智能建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)

【關(guān)鍵詞】智能建筑；弱電系統(tǒng)；電氣設(shè)計(jì)

　　1 智能建筑的發(fā)展方向分析

　　智能建筑是以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向居住者提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。

　　到目前為止，智能建筑走過了20多年的發(fā)展歷程：第一代智能建筑主要由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的自治子系統(tǒng)構(gòu)成，操作相對(duì)獨(dú)立；第二代智能建筑主要是通過一些專門的網(wǎng)絡(luò)將樓宇的各控制子系統(tǒng)連接，完成比如操作程序化、遠(yuǎn)程控制等一系列多子系統(tǒng)操作任務(wù)，這使得智能建筑技術(shù)在很大程度上提高了樓宇控制操作的自動(dòng)化水平。目前，國際上開始嘗試第三代智能建筑技術(shù)研究，人工智能科學(xué)中智能代理技術(shù)的迅速發(fā)展為樓宇智能控制提供了新的思路。智能代理技術(shù)目的在于謀求一種適合求解“動(dòng)態(tài)環(huán)境中、資源受限條件下、不可預(yù)測的復(fù)雜問題”的更理想方法。

　　換句話說，智能建筑是原來建筑物中“弱電”系統(tǒng)水平的極大提升�？墒沁@導(dǎo)致很多人形成一種盲目的“智能熱”，造成智能建筑的規(guī)模和功能超出實(shí)際需要。對(duì)于高智能的建筑物未來發(fā)展要有足夠的認(rèn)識(shí)，根據(jù)不同的需求發(fā)展需要的智能建筑。在我國，智能建筑的智能化程度與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)，堅(jiān)持既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用為發(fā)展方向。設(shè)計(jì)中各種智能化系統(tǒng)必須樹立以人為本的人性化觀念。

　　2 智能建筑的施工設(shè)計(jì)

　　2.1 智能建筑弱電工程設(shè)計(jì)

　　建筑的設(shè)計(jì)形態(tài)和智能化是衡量城市建筑現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)。智能建筑的弱電系統(tǒng)主要由通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、公共安全防范系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)、弱電電源及接地等系統(tǒng)組成。

　　對(duì)于智能建筑來說，弱電工程設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)以建筑為平臺(tái)，配置各功能系統(tǒng)，為人們提供一個(gè)投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境空間，來適應(yīng)現(xiàn)代建筑的需要。從具體設(shè)計(jì)上，應(yīng)從智能建筑的現(xiàn)實(shí)考慮，充分考慮業(yè)主和使用者的各種功能要求，使設(shè)計(jì)能在總體結(jié)構(gòu)上盡量現(xiàn)代化，既先進(jìn)又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)各系統(tǒng)的可兼容性和擴(kuò)展性良好。

　　在從事智能建筑行業(yè)實(shí)際工作中應(yīng)該重視的一些處理問題的做法和觀點(diǎn)。

　�。�1）分清主次，突出重點(diǎn)

　　智能化系統(tǒng)工程受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、時(shí)間等因素制約，必須根據(jù)建筑物的專業(yè)特性和使用需求有機(jī)配套，綜合考慮其使用功能、管理和經(jīng)營要求、工程投資能力等因素，有重點(diǎn)的保證主要功能，選擇適用的各個(gè)專業(yè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)集成程度、標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)和經(jīng)濟(jì)規(guī)模大的要求。

　�。�2）采用可靠、成熟、穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)為原則

　　建筑智能工程設(shè)計(jì)應(yīng)透視當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向，以智能建筑技術(shù)發(fā)展為主流。智能建筑施工設(shè)計(jì)只能一次性成功，工程現(xiàn)場不具備反復(fù)變動(dòng)、多次試驗(yàn)的條件和可能，同時(shí)受工程周期和進(jìn)度的限制、工程投資的約束則更為明顯。這就要求采用可靠、成熟、穩(wěn)定的先進(jìn)技術(shù)為原則，選用經(jīng)過市場考驗(yàn)、實(shí)踐證明可靠和成功的產(chǎn)品及設(shè)備。

　�。�3）根據(jù)性能選用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備

　　每一系統(tǒng)和設(shè)備都有其適用范圍，再說了設(shè)備也不是“萬能”的，貪圖所謂“最優(yōu)質(zhì)”“最前沿”“最強(qiáng)大”的觀念，的確不切實(shí)際。

　�。�4）注重系統(tǒng)的保障措施

　　建筑智能化系統(tǒng)使用壽命可能少則幾年、十幾年，多則幾十年，一旦投入使用后要24小時(shí)不停機(jī)運(yùn)行，肩負(fù)著保障建筑物內(nèi)各類活動(dòng)、人身安全的任務(wù)。這就對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)在選型和要求較高的場合下，應(yīng)有具體的技術(shù)保障措施。

