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中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
智能建筑是由建筑、结构、暖通、空调、变配电、给排水、照明与众多的弱电系统组成的,各系统之间相互关联、相互结合,是一种较大型、复杂、交叉性的大系统工程。传统的各专业分立的建设模式已不能满足人们对安全、舒适、高效、节能、环保的要求,建筑智能化系统机电集成就是将各种建筑电气设备和建筑智能化系统相互熔合,将建筑机电设备和智能化系统进行集成。改变传统的各系统分立建设的模式,整体优化设计,各系统统一施工,达到降低建设投资,提高运行效率、节能降耗的目的,必须在以下五个方面进行集成:
1、规划设计过程中的集成
系统进行优化的全面总体规划,在设计过程中就充分考虑到各系统的合理搭配,强弱电系统的统一规划,使系统设计优化,减少重复,节省用户投资,使用户具有较高的投资效益。
2、制造过程的系统集成
在楼宇电气设备的制造过程中,强调强、弱电集成化制造,使楼宇自动化系统具有很好的协调性,并充分发挥电气设备的最佳效益,在节能、节省投资、提高工程进度等方面发挥较好的作用。
3、建设过程中的系统集成
在工程过程中,楼宇电气设备和智能化系统的集成设计、统一施工、合理布局、预埋管线、综合安装、集中管理,使工程施工过程顺畅,提高工程质量、降低施工成本,加快工程进度。
4、楼宇自动化系统集成
实施建筑、暧通空调、变配电、发电机及其它强电设备和楼宇自动化(BA)系统的集成,使这些系统之间实现统一集成的数字化、网络化、图形化的管理,达到信息共享的目的,使各系统可实现多种联动和互操作,使智能建筑具有更高的智能化水平,可以处理比较复杂的事件,实现资源整合,安全舒适,高效节能的目的,以大幅度提高建筑物的管理水平、节省能源和人力,大幅降低运行成本,提高建筑的经济效益和社会效益。
5、智能建筑全面集成
全面集成是将智能建筑中所有的子系统均集成在一个计算机网络平台,实现全面的信息共享。这种集成是智能建筑的发展方向,但是需要有较高的建设投入和较高的运行维护成本。因此应根据智能化建筑的长远目标来制定高标准的规划,在充分了解自身的需求的前提下进行合理规划,避免盲目追求高标准,造成不必要的浪费。
智能建筑自从1984年诞生以来,以其安全、舒适、高效、节能、环保的特点,适应了知识经济时代的发展需要。目前,世界各国在新建较高挡次建筑时,均会不同程度的实现建筑物的智能化。
智能建筑通过将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要素以及它们之间的内在关系进行优化,提供一个投资合理、具有安全、舒适、高效、节能的建筑环境。智能建筑建设的中心思想是将建筑中的各系统进行优化,来实现一个投资省、性能优、能耗低的建筑环境,满足人们对活动场所的要求。
智能建筑的建设经历了由各系统分立建设到各弱电系统集成建设的阶段,目前已发展到机、电、智能化系统进行全面集成建设的阶段,智能建筑的建设进入了一个崭新的阶段。
1、智能建筑的传统建设模式
智能建筑通常由建筑物自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统组成,为了使这三个系统的信息及软硬件资源共享,把原来的相对独立的资源、功能等集合到一个相互关联、协调和统一的完整系统中,将建筑物内的各种工作和任务想互关联,科学合理的运用建筑内全部资源,即实现智能建筑系统集成。
传统的智能建筑的建设主要强调弱电系统,在建设过程中各系统分立进行,过程如下:
建筑图纸的设计
施工单位按照设计院所设计的施工图进行土建工程的施工,目前大部分设计院设计的施工图主要是包括土建、装修、电气、暖通、给排水等专业,包括部分的弱电系统,对智能化系统的设计通常需要由智能建筑系统集成商进行深化。
