30kW直流电磁铁的配电线路上,该线路上的瞬流和电涌从发生到消失的过程极快,属于微秒到皮秒级,其电压幅值可高出工作电压的几十倍、几百倍甚至几千倍。根据当地供电部门反映,80%的瞬流是从电力系统内部产生的,主要是由于电力负载的频繁开关和负荷频繁变化引起的。另外电磁铁的直流电源是由三相可控整流取得的,故电源线路内含有大量的3、5、7、9等奇次谐波,远超过谐波电压限制和谐波电流允许值,谐波严重危害配电线路及设备的安全。
因此,智能化系统应选用净化电源,有效地抑制瞬流、谐波的产生。低压配电线路还上应具有雷电过电压、电磁兼容(EMC)、电磁脉冲(LEMP)的保护功能,最大程度地改善和提高电源质量,以确保整个智能化系统的安全。然而上述案例中全然没考虑,所以系统不能正常开通,并经常损坏系统中的设备。
(2)案例2
新疆人民银行业务楼是座现代智能型超高层建筑,具有建筑物楼层多、建筑物高、人员流动大的特点,垂直运输与通信系统(国内联网)同样倍受重视。电梯系统是超高层智能建筑中不可缺少的重要设施。为高层、超高层的智能建筑服务时,不仅要求自身有良好的性能和自动化程度,作为建筑设备的自动化系统的一个组成部分,它是以计算为核心,构成对电梯设备的监控系统,该系统属于BAS的一个子系统与整个BAS协调运行,并受BAS中央计算机的监视、管理及控制。
电梯是用于垂直升降的机电一体化运输设备,该大楼选用三菱VVVF方式——交流调压调频的拖动方式, VVVF电梯具有抗干扰、高效、节能、舒适的控制系统,体积小、动态品质性能优越。控制部分采用双微机结构,主微机完成集选功能规定的操纵控制,付微机是实现拖动系统的速度控制。主、付微机采用并行通讯,整个系统由主控制器、控制屏(DDC)、显示装置(CRT)、打印机、远程操作台及串行通讯网络组成。但该电梯起初无法正常工作,电梯忽而上至顶层,忽而下降到底层,不按指令停层,后来发现未做功能性接地所致。该建筑是座旧楼无法利用钢筋混凝土钢筋作为联合接地,也无法做局部等电位联结。那么只有在机房内设置一根独立的接地线(绝缘线缆与动力线等截面),采用非金属接地模块独立式接地,接地电阻R≤0.4欧。接地极与原接地极距离为20~25m呈零电位。做了电梯功能性接地后,电梯正常工作已达5年之久,未出现过任何故障。
(3)案例3
新疆建筑设计研究院选用迅达电梯,对于功能性接地甲、乙双方持不同意见。VVVF型电梯同样是双微机结构。安装人员坚决按厂里规定要求做独立式的功能性接地。我们考虑该业务楼是座智能建筑设有计算机网络和信息系统,强、弱电系统已经采用联合接地(共用接地)系统,《智能建筑设计标准》GB/T50-2000,第10.2.6条,联合接地电阻R≤1欧(而该楼的联合接地电阻实测为0.29欧),该建筑物内已经设置了总等电位联结和局部等电位联结。最后建筑单位采纳了等电位联结和联合接地方式,而没采用厂商提出的独立的功能性接地。因为独立的功能性接地做法经实践证实了并不利于计算机逻辑接地(单点接地),这是因为建筑物做了等电位联结,逻辑接地(单点接地)已不复存在了。在钢筋混凝土的高层民用建筑中功能性接地、保护性接地与防雷接地的三组接地装置要达到相互独立的要求是很难做到。而联合接地(共用接地)还可避免雷电的反击危害。经实测联合接地电阻R≤0.293欧。利用联合接地后,电梯运行至今一直正常。联合接地做功能性接地时接地线需从基础接出,不得与其它接地混接、短接,接地线宜选用25mm2~35mm2绝缘线缆。为保证人身安全和弱电系统的抗电磁干扰,局部等电位联结是最有效的措施之一。
(4)案例4
电子计算机中心的接地装置不但要满足人身的安全,还应满足电子计算机正常运行和网络系统设备的安全。办公自动化系统包括:计算机、数字化设备等,除产品系列的不同外,高层、超高层建筑由于场地、位置、施工和投资等条件的限制,因此电子计算机在“接地”问题上有着不同的见解,国外经济发达的国家也有不同的观点。电子计算机“接地”系统是比较复杂的,如处理不好将造成电子计算机不能正常工作。工作在弱信号条件下数字设备接地线的脉冲干扰不容忽视。目前计算机工作频率多在100MHZ、200MHZ今后甚至1000MHZ及1GHZ、10GHZ。这时分布电感,分布电容会引起电流通路的阻抗发生很大的变化,当这些参数对谐波产生共振时又会产生超出常态阻抗和能量,将会直接危及计算机网络系统的安全。
有关电子计算机的接地有以下几种方式: 交流工作接地、安全保护接地、工作接地、防雷接地等四种接地方式,在智能建筑中宜采用联合接地(共用接地)。经过大量高层、超高层建筑接地方式的调研,联合接地完全可利用其结构钢筋和基础钢筋做接地装置。接地电阻一般值不会超过0.4欧,很适宜作为电子计算机的接地装置。但是中银广场的计算机中心和计算机机房装修设计人员,坚持计算机系统的接地采取单点接地(逻辑接地)。因此,花费了很大力气和资金从四楼计算中心机房,引出VV35m2单芯电缆,穿管经地下室引至室外距基础25m做了一组闭环式逻辑接地极,接地电阻为4欧。采用这种单点接地方式,计算机一直无法正常工作,后经建设单位研究决定,按照设计院设置的计算机房内局部等电位联结及联合接地做为电子计算机的接地,计算机经安装调试后至今一直运行良好。
这是因为在同一建筑物内,采用同一个联合接地系统(共用接地系统),以避免不同接地系统间的电位差引发电气事故和干扰。做了建筑物总等电位联结包括局部
等电位联结、局部信息系统的网形和星形等电位联结结构、利用钢筋混凝土钢筋做接地装置(含钢筋混凝土基础接地体),其联合接地(共用接地)接地电阻R≤0.4欧,远低于《智能建筑设计标准》GB/T50-2000的接地电阻R≤1欧的阻值要求。更远远小于电子计算机直流接地阻4欧的要求,即不花费投资又不费工,还保证电子计算机的正常工作,何乐而不为呢? 目前计算机信息系统和网络系统的应用已遍及各行业各部门乃至家庭。目前防雷技术已提出“建筑物综合防雷系统”的概念,新国标《建筑物电子信息系统防雷规范》已批准实施。建筑防雷工程必须综合考虑,将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线加装过电压保护等多项重要因素),作为整体来统一考虑防雷措施。从而使计算机电子信息系统、网络系统、布线系统在智能建筑中真正成为标准、灵活、安全、无误的网络与布线系统。 5、新疆智能建筑市场发展的前景