智能建筑数字化体系集成设计思路

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随着国际信息潮流冲击和微电子科技的沸腾,加上通讯、计算机及自动控制技术日新月异,使得建筑开始走向高品质、高功能领域,形成一种新的建筑形式??智能建筑(InetlligentBuildings)。早期智能建筑市场,管理滞后,在此期间某些不全面的技术概念在市场上颇为流行,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:“有了综合布线就是智能建筑”……等等,这些理念不同程度地对行业发展起了误导的作用。近十年的智能建筑建设,建成了一批技术水平很高、设施完善、效益明显、管理到位的智能建筑。通过这几年工程实践的锻炼也成长了一大批与国际水平毫不逊色的设计、安装技术人员队伍。这里,也应当包括在外国企业中工作的我国技术人员,以及广大的商与系统集成商,他们能更早更快地接触到最新的技术成就,能够以最快的速度把最先进的技术和管理经验介绍过来。为把智能化市场的发展更进一步向前推进,开拓更加广阔的技术领域,在此总结了智能化发展中的一些问题及发展思路。

1智能建筑应向系统集成化发展。

1.1智能建筑与系统集成集成(Integration)可理解为一个整体的各部分之间能彼此有机地协调工作,以发挥整体效益,达到整体优化之目的。集成绝非是各种设备的简单拼接,而是要通过系统集成达到“1+l>2”的效果。系统集成可理解为根据客户的需求,优选各种技术和产品,将各个分离子系统(或部分)连接成一个完整、可靠、经济和有效的系统的过程。智能建筑系统集成的概念在中国智能建筑学术领域提出已有多年,智能建筑系统集成就是通过计算机网络和控制网络技术,把构成智能建筑的各主要子系统的各个分离的设备、功能和信息等集成一个相互关联的、统一的和协调的系统之中,使该资源达到充分地信息共享,以减少资源的浪费和硬件设备的重复投入,实现真正意义的统一、实用、高效、便利、可靠、低耗等目的。目前一些建筑仅仅有综合布线系统的建设,就称其为智能建筑,设计者没有理解系统集成的真正内涵。另外设计者对智能建筑设计的重点大多集中在智能化系统上,而在建承接智能建筑工程的公司大多在某一方面比较专业,缺少系统集成的经验,很难从工程的整体进行规划和施工。同时一些施工队伍的技术能力也有待提高。

1.2对智能建筑系统集成的展望2l世纪的建筑将是智能化的建筑,智能建筑是随着现代计算机技术、通信技术、自动化控制技术和图形显示技术(4C)的进步和互相渗透而逐步发展起来的,是现代化建筑技术和先进的智能化技术的完美结合[3.6]。智能建筑的内涵十分丰富,通常包括5Az楼宇设备自动化系统(BAS)、保安自动化系统(SAS)、火灾报警自动化系统(FAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)。建筑物智能系统设计的核心是“集成,它包括三个层次的含义:功能集成,技术集成,信息集成。其中功能集成是指为完成某一具体的系统建设目标,而将一些相互独立的功能子系统聚集在一起:技术集成是利用先进的技术、方法和产品进行功能集成:而信息集成是实现子系统间资源的高度共享和任务全局一体化的综合管理它可提高对建筑物的综合管理能力。

2智能建筑的类型及系统构成在不断发展:

2.1智能建筑的类型应向数字化发展传统的智能建筑主要是写字楼和酒店,新兴的智能建筑包括:(1)机关,企业单位办公用建筑的智能化;受国家信息化数字城市发展的影响,机关企业单位老办公楼改造和新建办公楼均对信息化、智能化提出了较高的要求。其次,部分行业迅速发展,比如银行、保险、金融、电信等。由于这些行业自身的特点,对智能化、信息化要求更强烈(2)数字化图书馆:由于科教兴国战略已被国家确定为基本国策,图书馆信息化、数字化已成为新的市场,我国目前有图书馆近3000座,高校图书馆1100座,中学图书馆4000座,干校、党校图书馆约2000座,国家机关、科研系统图书馆近5000座,其它各类约10万座。但目前公共图书馆仍然偏少,自动化程度发展缓慢。国家已初步建立了"中国图书馆信息网络"(CLINET)地市级以上图书馆基本人网,并与In-ternet网互联实现信息资源共享和电子文献传输,并提出要实现数字图书馆的整体解决方案。(3)医院智能化、数字化:国家在九五期间对医院改造投资很大,重点是:医疗设备更新、医疗网络化的信息系统建设、医疗环境改善、目前大型医院为适应数字化城市的需求,在新建和改造的医院大楼均提出数字化的要求。(4)数字化校园:最早学校一般是建设单一的校园网建设和计算机多媒体教室,后来发展到一卡通的建设。近年来,智能化、数字化的要求愈来愈高,相当数量的高等学校启动数字化工程,如:校园系统网络平台、教学管理信息化系、教学数字化系统、校园安全智能化系统、后勤管理智能化系统、校园智能化系统、校园安全智能化系统、多媒体教室、智能化、数字化建设已进入很多大、中、小学校。(5)数字化博物馆、会展中心:1997年上海博物馆智能化系统通过了建设部科技委的评审,之后又完善了网络系统,信息应用系统形成了一个完整的智能化系统,在国内产生很大影响,此后各地相继建成和再建了一批博物馆和会展中心,如河南博物馆,广州博物馆、厦门国际会展中心、北京首都博物馆等,目前正在建设的国家博物馆、北京新国际会展中心、天津开发区国际会展中心对智能化数字化提出了更高的要求。(6)数字化体育场馆:近年来一批国际水平的体育场兴起,大都采用了先进的智能化管理,特别是申奥成功后仅北京就要建立32个大型体育场馆,52个训练场馆,体育场馆的智能化和自动化工程提到了日程。(7)智能化小区及数字化社区:近年来智能大楼的概念引人了居住小区,智能化居住小区发展非常迅速,目前在大城市几乎所有的新建的居住小区都对智能化提出了需求,随着数字城市的发展已经出现了一批数字化社区,今后随着住宅建设的发展,对智能化、数字化的需求愈来愈高。