土建工程的招投标及建设
各强电系统的分别招投标以及施工建设
智能化系统的招投标及工程建设
这种建设方式程序多,工作界面划分困难,工程协调难度大,各系统分别独立招投标与施工,业主协调的难度很大。特别是智能化控制系统和电机设备的设计和施工是相互分立的,因此,很难使机电设备运行在最优化的状态下,容易造成建设投资的增加和运行费用的增加。
这种建设的模式从上世纪80年代逐步开始,局限于当时的技术及工艺水平,这种建设模式曾经在许多的建筑中得到运用,到目前仍然是主要的建设模式。这种模式决定了业主必须配备庞大的管理机构,包括各专业技术人员和管理人员,投入的人力、物力、财力巨大,但建设过程中仍存在无休无止的协调问题。
2、智能建筑的现代建设模式
随着信息技术、集成制造技术、机电一体化技术的不断发展以及在智能建筑中的应用不断深入,智能建筑的建设已开始进入建筑智能化系统机电集成的阶段。
建筑智能化系统机电集成强调机、电、智能化进行集成化制造和施工,适应了智能建筑各系统相互渗透、相互配合的发展趋势,方式如下:
这种建设模式大大减少了建设项目的环节,很方便对建设项目进行优化,可以为业主节省建设投资、加快建设速度、优化系统的运行方式、减少业主建设的人员投入。其中主要的优势有以下几方面:
智能建筑整体规划和优化
建筑智能化系统机电集成是将各系统进行集中的统一规划,通过对系统进行优化的全面总体规划,避免了由于各系统分别规划带来的系统协调性不佳、部分项目重复建设,资源浪费的问题,使系统具有较好的性价比。
智能化楼宇电气设备集成制造
这种集成制造技术改变了传统的电气设备和楼宇智能化系统是两个独立系统的观念,从产品设计到制造的全过程均以智能楼宇的应用为中心,将楼宇自控系统和空调系统、配电系统、照明控制、发电机组、电梯等在制造过程中进行集成,由于楼宇电气设备和楼宇自控系统均由一个集成商提供,因此,对机电设备的运行特征非常了解,可以提供优化的控制策略,使设备工作在优化的工作状态下。既实现了各系统的应用功能,又为系统的运行节省了能耗,而且还节省了建设投资。
要实现这种集成,必须具备以下条件:1)具有高性能机电设备;2)智能化控制系统的制造能力;3)较强的建筑智能化系统集成能力。
电气设备智能化系统联合施工
由于智能化楼宇电气设备集成制造,在安装楼宇电气设备系统的同时,也完成了大部分楼宇自控系统的安装,减少了施工量,而且由于采用了机电总包的方式进行,在各系统安装、管线综合、进度协调、工作面协调等方面具有很好的优势,大大的减少了业主所需协调的工作量,使工程可以顺利进行。
推动智能化建筑电气设备的标准化
建筑智能电气设备的最重要的特征就是网络化,由于楼宇智能电气设备有空调设备、配电设备、照明设备、发电机设备、电梯设备等多种,要使众多的建筑智能电气设备能够互联,其网络的接口标准确化非常重要。因此,智能化建筑电气设备的标准化是建筑智能电器的基本要素,通过智能化楼宇电气设备集成制造,可以推动建筑智能电气设备的标准化工作。
改善了售后服务质量
通过建筑智能化系统机电集成建设,使业主仅需通过一个机电集成商对整个大楼的整个机电系统的进行全面售前、售中、售后服务,提高了服务质量,减少扯皮现象,大大方便了业主。
1 机电设备智能化现状
1.1 机电设备在建筑工程中的作用
机电设备为建筑工程中的主要设备。机电设备能有效将建筑工程的进程效率提升到最大化。机电设备应用了机械与电子技术,其中囊括了工业、电器等多方面内容,涵盖内容领域广泛。在以机器为主要建筑工具的今天,机电设备整体情况关乎着整个工程的完整性与质量。熟练使用机电设备被是建筑工程学的必要知识,在整个建筑实践过程中,机电设备其最大的引导作用。多数人力不能不完成或需要机械操作的项目,都要涉及到机电设备。机电设备是一套完整的体系,在控制与输出上紧密相连,较为精密。对各方面数据的计算也将直接影响到它的使用[1]。
