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一.華東地區智能建筑的發展概況
華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場,是中國經濟最發達地區之一,智能建筑市場(包括大廈及小區)啟動早,市場大,今后將有更大的發展,是WTO以后國外企業必爭之地,也是國內企業必爭之地。由于華東地區資金雄厚,據不完全統計,迄今為止,上海已新建智能大廈四百多幢,智能小區二百多個。其中已建成的優質工程有上海博物館、金貿大廈、上海期貨大廈、久事復興大廈等號稱上海智能建筑“四大天王”,新建浦東國際機場,上海大劇院,上海科技城也都聞名天下。江蘇省迄今為止已建成智能建筑二百余幢,小區一百五十多個;南京中信大廈,總醫院新病房大廈及江蘇省政協大廈都為優質工程。聚福園、天地小區是建設部小區示范工程。
浙江人杰地靈,是我國東南沿海技術和經濟發達地區,也是一個建設大省。1997年建成使用的浙江日報社大樓,在浙江省首次開通了樓宇自控系統,堪稱是浙江省第一座達到3A配置的智能化大樓,從而揭開了浙江省智能建筑建設的序幕;1998年建成的浙江省外經貿聯建大廈和華浙廣場都是代表當時浙江省先進水平的智能建筑,其中華浙廣場還代表浙江省參加了建設部組織的優秀智能建筑評選活動。目前浙江省已建成的智能化大樓主要有浙江世界貿易中心、杭州電力調度大樓、浙江省建行大樓、杭州鐵路新客站、浙金廣場、杭州五洲大酒店、浙江省商檢大樓等約90余座,主要集中在杭、寧、溫地區。
二、入世對中國智能建筑業的要求
我國已加入WTO,進入WTO意味著我國經濟完全融入國際化市場,必須遵守WTO的原則和規定。根據WTO協議市場準入原則和國民待遇原則,將使我國智能建筑技術面臨更加廣闊的發展空間、更加劇烈的市場競爭。而我國現行的建設事業政策法規和行業管理體制與WTO的規則和國際通行模式存在較大差異,調整改革完善現行體系和體制的任務相當艱巨,形勢緊迫。
我國加入WTO后經濟發展的國際化,必將對各種建筑,尤其是辦公建筑的智能化水平提出新的更高要求,不僅對新建的辦公樓,而且對量大面廣的已有的辦公建筑的改造也帶來了智能化需求。
WTO對我國智能建筑要求具體表現在:
1.根據《建筑領域加入WTO后的對外承諾》,我國加入WTO后五年,允許外商成立獨資企業,取代外商在我國現有的辦事處機構,他們可以直接在我國簽定內貿合同,從而使產品和工程質量有了進一步的保障。
2.按WTO取消數量限制和關稅減讓原則,我國將降低對外市場準入程度,屆時會有更多智能建筑產品和系統進入中國市場參與競爭,為我們提供更大的選擇余地,并得到更多的實惠。
3.隨著國外企業參與我國智能建筑行業的競爭,他們會把國外成熟的管理體制、規范的運行程序和操作技巧帶入中國,有助于提高中國智能建筑行業的整體水平。
三.華東地區優勢
1.學會健全,學術活動活躍。
以上海華東建筑設計研究院溫伯銀總工為首的上海專家,在全國率先于1994年成立上海智能建筑工程研究會。這是全國第一個智能建筑學會組織,成員有高校、設計院及企業技術人員幾百人,它集中了上海智能建筑界科技精英。在組織報告會、展覽會(上海歷屆智能建筑大型展覽會)、驗收評估上海甲級智能化大廈(如上海久事復興大廈等)起了巨大作用。溫總和上海同濟大學程大章教授(正副會長)的貢獻已載入中國智能建筑歷史,功不可沒。以陳眾勵、瞿二瀾、趙濟安、王東偉高工及上海大學趙哲身教授等為代表的中青年骨干專家已經成長,在國內也有較大影響。
1996年,以南京建筑工程學院(現改為南京工業大學)建筑智能研究所、江蘇省建筑設計院及東南大學建筑設計院為主體成立的江蘇省土木建筑學會智能建筑學術委員會,在國內也是較早成立的智能建筑學術組織,成員有二百多人,每年舉辦學術年會,奉行“技術開放,市場開放”方針。常年舉辦學術報告會及國內外廠商新產品報告會。自辦了省內雜志《智能建筑信息》。
2001年以浙江省建筑設計院為主體成立的浙江省土木建筑學會智能建筑學術委員會。雖成立時間不長,但青年一代學會領導骨干力量成長很快,成員已發展到幾百人。在組織浙江省智能建筑報告會、展覽會方面,做了大量的工作。
2.編寫出臺智能建筑標準。
1995年上海市出臺智能建筑設計標準(DBJ08―47―95),它是以上海華東建筑設計院內部標準修改而成,是中國歷史上第一個智能建筑標準,為全國規范智能建筑設計市場起了示范與指導作用。2000年在建設部領導下,以溫伯銀總工為首的編制組率領團結全國專家編制出臺了我國(乃至世界上)第一個智能建筑設計標準(GB/T50314―2000)開創了中國智能建筑新紀元,填補了空白。評審專家認為該標準已達到國內領先、國際一流的水平。
1998年,在江蘇省建委領導下,在溫總關心指導下,江蘇出臺了江蘇省建筑智能化設計標準(DB32/181―1998),1999年獲得建設部科技進步獎三等獎。1999年又出臺了三個標準:
(1)江蘇省建筑智能化系統工程檢測規程DB32/365―1999
(2)江蘇省建筑智能化系統工程實施及驗收標準DB32/366―1999
(3)江蘇省建筑智能化系統工程評估標準DB32/T367―1999
構成了整套標準,促進了省內IB的發展;2001年中信實業銀行南京分行大樓(28層4.2萬平方米)通過檢測驗收與評估獲得江蘇省首幢甲級智能化辦公大樓稱號。
3.撰寫論文、編寫著作,成果豐厚。
1995年上海華東建筑設計院首先匯編出智能化建筑論文選,其中溫總、瞿二瀾、趙濟安高工等論文在國內影響很大,開創了全國建筑建筑論文的先河。1996年上海華東設計院溫總為首的編寫組又出版了大型經典著作―《智能建筑設計技術》。目前正在修訂將出第二版。上海舉辦了歷屆高水平智能建筑報告會,如中國超高層建筑技術研討會具有國際影響。
上海同濟大學程大章教授等編寫出版了《住宅小區智能化系統設計與工程施工》(同濟大學出版社2001.6)以及《智能化大樓的建筑設備》(中國建工出版社1997.11)。
上海九海金獅物業公司諸建華總經理在總結上海久事復興大廈興建及物管經驗與陸偉良教授合作于2002年8月編寫出《智能建筑物業管理》一書(電子工業出版社出版)。
浙江省建筑設計院楊紹胤教授級高工先后編寫出二本著作:《智能建筑―原理、規劃和設計》(1999.2)以及《智能建筑實用技術》(2001年)。
4.華東地區具有廣闊的巨大的智能建筑市場
目前上海正申辦2010年上海國際世博會。預計2008年上海高層建筑將達2000幢,據國外某公司稱,世界最先進的智能建筑新技術可去中國上海參觀。江蘇目前正興建南京地鐵工程(8個站,投入72億),南京玄武湖隧道工程(3公里),由于江蘇省申辦成功2005年全國第十屆運動會,日前正在南京新建奧體中心。相應的體育場館新建22個,將在江蘇省無錫、蘇州、常州等地新建。南京市在河西新城開工投入120億,打造十大標志性建筑。南京國際經貿廣場,維多利亞國際商務中心,夏華國際廣場、南京中大科技大廈、聯強大廈、紫鑫中華廣場、歐洲城、東成大廈、浙江國際貿易中心、東渡大廈等。南京市將興建十大體育工程:全民健身中心、皮劃艇激流回旋場地、馬術賽場、中山門競技中心、擊劍比賽訓練館、龍江體育中心二期網球工程、南京中山國際公園、環湖體育帶及南京足球訓練基地。