　�。�5）合理的控制智能系統(tǒng)的成本

　　控制智能系統(tǒng)成本的前提是要滿足使用的要求，在滿足的情況下盡量簡化系統(tǒng)、降低投資和運(yùn)營成本。采用不同的控制組合方式，比如，多采用開關(guān)控制方式，少用無級(jí)調(diào)光控制做法。通過燈具布置上的變化、照明配電回路細(xì)分和增設(shè)來調(diào)配實(shí)現(xiàn)照明亮度和場景的變化與控制，達(dá)到多級(jí)控制、多種變化的效果。

　�。�6）弱電線路設(shè)計(jì)采用較可靠聯(lián)接方式

　　較可靠聯(lián)接方式在弱電系統(tǒng)線路設(shè)計(jì)上是提倡采用的，環(huán)形總線接法、適當(dāng)增加回路或備用回路、限制單一回路設(shè)備接入數(shù)量等通常被采用。工程設(shè)計(jì)上應(yīng)注意，受產(chǎn)品質(zhì)量和現(xiàn)場條件的限制，同一回路串聯(lián)/并接多個(gè)觸點(diǎn)連鎖或聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備的數(shù)量不宜過多。此外，主干回路上線管、線槽中電纜和導(dǎo)線的密度、分隔鋪設(shè)的要求不應(yīng)該被忽略。對(duì)于長距離多負(fù)載傳輸回路，像DC工作電源回路，設(shè)計(jì)時(shí)要核算線損引起的電壓降，提醒調(diào)試時(shí)檢查回路末端的工作電壓，這是設(shè)備工作不正常的常見原因之一。

　　2.2 智能建筑工程管線施工的質(zhì)量控制

　　一個(gè)智能建筑工程可能包括很多子系統(tǒng)，即設(shè)備自控系統(tǒng)、安保系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)等等。要求工程施工人員在仔細(xì)審查該工程本身的系統(tǒng)流程，現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)、監(jiān)控點(diǎn)、配線規(guī)格和布線要求的同時(shí)，還要核對(duì)智能建筑系統(tǒng)從其它專業(yè)引出的信息點(diǎn)、變送器和傳感器等是否在其它圖紙上均一應(yīng)俱備。另外，要為以后的系統(tǒng)集成做好設(shè)計(jì)預(yù)留，所以不能忽視智能建筑所需預(yù)留洞、預(yù)埋件和線槽、橋架的定位與設(shè)置和結(jié)構(gòu)專業(yè)的協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)。

　�。�1）模塊線路連接

　　模塊化結(jié)構(gòu)是智能建筑工程中現(xiàn)場控制器所采用的方式，系統(tǒng)根據(jù)區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)的類型和數(shù)量設(shè)置模塊的類型和數(shù)量。常用的模塊有：高保安輸入模塊（LSSI），數(shù)字輸入模塊（DI），數(shù)字輸出模塊（DO），模擬輸入模塊（AI），模擬輸出模塊（AO）等。監(jiān)理工程師要核對(duì)水暖、空調(diào)、電氣等其它圖紙上的元件，以便設(shè)備上的信號(hào)能正確地反饋到控制中心，控制中心的指令能再送回到控制點(diǎn)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)使系統(tǒng)保持在良好的狀態(tài)。

　�。�2）管線隱蔽預(yù)埋

　　智能建筑工程施工中的預(yù)埋與電氣工程相比有以下幾個(gè)不同：

　　圖紙多。每套圖紙單個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的理解上并沒有太大的困難，但合在一起預(yù)埋在樓層里時(shí)不認(rèn)真檢查就分辨不出各自所屬的系統(tǒng)。

　　走放射線多。智能建筑的走放射線多，各系統(tǒng)之間以及與電氣之間交叉鋪設(shè)普遍。監(jiān)理工程師要及時(shí)對(duì)現(xiàn)場的走管路線進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)楣茏酉嗷クB上后接近板厚而使混凝土失去保護(hù)層，甚至超過樓板使混凝土無法澆注。

　　管徑大。智能建筑的配線多以線的數(shù)量來體現(xiàn)（除視頻饋線外），這就使得越接近布線的始端線的數(shù)量越多，導(dǎo)致配管直徑大根數(shù)越多，結(jié)果造成這一塊混凝土呈現(xiàn)空洞。

　　（3）智能建筑工程線纜

　　智能建筑系統(tǒng)的線纜要求高、品種多。僅僅少數(shù)通信線纜如RVV或RVVP等可按規(guī)范現(xiàn)場抽測浸水絕緣電阻大于20歐兆為驗(yàn)收合格外，其它智能建筑工程線纜在現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)測試還有難度。

　　2.3 智能建筑防雷擊技術(shù)