1.2 机电设备安装智能化
当今的机电设备逐步走向智能化。在安装上的智能手段也变得多样化。主要安装设备为以下几种:远程处理机;输入设备;布线。这几种设备对于整个庞大的机电控制系统缺一不可,呈环环相扣的状态。当前我国的建筑工程状态逐渐智能化也在这几方面得以体现。在整个设备上的安排已经不同于传统安装方式,以智能化手段为主。通过智能设备的介入,整个流程也在逐渐完善,信息化。
2 建筑工程机电设备的智能化安装
2.1 具体设备结构
处理机、布线与输入设备这几种设备上处理机显最为重要。处理机的使用保证了整个机电系统的统一与完整性,在各方面的控制也较为智能化,对于各方面数据上的控制与把关起到了很好地衡量作用。布线上,建筑工程与其他工程略有不同。因特殊原因所致,个别情况需依据其自身情况进行布线。控线上的处理会关联着很多其余因素的产生,如信号、电流等方面的顺畅,对于电子设备的衔接将起到至关重要的作用。同时也关乎着整个工程的顺利进展。输入设备上也要格外注意,需按照实际需要进行安装与控制。通过输入设备,能良好掌控整个系统的情况,保证系统稳定与整个工程的质量。
2.2 过程控制
为保证整个工程的流畅性,需要在监控上对整个智能化机电设备进行严密的把控,这一过程不得有任何差漏,即便是微不足道的闪失,但会给整个工程带来一些列巨大的连锁反应。越是智能化越是如此,因为在智能化机电设备引导下的建筑工程,所有的细节都是通过智能手段严密的计算。在这一方面的检查力度必须被不断加大。为确保不出现重大事故,所要检查控制的环节与步骤缺一不可。在配电装置与电缆上的把控做到最精密与严谨,保证整个建筑工程的顺利经行,减少财力上的损失[2]。
3 建筑工程机电设备智能化发展趋势
3.1 机电设备智能化优势
智能化机电设备相较于传统机电设备的优势较为明显,具有效率高,成本低等特点。在全球经济趋于一体化的形式下,机电设备智能化安装也将走向一个全新的高度。未来智能化设备将广泛应用于各行各业。从目前状况来看,各个领域的传统手段已经无法再继续满足社会上越来越多的经济、信息需求,在建筑工程行业中更是如此。智能化的机电设备安装方式也将代表着建筑领域上的革新,科技水平上的进步,对我国建筑工程整体发展来说起到了极大的促进作用,将有效缩小我国建筑水平与国外发达国家之间的差距。
3.2 建筑工程整体走向
我国建筑物在当今经济飞速发展的情况下,也在逐渐向智能化建筑物发展。在此基础上,可以看出我国的建筑工程整体水平将不断提高,迈向一个崭新的建筑时代。在这一方面,需要注意的还有很多,如注重人才培养与实际操作等等。在不足的地方,未来建筑行业将主要智能化机电设备安装的理论与实践教学,确保人才能够源源不断被输入到真正的行业中去。在各方面指标控制上也会严加控制,加强自身把关。对于建筑工程过程的实际控制会更加精密,从而达到能源及财力的最小投入。整体来看,未来建筑工程的整体将会如当今时代一样,迈入全面的智能化时代,而且这种智能化将会随时展被不断发掘、深化与更新[3]。
关键词:建筑智能化 机电设备
1前 言 近年来,随着人们的生活水平的提高,建筑智能化的出现进一步的提高了人们生活质量。智能建筑系统将智能型电脑技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机地结合起来,可以对各种设备的自动监控信息进行分析、判断和处理。建筑物智能要求的提高势必导致电气设备系统日趋复杂,对其安装施工提出了更高更新的要求。2建筑设备自动化系统
