智能建筑數(shù)字化體系集成設(shè)計(jì)思路

時(shí)間:2022-08-06 10:00:33

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智能建筑數(shù)字化體系集成設(shè)計(jì)思路

隨著國際信息潮流沖擊和微電子科技的沸騰,加上通訊、計(jì)算機(jī)及自動控制技術(shù)日新月異,使得建筑開始走向高品質(zhì)、高功能領(lǐng)域,形成一種新的建筑形式??智能建筑(InetlligentBuildings)。早期智能建筑市場,管理滯后,在此期間某些不全面的技術(shù)概念在市場上頗為流行,例如:要求智能建筑“15年或20年不落后”:“A”愈多即是智能水平愈高:“有了綜合布線就是智能建筑”……等等,這些理念不同程度地對行業(yè)發(fā)展起了誤導(dǎo)的作用。近十年的智能建筑建設(shè),建成了一批技術(shù)水平很高、設(shè)施完善、效益明顯、管理到位的智能建筑。通過這幾年工程實(shí)踐的鍛煉也成長了一大批與國際水平毫不遜色的設(shè)計(jì)、安裝技術(shù)人員隊(duì)伍。這里,也應(yīng)當(dāng)包括在外國企業(yè)中工作的我國技術(shù)人員,以及廣大的商與系統(tǒng)集成商,他們能更早更快地接觸到最新的技術(shù)成就,能夠以最快的速度把最先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)介紹過來。為把智能化市場的發(fā)展更進(jìn)一步向前推進(jìn),開拓更加廣闊的技術(shù)領(lǐng)域,在此總結(jié)了智能化發(fā)展中的一些問題及發(fā)展思路。

1智能建筑應(yīng)向系統(tǒng)集成化發(fā)展。

1.1智能建筑與系統(tǒng)集成集成(Integration)可理解為一個(gè)整體的各部分之間能彼此有機(jī)地協(xié)調(diào)工作,以發(fā)揮整體效益,達(dá)到整體優(yōu)化之目的。集成絕非是各種設(shè)備的簡單拼接,而是要通過系統(tǒng)集成達(dá)到“1+l>2”的效果。系統(tǒng)集成可理解為根據(jù)客戶的需求,優(yōu)選各種技術(shù)和產(chǎn)品,將各個(gè)分離子系統(tǒng)(或部分)連接成一個(gè)完整、可靠、經(jīng)濟(jì)和有效的系統(tǒng)的過程。智能建筑系統(tǒng)集成的概念在中國智能建筑學(xué)術(shù)領(lǐng)域提出已有多年,智能建筑系統(tǒng)集成就是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù),把構(gòu)成智能建筑的各主要子系統(tǒng)的各個(gè)分離的設(shè)備、功能和信息等集成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一的和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中,使該資源達(dá)到充分地信息共享,以減少資源的浪費(fèi)和硬件設(shè)備的重復(fù)投入,實(shí)現(xiàn)真正意義的統(tǒng)一、實(shí)用、高效、便利、可靠、低耗等目的。目前一些建筑僅僅有綜合布線系統(tǒng)的建設(shè),就稱其為智能建筑,設(shè)計(jì)者沒有理解系統(tǒng)集成的真正內(nèi)涵。另外設(shè)計(jì)者對智能建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)大多集中在智能化系統(tǒng)上,而在建承接智能建筑工程的公司大多在某一方面比較專業(yè),缺少系統(tǒng)集成的經(jīng)驗(yàn),很難從工程的整體進(jìn)行規(guī)劃和施工。同時(shí)一些施工隊(duì)伍的技術(shù)能力也有待提高。

1.2對智能建筑系統(tǒng)集成的展望2l世紀(jì)的建筑將是智能化的建筑,智能建筑是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)和圖形顯示技術(shù)(4C)的進(jìn)步和互相滲透而逐步發(fā)展起來的,是現(xiàn)代化建筑技術(shù)和先進(jìn)的智能化技術(shù)的完美結(jié)合[3.6]。智能建筑的內(nèi)涵十分豐富,通常包括5Az樓宇設(shè)備自動化系統(tǒng)(BAS)、保安自動化系統(tǒng)(SAS)、火災(zāi)報(bào)警自動化系統(tǒng)(FAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)和辦公自動化系統(tǒng)(OAS)。建筑物智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是“集成,它包括三個(gè)層次的含義:功能集成,技術(shù)集成,信息集成。其中功能集成是指為完成某一具體的系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo),而將一些相互獨(dú)立的功能子系統(tǒng)聚集在一起:技術(shù)集成是利用先進(jìn)的技術(shù)、方法和產(chǎn)品進(jìn)行功能集成:而信息集成是實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)間資源的高度共享和任務(wù)全局一體化的綜合管理它可提高對建筑物的綜合管理能力。

2智能建筑的類型及系統(tǒng)構(gòu)成在不斷發(fā)展:

2.1智能建筑的類型應(yīng)向數(shù)字化發(fā)展傳統(tǒng)的智能建筑主要是寫字樓和酒店,新興的智能建筑包括:(1)機(jī)關(guān),企業(yè)單位辦公用建筑的智能化;受國家信息化數(shù)字城市發(fā)展的影響,機(jī)關(guān)企業(yè)單位老辦公樓改造和新建辦公樓均對信息化、智能化提出了較高的要求。其次,部分行業(yè)迅速發(fā)展,比如銀行、保險(xiǎn)、金融、電信等。由于這些行業(yè)自身的特點(diǎn),對智能化、信息化要求更強(qiáng)烈(2)數(shù)字化圖書館:由于科教興國戰(zhàn)略已被國家確定為基本國策,圖書館信息化、數(shù)字化已成為新的市場,我國目前有圖書館近3000座,高校圖書館1100座,中學(xué)圖書館4000座,干校、黨校圖書館約2000座,國家機(jī)關(guān)、科研系統(tǒng)圖書館近5000座,其它各類約10萬座。但目前公共圖書館仍然偏少,自動化程度發(fā)展緩慢。國家已初步建立了"中國圖書館信息網(wǎng)絡(luò)"(CLINET)地市級以上圖書館基本人網(wǎng),并與In-ternet網(wǎng)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)信息資源共享和電子文獻(xiàn)傳輸,并提出要實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館的整體解決方案。(3)醫(yī)院智能化、數(shù)字化:國家在九五期間對醫(yī)院改造投資很大,重點(diǎn)是:醫(yī)療設(shè)備更新、醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)化的信息系統(tǒng)建設(shè)、醫(yī)療環(huán)境改善、目前大型醫(yī)院為適應(yīng)數(shù)字化城市的需求,在新建和改造的醫(yī)院大樓均提出數(shù)字化的要求。(4)數(shù)字化校園:最早學(xué)校一般是建設(shè)單一的校園網(wǎng)建設(shè)和計(jì)算機(jī)多媒體教室,后來發(fā)展到一卡通的建設(shè)。近年來,智能化、數(shù)字化的要求愈來愈高,相當(dāng)數(shù)量的高等學(xué)校啟動數(shù)字化工程,如:校園系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺、教學(xué)管理信息化系、教學(xué)數(shù)字化系統(tǒng)、校園安全智能化系統(tǒng)、后勤管理智能化系統(tǒng)、校園智能化系統(tǒng)、校園安全智能化系統(tǒng)、多媒體教室、智能化、數(shù)字化建設(shè)已進(jìn)入很多大、中、小學(xué)校。(5)數(shù)字化博物館、會展中心:1997年上海博物館智能化系統(tǒng)通過了建設(shè)部科技委的評審,之后又完善了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),信息應(yīng)用系統(tǒng)形成了一個(gè)完整的智能化系統(tǒng),在國內(nèi)產(chǎn)生很大影響,此后各地相繼建成和再建了一批博物館和會展中心,如河南博物館,廣州博物館、廈門國際會展中心、北京首都博物館等,目前正在建設(shè)的國家博物館、北京新國際會展中心、天津開發(fā)區(qū)國際會展中心對智能化數(shù)字化提出了更高的要求。(6)數(shù)字化體育場館:近年來一批國際水平的體育場興起,大都采用了先進(jìn)的智能化管理,特別是申奧成功后僅北京就要建立32個(gè)大型體育場館,52個(gè)訓(xùn)練場館,體育場館的智能化和自動化工程提到了日程。(7)智能化小區(qū)及數(shù)字化社區(qū):近年來智能大樓的概念引人了居住小區(qū),智能化居住小區(qū)發(fā)展非常迅速,目前在大城市幾乎所有的新建的居住小區(qū)都對智能化提出了需求,隨著數(shù)字城市的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了一批數(shù)字化社區(qū),今后隨著住宅建設(shè)的發(fā)展,對智能化、數(shù)字化的需求愈來愈高。

2.2智能建筑的構(gòu)成必須具備三大系統(tǒng):一是建筑設(shè)備自動化系統(tǒng),主要是對現(xiàn)代化建筑中所有的機(jī)電設(shè)備和能源實(shí)現(xiàn)自動控制。二是通訊自動化系統(tǒng),主要指電信網(wǎng)絡(luò)、電視網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。三是辦公自動化系統(tǒng)。還有防火自動化和安全保衛(wèi)系統(tǒng);四是無線通信技術(shù)在智能大廈和數(shù)字化社區(qū)中的應(yīng)用

