智能建筑的設計論文
關于樓宇自控系統,"民用建筑電氣設計規范"JGJ/T16-92中對其提得較為明確,就其功能來看,幾乎包括相當多的方面,但其主要的目的在于:
1.確保建筑物(群)內環境舒適;
2.提高建筑物自身以及人員與設備的整體安全水平和災害防御能力;
3.通過最佳控制節省消耗;
4.提供可靠的、經濟的最佳能源供應方案,進行節能管理;
5.使設備高效運行,減輕人員勞動強度;
6.不斷地、及時地提供有關設備運行情況的資料,集中收集、整理,作為設備管理決策的依據,實現設備維護工作的自動化。
依據以上的應用功能,BA系統應劃分為二個子系統,它們是:
1.防火與保安子系統,包括:
a.火災報警與消防控制系統;
b.人員出入監視系統;
c.保安巡更系統;
d.防盜報警系統;
e.其它需要實現安全監控的系統(如地震監視與報警,煤氣泄漏報警等等)。
2.設備運行管理與控制子系統包括:
a.采暖、通風與空氣調節(HVAC)系統;
b.給水(含冷水、熱水、飲用水)與排水系統;
c.變配電與自備電源系統;
d.電力供應與照明控制;
e.其它一切需要監控的系統(如電梯、廣播、電纜電視等等)。
從技術角度來看,這兩類子系統的劃分,具有硬件設備資源的共享好,便于整體的管理和維護,可以統籌在正常與異常情況下的設備控制方案,從而達到實現全面的集中監控。
這種系統的構成方式,與國際上有些做法是相類似的。只不過我國的消防管理體制要求火災自動報警系統應為一個獨立的系統。但隨著技術的發展,逐漸在某些地方,允許火災自動報警系統向樓宇自控系統發送信號。既平時BA系統可以從火災自動報警主機上獲取其運行狀態的各類信號�；馂臅r,火災自動報警系統可向樓宇系統發出信號,這種單向性的信息流向,反映的是我國消防部門管理的需要。例如某家國外著名的建筑設計事務所,在我國承擔的幾項工程設計,就是將樓宇自控系統和火災自動報警系統的一些功能混合起來,并將應歸到消防系統聯動的消防設備,納入到樓宇自控系統中去控制。在實施過程中,由于管理體制的要求,不得不按國內的要求進行改動,將消防的專用設備歸到消防聯動中。除消防之外的樓宇自控系統中的各項子系統,則可實現小集成。
這種做法,我們在北京的某項重點工程設計中,就采取了將樓宇自控系統、閉路監視系統、防盜報警系統、門禁系統進行了有機的集成,或稱之為聯動,以滿足實際運行管理的需要。
在這項工程中,有關子系統的聯動關系,可舉某事件為例,看其之間的相互關系和動作。例如保安系統設置的閉路電視和防盜報警系統,白天由于監視區域內人員來回走動,閉路監視系統處于工作狀態,而防盜報警系統則處于撤防狀態。由于此建筑屬于業主自己使用,人流相對在上班期間流動。當下班人員離開后,防盜報警系統處于設防狀態�？紤]到夜間無人辦公,有些公共區域的照明由BA系統控制關閉,留下少量的照明燈。一旦防盜報警的探測器探測到有人非法闖入,立即將報警信號送至BA系統,由BA系統控制開啟相關區域的照明。同時,閉路監視系統立即進行跟蹤監視,保安監控的錄像機則進行實時錄像。
另外,對于大樓內設置的門禁系統,也與消防報警系統進行聯動,當發生火災報警并確認后,有關的消防通道上的門禁也將被旁路,使人員能夠順利地進行疏散,保證了樓內人員的安全。通過對工程設計的實踐感覺到,在設計中,若要做到各子系統能有機地進行聯動,首先要求各子系統在通信協議上應該一致,避免在集成過程中出現無法集成,或是需要一些額外的設施方可集成,給業主造成不必要的負擔。關于信息資源的一致性,這不僅是對承包商提出要求,而是對智能建筑系統的全過程提出要求。因為目前市場還未達到一個統一的規范,所有的系統并不完全是由一家承包商來提供,而各生產廠家的產品并不都是完全一致,它們的通信協議也有所不同。就目前市場情況來看,在確定產品時有這么幾種情況:
一種是由系統集成商中標后,由中標方統一考慮各子系統產品廠家。這種做法,容易選擇通信協議一致的產品,能夠較好地達到相關子系統之間的聯動(或集成)。也就是在BMS系統中,各子系統之間信息資源容易達到共享。
第二種做法是由業主自行招標或確定各子系統的承包商,完后再由系統總包來負責。這種做法,業主往往片面地追求了價格,而忽略了系統集成中所必須注意的問題,即系統未達到統一的通信協議。有的系統不具備開放性,由于先天不足,給總包方帶來了困難,最終還是業主自身受到損失。為了能在BMS下集中管理,要達到各子系統之間資源共享,又須花費額外資金進行彌補。例如在設計階段,設計人員根據工程要求和特點合理進行子系統之間的集成,在集成過程中,可以要求各子系統的通信協議應能符合TCP/IP協議。