建筑设备自动化系统根据结构、系统、服务和管理等几个要素之间的关系,将智能建筑中的设备分成若干个子系统,通过计算机控制技术、通信技术和网络技术,将各个功能的子系统组成一个有机的整体,进行管理、控制或监视,它是一个综合自动化系统,是智能建筑的重要组成部分之一。内容一般包括对空调系统、冷水机组、供热系统、给排水系统、供配电系统、自发电机组、照明、电梯等设备或设施的控制和管理。3主要设备安装 3.1 远程处理机的安装 楼宇自动控制系统与各可重构处理单元RPU之间的通信是透明的,可利用同一线路不同的RPU完成同一个控制系统。一般而言,建筑电气设备自动化系统大量监控的是空调机组,所以将RPU布置在机房之中或附近,把空调机组控制系统使用后剩余的输入输出接口用于连接附近的水流量计、水位信号、照明控制等。为了日后的发展,RPU的接口要留出20%~30%为宜。 3.2建筑电气设备自动化系统的布线 在建筑电气设备自动化系统进行布线时,要注意某些线路需要专门的导线,如通信线路、温度湿度传感器线路、水位浮子开关线路、流量计线路等,它们一般需要屏蔽线,或者由制造商提供专门的导线。电源线与信号、控制电缆应分槽、分管敷设;数据显示通道(DDC)、计算机、网络控制器、网关等电子设备的工作接地应连在其他弱电工程共用的单独的接地干线上。智能建筑中安装有大量的电子设备,这些设备分属于不同的系统,由于这些设备工作频率、抗干扰能力和功能等都不相同,对接地的要求也不同。
3.3 输入设备的安装
输入设备应安装在能正确反映其性能的位置,便于调试和维护的地方。不同类型的传感器应按设计、产品的要求和现场实际情况确定其位置:如水管型温度传感器、蒸汽压力传感器、水流开关、水管流量计不宜安装在管道焊缝及其边缘上开孔焊接;风管型湿度传感器、室内温度传感器、风汽压力传感器、空气质量传感器应避开蒸汽放空口及出风口处。
3.4输出设备的安装
输出设备必须按设计图纸,技术规范及产品说明安装,如风阀箭头、电动阀门的箭头应与风门、电动阀门的开闭和水流方向一致;安装前宜进行模拟动作;电动阀门的口径与管道口径不一致时,应采取渐缩管件,但阀门口径一般不应低于管道口径二个档次,并应经计算确定满足设计要求;电动与电磁调节阀一般安装在回水管上。
4 智能化系统安装过程中应注意的问题
4.1 预埋工作
预埋管道施工阶段,这个阶段占整个安装工作量的一半以上,预埋管道质量的好坏直接关系到日后线缆敷设、设备安装的质量与工作量。因此必须着重考虑以下五点:
1)在智能化施工前根据施工经验若发现某些重要部位需多预埋管道多预留洞口而在设计中又未体现的,应尽量建议设计增加预埋管道和多预留洞口,以便将来线缆增加和功能扩展时使用。预埋管道预留洞口所费无几,却可以节省将来扩容时因原有可扩展性考虑不足而带来的高昂费用。如:进户总线管,因扩展性需要,或因强弱电由不同设计单位设计没有充分配合造成电源管的遗漏,可建议设计时多预留管道或扩大管道等级;一些竖井穿楼板过梁处,可建议设计时对有些大管道可放大一级或多预留洞口,以便施工。
2)与土建专业配合施工时,应注意根据智能化系统的设计,在不影响土建结构下,可走捷径的走捷径,可避开结构薄弱处的尽量避开。如一些穿主梁处,各种专业管道都由此通过,对结构应力影响较大,可建议设计考虑使用转接箱或地面线槽等办法处理;卫生间、厨房的防水部位,可能要经常敲开楼板检查处理,预埋管道时应尽量避开这些部位,如果图纸设计标注从此通过,我们可建议设计绕道,虽多预埋一些管道,多穿一些线缆,但后期安装就省事许多;管道在地下室应穿过止水层,应在砼浇捣前就及时将管道预埋,当土建做止水层时就同步配合做好相关工序,以免今后安装时破坏止水层。
3)与其他专业如给排水、暖通、电气管道平行或交叉施工时,应注意互相屏蔽,防水防潮等问题;智能化管道应尽量与其它管道按规范要求保持一定间距,并尽量在上方,还要兼顾保护层厚度不小于15mm的要求。
4)管道预埋完后应注意将管道口进行封堵保护,管道弯曲处多及敷设长度超出规范要求或按经验预计将来拉线有困难的,中间可给予加设过线盒或预留拉线;还必须特别考虑到管道弯曲半径要求,一般规范要求须不小于6~10d。