目前浙江在建的智能化大樓約有上百座,市場紅火,其中有杭州凱悅大酒店、杭州國際金融大廈、杭州國稅局大樓、浙江省高級人民法院、杭州日報大樓、杭州海關大樓、杭州第二長途電信樞紐大樓、浙江省人民大會堂、杭州濱江區行政中心、元華廣場、湖州市中心醫院、義烏中心醫院、湖州市能源調度中心、湖州市行政中心、嘉興市行政中心、東陽市行政中心、安吉縣行政中心、永康市行政中心、溫州晚報社大樓等。杭州地鐵工程也已啟動。浙江省智能建筑近兩年后來居上,已興建上百棟智能大廈,數百個智能小區,近期還在杭州興建杭州大劇院、杭州市民中心、浙江電力大廈等均以大量巨額資金投入,近期新建智能工程發展之快、數量之多已名列全國前茅。
5.華東地區擁有大量外資企業生產基地及實力雄厚的智能建筑工程承包商
在建設部已獲得系統集成和單項資質的有近百家,其中上海市27家,杭州地區20家,南京地區28家。他們都承擔過上海金茂大廈、上海浦東機場等上百項智能工程,取得了營建大中型智能工程的經驗,有著較好的聲譽。大量外資企業生產基地及辦事處均落戶上海。
四.做好工作、迎接WTO挑戰
1.認清國際智能建筑發展趨勢,推動智能建筑健康發展。
2l世紀是信息社會知識經濟時代,同時又是生態文明時代。從總的方向,國際先進生產力水平正在運用已掌握的建筑智能化高新技術,探尋人類生存、生產和生活聚居環境空間的可持續發展模式。
當前智能化建筑直接利用的技術是建筑技術、計算機技術、網絡通信技術、自動化技術。在21世紀的智能建筑領域里,信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術(含Bluetooth技術)、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等等,都將會有更加深入廣泛地具體發展應用。特別是開放性控制網絡技術正在向標準化、廣域化、可移植性、可擴展性和互可操作性方向發展。
但是,智能化技術只是手段,智能建筑作為一個整體建筑物業產品的技術發展來說,“可持續發展技術”才是2l世紀智能建筑技術發展的長遠大方向。因而,除繼續利用上述現有智能化高技術實現可持續發展目標外,新興的環保生態學、生物工程學、生物電子學、仿生學、生物氣候學、新材料學等等技術發展,正在滲入滲透到建筑智能化多學科多技術領域中,實現人類聚居環境的可持續發展目標。從而在國際上也形成所謂“可持續發展技術產業”。目前,歐洲、美國、日本等發達國家也正在開發利用這些高新技術去處理垃圾、污水、廢氣、公害,節能、節水,消除電磁污染,資源可持續利用,建筑人工生態環境等等:也正在嘗試運用高新技術有規模建設智能型綠色建筑、智能型生態建筑,“既滿足當代人的需要不損害后代人滿足需求的能力”。
2.認清與國際先進技術的差距,努力向國際標準靠攏。
2l世紀的可持續發展智能建筑技術必須將工作、居住、休息、交通、通訊、管理、公共服務、文化等各種復雜的要求,在時間空間中結合起來。
由于智能化建筑系統是多學科、多技術的系統集成整體,因而開放式可互操作性系統技術的規范化、標準化,就成為實現智能化建筑及其產品設備與系統的產業化技術水平的核心關鍵。目前國際樓宇業界公認認同較先進的開放式系統行業協議標準技術有兩個:一個是美國Echelon公司的LonWorks技術的LonTa1k標準協議;另一個是美國采暖、制冷與空調工程師協會(ASHRAE)制定的《樓宇自動控制網絡數據通信協議(BACnet)》BACnet同時還成為美國國家標準及歐共體標準草案。兩者都是基于國際標準化組織(ISO)的“開放系統互連模型”(OSI)的。因此兩者在開放系統技術上是可以互相補充互為依存的,前者著重現場控制域,后者著眼于信息應用域。而且BACnet的協議層次里數據鏈路層和物理層的五種選擇中就包含有LonTalk協議。況且兩者技術都正在不斷地完善發展,至于我國智能化建筑在開放式互操作性系統技術發展研究上嚴格講尚未真正起步,差距頗大,亟待投入。南京工業大學智能建筑研究所正在開發國產化樓宇自控新系統。
3.努力搞好學(協)會工作
按照WTO的原則和規定,加快行業協會自身適應市場經濟體制規則,調整優化行業的組織機構,成為增強行業自律的自治組織,協助政府建立一個有序和公平的競爭市場。建設部已批準即將成立中國勘察設計協會工程智能分會。這是我國加強管理智能建筑業的大事,華東地區作為地方學(協)會要在上級學(協)會的領導下努力做好貫徹執行工作,加強市場管理,防止低價惡性競爭,保證工程健康實施。有條件時爭取成立地方行業協會。
4.加強團結,加強合作,共同提高學術水平
華東地區以目前三地(上海、浙江、江蘇)學會要加強團結,互相學習,取長補短,共同提高,要在舉辦報告會、展覽會等方面加強合作,促進學術水平的共同提高。同時,積極參加全國性學術會議,有條件時爭取舉辦國際智能建筑研討會,以提高我國學術地位與聲譽。
5.加強宣傳,提高建設業主的認識,搞好定位和管理能力
由于部分業主對智能建筑的過于迷信,必然導致“重建設輕管理”的思想,他們認為既然“智能”就應該無所不能,更有甚者將該項目的投資僅作為提高“身價”的目的,不清楚智能化建筑工程是當前信息化時代物業管理重要的基礎,認識不到日常運行中所需的微利投資能得到高額利潤的回報。因此,建議應該有國家政府部門盡快出臺相應的政策、管理規范和服務體系,強制性的將系統日常運行管理納入正常軌道,提高全社會的經濟效益。
6.協助政府搞好注冊電氣工程師復習培訓工作,提高工程技術人員水平
據了解,國家人事部將在2003年6月第一次開考注冊電氣工程師。其中,建筑電氣業屬于此系列,智能建筑弱電設計師大部分也要參加此系列考試。目前,有關單位正在編寫復習參資料,建議華東地區也要作好考試復習培訓工作。最后作者衷心希望華東地區智能建筑業在國家有關部門領導下,在業主、設計師、工程技術人員以及專家努力下,營建出更多的高質量優質智能建筑工程。
參考文獻
1.徐興聲,《WTO與我國智能化建筑技術發展對策的思考》,《城市?建筑智能系統》,2004.4,P34―P38
1.1空調設備節能控制分析供給空調系統的能量由熱源和冷源系統產生,經水系統傳遞給風系統,再由風系統將能量傳遞給被調節的房間,以達到所要求的室內溫度與濕度。能量傳送過程中,水系統輸送能源所耗的能量為泵的電能,風系統輸送能源所耗的能量為風機的電能;冷熱源系統工作所消耗的電能與泵和風機所消耗的電能之和即空調系統總耗能量??照{設備的節能控制主要就是對上述三部分能量消耗的有效控制??照{系統供給房間的冷量主要有7方面的熱量消耗,包括照明散熱量、人體散熱量、透過外窗的日射得熱量、人體/物料以及設備的濕負荷、滲透空氣散熱量、物料與設備散熱量、通過圍護結構傳入室內的熱量。其中,透過外窗的日射得熱量、通過圍護結構傳入室內的熱量以及滲透空氣散熱量的大小由室外溫度決定;照明、人體、物料以及設備散熱量共同組成了房間的熱負荷,空調的制冷負荷就由這幾部分決定??照{耗能系數(CEC)是分別從建筑物的節能性能以及設備的能源利用效率兩方面來進行綜合評價的,它是通過在全年假想負荷的前提下計算設備系統的全年能源消耗量,來評價設備能量利用效率的指標。根據CEC的計算公式以及相關研究表明,基準型空調系統的CEC大約在1.6左右,節能型空調系統的CEC大約在1.1左右。CEC的值可用于判斷空調系統的節能性,根據這個值對節能措施適當調節,從而降低智能建筑的總體能耗。PAL是一個評價公共建筑護結構保溫、遮陽等其他設施保溫性能的指標,可以作為評價公共建筑中央空調系統的輔助指標。建筑物圍護結構的保溫性能直接決定了空調房間的冷、熱負荷,若要節約空調系統的能耗,就必須改善圍護結構的保溫性能。
