智能化建筑与建筑环境分析论文

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摘要：随着机技术，信息传输技术的迅速，高新技术逐渐渗透入建筑行业，建筑的智能化是发展的必然趋势。近几年来，智能建筑、智能住宅小区发展十分迅猛，对我们的建筑设计提出了更高的要求。建筑设计师，特别是近几年来参加工作的青年建筑师，对建筑的智能化也要有一定的了解，才能使智能化建筑设计满足用户的实际需要。

关键词：智能建筑建筑环境

一、建筑智能化的子系统配置

建筑智能化一般是指该建筑物内具有楼宇设备自控系统（BAS）；办公自动化系统（OAS）；通信网络系统（CAS）。这三大系统是大项，每个系统中标还有许多不同的子系统。如楼宇设备自控系统中包含有：火灾自动报警与消防联动控制系统，公共安全管理系统等。按细分，楼宇设备自控系统有冷冻室调的监控、热源设备的监控、供配电设备监测、给排水设备的监控、电梯设备的监测、照明设备监控等。公共安全管理系统又有闭路电视监视系统、防盗报警系统、出人口控制系统、巡更系统、访客和报警系统，停车场管理系统等。

办公自动化从广义上讲即计算机取代人进行办公业务处理，办公自动化的具体工作性质的不同而不同。这里仅指办公自动化系统，即采用计算机网络技术，承担一般常规的办公业务活动，如一般文字处理、文档资料管理、电子邮件、统计数据处理等。至于部分经营管理系统等则由建设单位根据自身需要而自主开发软件。

通信网络系统内容繁多，实际上包含各种语音、文字。图象、信息的通信网络系统，与语音与传真服务系统、数据消息处理系统、可视图文定位、可视电话定位、会议电视系统、数字无绳电话系统、楼宇电视系统、数字无绳电话系统、有线电视系统、卫星电视接收系统、扩声系统、公共广播系统、音响系统、同声传译系统、多媒体教学系统等。

可以说建筑智能化系统工程设计涵盖了弱电系统的所有范围，涉及专业面广，是一项庞大的系统工程。具有智能化系统的建筑物对建筑师的建筑设计要求也高了。智能建筑的设计需要智能化设计人员与建筑、暖通、电气（强电）、给排水、结构等各工种设计人员的密切配合。

二、建筑智能化设计针对建筑的要求

智能化建筑物是建筑技术与信息技术相结合的产物，它向人们提供一个高效、舒适、便利、安全的工作、、生活环境。一系列高新技术的发展，正在改变人们的工作和生活模式，先进设备和系统的进人生活正在迫使建筑环境与这种变化相匹配。

建筑智能化设计与建筑师的关系是十分密切的，智能化系统进入建筑物，改变了传统建筑设计的一些做法。具体有：

l、各个智能化子系统有各种不同的设备，如楼宇自控设备、火灾自动报警及联动控制设备、闭路电视监控设备、通信设备、计算机设备等。需要各种设备机房设置。

2、各个智能化子系统有各种不同的管线，如光纤、同轴电缆、通信电缆、控制电缆等，需要有竖井作为垂直通道；需要有吊顶作为水平通道；需要有架空地板、网络地板、线槽等作为室内布线通道。

建筑师在进行建筑设计时，在方案阶段就要考虑到这些机房的布局，面积大小；弱电竖井的配置；吊顶、架空地板等则需考虑层高。如果建筑未提供智能化系统足够的空间，则智能化设计要满足功能的要求也是困难的。

三、智能化建筑的设备机房设置

设备机房设置的数量、面积大小因各建筑物规模功能不同而不同。现以一幢2万平方米左右的高层办公建筑为例来说明。

1、消防控制室

一般需要设置火灾自动报警及联动控制系统的建筑物均有消防控制室。采用较多的是集中报警系统，在消防控制室内设置一台火灾自动报警控制器、联动控制装置、消防广播装置、消防电话装置、手动直接控制装置等，还有直流24V电源。消防控制室面积15－20平方米左右，3×5或4×5（宽×长）即可。这既考虑到消防设备的安放，保证消防值班人员有一个应有的工作场所，还要根据实际需要考虑到值班人员休息和设备维修的面积。

消防控制室是火灾扑救时的信息、指挥中心，其重要性是不言而喻的。一般消防控制室设置于建筑物底层，门向外开启，最好直通室外，门应为防火门，建议为外开双扇门，门宽1200mm－1500mm.