5)不管是什么样原因引起的现场实际管道预埋与原设计图纸不一样,应在施工后及时标注,并做好隐蔽工程记录,否则若发生堵塞、有设计变更或竣工后维护,则可能到处开肠破肚的找管,费时费劲又可能影响结构强度与美观;有时甚至找不到管道,须重新打砼去埋设管道或只得明敷等办法,此时花的代价就更高了。
4.2线槽安装
智能化系统的线槽中基本上敷设的都是弱电线缆,安装时应与电气、给排水、暖通的管道线槽保持一定间距,基本上要求是不小于30cm,交叉敷设时应安装在上方,与梁底或其它障碍物间距应不小于50mm,垂直偏差不大于3mm,水平偏差不超过2mm,安装固定间距为0.5~1m,穿越楼板或墙体时,应有防火措施,金属槽道整体接地应良好。
4.3 线缆敷设
智能化系统的线缆敷设除应注意其型号、规格应与设计相符,布线自然平直,不得产生扭绞、打圈等现象外,要特别注意以下三点:
1)线缆中间不允许有接头,否则容易造成信号严重衰减,如果单根线缆确实长度超过市场供应统一长度,应考虑中间加装转接配件。
2)线缆两端的标签编号要明显,并应该边施工边做标记,而且应与图纸相对应,不能等全部线缆敷设完成后再去做标签,否则很容易造成混淆,这对以后的安装维护都非常重要。
3)线缆终接的余量应按设计与规范要求及施工的工艺要求给予充分预留,否则如果线缆短了几公分,则整根线缆都要重新敷设,耗材费力,事倍功半。还应注意智能化系统各种线缆敷设要求的弯曲半径不同:如非屏蔽4对对绞线大于等于4d,屏蔽4 对对绞线缆不小于10d,同轴电缆大于等于10d,主干电缆不小于10d,光缆应超过15d。
4.4 设备安装
设备除应注意符合设计及合同规定的厂家、型号、规格、性能指标外,安装时还必须注意以下三点:
1)智能建筑中的子系统多,包括设备自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统、结构化布线。各系统新设备、新型号层出不穷,安装前应仔细阅读产品说明书,充分了解设备的各项性能指标要求与安装注意事项,严格按照设计与厂家的要求安装。
2)设备安装的位置与标高应符合设计与规范要求,垂直偏差不超过3mm,水平偏差应不大于2mm,设备表面应注意保护,各种零件不得脱落碰坏,标志应完整清晰,安装应牢固,各种螺丝应拧紧,同时应按要求就近做好接地连接工作,保持良好的电气连接。各类线缆跳线和插接件应接线无误,接触良好,标志齐全。
3)设备的各种标识,端接线缆的来源去脉应标注清晰明了,否则调试时无从下手,维护时不知所终,直接影响整个系统的运作。设备调试和竣工资料应注意备份及存档。
4.5系统调试
为了保证新安装的智能各系统能安全可靠地投入运行、性能达到设计的技术要求,在系统安装施工过程中和投入运行前,要进行一系列的调整试验工作。调整试验工作的主要内容包括线路的测试、各子系统工程设备的单体功能试验、系统的接地测试和整个系统的开通联动调试。
1)调试人员在系统调试前,应认真阅读系统原理图、平面图(施工布线图),透彻理解设计意图,了解各系统设备的性能及技术指标,对相关数据的整定值、调试技术标准做到心中有数,对本工程采用的各系统模式所要达到的控制功能要求必须完全领会,方可进行调试工作。
2)调试开通的质量和速度在很大程度上取决于管线敷设及设备安装的质量。因此在调试开通前必须向各子系统施工单位或有关部门了解管线及设备安装的进度与质量状况。调试前还应按设计要求查验设备的规格与型号、数量等,如发现管线或设备安装有与设计不符的现象,应尽快调整。
3)调试开通前,首先对各线路按各系统功能要求进行线路测试,还应对各线路的工作接地和保护接地以及不同性质的线缆是否存在共管现象进行认真查验;其次要查看导线上的标志是否与施工图上的标注吻合,检查接线端子的压线是否与接线端子表的规定一致。对各子系统工程设备的单机运行进行仔细的功能测试。