3智能化建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)解決電源的質(zhì)量要求:由于在智能建筑中運(yùn)用了許多計(jì)算機(jī)和微電子設(shè)備,對其供電電源的質(zhì)量提出了新的要求。因?yàn)殡娫雌焚|(zhì)的好壞,將直接影響智能建筑中設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性,甚至導(dǎo)致重大人身、設(shè)備事故和造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種影響不僅來自供電電源的電壓、頻率及電流等基本要素是否滿足用電設(shè)備的要求,而且也來自所提供的供電電源的電網(wǎng)質(zhì)量。由于電子計(jì)算機(jī)、微處理器以及其他電子儀器設(shè)備普遍存在著絕緣強(qiáng)度低、對供電電源的質(zhì)量要求高、過電壓耐受能力差的弱點(diǎn),使得這些高靈敏的電子系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)程序運(yùn)行錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、時(shí)間錯(cuò)誤、死機(jī)、無故重新啟動甚至造成用電設(shè)備的永久性損壞,給人們?nèi)粘I钤斐删薮髶p失。為此,在智能建筑中,研究其供電電源質(zhì)量,實(shí)施有效的防護(hù)措施,已是必然的趨勢,而且受到世界各國普遍關(guān)注。3.1電源質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo):衡量電源質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)主要包括:電壓波動、頻率波動、諧波和三相不平衡等。眾所周知,供電電源質(zhì)量會受到多種因素的影響,如負(fù)荷的變化、大量非線性負(fù)載的使用、高次諧波的影響、功率因數(shù)補(bǔ)償電容的投入和切斷、雷電和人為故障、公共設(shè)施(如電動機(jī)、電梯等)等都會影響電源的品質(zhì),從而降低供電電源的質(zhì)量。3.2改善電源質(zhì)量的方法:影響電源質(zhì)量的因素是復(fù)雜的,然而,當(dāng)受到污染后的電源為計(jì)算機(jī)和精密電子設(shè)備供電時(shí),對其運(yùn)行是極為有害的。當(dāng)城市電網(wǎng)的電源質(zhì)量不能滿足要求時(shí),要根據(jù)需要,采用合理的供電系統(tǒng)以及必要的技術(shù)措施,有針對性地消除污染電源對計(jì)算機(jī)和精密電子設(shè)備的影響。這些措施包括:采用隔離變壓器、濾波器、穩(wěn)壓設(shè)備、不間斷電源以及瞬變信號、濾除高頻噪聲、穩(wěn)定電壓與城市電網(wǎng)隔離,消除電壓和頻率的偏差以及吸收浪涌等各種干擾,從而獲得理想的電源。常用的幾種計(jì)算機(jī)供配電系統(tǒng)主要有直接供電系統(tǒng),隔離變壓器、穩(wěn)壓器和濾波器組合系統(tǒng);不間斷供電系統(tǒng)等。隨著智能建設(shè)的不斷發(fā)展,人們對電源質(zhì)量要求也愈加嚴(yán)格,然而,如何提高電源質(zhì)量,消除電氣中的隱患,保證計(jì)算機(jī)及精密電子設(shè)備正常運(yùn)行,將是工程設(shè)計(jì)人員一直應(yīng)關(guān)注的問題。

4全面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是智能建筑建設(shè)的基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)是智能建筑建設(shè)的合理化手段智能建筑系統(tǒng)的快速發(fā)展使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)施的時(shí)間差造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理因素大大增加。所以,系統(tǒng)的集成商在投標(biāo)時(shí)和中標(biāo)后,必須根據(jù)總體設(shè)計(jì)方提供的系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工圖和招標(biāo)文件,在滿足相應(yīng)要求的前提下,結(jié)合技術(shù)的發(fā)展和自身產(chǎn)品的特點(diǎn),對系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,得出符合標(biāo)書要求的既先進(jìn)又最經(jīng)濟(jì)的方案,在符合技術(shù)規(guī)格書要求的前提下按"低價(jià)者得"的原則評價(jià)。中標(biāo)后的系統(tǒng)集成商應(yīng)在總體設(shè)計(jì)方的指導(dǎo)下,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工圖和具體的產(chǎn)品自行或委托設(shè)計(jì)方再進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并經(jīng)總體設(shè)計(jì)方統(tǒng)一后報(bào)業(yè)主批準(zhǔn)實(shí)施。

5智能建筑作為高新技術(shù)的生長點(diǎn)之一,所帶來的綜合效益也相當(dāng)可觀,有較高的回報(bào)率和節(jié)能效果。據(jù)統(tǒng)計(jì),智能建筑比常規(guī)建筑節(jié)能30%。就行業(yè)本身和工程專項(xiàng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來說,我們總結(jié)到應(yīng)注意以下一些問題:(1)準(zhǔn)確的建筑需求定位,是智能建筑建設(shè)的首要問題。(2)要有長遠(yuǎn)考慮的總體規(guī)劃,具體實(shí)施則要分步驟進(jìn)行。(3)正確處理好技術(shù)先進(jìn)性與可靠性的關(guān)系,在工程實(shí)踐中,如兩者出現(xiàn)矛盾,應(yīng)首先考慮技術(shù)的可靠和成熟。(4)保證資金到位,量入為出,防止浪費(fèi)。(5)系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)力求簡潔優(yōu)化,以提高效益為目的。(6)設(shè)計(jì)要量體裁衣,突出建筑物的特點(diǎn)。(7)系統(tǒng)集成要根據(jù)需要而定,不宜盲目地追求“一體化",要適度留有冗余。(8)設(shè)備擇優(yōu)使用,摒棄不良產(chǎn)品。(9)安保系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)技防、人防、物防并重。(10)工程實(shí)施要嚴(yán)格遵從規(guī)范要求。(11)項(xiàng)目策劃宜力求多贏方案。(12)力求建立開放平臺,以適應(yīng)多種系統(tǒng)的不同要求。(13)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),擇優(yōu)推廣。