1.2給排水設備節能控制分析智能建筑給排水能耗主要來自設備用水損耗和用電損耗。用水損耗包括生活給水能耗與消防給水能耗。生活給水系統供給烹飪、洗滌、沐浴以及日常飲用水,消防給水系統供給消防栓以及自動噴水滅火給水系統用水。影響智能建筑用水損耗的因素有2點:(1)給水管網的滲漏損耗。給排水管網在建筑物內以暗埋方式進行鋪設,給水壓力、給水管材的質量、水管鋪設方式及其受腐蝕程度等都是造成積水管破損的原因所在,滲水問題也是目前給排水系統的主要能耗所在,因此加強對上述幾點因素的控制,是有效降低用水損耗的關鍵措施。(2)用水終端設備損耗。用水終端設備包括所有房間用水設備,如馬桶、洗碗龍頭、洗漱龍頭等,這些終端設備的損壞往往也給整個給水系統帶來大量的用水損耗,而影響用水終端設備的因素又包括設計、制造質量及受腐蝕程度等,因此加強對這幾方面因素的控制也能有效降低用水損耗。用電損耗包括水泵用電損耗以及消防系統自動噴淋系統用電損耗。水泵運轉損耗的影響因素有2個,即建筑物高度以及用水量。當建筑物高度超過30m時,要采用二次水泵供水,二次水泵本身已經增加了電能的消耗,且二次水泵與一次水泵的轉接也免不了有電能的耗損。同時用水量越大,水泵電機消耗的電能就越多。自動噴淋系統用電損耗主要來自于長期供電的損耗,由于消防供水系統必須保持一直有水可供,所以噴淋系統必須長期保持備用狀態,這里的電能損耗取決于噴淋系統的設計功率。
1.3照明設備節能控制分析隨著建筑業的迅速發展,電力的需求量也在不斷攀升,電力供應緊張的局面將在相當長的一段時期內一直存在,所以節能減排刻不容緩。智能建筑照明設備能耗包括大樓照明系統耗電與用電設備耗電。在大樓這種人員比較多的地方,我們設計的照明系統需要做到能源的合理利用,在有人的地方必須設計有足夠的照明;在人員活動較少的區域可以采用間斷性照明,比如現在比較流行的聲控、溫控、紅外傳感器控制等;在沒有人的區域,嚴格熄燈滅光,以節約能源[3]。
1.1綜合布線系統的特點綜合布線的特點主要包括以下幾方面:系統的開發性、先進性、可靠性、靈活性、兼容性和經濟性[3]。(1)系統的開放性。以往的布線系統,人們挑選布線設備后,就會將相互之間的布線方式和通信媒介都固定了,若想更換新設備,變得非常麻煩,現在的布線系統開放,更換方便快捷。(2)系統的先進性?,F在的綜合布線系統取代以往昂貴、繁雜的布線方式,使得便于集中管理和維護,具有先進性。(3)系統的可靠性?,F在的綜合布線系統,布線材料都是由質量高的材質和對接的方法進行部署,具有很高的性能,并且信息通信線路穩定可靠。同時使用專業的調試儀器來測試每條布線系統中線路的衰減率和阻抗,大大的提升了整個布線系統工作的可靠性。(4)系統的靈活性?,F在的綜合布線系統都是將整個系統進行模塊化,然后對每個子模塊給出相應的設計方案,這樣如果要變更系統,那么只需要變更需要變更的子模塊即可,從而使得綜合布線系統中的每個子模塊都具有通用和靈活性。(5)系統的兼容性。綜合布線系統其自身是與對應的應用系統沒有關系,是相對對立的個體,可以在多種不同的應用系統中使用。(6)系統的經濟性。在經濟上,綜合布線比原始布線開銷小,原始布線改造需要大量的人力是時間,更換和管理都很難維護,現在的綜合布線可適應相當長時間需求,節省了時間和經濟。
1.2綜合布線系統組成綜合布線系統主要由以下子模塊組成,其中包括:水平布線子模塊、建筑群子模塊、管理子模塊、干線子模塊、工作區子模塊、設備間子模塊[4]。(1)水平布線子模塊。該模塊由建筑內部間所有的接線,以及該接線連接到所有區域內部插座間的電纜組成。在該模塊內,可以進行語音、圖像、視頻等信號傳輸的電纜和光纖。(2)建筑群子模塊。該模塊將多個建筑物中的電視、電話和數據構建成綜合的建筑群系統。(3)管理子模塊。該模塊是把建筑中水平和垂直模塊的所有設備進行組合,其中光纖配線架和銅纜配線架為其重要的設備。采用電纜線多跳的特性,使得布線系統更加可靠和靈活。(4)干線子模塊。該模塊主要有一些線纜組成,這些線纜將設備間子模塊、管理子模塊和水平子模塊進行相互的連接。這些線纜的部署方式有:環型、星型、狀型、總線型和樹等。(5)工作區子模塊。該模塊是指建筑內部所有的終端設備到信息插座的整個區域,在這個區域內,計算機、電視等設備可以被支持。(6)設備間子模塊。該模塊是對大樓中所安裝的主配線架進行維護和管理,通過在樓宇中合適的地方安裝進出設備線和配架線。
2面向智能建筑的綜合布線系統設計
在智能建筑中的布線設計,需要按照一定的設計規則來進行,通常來說,可以依照以下設計步驟:(1)首先,需要去了解建筑物內各個辦公室用戶間的通信需求,然后對給出了這些需要進總體的評估,確定各個辦公室內需要安裝的語音點和通信點的位置。然后結合《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》標準,設計用戶提出的信息點。最后根據這些信息點的數目來確定安裝的空間大小,以及未來需要擴展的空間容量。(2)了解建筑內不同用戶對布線系統設備的要求,綜合評估用戶的意見,其中評估的內容有:設備、數據、語音和監控等。由于線纜傳輸距離受到限制,所以為了使得達到通信的要求,將采用同軸光纜、電纜和數據電纜等來代替線纜。(3)弱電系統的垂直和水平通道是由建筑的模式來決定的。為了使得整個建筑系統的布線合理化,需要根據上述的通道來選取布線設備之間的位置結構以及各個設備機房見的設置結構。(4)通過1,2中了解和評估的用戶需求,以及考慮未來的建筑內部布線系統的變化或者擴展,需要在現有的布線基礎上留有足夠的接口和空間,使得系統具有可擴展性。(5)上述的需求評估后,就可以對建筑物內的布線系統的方案進行設計,同時確定出布線的介質和所需要相關的硬件設備。(6)最后,繪圖人員就會根據上述的設計方案,繪制出整個樓層的布線平面圖和系統的綜合布線圖。
消防設計中人員疏散方面占有重要的審核比例,安全出口鎖閉、堵塞,人員分流疏散不均衡,以及疏散通道安全等級不足等,均會造成人員的疏散不暢或發生死傷事件。應用智能化設計可以使安全出口、疏散通道、疏散引導等具有更強的可靠性。
(1)安全出口方面:安全出口的開閉狀態應在主機處顯示并在處于非法狀態時發出警報;安全出口借用外力鎖閉或堵塞的情況,應通過巡視系統實時監視,并可以通過與正常畫面的比對,發現非法狀態時發出警報。(2)疏散通道方面:與疏散通道相通的所有房間門均應有自動或遠程關閉的功能,發生火災時,主機應自動巡檢房門的開閉情況,并將未關閉的房門遠程關閉,確保疏散通道的安全。(3)疏散引導方面:發生火災時,主機應通過對起火部位的分析,以及巡視系統反應的人員分布情況,通過啟動聲光引導裝置,合理對人流進行疏散,避免因人流過于集中,發生滯留現象;聲光引導裝置均應為智能系統,疏散指示系統可根據主機信號,變換指引法向,并顯示疏散距離及前方安全出口運行狀態的相關信息,廣播系統應實現相對獨立的功能,可以引導不同部位的人員向不同的方向疏散,并及時反饋火災發展勢態,使人員在疏散過程中,除參考系統給出的疏散方案外,保持個人獨立的判斷能力;人員疏散至避難層時,除樓梯錯層外,還應有明顯的指示標志和語音引導系統;所有電梯均應按防火標準設計,在火災時,如主機分析電梯沒有受到火災侵襲,則無需關閉非消防電梯,可利用這些電梯疏散困在樓內的老弱病殘等人員。(4)防排煙方面:主機應根據煙氣濃度探頭,判斷各部位的煙氣分布及濃度,同時根據巡視系統提供的人員分布圖,綜合分析排煙口開啟部位及數量,確保將受煙霧影響的有人員滯留的區域準確、快速地排除煙霧;當內走道因排煙口故障無法及時排除煙霧時,主機應計算,利用與走道相鄰的靠外墻的有窗房間的窗子進行排煙,遠程啟動機械碎窗裝置,同時遠控打開房間的門,達到自然排煙的效果;主機應根據著火樓層和非著火樓層,分析計算每層前室加壓送風量,開啟風機后自動調節每層的送風口,保持最佳送風量。
