智能建築弱電設計的(de)若幹技術問題
發布時(shí)間:2011-10-12 | 點擊次數:4266

近年來(lái),智能建築以适應時(shí)代發展潮流,符合人(rén)們追求安全、舒适、便捷需求的(de)鮮明(míng)特點,在社會上廣受關注和(hé)歡迎。在其推廣應用(yòng)過程中,由于人(rén)們認識上的(de)誤差,工程實踐經驗的(de)不足,也(yě)出現過一些曲折和(hé)發展不平衡的(de)問題,影(yǐng)響了(le)智能功能和(hé)效益的(de)正常發揮。本文将通(tōng)過作者幾年來(lái)從事智能建築行業實際工作經驗的(de)總結,提供一些處理(lǐ)問題的(de)做(zuò)法和(hé)觀點,供各位同行在今後的(de)工作中參考借鑒。
一、切莫貪大(dà)求全,但求專、精、經濟實用(yòng)
作爲現代建築不可(kě)缺少的(de)配套專業,智能化(huà)系統工程同樣受到技術、經濟和(hé)時(shí)間等因素的(de)制約,必須根據建築物(wù)的(de)專業特點與使用(yòng)需求有機地緊密結合起來(lái),綜合考慮其使用(yòng)功能、管理(lǐ)和(hé)經營要求、工程投資能力等因素,分(fēn)清主次,突出重點,保證主要功能,選擇适用(yòng)的(de)各個(gè)專業子系統、系統集成程度、标準等級和(hé)經濟規模。
例如,智能型辦公大(dà)廈就要突顯其辦公自動化(huà)、通(tōng)信網絡化(huà)等方面功能定位;大(dà)型公共建築(例如會展中心、圖書(shū)館)就要突出專業服務功能和(hé)業務管理(lǐ)設施等,技術環境和(hé)水(shuǐ)平的(de)提升。又如:視頻(pín)點播(VOD)系統在旅館、酒店(diàn)行業較爲常見和(hé)實用(yòng),而在其他(tā)服務行業卻并不盡然。在星級酒店(diàn)旅館中,電子門鎖已得(de)到普遍應用(yòng),而其他(tā)場(chǎng)合隻會設在某些特别重要機房(fáng)和(hé)安全等級高(gāo)的(de)關鍵部位。工程設計上要因地而宜。
前幾年,某些工程從商業利益出發,追求廣告效應,片面地強調所謂“nA”功能,含大(dà)求全,什(shén)麽功能都想要,而實際上缺乏統一規劃,設計考慮不周、出現偏差,必備的(de)相關設施和(hé)配套環境不能及時(shí)跟進和(hé)提供,結果智能化(huà)系統成了(le)擺設品,頭腦(nǎo)發達、四肢不靈,發揮不出應有功能和(hé)作用(yòng),投資也(yě)得(de)不到回報,這(zhè)類例子并不少見。因此,應從此類案例上吸取深刻教訓,從實際需要出發,在工程設計一開始時(shí),就全面地做(zuò)好智能建築的(de)規劃、設計和(hé)配套工作。
二、跟蹤主流技術,走成熟、可(kě)靠、穩健發展的(de)技術路線
智能技術發展日新月(yuè)異,工程設計上應注意當前IT産業發展動态和(hé)趨勢,緊跟智能建築技術發展主流,同時(shí)要注意智能建築工程與科研和(hé)開發工作極不相同。它通(tōng)常隻能一次性成功,工程現場(chǎng)不具備反複變動、多(duō)次試驗的(de)條件和(hé)可(kě)能,而且受工程周期和(hé)進度的(de)限制、工程投資的(de)約束則更爲明(míng)顯。因此,在實際工作上,要慎重選用(yòng)某些新技術,除非有穩妥、可(kě)靠的(de)保障措施。通(tōng)常,要以采用(yòng)可(kě)靠、成熟、穩定的(de)先進技術爲原則,選用(yòng)經過市場(chǎng)考驗、實踐證明(míng)可(kě)靠和(hé)成功的(de)産品及設備。一般情況下(xià),已批量生産和(hé)投入使用(yòng)的(de)系列化(huà)品牌産品是設計上首選對(duì)象。同時(shí),要考察産品兼容性、升級換代的(de)可(kě)能性、技術上開放性、市場(chǎng)上技術支持度,以及廠商在當地技術服務和(hé)支持的(de)能力。