　　直接雷擊、側(cè)向雷擊、雷電感應(yīng)、雷電波侵入、雷擊電磁脈沖等是雷電侵襲智能系統(tǒng)的主要形式。雷擊災(zāi)害的特點(diǎn)隨著高科技的應(yīng)用出現(xiàn)了新特點(diǎn)：（1）價(jià)格昂貴的電子器件或微電腦的設(shè)備已是雷擊災(zāi)害的集中對(duì)象；（2）災(zāi)害程度增強(qiáng)，雷擊災(zāi)害的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失大幅度增加；（3）雷擊空間區(qū)域擴(kuò)大，從二維空間侵入變?yōu)槿�維空間侵入；（4）跨行業(yè)性受災(zāi)，從建筑、電力行業(yè)延伸到高科技應(yīng)用較廣泛的領(lǐng)域。

　　由于智能建筑的出現(xiàn)并被廣泛采用，以及雷擊災(zāi)害的新特點(diǎn)，設(shè)計(jì)者在施工設(shè)計(jì)前必須全方位地層層設(shè)防，既要泄流、攔截，也要均衡電位、屏蔽隔離、過電壓過電流保護(hù)等，達(dá)到綜合防御雷擊的目的。由單一防護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)防護(hù)，站在新的高度來熟悉和研究當(dāng)代防雷技術(shù)，提高人們對(duì)雷擊災(zāi)害防御的綜合能力。

　　智能建筑在一、二類建筑物中采用較多，防雷等級(jí)通常為一、二級(jí)，一級(jí)防雷的沖擊接地電阻小于10歐姆，二級(jí)防雷的沖擊接地電阻不大于20歐姆，公用接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于或等于1歐姆。在施工中，將屋面避雷帶、避雷網(wǎng)、避雷針或混合組成的接閃器作為接閃裝置，利用建筑物的結(jié)構(gòu)柱內(nèi)鋼筋作為引下線，以建筑物基礎(chǔ)地梁鋼筋、承臺(tái)鋼筋或樁基主筋為接地裝置，并用接地線將它們良好焊接。同時(shí)將屋面金屬管道、金屬構(gòu)件、金屬設(shè)備外殼等與接閃裝置進(jìn)行連接，將建筑物外墻金屬構(gòu)件或鋼架、建筑物外圈梁與引下線進(jìn)行連接，從而形成閉合可靠的“法拉第籠”。

　　在智能建筑物內(nèi)，將智能系統(tǒng)中的設(shè)備外殼、金屬配線架、敷線橋架、穿線金屬管道等與總等電位或局部等電位相逢在配電系統(tǒng)中的高壓柜、低壓柜安裝避雷器的同時(shí)在智能系統(tǒng)電源箱及信號(hào)線箱中安裝電涌保護(hù)器（SPD）。

　　2.4 智能建筑材料和組織設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制

　　智能建筑施工中用到的設(shè)備與材料的質(zhì)量對(duì)一個(gè)工程質(zhì)量的影響不容忽視的。材料（包括原材料、成品、半成品、構(gòu)配件）是工程施工的物質(zhì)條件，這是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，加強(qiáng)材料的質(zhì)量控制，是提高工程質(zhì)量的重要保證。

　　如何控制好材料的質(zhì)量關(guān)，要注意幾點(diǎn)：掌握材料信息，優(yōu)選供貨廠家；合理組織材料供應(yīng)，確保工程正常施工；提高采購人員的素質(zhì)，包括政治素質(zhì)和質(zhì)量鑒定水平，要有一定專業(yè)知識(shí)、有責(zé)任心的人擔(dān)任該項(xiàng)工作；加強(qiáng)材料的驗(yàn)收工作；抓好材料的現(xiàn)場管理，并合理使用；搞好材料的試驗(yàn)、檢驗(yàn)工作，把好質(zhì)量關(guān)。

　　要提高智能建筑施工組織設(shè)計(jì)質(zhì)量、優(yōu)化施工管理那就必須轉(zhuǎn)變觀念，提高智能建筑施工組織設(shè)計(jì)質(zhì)量。

　　3 結(jié)語

　　綜上所述，在國外發(fā)達(dá)國家已正嘗試運(yùn)用高新技術(shù)建設(shè)智能型綠色建筑和生態(tài)建筑，智能建筑不僅在數(shù)量上大增，而且將智能建筑逐步從單體向區(qū)域化，城市化方向發(fā)展。人類生存和生活聚居環(huán)境空間的可持續(xù)發(fā)展模式，已成為重要的國際技術(shù)發(fā)展趨勢和探尋的方向。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]吳建琪，石皓文，倪萍.智能建筑初探[J].陜西建筑，2005，（5）：4-5.

　　[2]趙敏，竇志.建筑師與智能建筑[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.

　　[3]謝浩，徐宇龍.城市住宅小區(qū)的智能化設(shè)計(jì)解讀[J].規(guī)劃與觀察，2003，（3）：24-27.