2火勢控制
根據建筑內不同使用性質的區域,選擇性地劃分防火區域,防火區域組成防火分區,最大限度地限制火災蔓延:(1)選擇性降落防火卷簾:根據著火部位和人員疏散情況,主機應通過計算分析,選擇性地降落防火卷簾,一是避免同時降落卷簾時因用電負荷過大導致的不可控現象,二是可以更靈活地組織人員疏散。(2)自助增加疏散樓梯:自動扶梯應全部處于停運狀態,變為室內敞開樓梯,作人員疏散用,主機應根據巡視系統提供的人員分布數據,逐一降落無人樓層或防火分區的防火卷簾,以確?;馂牟宦?。(3)增加消防設施手動控制裝置:閉式噴頭應增設墻面手動破碎按鈕,以防在有人員被困情況下,可以提前開啟噴頭噴水,確保被困人員一定范圍內無火災侵襲。(4)阻斷豎向火勢蔓延渠道:電梯門應采用防火門,或設置前室,保障豎向電梯井道不躥火,主機應能監視每層電梯門及電梯前室門的啟閉狀態,并可遠程控制。
3信息傳遞共享
信息傳遞共享主要體現在正常工作狀態和火災工作狀態,同時智能建筑主機消防信息應接入城市消防安全遠程監控系統,提高信息處理效率。(1)正常工作狀態時:主機定期完成對各種消防設施及模塊的模擬檢測工作,記錄存檔并傳輸至遠程監控系統,各維保單位利用接入遠程監控系統的終端檢測被維保單位消防設施運行狀態,并及時到場處置相關問題;主機實時對建筑內部各消防設施工作狀態進行掃描監測,并將信息同步至每層顯示終端,供安保人員查看,遇有防火門或防火卷簾啟閉狀態錯誤或疏散指示系統損壞的狀況,安保人員應及時到場處理;主機通過巡視系統,對某時間段某區域人員分布密集的情況進行提前預警,分析模擬火災場景并做好疏散預案,同時對該區域第一時間需動作的消防設施進行模擬信號檢測。(2)火災發生時:經主機接收信號并確認火警時,主機應自動接通火警電話,反饋相關信息,并將信號及圖像傳送至遠程監控系統,主機本身立即進入火警狀態,啟動相關消防設施;主機應根據探測系統和巡視系統,準確判斷起火部位和火災發展趨勢,并根據人員疏散及避難情況判斷最佳火災撲救面和撲救場地,信息同步更新至保安系統,保安根據信息,掃除預設撲救場地及消防車通行道路的障礙物;相關建筑信息、火災信息、人員疏散及避難信息、預設消防撲救面及撲救場地信息和相關圖像會同步至遠程監控系統、消防指揮車終端和消防電梯內顯示終端;主機根據確定的消防撲救面,重新計算最佳疏散路徑,并啟動引導系統,使疏散人員人流避開施救人流,避免造成混亂;主機應根據火災發展趨勢、避難及被困人員位置及數量,確定救援人員和撲救火災路線;避難層、避難間或避難部位,應與其他部位有明顯顏色和標識區別,以便登高車及施救人員能夠準確到達。智能建筑的發展形勢可謂是如日中天,由于智能建筑具有高效、節能、舒適等突出優點,在歐美及世界各地迅速發展,引起普遍重視。我國智能建筑起步較晚,直到80年代末才有較大的發展,近年來,在北京、上海、廣州等大城市,相繼建起了數幢具有相當水平的智能建筑。消防設計應充分借助建筑智能化平臺,使其融合在其他系統之中,各系統間互補互助,最大限度地發揮消防設計在建筑中的應用,最大限度的減少火災時的人員和財產損失。
2系統總體結構
移動終端信息管理系統在整體設計架構上,分為四部分:服務應用部分、基礎接口部分、基礎軟件部分和硬件環境部分。
(1)硬件環境部分。硬件環境部分指的系統運行所需的硬件服務器和網絡環境。
(2)基礎軟件部分?;A軟件部分是系統運行所需要的外部軟件支撐環境。
(3)基礎接口部分?;A接口部分是系統在設計開發過程中,可復用的公共技術資源。
(4)應用服務部分。應用服務部分是系統對用戶提供業務操作功能的層次。
3程序系統結構
移動終端信息管理系統主可以便于公司職員對自己當前任務的了解,并將當前工作展現給領導,這樣更方便與公司對職員的統籌安排,更有效的安排工作,提高工作效率。
4菜單主題設計
移動終端信息管理系統主要包括的功能:通知公告、工作動態、國內外視野、專題和設置。通知公告模塊包含了2個小的功能模塊:通知和公告;工作動態模塊包含了4個小的功能模塊:司動態,省市,預算和成果;國內外視野模塊包含了7個小的功能模塊:媒體報道,行業動態,部委信息,地方之窗,專家視點,國外動向和論文文摘;專題模塊包含了15個小的功能模塊:黨的群眾路線教育實踐活動專題,總費用專題預算管理專題,十二五專題,資金與項目監管專題,內部審計專題,財會制度研究與實踐專題,大型醫用設備配置與管理專題支付制度改革專題,衛生服務體系建設專題,扶貧開發與對口支援專題,衛生計生財務信息專題,節能減排專題,基建財務管理專題,區域衛生計生與衛生資源配置標準;設置模塊包含了2個小的功能模塊:關于和注銷。
1、智能建筑概念和火災自動報警系統
智能化建筑的發展歷史較短,有關智能建筑的系統描述很多,目前尚無統一的概念。一般認為,智能建筑以建筑為平臺,兼備通信、辦公、建筑設備自動化,集成系統結構、服務、管理及它們之間的最優化組合,創造一個高效、舒適、便利的生活或生產環境。智能化建筑應當具有四大主要特征,既建筑物自動化(BA)、通信自動化(CA)、辦公自動化(OA)、布線綜合化。智能建筑的核心是建筑物自動化、通信自動化、辦公自動化的系統集成。
火災自動報警系統探測火災隱患,肩負安全防范重任,是智能建筑中建筑自動化系統(BA)的重要子系統。火災自動報警系統設計首先必須符合《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98(以下簡稱《報警規范》)的要求,同時也要適應智能建筑的特點,合理選配產品,做到安全適用、技術先進、經濟合理。
BA系統可劃分為火災自動報警與消防控制系統、人員出入監視系統、保安巡更系統、防盜報警系統、采暖通風與空調監控系統、給排水監控系統、變配電與自備電源監控系統、電力供應與照明控制、其他一切需要監控的系統(如廣播、電梯、電纜電視、地震監控,煤氣泄漏報警等)。從技術的角度看,這些子系統可以實現硬件設備資源共享,使管理信息和控制信息一體化,便于整體的控制、管理和維護,可以統籌規劃和設計正?;虍惓G闆r下各設備控制方案,從而達到全面集中、智能監控的目的。
我國規范要求火災自動報警系統應為一個獨立的系統,目前許多設計中允許火災自動報警系統向建筑物自動化系統發送信號,即平時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,火災時火災自動報警系統可向BA系統發出信號,但消防的專用設備仍然歸到消防聯動中,設計消防專用總線,成為獨立系統。隨著智能建筑技術的發展,將建筑物自動化系統和火災自動報警的一些功能混合起來,將消防聯動系統設備納入建筑物自動化系統中去控制,建筑自動化系統中的各項子系統實現智能化集成,是今后的規范和技術值得進一步研究探討的問題。
2、火災報警控制器的設計選配
火災自動報警控制器時火災自動報警系統的中樞,它接受信號并做出分析判斷,一旦發生火災,它立即發出火警信號并啟動相應的消防設備。計算機技術的發展使傳統的開關量多線制火災自動報警系統被模擬量總線制火災自動報警系統所代替,目前智能火災自動報警系統也得到了廣泛應用,模擬量總線制火災自動報警系統和智能火災報警系統都是在計算機技術基礎上發展起來的,都可以被智能建筑所選用。