十兆——百兆——千兆以太網組網技術的(de)發展過程,給了(le)智能化(huà)工程一個(gè)有益啓示:穩健地追求技術先進性,對(duì)工程成功、系統具備生命力至關重要。
三、遵循因地而宜、實事求是、科學合理(lǐ)的(de)原則
每一系統和(hé)設備都有其适用(yòng)範圍,功能和(hé)性能上的(de)局限性,設備不是“萬能”的(de),貪圖所謂“最好”“最新”“最全”的(de)觀念,是不切實際的(de)看法。
例如,某會展中心大(dà)型展廳配置公共業務廣播系統,是按照(zhào)普通(tōng)語言擴音(yīn)标準設計的(de),曾有某承包商爲了(le)提高(gāo)造價,竟宣稱其能在大(dà)型展廳做(zuò)到音(yīn)樂(yuè)廳、影(yǐng)劇院的(de)音(yīn)響效果,多(duō)次要求變更原設計,增加設備、更換檔次。這(zhè)在建築聲學等條件滿足不了(le),設備上也(yě)做(zuò)不到,實際上也(yě)沒必要的(de)要求,其結果當然是被駁回。否則,不但産生不合理(lǐ)投資,還(hái)可(kě)能因原因、責任不明(míng)引起糾紛。
又如,某一工程爲了(le)滿足局部現場(chǎng)教學轉播的(de)業務需求,設計上不恰當地與安保閉路電視監控系統合在一起,整個(gè)系統複雜(zá)化(huà)了(le)、技術等級和(hé)标準随之提高(gāo)了(le),圖象質量還(hái)達不到規定要求,使用(yòng)上既不靈活、也(yě)不方便。經糾正,改爲二者分(fēn)開,另設一套專業電視錄播小型系統專用(yòng)于電視教學轉播,既滿足使用(yòng)要求,又簡化(huà)系統、不增加造價,使投資更爲合理(lǐ)。
四、重視系統可(kě)用(yòng)性、穩定性和(hé)可(kě)靠性問題
建築智能化(huà)系統使用(yòng)壽命可(kě)能少則幾年、十幾年,多(duō)則幾十年,通(tōng)常投入使用(yòng)後要24小時(shí)不停機運行,肩負著(zhe)保障建築物(wù)内各類活動、人(rén)身安全的(de)任務。除要注意設備和(hé)系統選型外,對(duì)要求較高(gāo)的(de)場(chǎng)合,應有其他(tā)的(de)技術保障措施,例如:雙機熱(rè)備份、軟件備份、熱(rè)插拔硬盤或使用(yòng)RAID、增加系統冗餘量,增設UPS電源,采用(yòng)強制散熱(rè)、快(kuài)速恢複措施等。要求7×24小時(shí)運行的(de)特殊系統,更應強化(huà)可(kě)用(yòng)性、應急管理(lǐ)、安全保護等方面的(de)保障措施。
根據以往工程經驗,諸如消防報警系統、樓宇自控系統等輸入、輸出控制點數,不宜超過其系統最大(dà)可(kě)用(yòng)容量的(de)80%;擴音(yīn)系統負載的(de)實際消耗功率宜控制在額定輸出功率70%以下(xià)。應注意采用(yòng)設備廠商的(de)設計推薦值。
五、妥善處理(lǐ)需求和(hé)成本關系,提升系統性價比
工程上要考慮在滿足使用(yòng)要求前提下(xià),盡量簡化(huà)系統、降低投資和(hé)運營成本,不同的(de)控制組合組合方式不但關系到智能系統本身的(de)投資,而且還(hái)會直接影(yǐng)響到被控機電設備的(de)技術要求和(hé)設備費用(yòng)。