在樓宇設備的控制中,我們強調產品和系統的開放性,目的也就是在于使產品能有信息資源的一致性。值得注意的一點是,有許多產品供應商或承包商都稱自己的產品或系統是開放的,能與各家的產品進行通信,將不同廠商的產品或系統集成在一個系統內,并由主系統對其進行監視和控制。但必須注意,并不是所有的產品都是完全開放的,它們可能是由于通信協議的差異導致系統集成中的不盡人意,或是需付出額外的軟件編制費用,修改接口界面。
例如有兩家公司的產品均符合BACnet協議,然而第一家公司的產品是BACnet9.6kbMS/TP,第二家公司的產品是BACnet156kbArcnet,當兩家公司產品接進同一網絡時,則會因為傳輸速率的不同,而出現互聯方面的困難。所以并不是所有符合BACnet協議的產品都可互聯,我們還必須看這些產品的詳細特征。
因此建議從規劃設計開始,就必須強調系統的開放性,強調系統聯網中的信息資源共享問題,在以后施工、安裝過程中,均應有所要求,前后一致,滿足要求。
鑒于智能建筑中目前存在的問題,一是尚未有正式的設計標準,同時也沒有統一的驗收標準,具體要達到一個什么樣的程度,以什么標準來驗收,很難有一定論。因而造成了有些系統運行不正常的結果,這在有些地方的調查中占有一定的比例。這同樣是存在于設計和施工質量的問題。對于設計和施工中存在的問題,大致有以下幾點:
1.設計人員對此了解不深,有的單位基本不設計智能化系統,而是交給系統承包商。而系統承包商由于在商務談判中費用較低,因此在系統深化設計中,對擋次、標準等有所降低,控制點較少且不合理,精度滿足不了要求,只求系統能運行起來。
2.設計BA系統不僅是電氣專業弱電人員的事情,BA系統中,占大頭的是HVAC,這就要求必須與設備專業的人員密切配合,包括承包商的深化設計等,均應與設備專業人員密切配合。否則,對原設計人員的設計思想,控制要求等,均不能做到切合實際,而只能將系統運行起來,達不到預期的目的。
3.施工問題,質量達不到要求,目前國內的承包商,由于經營方面的原因,在工地現場施工人員中,只有一部分是公司的員工,大部分是臨時或是合作的施工方,許多人的素質不高,野蠻施工的情況時有發生。
4.公司內部人員,水平參差不齊,可能某些人負責的工程較好,而某些人則不行,并不是人人都有高水平。
5.有的公司對某些出效益、有名利的工程能認真對待,反之則有所折扣,造成了有些大公司做不好小活。使有的業主產生畏難情緒,是按什么為依據來確定承包商�？傊�,樓宇自控系統的聯動設計,是我們實現BMS系統的重要環節。從設計、施工以及承包商均應進行密切配合,了解設計意圖,進行精心施工。只有這樣才能達到真正意義上的系統聯動(或集成),達到處理突發事件的能力。也只有這樣,才能提高智能建筑中設備運行管理的能力,達到預想的要求。
在智能建筑設計中,對于建筑內的各智能化系統設置的設計中,目前存在著幾種做法。一種方式是認為應將各子系統進行集成,即將我們通常所稱之為3A的系統進行集成,這種做法,在前幾年中勢頭較大。一談到智能建筑,就要進行如此的集成,否則就認為不稱其為智能建筑,經過近兩年的大量工程實踐,在這方面又開始有點降溫。另一種方式是建筑內的各子系統都相對獨立,各子系統在處理自身系統的工作外,與其它各子系統沒有系統上的物理聯系。這種做法,各子系統工作狀態好壞,完全是該子系統自身的狀況所決定,不受其它子系統影響。還有一種方式,則是有選擇性地將某些平時工作上有聯系的子系統之間,產生一種聯動關系,也不妨稱之為有關子系統的小集成。
在智能建筑的系統集成方面,有著不同的做法,這完全是正常的現象�？v觀我國智能建筑的發展,真正在建筑界廣泛進行規劃和設計也只有幾年的時間,也就是從九十年代初,我國基本建設發展的高峰期間,在智能系統方面才逐漸被廣大業主、房地產開發商以及設計人員理解、認識和接受,并開始著手進行設計和實施。但作為智能建筑中的一些子系統,早在80年代就開始進行了設計。自從96年初在上海召開了我國第一次智能建筑研討會后,在行業內才真正有系統、有目標地在這方面進行了大量的工作。隨著對智能建筑的設計、研究,才開始提出對各系統的集成問題,許多承包商在此時,為了公司業務的發展,紛紛開始拓展自身的業務范圍,打出了系統集成商的旗號。
然而在國際上,智能建筑的發展,并不象我們那樣炒作的熱火朝天,而是本著務實的態度,該具備哪些系統,就由那些有專長的承包商來承擔。需要集成到何種程度,均是從實際應用的角度來衡量,在有的系統之間的聯絡,可通過日益發展的互聯網進行。從而達到各有必要聯系的系統之間的信息資源能夠共享。
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