一般火災報警控制器標示的容量都是單臺控制器的最大容量,為了保證火災自動報警系統既能高效率又能高可靠性的工作,實際設計各回路探測點時要考慮一定的信息余量。這一點《報警規范》也有明確規定,余量可根據工程規模大小和重要程度而定,一般可按照火災報警控制器額定容量或總線回路地址編碼總數額定值的80%~85%來選擇。
在火災自動報警與消防聯動系統中,集中火災報警控制器的選配,一方面要滿足整個火災自動報警系統工作要求,另一方面,還應具備與智能建筑中其它控制系統的通信界面。主要包括:與各個報警區域內區域火災報警控制器的通信功能;處理顯示整個系統報警信息、故障信息、聯動信息的功能;能根據火警信息,啟動消防聯動設備并顯示其運行狀態;具備與智能建筑中其它控制系統的通信界面。
3、消防聯動設備控制
消防聯動控制設備是火災自動報警系統的執行部件,消防控制室接到火警信息后應能夠自動或手動啟動相應的消防聯動設備,并對各設備運行狀態進行監控。
根據建筑防火設計規范和智能建筑防火滅火要求,智能建筑中應當具備以下全部或部分的消防聯動設備:
(1)、火災報警裝置與應急廣播,火災發生時警示或通知人員安全疏散;
(2)、消防專用電話,火災報警、查詢情況,應急指揮,能與119直通;
(3)、非消防電源控制,備用電源控制,火災應急照明和安全疏散指示標指控制;
(4)、室內消火拴系統、自動噴水滅火系統和水噴霧滅火系統控制;
(5)、消防電梯運行控制,燃氣泄漏報警監控;
(6)、管網氣體滅火系統,泡沫滅火系統和干粉滅火系統控制;
(7)、防火門、防火卷簾、防火閥的控制,火災時實施防火分隔,防止火災蔓延。
(8)、防、排煙設施、空調通風設備、排煙防火閥,防止煙氣蔓延提供安全救生保障。
(9)、消防疏散通道控制,確保疏散通道暢通。
火災時,火災報警控制器發出報警信息,消防聯動控制根據火災信息聯動邏輯關系,輸出聯動信號,啟動有關消防設備實施防火滅火。消防聯動必須在“自動”和“手動”狀態下均能實現。在自動情況下,智能建筑中的火災自動報警系統按照預先編制的聯動邏輯關系,在火災報警確認后,輸出自動控制指令,啟動相關設備動作,同時向BA系統及時傳輸、顯示火災報警信息,且能接收必要的其它信息,這樣也能更好地監控火災現場情況、消防聯動設備的運行狀態、消防疏散通道情況等等。
智能建筑消防疏散門可采用電磁力門鎖集中控制方式,即平時樓層疏散門鎖閉,在火災時由消防控制中心發出指令將門打開。此外,美國紐約世貿中心對消防通道的控制方式也是可以借鑒的,紐約世貿中心消防通道管理分為兩種形式,一是帶報警信號輸出及警號的門裝推動桿。當有人從門內側推動桿時,報警信號將傳送到中心值班室,同時警號鳴音提示引起注意。二是消防通道的門上安裝讀卡器,有關人員、可持卡打開消防門進行巡視、檢修等工作。當火災發生時,由中心值班室向各控制點發出了開門信號,使消防門開啟。
4、智能建筑綜合布線與火災自動報警系統布線
綜合布線是智能建筑的一部分,它猶如智能建筑內的一條高速公路。但是應當看到,建筑物采用綜合布線,不等于實現了智能化;信息插座越多,不等于智能化程度越高。采用綜合布線不等于不需要其它布線。尤其是建筑自動化系統應當注意電壓、電流以及布線長度的限制。綜合布線用的雙絞電纜,其截面積一般為0.40~0.65mm2,與之相配的配線架、信息插座和連接插頭等只能適用于截面為0.40~0.65mm2的雙絞電纜卡接。因此,綜合布線支持建筑自動化系統的有些設備(如廣播、火災自動報警及消防控制、保安監視、共用天線電視等子系統),將受功率、信號衰減和時間延遲的限制,存在局限性和不足。建筑自動化系統有兩種結構類型,即兩層結構型、三層結構型,在這兩種結構中,主控機至直接數字控制機之間的信號傳輸可納入綜合布線,直接數字控制機至現場執行元件之間信號控制線,可利用線徑較粗的雙絞電纜。
不僅如此,由于火災自動報警系統的特殊地位,使得它的布線安裝方面有別與智能建筑的其它控制系統,火災自動報警系統的傳輸線路的線芯截面選擇,除了應滿足自動報警裝置的技術條件外,還應滿足機械強度的要求,還要采取穿管保護,暗敷或采取阻燃措施,此外更重要的是宜與其它電力、照明用的低壓配電線路電纜豎井分別設置,要使其傳輸網絡不與其它傳輸網絡共用。
目前智能建筑內,火災自動報警及消防控制系統還不能完全融合于結構化綜合布線內,即使某些綜合布線產品支持火災報警與消防控制系統,也必須加以認真分析和測試,甚至要獲得國家消防產品監測部門的認可,為了更好地滿足智能建筑功能要求,能使所有弱電系統均納入結構化綜合布線中,應盡快開發研制出滿足各種線徑和不同傳輸信號要求的綜合布線系列產品。同時,火災自動報警及消防控制系統標準化方面也應當考慮與綜合布線系統模塊連接方式,以及信息傳輸和信號處理方式的標準化。
5、消防控制室設計
消防控制室可單獨設置,但智能建筑為了實現整個建筑弱電系統的信息共享和集中統一管理,整個集成系統按實際工作要求設置多個用戶操作管理中心,如保安監控中心,主要設備有數據采集服務器、系統服務器、閉路監視器、火災自動報警及消防聯動控制器、設備運行自動化管理系統主機等,智能建筑消防控制室往往與BA、SA系統合用控制室。采取合用控制室設計,有利于集中統一地進行監控和管理,即可節省大量人力,又可提高管理水平。在智能建筑中消防控制室的設計除了應當滿足《報警規范》的有關要求外,如采用合用控制室,消防設備在室內應占有獨立的區域,且相互間不會產生干擾。并且還應當具有以下功能:
(1)、可以訪問系統中每個監控點;
(2)、可以完成報警和報警處理;
(3)、可以監視網上所有設備運行狀態;
(4)、安設定的程序完成聯動控制功能;
(5)、報警事件分析及處理紀錄;
(6)、火警建筑物圖形顯示操作,或火災現場的圖像監控;
1商業建筑的耗能概況
據有關統計,寫字樓和酒店等商業建筑中空調、照明、電梯等系統的耗能情況大致如下:①空調:寫字樓空調耗能占總耗能的比例平均為60%,其下限為50%,上限不高于70%;酒店HVAC(熱、通風和空調控制)耗能占總耗能的比例為44%。②照明:寫字樓照明耗能占總耗能的比例為23%-55%,平均26%;酒店照明耗能占總耗能的比例為29%。③電梯:寫字樓耗能占總耗能的比例為8%,酒店電梯耗能占總耗能的比例為10%。
2智能建筑的節能措施
2.1提高室內溫濕度控制精度
室內溫濕度的變化與建筑節能有著緊密的相關性。據美國國家標準局統計資料表明,如果在夏季將設定值溫度下調1℃,將增加9%的能耗,如果在冬季將設定值溫度上調1℃,將增加12%的能耗。因此將室內溫濕度控制在設定值精度范圍內是空調節能的有效措施。歐美等國對室內溫濕度控制精度要求為:溫度為±1.5℃,濕度為60±5%的變化范圍。
傳統的建筑由于沒有采用樓宇自控系統,往往造成夏季室溫過冷(低于標準設定值)或冬季室溫過熱(高于標準設定值)現象。這不但對人體的健康和舒適性來講都是不適宜的,同時也浪費了能源。采用了樓宇自控系統的智能建筑,不僅可以按照設定自動調節室內溫濕度外,還可以根據室外溫濕度的和季節變化情況,改變室內溫度的設定,使之更加滿足人們的需要,充分發揮空調設備的功能??照{系統溫度控制精度越高,不但舒適性越好,同時節能效果也越明顯。
2.2新風量控制
根據衛生要求,建筑內每人都必須保證有一定的新風量。但新風量取得過多,將增加新風耗能量。以上海地區酒店為例,在設計工況(夏季室外溫26℃,相對溫度60%,冬季室溫22℃,相對濕度55%)下,處理一公斤室外新風量需冷量6.5kWh,熱量12.7kWh,故在滿足室內衛生要求的前提下,減少新風量,有顯著的節能效果。