以智能照(zhào)明(míng)控制系統爲例,宜多(duō)采用(yòng)開關控制方式,少用(yòng)無級調光(guāng)控制做(zuò)法。照(zhào)明(míng)亮度和(hé)場(chǎng)景的(de)變化(huà)與控制,可(kě)通(tōng)過燈具布置上的(de)變化(huà)、照(zhào)明(míng)配電回路細分(fēn)和(hé)增設來(lái)調配實現,同樣達到多(duō)級控制、多(duō)種變化(huà)的(de)效果。這(zhè)樣做(zuò)不僅簡化(huà)了(le)系統複雜(zá)程度,也(yě)降低了(le)照(zhào)明(míng)燈具、光(guāng)源的(de)技術要求,又可(kě)大(dà)幅度降低投資多(duō)達3-5倍以上。因此,除必須進行無級調光(guāng)的(de)特殊場(chǎng)合外,建議(yì)照(zhào)明(míng)調節采用(yòng)多(duō)級開關控制方式。
六、弱電線路設計也(yě)應注意工作穩定、可(kě)靠的(de)問題
在弱電系統線路設計上提倡采用(yòng)較可(kě)靠聯接方式,例如采用(yòng)環形總線接法、适當增加回路或備用(yòng)回路、限制單一回路設備接入數量等。某一大(dà)型工程消火栓系統,啓泵回路采用(yòng)極少用(yòng)的(de)常閉觸點串接做(zuò)法,分(fēn)十多(duō)個(gè)回路,每個(gè)回路串接著(zhe)數十個(gè)觸點。施工中發現任一常閉觸點的(de)開路常會引起水(shuǐ)泵誤動作,每次要到現場(chǎng)去逐個(gè)查找、排除故障,時(shí)間長(cháng)達1-2小時(shí),多(duō)次整改效果不好,後來(lái)隻好全部返工改回較爲可(kě)靠的(de)常開觸點并接啓泵接線方式。該問題曾在圖紙會審時(shí)提出,未引起設計者重視,事後再返工非常麻煩。
工程設計上應注意,受産品質量和(hé)現場(chǎng)條件的(de)限制,同一回路串聯/并接多(duō)個(gè)觸點連鎖或聯動控制設備的(de)數量不宜過多(duō)。
此外,主幹回路上線管、線槽中電纜和(hé)導線的(de)密度、分(fēn)隔鋪設的(de)要求也(yě)常會被忽略,結果造成施工困難,産生使用(yòng)過熱(rè),易相互幹擾等隐患。對(duì)于長(cháng)距離(例如百米以上)多(duō)負載傳輸回路,像DC工作電源回路,設計時(shí)要核算(suàn)線損引起的(de)電壓降,提醒調試時(shí)檢查回路末端的(de)工作電壓,這(zhè)是設備工作不正常的(de)常見原因之一。
七、某些系統應适度超前,留有今後發展空間
通(tōng)信自動化(huà)是智能建築三大(dà)内容之一,目前這(zhè)方面的(de)發展迅速、需求尤爲急切,要有一定的(de)超前考慮,提高(gāo)設計标準與要求,加重其投資比例。
綜合布線是智能建築的(de)神經元,遍及建築物(wù)各處,是各個(gè)行業通(tōng)信網絡化(huà)的(de)基礎,近來(lái)市場(chǎng)價格也(yě)降低不少、所占費用(yòng)比例不高(gāo)。因此,建議(yì)建築内外各使用(yòng)空間、牆體、地面都要充分(fēn)考慮今後發展需要,多(duō)增設一些信息點,按照(zhào)智能建築标準要求适當增加些系統餘量,避免今後使用(yòng)空間的(de)用(yòng)途一有變化(huà),飛(fēi)線、明(míng)線到處是,極不便利和(hé)雅觀。千兆網是今後發展必經之路,适當的(de)部位要考慮留有光(guāng)纖信息點或增容管道,也(yě)可(kě)采用(yòng)吹光(guāng)纖技術進行預留。此外,要求設有信息點位置的(de)附近,一定要配套電源插座或配電設施。