消防控制室周围不应布置电磁干扰较强及其它消防控制设备工作的设备用房。

建议消防控制室采用防静电活动地板，架空200mm.最好设吊顶。对于一个建筑群，则设置消防控制中心，其面积适当扩大。

2、BAS中央控制室

设置楼宇设备自控系统的建筑物要设置BAS中央控制室。BAS中央控制室的位置应尽至靠近控制负荷中心，主要指冷冻机房。注意远离变电所等电磁干扰源，并注意防潮、防震。BAS中央控制室面积一般为15平方米左右，并应适当考虑工作人员值班、维修及休息所需的面积。

BAS中央控制室采用防静电活动地板，架空200mm.当BAS中央控制室长度大于7m时，要设两个外开门的出口，门宽小于1m.建议采用防火门。

如果建筑物中所有智能子系统设备均集中设于一处，形成控制信息中心，则该中心面积为40－120平方米不等。

3、计算机网络（中心）机房

在具有计算机网络的建筑物内设置计算机网络（中心）机房，内置网络交换机、网络互联设备、主配线架。机房一般设置于地上一、二、三层，尽可能靠近建筑物电缆引人区和网络接口。机房内应有足够保证设备运输方便，门应向外开启，建议采用防火门，采用防静电活动地板，架空200mm.其楼板荷载可按5.10～7.5KN／m2设计。

由于各建筑物计算机网络要与因特网相联，所以机防要靠近外墙面，及靠近接入网引人方向。

4、通信机房

一般建筑物均有电话系统。对于电话用户较多的建筑物要设置虚拟交换机，其机房20平方米左右。对于宾馆则设置程控交换机，其机房面积20平方米左右。当电话用户不多的建筑物单体可在底层设置电话交接间，其面积一般不小于10平方米。

通信机房、包括电话交接间一般设于具有外墙的房间，以利于进出线。通信机房门应向外开启，建议采用防火门。机房可与计算机网络中心机房设置在一起，其共同面积约40平方米。

5、闭路电视监控室

设置闭路电视监控系统和防盗报警系统的建筑物要设置监控室。监控室当设置在环境噪声较小的场所，其使用面积根据设备容量确定，一般为12－50平方米。根据目前举例的建筑物，监控室面积小于20平方米即可。

监控室门宽不小于0.9米，高度不小于2.l米。门向外开启，建议采用防火门。监控室采用房架空200mm.

对于设置火灾自动报警及联动控制系统的建筑物具有消防控制室，其监控室一般与消防控制室合用一室，面积则为40平方米左右。

6、电视机房和卫星电视机房

电视机房的设置较为复杂，现分几种情况说明

＊具有自办节目的前端，应设置单独的前端机房，其使用面积宜为20平方米；具有自制节目功能的有线电视台，可设置演播室和相应的技术用房。演播室面积大小根据实际需要，其天幕高度为3.0－4.5米。演播室噪声应小于NR25.技术用房面积及间数要根据实际需要设置，一般有播出机房（总控室）、备播室、化妆室、剪辑室、配音室、维修室等，还有一些办公用房。

＊对于一般用户的建筑物则仅需在市有线电视进线处（靠外墙面）设置一间面积为10平方米的电视机房即可。住宅建筑则不必设电视机房。

＊对于设置地面卫星电视接收站的建筑物，则要在电梯机房层或屋面设置卫星电视机房，其面积约为15－20平方米。在屋面还要设置卫星电视接收天线。接收天线安装位置应避开接收电波传输方向上的阻挡和周围的金属构件，并应远离公路、电气化铁路、高压电力线以及干扰等干扰源。

电视机房和卫星机房采用外开双扇门，门宽1200－1500mm，建议采用防火门。采用防静电活动地板，架空200mm.

7.广播室

设置有线广播系统的建筑物要设置广播室。当有消防控制室的建筑物，广播室可与其合用。当有电视播放的建筑物，广播室可与电视机房合并设置。

广播控制室的技术用房应根据工程的实际需要确定：

＊一般广播系统只设置控制室，当录、播音质量要求高或者有噪声干扰时，应增设录、播室。

＊大型广播系统室设置机房，录播室、办公室和仓库等附属用房。

广播控制室面积约为15m2，录播室面积约为40m2.门向外开启，建议采用防火门，门宽不小于1米。采用木地板或塑料地板，当配线较多或要求标准较高时，可采用活动地板，架空200mm.楼板、地面等效均匀静荷载3KN／m2.