新風量應該根據室內允許CO2濃度來確定,CO2允許濃度值一般取0.1%(1000ppm)。采取固定新風量的方式是不夠精確的,因為隨著季節和時間的變化以及空氣的污染情況,室外空氣中CO2濃度是變化的,同時室內人員的變化自然對新鮮空氣的需求也發生變化,所以最為合理的方式是根據室內或回風中的CO2濃度,自動調節新風量,以保證室內空氣的新鮮度,控制功能較完善的樓宇自控系統可以滿足這些控制要求。
2.3機電設備最佳啟??刂?/p>
對于辦公和商場等建筑夜晚是不需要空調的,自然在夜里是不需要開空調,為了保證工作開始時室內環境的舒適,就需要提前對建筑進行預冷、預熱,另外室內溫度是慣性很大的被控對象,提前關閉空調也可以保證室內溫度在一定的時間內變化不大,樓宇自控系統通過對空調設備的最佳啟停時間的計算和控制,可以在保證環境舒適的前提下,縮短不必要的空調啟停寬容時間,達到節能的目的;同時在預冷、預熱時,關閉室外新風風閥,不僅可以減少設備容量,而且可以減少獲取新風而帶來冷卻或加熱的能量消耗。
在商業建筑中照明的能源消耗要占整個能源消耗的很大部分,其中公共照明最容易產生能源浪費,對這些照明設備實行定時開關控制,甚至按照作息時間和室外光線進行預程調光控制和窗際調光控制,可以極大降低能源消耗。
在實行多種電價的地區,利用樓宇自控系統,通過與冰蓄冷設備、應急發電機等配合,可以在用電高峰時,選擇卸除某些相對不重要的機電設備減少高峰負荷,或投入應急發電機以及釋放存儲的冷量等措施,實現避峰運行,降低運行費用。
2.4空調水系統平衡與變流量管理
空調系統的節能控制算法是智能建筑節能的核心,通過科學合理的節能控制算法,不但可以達到溫度環境的自動控制,同時可以得到相當可觀的節能效果。
空調系統的熱交換本質是一定流量的水通過表冷器與風機驅動的送風氣流進行能量交換,因此能量交換的效率不但與風速和表冷器溫度對熱效率的影響有關,同時更與冷熱供水流量與熱效率相關。通常在沒有采用對空調系統進行有效的空調供水系統平衡與變流量管理時,常規的做法是以恒定供回水壓力差的方式來設定空調控制算法,結果溫濕度控制精度很差,能量浪費也是極其明顯的。這是由于在恒定的供回水壓力差之下,自平衡能力很差,流量值與實際熱交換的需要量想差甚遠,往往因而造成溫濕度失控,能量浪費和設備受損。
通過對空調系統最遠端和最近端(相對于空調系統供回水積水器而言)的空調機在不同供能狀態和不同運行狀態下的流量和控制效果測量參數分析可知空調系統具有明顯的動態特點,運行狀態中樓宇自控系統按照熱交換的實際需要動態地調節著各臺空調機的電磁閥,控制流量進行相應變化,因此總的供回水流量值也始終處于不斷變化之中,為了響應這種變化,供回水壓力差必須隨之有所調整以求得新的平衡。應通過實驗數據建立變流量控制數學模型(算法),將空調供回水系統由開環系統變為閉環系統。
2.5克服暖通設計帶來的設備容量冗余
目前我國絕大多數暖通系統,為了保證能在最不利的環境情況下正常運行,在設計時往往采用靜態方法計算負荷,而且還乘以較大的安全系數,以至于在設備(如制冷機組、冷凍水泵、冷凍水泵、風機等)選型方面往往偏大。暖通系統是一個典型的動態系統,一年之中的負荷絕不是均勻分布的,即使是一天之中的負荷也是隨時間而變化的。不恰當的冗余將會造成能源的浪費,而這種冗余是很難用人工監控的方式加以克服。由于智能建筑科學地運用樓宇自控系統的節能控制模式和算法,動態調整設備運行,有效地克服由于暖通設計帶來的設備容量和動力冗余而造成的能源浪費。
2.6能源管理系統的應用
開發能源管理軟件,建立能源管理系統,實現能耗跟蹤、節能的遠程及就地控制。能源管理系統由各種計量儀表和軟件程序組成。安裝于各種基本的空調設備(如制冷機組、冷卻水泵、冷凍水泵、風機等)上的計量儀表不僅可以在系統運行時采集該設備的適時運行原始數據,還可以協助中央控制器,在系統軟件控制下,實現系統的節能運行。軟件程序則是能源管理系統的中樞。
首先,由各種計量儀表采集的設備運行原始數據,通過數據傳輸通道傳輸到中央處理器,利用軟件程序對其進行分析整理,從而建立系統高效低能運行數據庫并集成在能源管理系統軟件中,為以后的能源管理提供基本依據。
然后,在空調系統的運行過程中,各種計量儀表采集相應的運行數據傳輸給中央處理器,通過軟件程序的對比分析,擬合出系統的運行曲線,從而判斷系統是否處于節能運行狀況。若發現運行異常,系統軟件可根據采集的適時運行數據及所擬合的運行曲線,自動確定故障部位、發出聲光報警信號,通知故障檢測程序自動排障或指示設備管理人員人工排障。
此外,能源管理軟件還可自動存儲或打印設備運行數據和運行曲線,為后續的系統完善提供可靠資料。各種計量儀表也可通過顯示屏直接顯示運行數據,提高管理人員的節能意識。
3節能的經濟效益評估
3.1節能效益評價內容與方法
智能建筑的節能是指智能建筑內能源的消費和合理利用之間的平衡關系。衡量一個建筑智能化系統的節能的經濟效益應該包括二個方面的內容:一方面是節能設計的范圍、類別,是僅僅考慮了直接節能、還是包含了廣義節能?是否具備潛在節能?另一方面是節能的實際效率和深度。節能效益到底有還是沒有、高還是低?這些都是判別建筑智能化系統實際功效的重要指標。通常建筑物節能的內容和對象包括建筑設計、空調系統、照明與設備,智能建筑節能不但包括原有傳統建筑所采用的節能方法,更重要的是采用先進的科技來達到更準確的調整和控制,即"主動節能"。
智能建筑的節能效益評價可以考慮的內容與方法推薦表見下表。
智能建筑的節能效益評價內容與方法推薦表
系統
評價項目
評價測定內容
評價方法
空調系統
耗能量
耗電量、燃料耗量的測定
與同用途的其它建筑物比較與基準值比較
二次側負荷分布
對代表二次側負荷的量和變動的測定,把握熱負荷的實態,研究設備系統有效利用的方法
與其它建筑物熱負荷量比較
模擬二次側負荷分布
根據實際的房間使用狀態、設備工作狀態進行負荷計算并對熱源設備的容量驗證
與其它建筑物的熱負荷比較計算值與實測值的比較
冷熱水、冷卻水的溫度、流量
調查系統是否處于健全的狀態
與設計值、基準值比較
空調機的送風量、送風溫度
調查輸送動力的低減化
與室內實測數據對照,與設計風量比較
風量平衡
明確空調域和非空調域之間熱量的傳遞
與不同用途的正壓、負壓要求對照
新風量
明確新風量的過量或不足
與設計值比較
風系統的阻力
風閥、盤管、過濾器、靜壓箱、彎頭等部位實測阻力損失,探明阻力過大的原因
與基準值比較設計風量與實測風量的比較
水系統的阻力
盤管、閥門、過濾器、閥門開度等部位實測阻力損失,探明阻力過大的原因
與基準值比較設計水量與實測水量的比較
建筑電氣
變壓器的負荷率調查
變壓器的集中和容量降低的可能性
以平均負荷率50%為標準
節電設備的利用
節能型變壓器、電容器、照明器具、信號燈等利用的可能性
根據運行費的降低程度進行綜合
合適的照度
各房間取若干代表點作照度測定
與規范比較
晝光利用可能性
有采光窗的房間中作白天消燈、減燈可能性調查
與規范比較
引導燈消燈可能性
引導燈消燈可能性調查
費用效果比評價
有可能用時間表控制的設備調查
根據運行記錄和現場觀察
根據運行費的降低額度進行綜合評價
利用深夜電力可能性
熱水器的用水量和需用熱水的時間分布
根據運行費的降低額度進行綜合評價
給排水
給水使用量
查明過剩用水量、用途不明的水量
