系統(tǒng)集成理念的智能建筑設(shè)計(jì)分析范文

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【摘要】傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)方法子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性有待完善，為此，提出基于系統(tǒng)集成理念的智能建筑設(shè)計(jì)方法。利用系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能建筑設(shè)備子系統(tǒng)的集中、高效、便捷的管理。從建筑設(shè)計(jì)角度考慮用途需求，結(jié)合各子系統(tǒng)功能進(jìn)行集成匹配，提高建筑的服務(wù)質(zhì)量。從空間、時(shí)效、易用等方面辨析各子系統(tǒng)安裝及使用過(guò)程對(duì)建筑的影響，形成有效降低子系統(tǒng)裝置、線路、設(shè)備帶來(lái)的不利作用的智能建筑設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；系統(tǒng)集成；角度；不利作用；設(shè)計(jì)

1引言

智能建筑與傳統(tǒng)建筑相比，在借助新技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑使用產(chǎn)生很多正面影響，包括子系統(tǒng)協(xié)調(diào)性增強(qiáng)、建筑內(nèi)服務(wù)增多、建筑環(huán)境更加舒適、建筑安全性提升等。但是，在運(yùn)用這些技術(shù)的同時(shí)，也會(huì)對(duì)智能建筑的設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)不同程度的影響。

2基于系統(tǒng)集成理念的智能建筑

2.1基于系統(tǒng)集成理念確定智能建筑互連方式

智能建筑互連是將傳感器網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)功能設(shè)備和相關(guān)機(jī)電設(shè)備及其系統(tǒng)連接至建筑智能管理系統(tǒng)，從而達(dá)成對(duì)建筑的自動(dòng)化控制、管理和建筑內(nèi)服務(wù)的技術(shù)方法。建筑智能管理系統(tǒng)是把建筑使用與硬件和應(yīng)用互連的核心，從智能建筑的發(fā)展來(lái)看，主要有樓宇管理系統(tǒng)/樓宇自控系統(tǒng)（BMS/BAS系統(tǒng)）、智能建筑集成管理系統(tǒng)（IBMS系統(tǒng)）等。BMS系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防控制系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)等的集成連接、控制。采用各子系統(tǒng)組建自身的控制網(wǎng)絡(luò)連接上位管理主機(jī)和下層現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)的形式解決互連和互操作的問(wèn)題（見(jiàn)圖1）。目前，建筑智能管理系統(tǒng)在上述系統(tǒng)的基礎(chǔ)上能夠進(jìn)行更豐富的集成。該建筑智能管理系統(tǒng)主要分為四層，包括業(yè)務(wù)應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)設(shè)施層。集成BIM輕量化、三維可視化、微服務(wù)、數(shù)據(jù)集成、物聯(lián)接入、全光網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行、分散監(jiān)控以及各子系統(tǒng)與系統(tǒng)保持及時(shí)可靠地?cái)?shù)據(jù)交換與指令溝通功能。主要的互聯(lián)方式是基于全光纖網(wǎng)絡(luò)綜合布線方式連接，主要可以分為硬件接入、應(yīng)用接入。

2.2硬件接入

硬件接入主要有兩種方式，分為系統(tǒng)接入和設(shè)備接入。系統(tǒng)接入是類(lèi)似IBMS系統(tǒng)中將子系統(tǒng)與局域網(wǎng)直接連接，局域網(wǎng)與建筑智能管理系統(tǒng)連接，子系統(tǒng)中的專業(yè)設(shè)備就連接到建筑智能管理系統(tǒng)中。設(shè)備接入主要是將設(shè)備直接接入到局域網(wǎng)中或通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入局域網(wǎng)。

2.3應(yīng)用接入

應(yīng)用接入主要包括網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用、后臺(tái)應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用等應(yīng)用系統(tǒng)。這些應(yīng)用系統(tǒng)能夠更好地對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行管理，例如在智能照明、視頻監(jiān)控、能源管理等方面的應(yīng)用系統(tǒng)。應(yīng)用接入主要通過(guò)統(tǒng)一的消息訂閱服務(wù)Api和對(duì)外開(kāi)放的Api兩種方式。

3智能建筑系統(tǒng)對(duì)建筑的不利影響

3.1空間占用影響

智能建筑在原有建筑中增加智能化系統(tǒng)，主要的空間占用影響來(lái)自智能化系統(tǒng)的管線、設(shè)備。管線方面，智能系統(tǒng)管線設(shè)置橋架，光纖配線架、AHD箱等線路配套設(shè)施，當(dāng)建筑體量增大、設(shè)備增多時(shí)，這些線路配套設(shè)施的尺寸也會(huì)增大。管線多設(shè)置在吊頂空間內(nèi)，會(huì)對(duì)層高、吊頂下凈高產(chǎn)生空間占用影響。設(shè)備方面，智能照明、門(mén)禁管理、視頻監(jiān)控、AP、交換機(jī)等設(shè)備的安裝、維護(hù)都會(huì)占用空間。