2.2智能建筑的构成必须具备三大系统:一是建筑设备自动化系统,主要是对现代化建筑中所有的机电设备和能源实现自动控制。二是通讯自动化系统,主要指电信网络、电视网络以及计算机网络。三是办公自动化系统。还有防火自动化和安全保卫系统;四是无线通信技术在智能大厦和数字化社区中的应用

3智能化建筑设计中应解决电源的质量要求:由于在智能建筑中运用了许多计算机和微电子设备,对其供电电源的质量提出了新的要求。因为电源品质的好坏,将直接影响智能建筑中设备的运行稳定性和可靠性,甚至导致重大人身、设备事故和造成巨大的经济损失。这种影响不仅来自供电电源的电压、频率及电流等基本要素是否满足用电设备的要求,而且也来自所提供的供电电源的电网质量。由于电子计算机、微处理器以及其他电子仪器设备普遍存在着绝缘强度低、对供电电源的质量要求高、过电压耐受能力差的弱点,使得这些高灵敏的电子系统在运行时,经常出现程序运行错误、数据错误、时间错误、死机、无故重新启动甚至造成用电设备的永久性损坏,给人们日常生活造成巨大损失。为此,在智能建筑中,研究其供电电源质量,实施有效的防护措施,已是必然的趋势,而且受到世界各国普遍关注。3.1电源质量的技术指标:衡量电源质量的技术指标主要包括:电压波动、频率波动、谐波和三相不平衡等。众所周知,供电电源质量会受到多种因素的影响,如负荷的变化、大量非线性负载的使用、高次谐波的影响、功率因数补偿电容的投入和切断、雷电和人为故障、公共设施(如电动机、电梯等)等都会影响电源的品质,从而降低供电电源的质量。3.2改善电源质量的方法:影响电源质量的因素是复杂的,然而,当受到污染后的电源为计算机和精密电子设备供电时,对其运行是极为有害的。当城市电网的电源质量不能满足要求时,要根据需要,采用合理的供电系统以及必要的技术措施,有针对性地消除污染电源对计算机和精密电子设备的影响。这些措施包括:采用隔离变压器、滤波器、稳压设备、不间断电源以及瞬变信号、滤除高频噪声、稳定电压与城市电网隔离,消除电压和频率的偏差以及吸收浪涌等各种干扰,从而获得理想的电源。常用的几种计算机供配电系统主要有直接供电系统,隔离变压器、稳压器和滤波器组合系统;不间断供电系统等。随着智能建设的不断发展,人们对电源质量要求也愈加严格,然而,如何提高电源质量,消除电气中的隐患,保证计算机及精密电子设备正常运行,将是工程设计人员一直应关注的问题。

4全面的系统设计是智能建筑建设的基础优化设计是智能建筑建设的合理化手段智能建筑系统的快速发展使得系统设计与系统实施的时间差造成系统设计的不合理因素大大增加。所以,系统的集成商在投标时和中标后,必须根据总体设计方提供的系统设计施工图和招标文件,在满足相应要求的前提下,结合技术的发展和自身产品的特点,对系统设计进行优化和调整,得出符合标书要求的既先进又最经济的方案,在符合技术规格书要求的前提下按"低价者得"的原则评价。中标后的系统集成商应在总体设计方的指导下,根据系统设计施工图和具体的产品自行或委托设计方再进行优化设计,并经总体设计方统一后报业主批准实施。

5智能建筑作为高新技术的生长点之一,所带来的综合效益也相当可观,有较高的回报率和节能效果。据统计,智能建筑比常规建筑节能30%。就行业本身和工程专项建设经验来说,我们总结到应注意以下一些问题:(1)准确的建筑需求定位,是智能建筑建设的首要问题。(2)要有长远考虑的总体规划,具体实施则要分步骤进行。(3)正确处理好技术先进性与可靠性的关系,在工程实践中,如两者出现矛盾,应首先考虑技术的可靠和成熟。(4)保证资金到位,量入为出,防止浪费。(5)系统设置应力求简洁优化,以提高效益为目的。(6)设计要量体裁衣,突出建筑物的特点。(7)系统集成要根据需要而定,不宜盲目地追求“一体化",要适度留有冗余。(8)设备择优使用,摒弃不良产品。(9)安保系统应当技防、人防、物防并重。(10)工程实施要严格遵从规范要求。(11)项目策划宜力求多赢方案。(12)力求建立开放平台,以适应多种系统的不同要求。(13)及时总结经验和教训,择优推广。