與設計值比較,與同種用途的其他建筑物比較
給水水量、水壓的測定
實測給水閥門的開度情況調查
根據測定結果進行校核,與設計值比較
供熱水熱源的效率
測定熱水鍋爐效率調查負荷率,確認鍋爐節能措施
與竣工數據比較與新設備比較
供熱水溫度
測定熱水供水溫度,測定隔熱材料傳熱系數
與末端容許最低溫度比較
供熱水量、供熱水壓力
測定末端供熱水栓調查熱水器具的使用率
與容許供熱水量、水壓的比較
供熱水循環泵運行方法
研討供熱水循環泵的間歇運行化、部分熱水供應的停止、切換到局部供熱水方式
與正確循環量的比較
雨水利用的可能性
調查當地降雨量根據建筑物形態計算集水量
研究費用效果比
3.2空調系統節能系數的計算
評估空調系統節能效果的好壞,單從設計情況來考慮是不夠的,還需要計算空調系統的全年總耗能量。主要計算方法為當量運行時間法。
當量運行時間(τ)的定義是:全年空調冷負荷(或熱負荷)Q與制冷機(或鍋爐)最大出力q的比值,即:
τ=Q/q
負荷率ε是全年全年空調冷負荷(或熱負荷)Q與空調系統在累計運行時間內總的最大出力之和的比例,即:
ε=Q/qT
式中T為空調系統累計運行時間。
結合二式后得:
ε=τ/T
式中:τ為采取節能措施后空調系統當量運行時間,而T為未采取節能措施前空調系統實際運行時間。因此,ε可用于衡量空調系統的節能效果,空調系統節能系數的計算公式為:
η=100%-ε
4工程實例
寧波港務局北侖港區國際集裝箱碼頭綜合樓智能化工程主要內容包括:①樓宇自控系統,包括空調系統、變配電系統、電梯系統、照明控制系統及給排水系統的自動化監控;②火災自動報警與消防聯動控制系統;③保安管理系統;④背景音樂與緊急廣播系統;⑤綜合布線系統。
樓宇自控系統利用現代計算機技術、控制技術、測量技術、圖形顯示技術對空調、變配電、電梯、照明、給排水等系統實施監視、控制和管理。自2001年1月建成以后,至今運行二年的時間里,已產生了明顯的效益:
4.1嚴格控制室內溫濕度變化
嚴格控制室內溫濕度變化,溫度變化幅度±l℃,相對濕度變化幅度為±2%,有效地避免了空調系統的過冷或過熱現象。溫濕度控制精度的提高,不僅保證了舒適性,節能效益也相當明顯。據實際數據計算,節能效果在15%以上。
4.2變流量控制
為了滿足室內溫濕度控制精度的要求,必須進行對空調機組流量的動態管理,即變流量控制,以滿足調節閥的控制精度。從給水工藝角度來看,閥兩端壓降越小越好,可以減少阻力損失,減輕給水泵動力負荷;從控制的工藝特點來看,閥兩端應保持一定的壓差,以提高可控性。
實測數據表明,當空氣處理機流量達到額定流量工況時,調節閥兩端壓力僅為0.66kg/cm2-1kg/cm2。為了流量控制,通常的做法是通過供回水旁通閥的調節來平衡供回水壓差。但是僅僅依賴于旁通閥的壓差調節來控制流量有時作用并不明顯,也會增加不必要的能源消耗。
根據空氣處理機實際運行臺數和運行流量工況動態調整供水泵投入運行的臺數,并輔助旁通閥的微調來達到變流量控制的方式,避免了泄漏,提高了控制精度,減少了不必要的流量損失和動力冗余,因此可帶來明顯的節能效果。據實際數據計算,節能效果在25%以上。如果能夠將供回水流量動態參數作為反饋量,調整冷水機組的運行工況,節能效果將更為明顯。
4.3空調設備采用節能運行算法,減少不必要的“空轉”浪費
筑有關的事物中,不論是物業主還是參加競爭的設計者,都把重點放在樓宇管理自動化系統和結構化布線系統上,許多所謂的智能建筑,其實就是樓宇自動化系統加上結構化布線和程控交換機,根本就忽略了通信網絡的建設.我們認為,在建筑智能化工程中,應該高度重視信息這個要素,而通信網絡正是為建筑的各個部分傳遞信息的道路.隨著分布式智能建筑控制系統技術的日益成熟和應用普及,在BAS中控制將進一步分散,在網絡中傳遞的將更多的是管理信息,系統的集成則越顯得重要[2],另一方面,目前由于人們信息需求的激增,以及計算機技術帶來的多媒體終端等先進的終端技術,一個智能建筑的智能化瓶頸往往在于它的通信網絡.可以說,通信網絡技術水平的高低制約著智能建筑的智能程度.為此,智能建筑中的通信網絡的設計是完成建筑智能化工程的重點所在.本文討論基于最新網絡技術的智能建筑通信網絡的設計.
二、智能建筑的通信網絡功能
總體上說,智能建筑的通信網絡有兩個功能,第一是支持各種形式的通信業務;第二是能夠集成不同類型的辦公自動化系統和樓宇管理自動化系統,形成統一的網絡并進行統一的管理.智能建筑中的通信業務主要有下列一些形式:
1、電話:包括內部直撥,通過PBX與樓外公共交換網連接后通話.發展成為以PBX為中心組網形成2B+D話音和信令通道,使電話用戶線具有綜合功能.
2、傳真:包括利用電話線進行樓內傳真以及與樓外的傳真,還可以通過發展而成的樓內綜合業務數字網(ISDN)的用戶線進行樓內之間或樓內外的傳真.
3、電子郵件、語音郵件、電子信箱、語音信箱:這是通過計算機網絡及其交換系統實現點對點(計算機)的文字或語音通信的一種方式.即通過對計算機屏幕的"書寫"或直接通過計算機的音響系統實現雙方的通信或對話.與之相應的電子信箱、語音信箱則是通過計算機的存貯系統實現"留信"或"留言".
4、可視電話:可視電話是一種小型圖像通信終端,利用電話線路同時傳遞圖像與語音信息.這種系統使用簡單,無需特殊線路,每秒可傳送10幀彩色圖像,并且價格相對低廉,同時,還可通過大樓PBX,進入公用電話網.同外部進行通信.
5、可視電話數據系統:可視電話數據系統是利用公用電話線路的會話型圖像通信.利用這種通信系統,鍵入所需信息代碼,傳送至數據庫計算機,主機收到該代碼后,即在數據庫中查找所需的信息,并將信息回送屏幕顯示出來,
6.會議電視:會議電視系統可支持大樓中各單位,各部門之間通信的要求,通過通信手段把相隔兩地或幾個地點的會議室連接在一起,傳遞圖象和伴音信號,使與會者產生身臨其境的感覺.
7、桌面會議系統:將計算機引入圖象通信,使得通信各方不僅可以面對面進行交談,還可以根據要求隨時交換資料和文檔,真正實現通信的交互性.桌面會議系統設有電子黑板,使會議各方可在同一塊電子黑板上完成信息交互,并可對電子黑板隨時打印,還可以重播會議片斷和收錄會議過程.
8,多媒體通信:多媒體通信是通過計算機網絡系統實現同時獲取,處理,編輯,存儲和展示兩個以上不同類型信息媒體(包括文字,語音,圖形,圖象〕的傳送,其最重要的基礎必需要具備寬帶的網絡系統.
9、公用數據庫系統:與大樓業務有關的資料可通過大樓的數據庫查詢,也可通過WAN查詢,數據類型可以是數據、文字、靜、動態圖象.
10、資料查詢與文檔管理系統:樓內各種辦公文件的編輯、制作、發送、存貯與檢索,并規定不同用戶對各類文檔的查詢權限.
11、學習培訓系統:與網絡聯機的多媒體終端及各種聲、象設備,提供各類業務學習與培訓.
12、觸摸屏咨詢及大屏幕顯示系統:安裝在大廳,多個觸摸屏咨詢系統安放在大廳不同位置,以聲,象,圖表等多種方式向用戶介紹大廈業務及其它信息.
13、人事,財務,情報,設備,資產等事務管理:將工作人員的素質,特長,單位,財務收支情況,文件,合同,通知,新技術,新業務,設備資源及其使用情況統統存入數據庫中,以便隨時查詢,實現事務管理科學化.
14、訪問INTERNET網絡:INTERNET正在發展成為把全球聯系在一起的信息網絡,所以對于用戶來說,具有訪問INTERNET的手段就顯得十分重要.大樓的智能局域網的主干網具有訪問INTERNET的信息通道,這就為大樓內的用戶訪問INTERNET提供了條件.