8.声控室

对于设置扩声系统的会议室、多功能厅、多媒体报告厅等要设置声控室，设置扩声、控制设备。声控室一般设置于主席台、讲台一侧，面积根据功能、规模、档次，一般为10－20m2.场馆扩声机房设备较多，分为主机室，播音室、控制室，其面积稍大，约40m2左右。

9.控制室各种各样的智能化系统具有各种不同的控制室，如LED显示系统控制室。大屏幕公共显示系统在一些会展中心、车站、港口、交易场所，体育场馆等广泛。在设置大屏幕公共显示装置的附近要建控制室，面积10－20m2左右，建筑要求应按机房的基本要求，采用防静电活动地板，架空200mm，计算负荷4.5KN／m2.设置多媒体教学系统的主教室建议设置控制室，其面积约为6－10m2左右。

10.风除上述机房外，根据建设单位的要求还会有其它各种各样的设备机房。如对于档次较高的国际会议厅，要设置同声传译系统，则建筑物内配置同声传译机房及译员室。同声传译机房面积一般20m2左右，译员室5m2左右，译员室数量根据语种多少而定。部分计算机中心、信息中心比较重要，则要设置UPS室，计算荷载6KN／m2.有的工程需要设置酸性蓄电池室，则要采用耐酸地面。如在停车场管理系统，则要在车辆进出口出设置管理室，面积约为10m2左右。总之，建筑设计师要根据各种各样的智能子系统设置相应的设备机房。

四、智能化建筑弱电竖井设置

1、传统建筑中，弱电管线一般只有电话、电视管线，大部分建筑物中垂直干线一般沿墙体暗敷（或明敷），使管线到达各楼层。这种传统做法已不适应建筑物智能化系统垂直管线的敷设要求。垂直管线沿邀陪敷主要存在以下：

＊墙体结构，物别是大量管线的集中穿越

＊给安装施工带来困难

＊不利于管线检修

＊不利于系统扩容及改造

在近几年设计的多层和高层建筑内，基本上都设置竖井以用于垂直干线的敷设。由于建筑智能化系统的广泛应用，弱电工竖井与强电竖井一样普通采用。竖井的位置和数量应根据建筑物规模、建筑物的沉降缝设置和防火分区等因素确定。

选择竖井位置时，应考虑下列因素：

﹡直靠近各种设备机房

﹡不得和电梯井、管道井共用同一竖井。弱电和强电线路，一般应分别设置在弱电竖井和强电竖井内。如受条件限制必须合用时，弱电与强电线路应分别布置在坚井两侧或采取隔离措施以防止强电对弱电的干扰。

﹡避免邻近烟道、热力管道及其他散热量大或潮湿的设施。

﹡在条件允许时宜避免与电梯井及楼梯间相邻。

3.竖井的井壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体。竖井在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廊，其耐火等级不应低于丙级。

竖井面积大小除满足布线间隔及弱电设备、端子箱布置的必须尺寸外，并要留有不小于0.8m的操作、维护距离。

各楼层的竖井需上下层相应对齐，便于垂直干线线缆敷设。

4.弱电竖井内布置有所有智能化子系统的设备和管线、桥架。如火灾自动报警系统就有各楼层设置的各种控制模块、端子箱、火灾报警总线、联动总线、手动启停重要消防设备的控制线、消防电话线、消防广播线对于计算机系统的建筑物，各楼层弱电竖井兼作楼层设备问，内设置楼层网络网络交换机、配线架等，竖井并不单单是走线的井道。有时竖立井内还要设置电话分线箱，电视分配器箱等。所以说对于建筑来说竖井关非可有可无，不但要有，而且要一定的面积。