3.2后期使用影響

智能建筑服務(wù)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的服務(wù)邏輯及所使用的設(shè)備對(duì)后期的日常使用將有顯著的影響。在智能建筑中，用戶使用較頻繁的主要有門(mén)禁準(zhǔn)入、智能照明、會(huì)務(wù)預(yù)約等系統(tǒng)，也是對(duì)后期使用影響較大的系統(tǒng)。

4智能設(shè)備及技術(shù)的時(shí)效特性

4.1產(chǎn)品更新快

近年來(lái)，新型智能設(shè)備、相關(guān)技術(shù)的更新?lián)Q代速度很快，具有較強(qiáng)的時(shí)效性。同時(shí)，建筑的建設(shè)存在不可逆的特征，對(duì)智能設(shè)備及相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)匹配、工程招投標(biāo)、施工安裝和運(yùn)營(yíng)維護(hù)都會(huì)產(chǎn)生影響。以全球安防領(lǐng)域的龍頭企業(yè)海康威視為例，自2009年，其產(chǎn)品就能覆蓋視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前后端，并開(kāi)始投身做產(chǎn)品+系統(tǒng)的解決方案提供商；2013年，營(yíng)收中網(wǎng)絡(luò)/數(shù)字?jǐn)z像機(jī)開(kāi)始占較大比重，解決對(duì)DVR產(chǎn)品的依賴問(wèn)題；2014年，推出云儲(chǔ)存服務(wù)；2015年推出機(jī)器視覺(jué)等相關(guān)產(chǎn)品；2017年提出AICloud概念，運(yùn)用云邊融合架構(gòu)結(jié)合相關(guān)配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)感知和前端數(shù)據(jù)處理；2018年，對(duì)業(yè)務(wù)架構(gòu)變革重組，成立公共服務(wù)事業(yè)部、企事業(yè)事業(yè)部、中小企業(yè)事業(yè)群，對(duì)安防進(jìn)行領(lǐng)域細(xì)分，打造更精準(zhǔn)的產(chǎn)品、市場(chǎng)服務(wù)；2020年，對(duì)物聯(lián)感知業(yè)務(wù)進(jìn)行拓展，主要在可見(jiàn)光、毫米波、遠(yuǎn)紅外、X光、聲波領(lǐng)域的五條技術(shù)主線上打造更豐富的組合產(chǎn)品。從上述的發(fā)展事件中，可以看出在智能安防領(lǐng)域的發(fā)展更新速度，幾乎每1～2年就會(huì)有一次較大的理念更新，同時(shí)也帶來(lái)相關(guān)設(shè)備的較大迭代更新匹配。設(shè)備更新的主要因素主要是技術(shù)更新、應(yīng)用場(chǎng)景更新、芯片更新等。技術(shù)更新由大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的更新落地促成，這將導(dǎo)致產(chǎn)品進(jìn)行更新。應(yīng)用場(chǎng)景更新指當(dāng)新的應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)，也會(huì)使設(shè)備廠商推出新的產(chǎn)品來(lái)滿足應(yīng)用場(chǎng)景的需求。例如新冠疫情防控場(chǎng)景中，對(duì)紅外熱成像的設(shè)備需求量大，部分設(shè)備廠商可能根據(jù)場(chǎng)景需求變化更新設(shè)備產(chǎn)品。伴隨技術(shù)的不斷突破創(chuàng)新和應(yīng)用場(chǎng)景的持續(xù)拓寬，智能設(shè)備處于高速迭代狀態(tài)。

4.2對(duì)工程招投標(biāo)的影響

在招投標(biāo)時(shí)，按照當(dāng)時(shí)應(yīng)用廣泛的系統(tǒng)方案、相關(guān)技術(shù)、智能設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)選用。但由于智能化設(shè)備的安裝、調(diào)試通常在工程施工的收尾階段，工程周期時(shí)間長(zhǎng)，此時(shí)的技術(shù)及設(shè)備環(huán)境可能會(huì)與投標(biāo)時(shí)出現(xiàn)差異，有些設(shè)備會(huì)出現(xiàn)迭代、停產(chǎn)的情況。這會(huì)導(dǎo)致之前的設(shè)計(jì)、預(yù)算、施工、調(diào)試方案無(wú)法落實(shí)。