對(duì)某些分(fēn)期實施的(de)系統,預埋件、預留孔洞、預埋管線要提前設計留設,便于以後安裝施工。例如,在弱電出戶管道進建築的(de)位置,應适當多(duō)留2-3根直徑100mm左右地下(xià)穿牆鋼管,以備以後增擴,大(dà)型建築物(wù)還(hái)适當多(duō)留幾處。
八、要特别注意專業系統、設備之間接口的(de)配套與落實
這(zhè)是某些工程智能化(huà)系統無法聯動和(hé)正常運轉的(de)常見原因之一。設計上要明(míng)确提出與機電專業設備接口、控制/通(tōng)信協議(yì)的(de)詳細标準和(hé)技術要求。
以硬線直接聯接方式控制的(de)設備主要規定與要求有:輸入、輸出觸點的(de)工作電壓、驅動電流、匹配阻抗;而與之相應的(de),智能系統控制模塊在連接時(shí),要注意輸出/輸入端口工作電壓應相同,要核實其帶負載能力和(hé)容量大(dà)小是否足夠?同時(shí)應注意與被控設備的(de)電氣隔離或電氣共同問題。工程上常見到不相匹配時(shí),輕者無法正常驅動設備,重者引起設備毀壞,損失不可(kě)預測。
利用(yòng)标準通(tōng)信和(hé)控制接口的(de)系統、設備(如采用(yòng)RS232C、RS485、LonWorks,BACnet等等的(de))也(yě)應注意設備端口的(de)實際接法會随具體産品有所不同,設備和(hé)系統間的(de)通(tōng)信和(hé)控制協議(yì)要求應相互開放。這(zhè)些問題設計上要先查證、核實清楚,并在各類盤、箱、櫃、冷(lěng)水(shuǐ)機組、空調機組、水(shuǐ)泵、電梯等設備訂貨要求中明(míng)确說明(míng)。可(kě)能的(de)話(huà)應将樣品交給系統集成商先行試驗,以提前發現、處理(lǐ)問題。
九、大(dà)中型建築物(wù)各樓層應考慮設置專用(yòng)弱電間和(hé)井道
現代建築中其弱電系統大(dà)量增多(duō),而電子設備對(duì)環境條件要求較高(gāo),特别對(duì)溫度尤爲敏感。現場(chǎng)設備需要有足夠空間與位置,以滿足安裝、測試、使用(yòng)、檢修上的(de)要求,而且弱電設備和(hé)線路與其他(tā)專業設施緊鄰,也(yě)存在著(zhe)安全、幹擾、穩定性方面的(de)隐患。即使是普通(tōng)建築物(wù)也(yě)應考慮,若幹年後也(yě)有翻修、改建、更新換代上的(de)需求,因此建議(yì)新建工程各樓層部位應盡可(kě)能設立獨立的(de)弱電設備間和(hé)井道。
專用(yòng)弱電間應考慮有良好的(de)通(tōng)風散熱(rè)措施和(hé)工作照(zhào)明(míng),配置充足的(de)工作電源,最好由專用(yòng)回路或應急供電回路配送,有時(shí)還(hái)得(de)由控制室集中管理(lǐ)和(hé)控制,弱電間還(hái)應有進出孔洞封堵和(hé)防止小動物(wù)進入的(de)措施。
樓層弱電間涵蓋的(de)服務範圍要受到系統、設備信号總線傳輸距離的(de)限制。例如:綜合布系統水(shuǐ)平工作區(qū)長(cháng)度不得(de)超過90米,考慮到線路上下(xià)彎曲繞行,服務半徑通(tōng)常不超過50米,否則應調整弱電間位置和(hé)數量,改變網絡架構。