5.计算机网络系统，楼层设备的数量应从楼层配线架至信息插座水平布线的长度距离来考虑，当水平布线的长度在范围内，可设置一个楼层设备间。当超出这一范围，则要考虑设置两个或两个以上的楼层设备间。当楼层设备间仅当计算机网络系统单独使用时，其面积为l.8m2时（1.2深×1.5宽），可安装个单孔信息插座的工作区所需的连接硬件和相关设备。一旦单孔信息插座超过200个时，可在该楼层增设设备间。计算机网络系统设备与面积对照加表一所示：

如果弱电竖井为所有智能化子系统共用，则弱电竖井面积大于上表所列面积，一般要达到4m2.当然，对于住宅建筑来说，房屋开发商为了提高住宅用户的使用面积，而限制公共面积。则竖井也可以小一些，但那只能在竖井内走线，有关部门设备只能放置于公共部位的墙壁上，实际上这是不可取的。

各楼层弱电竖井内要在楼板开出宽300mm的洞，以使布置桥架和管线。当设备、桥架、管线安装完毕后，该洞以防火材料封堵。

五、智能化建筑水平布线对建筑的要求

解决智能化建筑垂直干线的敷设问题，则还存在水平布线如何走，而且水平布线量更大，面更广。传统布线一般沿顶板，地板暗敷，这对少量管线是可以的，但对具有众沿多子系统的智能化建筑来说显然是不现实的。

智能化建筑水平布线方式的确定，是一项很重要的事情，它不仅对该建筑的指标或效益有直接影响，而且对该建筑的环境有很大影响。我们很难设想在一幢智能建筑中由于水平布线方式不合理，而造成空间压抑或使用功能单一的后果。

下面就主要几种水平布线方式加以说明。

1.桥架、线槽布线方式

这种布线方式即采用金属的桥架或金属的、塑料的线格布线，在通道吊顶内敷设。这种市线方式目前是常用的。它有安装简单、配线容量大等优点。但缺点是该建筑物一定要有吊顶。且桥架、线格安装在吊顶内，容易造成与通风管、给排水管道等抢占空间，引起净高降低。采用这种方式布线时，一定要与通风管，给排水管配合好。有的工程中采用塑料线槽沿墙明敷布线也是有的，但也需要建筑处理好墙面装修，否则要影响美观。

2.金属管布线方式

采用金属管在吊顶内敷设。这种方式施工简单且投资小，但对于众多智能化子系统来说，很多管子排列也是麻烦的。

3.网络地板布线方式

网络地板是近几年来的新产品，比较适用于智能化子系统的布线。它的主要缺点是投资大，普遍采用尚有困难。其优点是布线方便，容量大，而且强弱电线路可通过隔板分开；当工程完成后，如要变更线路，增减线路，出线口引出均很方便。特别适用于一些设备机房、计算机中心、、微机教室等场所。这种布线方式也影响层高。

4.架空地板布线方式

这种布线方式是利用架空地板与原楼板间的空间布线的方式。在夹层空间中一般采用线槽布线。其优点是布线简单，维护方便，适用干线路变更频繁，自动化办公设备较多的场所，主要缺点也是以牺牲建筑物层高为前提。一般架空200－300mm.

5.扁平电缆布线方式

这种布线方式是在楼板上辐射扁平电缆，并用胶带固定，盖上方块地毯的布线方式。其优点是敷设线路方便，维护简单，但缺点很多，贬平电缆不能辐射在通道上，重物下；投资大。主要问题安全性差，会由于摩擦平凡损坏贬平电缆保护层，产生不安全性。这种方式对建筑物的层高基本无影响、但应用不多。

其它布还有几种布线方式不大有实用意义就不介绍。一般水平布线采用上述几种方式来解决。如在通道中采用桥架、线槽或金属管线布线，当然较大量的信息点用户的场所则采用网络地板或即空地板布线。我认为不管采用吊顶还是地板，均在一定程度上影响层高。在保证房间净高的情况下就必须增加层高。

六、结束语

综上所述，在目前情况下，智能建筑对建筑的要求主要是设备机房，弱电竖井和吊顶、层高。当然随着的迅速发展，人们对智能化建筑的期望值也会增高，有可能回导致对建筑布局，从形式到的变化。为使建筑物更适合用户需要，建筑师在构思建筑方案之初，就要考虑建筑智能化的问题，智能化设计人员也要在方案阶段参与建筑设计，只有建筑师与智能化设计人员的密切配合，才能使建筑与智能化系统、设备设计更完善、更合理、以使用户满意。