5智能建筑建設(shè)的不可逆特征

建筑建設(shè)的不可逆特征體現(xiàn)在建筑施工完成后，出現(xiàn)工程缺陷時(shí)，需要花費(fèi)較大代價(jià)去彌補(bǔ)。這種不可逆特征在智能建筑這種以功能、服務(wù)為主導(dǎo)的體系中體現(xiàn)得更明顯。主要體現(xiàn)在智能化系統(tǒng)方案、設(shè)備的安裝點(diǎn)位及尺寸、系統(tǒng)集成等方面。智能化系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)在智能建筑中是至關(guān)重要的，系統(tǒng)方案可能會(huì)直接影響智能建筑的功能服務(wù)質(zhì)量。在智能建筑的發(fā)展過(guò)程中，對(duì)功能服務(wù)的需求也在不斷發(fā)生變化，從起初僅提供基礎(chǔ)的通信、機(jī)電設(shè)備的控制和管理、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的設(shè)置，發(fā)展到以樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)、保安監(jiān)控及防盜報(bào)警系統(tǒng)、智能卡系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)等多個(gè)智能建筑子系統(tǒng)的互聯(lián)體系。目前，智能化系統(tǒng)方案集合更多更先進(jìn)的技術(shù)、也集成更多的系統(tǒng)、提供更多更好的服務(wù)。但是，在建筑類(lèi)型、服務(wù)需求的系統(tǒng)匹配上還未做到精細(xì)化的區(qū)分匹配；投資回報(bào)、服務(wù)拓展上還需制定更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟呗裕瑴p少投資浪費(fèi)和服務(wù)的可拓展性，從而減弱不可逆特征和功能服務(wù)需求變化帶來(lái)的工程影響，便于建筑可持續(xù)使用。

6基于系統(tǒng)集成理念的智能建筑設(shè)計(jì)方法

綜上所述，基于系統(tǒng)集成理念的智能建筑在空間協(xié)調(diào)、設(shè)備、技術(shù)時(shí)效、建筑建設(shè)方面有著一定的特殊性。因此，針對(duì)這些特殊性提出智能建筑設(shè)計(jì)方法，主要包括空間占用融合、系統(tǒng)及設(shè)備的預(yù)估控制、應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)的考慮。

6.1空間占用融合

智能化系統(tǒng)的管線、設(shè)備、機(jī)房是智能建筑中的必要組成。在設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)智能系統(tǒng)的管線、設(shè)備、機(jī)房等占用空間進(jìn)行預(yù)先考慮，在合理的情況下做到融合。在管線方面，在項(xiàng)目中盡早介入，通過(guò)智能化系統(tǒng)的管線尺寸等信息在進(jìn)行管線綜合時(shí)，對(duì)所有管線進(jìn)行融合控制，減弱智能化系統(tǒng)對(duì)層高、吊頂內(nèi)凈高的影響；在設(shè)備方面，例如，視頻監(jiān)控、智能照明、AP等安裝在吊頂?shù)脑O(shè)備在保證功能的情況下，控制設(shè)備對(duì)整個(gè)吊頂和整體空間效果的影響；門(mén)禁系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)等安裝在墻壁上的設(shè)備提前預(yù)留點(diǎn)位、線槽、內(nèi)嵌空間等措施；凈水系統(tǒng)的設(shè)備體積較大，應(yīng)提前規(guī)劃相應(yīng)空間，避免凈水系統(tǒng)供水不通暢和過(guò)大的空間占用。在機(jī)房方面，對(duì)數(shù)字控制中心、視頻監(jiān)控室、弱電機(jī)房進(jìn)行集成，對(duì)一體化弱電機(jī)柜、前維護(hù)LED顯示屏及消防機(jī)柜等設(shè)施設(shè)備的統(tǒng)一規(guī)劃與運(yùn)用，減少空間占用。

6.2系統(tǒng)及設(shè)備預(yù)估控制

在對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮實(shí)際的應(yīng)用需求，根據(jù)項(xiàng)目體量及特性，提出合理的智能系統(tǒng)方案。把握智能設(shè)備及技術(shù)的時(shí)效特性，對(duì)產(chǎn)品的大致尺寸進(jìn)行預(yù)估，預(yù)留足夠的空間和條件進(jìn)行安裝和維護(hù)。對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備的可拓展性進(jìn)行考慮，預(yù)留一定量的有線接入接口、無(wú)線接入能力和設(shè)備安裝空間。減少設(shè)備更新?lián)Q代和技術(shù)提升帶來(lái)的影響。

6.3應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)考慮

在進(jìn)行智能建筑設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對(duì)建筑及智能化系統(tǒng)的應(yīng)急能力進(jìn)行考慮。近期來(lái)，應(yīng)急事件頻發(fā)，主要包括河南等地持續(xù)遭遇惡劣天氣，鄭州等城市發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；深圳賽格廣場(chǎng)大廈出現(xiàn)有感振動(dòng)等。在此類(lèi)事件中，對(duì)智能化系統(tǒng)的魯棒性及在事件中所發(fā)揮的作用有嚴(yán)格要求。應(yīng)在進(jìn)行智能建筑設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合智能建筑系統(tǒng)及設(shè)備制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。借助系統(tǒng)的感知能力、信息發(fā)布能力、智能設(shè)備控制能力進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警和決策，確保在應(yīng)急場(chǎng)景下系統(tǒng)能夠幫助建筑內(nèi)的人員順利疏散逃生。

7結(jié)語(yǔ)

本文從系統(tǒng)集成理念的智能建筑系統(tǒng)互連方式出發(fā)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析智能建筑系統(tǒng)及設(shè)備對(duì)建筑的影響和智能建筑系統(tǒng)的相關(guān)特性，結(jié)合分析提出基于系統(tǒng)集成理念的智能建筑設(shè)計(jì)方法。

作者：易豫 單位：深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司