十、從設計上做(zuò)好與其他(tā)設備專業管槽、管道的(de)綜合工作,設備空間等的(de)預留工作
智能化(huà)弱電系統管道、線槽在建築工程中是屬于輔助設施,通(tōng)常應避讓于風管、水(shuǐ)管、強電管槽,故設計上要主動先與其他(tā)專業溝通(tōng),安排好合适的(de)布線途徑、高(gāo)度和(hé)位置。在設計圖紙綜合及會審時(shí),更要注意這(zhè)個(gè)問題,避免設計上趕出圖時(shí)間而疏忽,造成施工上沖突、返工與浪費。
大(dà)體量設備(如大(dà)型顯示屏、大(dà)音(yīn)箱等),在土建結構、裝修設計時(shí),就應商量好留有足夠大(dà)的(de)空間和(hé)最佳位置,預留尺寸适宜的(de)孔洞和(hé)安裝固定的(de)預埋件。安裝吊支架應牢固可(kě)靠,設備部位最好由裝修統一歸口,達到較好裝飾效果。
十一、對(duì)中央控制室/操作控制室統一規劃布置和(hé)設計
智能化(huà)子系統較多(duō),要求各異,又常共用(yòng)主機房(fáng)。在各子系統基本确定後,應把它們對(duì)機房(fáng)布置的(de)具體要求歸納起來(lái),統一由設計總包協調、規劃、設計,制定裝修标準,避免施工上各自爲政、管理(lǐ)上混亂無章(zhāng)。爲了(le)方便使用(yòng)和(hé)管理(lǐ),建議(yì)中控室應按有關規定标準設置獨立的(de)通(tōng)風空調系統或恒溫恒濕設施,鋪設防靜電架空地闆,進出洞口要有防堵措施,不能有無關的(de)管道穿過。要統計各系統用(yòng)電消耗功率,留足容量,設置專用(yòng)的(de)電源配電箱,建議(yì)采用(yòng)雙回路供電末端切換的(de)方式,并且各個(gè)子系統可(kě)共用(yòng)一套UPS電源。重要的(de)機房(fáng)消防設施如各種氣體滅火裝置 應同時(shí)規劃設計。中控室還(hái)應提供連接各個(gè)弱電子系統的(de)專用(yòng)接地端子排。要統一布置安排布置各種設備盤、櫃、顯示屏幕牆、台座支架的(de)排列方式和(hé)位置,走線應規整劃一。保證各個(gè)系統總體安裝效果既美(měi)觀、實用(yòng),又便于以後使用(yòng)和(hé)管理(lǐ)。
十二、選用(yòng)設備及安裝方式應便于今後檢測、維修
在高(gāo)大(dà)空間建築物(wù)中,常有一些受控聯動/反饋的(de)閥門、執行機構等,設置于高(gāo)空地帶/不能上人(rén)的(de)吊頂内,造成調試、維修、檢查、複位極其困難與不便,常要大(dà)動幹戈重搭腳手架和(hé)工作平台,遇到每年年檢也(yě)很麻煩費事。因此,這(zhè)些場(chǎng)所應選用(yòng)能自動/電動複位的(de)設備和(hé)産品,也(yě)可(kě)改用(yòng)其他(tā)的(de)安裝方式便于人(rén)員(yuán)查看和(hé)操作,有特别要求的(de)還(hái)要考慮設置專用(yòng)維修通(tōng)道。
上述種種問題在工程上經常會碰到,設計規範大(dà)多(duō)也(yě)有要求,但在工作中也(yě)常被忽略和(hé)遺漏。作者希望通(tōng)過實踐和(hé)探索,不斷地總結經驗教訓,注意設計工作上的(de)協調和(hé)配合,使智能化(huà)工程技術與現代建築更完美(měi)地結合,更好地服務于社會。

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