這些業務的實現對通信網絡的需求往往不同,已發展成熟的各種網絡幾乎都是針對特定的網絡業務,而目前基于ATM的寬帶綜合局域網技術日益成熟,使得在局域網內實現相當多的業務的綜合傳輸交換成為可能.
智能建筑中的通信網絡通常分為主干網和部門子網.主干網是連接部門子網、數據傳輸速率較高的網絡.部門子網是為完成各個部門特定目的而組建的局域網,它一般多種多樣.此外,通信網絡還包括以電話通信為主的PBX網絡.智能建筑的通信網絡應能支持上述的通信業務和大樓管理自動化及辦公自動化的要求,并且還要能夠適應今后15年通信業務發展的需要.
通常情況下在智能建筑中作主干網的有以下一些網絡技術:FDDI、100Base-T、100VG-AnyLAN、ATM等.我們認為,從技術及產品日益成熟和通信網絡發展方向來看,使用ATM技術作為主干網是一種優選方案.
作為智能建筑中的部門子網,往往根據部門需求選擇多種多樣的網絡.這可分為普通局域網、高速局域網和PBX網三種.在智能建筑中這三種子網往往共存.
三、一種智能建筑通信網絡系統
圖1是一種智能建筑通信網絡系統.主干網絡是以ATM交換機為中心的ATM網絡,有以下特點:(1)這是一種高速率網絡,每個端口速率高達25~155Mbps,這種帶寬使各個子網之間的通信暢通無阻,而且各個端口專用帶寬,使用戶的帶寬競爭局限在子網范圍內,因此,子網數目的增加不會影響已存用戶的業務質量.這對智能建筑內通信網絡的擴展來說是其它大多數網絡技術所不具備的.(20)采用局域網仿真技術使已有的局域網技術可以平滑無縫地接入主干網構成互連網.基于原有局域網的應用可以不加修改地在ATM互連網上運行.(3)ATM網絡與傳統局域網的無縫連接,進一步減少了網絡之間的橋、路由器、網關及HUB等協議轉換設備,使網絡延伸、網絡配置、網絡監視變得相當容易,網絡得到平整.這一點是其它主干網技術不可比擬的.(4)采用虛擬局域網技術,可以方便地構成虛擬局域網,不同虛擬局域網之間就像通過網橋連接的局域網.而且,網絡管理員可以將地域不集中、連接在不同集線器上的同一部門之間的設備構成一個局域網,這樣,網段的物理位置不再影響其邏輯子網,它帶來的好處是:每個部門可以擁有自己的虛擬局域網,它不受其它部門的網絡通信影響;通信網絡上任何位置的主機、服務器等從一個虛擬局域網移動到另外一個虛擬局域網不需要任何物理上的變動;同時,物理上變動的網絡設備也可以維持在相同的虛擬局域網上不變.這對智能建筑租用用戶來說是相當優越的.(5)ATM網絡采用永久
虛通路和交換虛通路來管理網絡連接,這樣網絡延伸變得簡單,而且永久虛通路的配置可以保證不同業務的帶寬要求.交換虛通路的采用可以簡化網絡管理員的網絡設置工作.交換虛通路的標準化使不同廠家的ATM產品的互連變得簡單.(6)ATM是B-ISDN的標準轉移模式,因此主干網與廣域網的連接也可以歸結為ATM與ATM的連接,這樣智能建筑通信網可以與廣域網無縫連接.(7)ATM網絡采用分布式網絡結構使它作為主干網有很高的穩定性.
圖1一種智能建筑通信網絡系統
它采用完全連接網狀拓撲來避免網絡單點失效,它的網絡控制分布存在于各個網絡節點,端到端多路由連接,網絡可以實現自重構,這些使網絡能應付各種災難情況,在智能建筑出現意外時能確保通信網絡暢通.(8)ATM是一種開放式網絡結構,ITU-T、ATM論壇分別制定了一系列網絡技術標準,這些使ATM網絡能夠兼容連接過去、現在和將來的各種網絡.因此,采用ATM作為主干網可以適應將來網絡技術的發展,使網絡生存周期增長,網絡等效性價比增加.
2物聯網技術
物聯網,簡單的理解就是物與物之間相連的網絡。物聯網是信息技術和工業化時展的產物。物聯網技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成,能夠借助互聯網將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯互通。物聯網技術是對互聯網的一種拓展和延伸,是一種在21世紀全面互聯互通的智能化網絡。在如今,由于不斷有各種不同領域的物聯網解決方案的形成,促進了物聯網技術的發展。在智能建筑的能源管理中,應用物聯網技術之后,進一步提升了建筑的能源管理能力,節約了更多的能源資源。
3智能建筑能源管理系統與物聯網的融合
智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產生的一種新型產物,主要是以建筑物為平臺,依靠相關的建筑設備和對象,借助智能化的技術,為人們提供一種全方位的舒適的建筑環境,體現了建筑的安全性、高效性、節能性和環保性。時代的發展,對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理,將各種系統進行綜合、協調和控制,實現對建筑的統一管理,提升建筑內整體的能耗水平的下降。在智能建筑中,能源管理系統的結構主要為三層結構,分別為現場層、網絡層和管理層。在現場層中,主要包含的是現場采用的各種設備,如傳感器、智能儀表等。在現場層中,通信一般采用的是現場總線標準。網絡層則是現場層與管理層之間進行有效通信的橋梁,實現設備的采集指令的發送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現對現場設備統一的監視、控制和管理,并將現場采集到的各種信息數據進行保存,此外,還具備報警功能。智能建筑能源管理系統的三層結構,對于實現智能建筑能源管理系統與物聯網的融合奠定基礎?,F場層能夠采用物聯網技術所需的各種智能化設備。網絡層能夠實現不同方式的通信,滿足物聯網的遠程監控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯網技術中的云計算技術進行數據的處理。在物聯網技術與智能建筑能源管理系統進行良好融合的過程中,一方面需要對當前智能建筑能源管理系統進行分析然后采取措施進行完善,另一方面需要將完善后的智能建筑能源管理系統接入到物聯網平臺,這樣才能有效發揮出物聯網技術的優勢,實現智能建筑能源管理系統與物聯網技術的融合。
4物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用實例
物聯網技術作為當前最新型的技術,在智能建筑的能源管理系統中,目前已經得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知,物聯網技術能夠與能源管理系統的三層結構進行有效的融合,在實踐過程中,也驗證了上述說法。本文以某小區的能源管理系統為例,分析物聯網技術在智能建筑能源管理系統中的有效運用。
4.1能源管理應用方案架構
某科技園區的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統的架構圖如圖1所示。
4.2能源管理系統功能
在此能源管理系統中,能夠按照三層架構模式進行設計,實現了如下幾個方面的工作。(1)能夠對建筑物內的各分項能耗進行計量,例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。(2)對建筑能耗進行公示。在數據采集之后,一方面將數據傳入能源管理系統供有關人員分析并提出合理的節能措施,另一方面,能夠將相關信息借助顯示屏顯示,方便喚起公眾對建筑能耗的關注。(3)對建筑的環境以及重點的設備進行監控。引入相關的傳感器設備,實現對建筑內的給排水、空調、照明、電梯等系統的運行進行監控,方便遠程進行節能診斷。(4)便于進行能耗審計。(5)對節能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。
對于現代化智能建筑,尤其是辦公樓宇的弱電設計,采用結構化綜合布線系統已成為共識。但是,目前還存在著兩種看法(或做法):一是主張將所有的弱電系統都建立在結構化綜合布線所搭起的平臺上,也就是用結構化布線代替所有的傳統弱電布線;另一則主張將計算機網絡布線、電話配線納入到結構化綜合布線中,而其他的弱電系統仍采用其特有的傳統布線。究竟采取哪種布線方式較為合理,作者認為應結合具體項目,從所用方案的先進性、合理性、經濟性等方面綜合考慮方能得出結論。
1智能建筑弱電方案確定基本思路
首先分析一下結構化綜合布線的優點:
(1)結構化綜合布線使用了標準化的線纜和接插頭模塊,非常便于各樓層及本樓層間的信息點管理,使得因辦公室搬遷等因素造成的大量終端設備、電話機移位時,只需將插頭拔出、插入新的位置,然后在弱電設備間內做跳線處理或僅僅作些軟件上的更改,即可重新投入使用,而不像傳統布線那樣無統一標準。當設備需要移位時,會帶來許多管理上的不方便或需要重新布線,對建筑裝璜造成較大的破壞。
(2)結構化綜合布線的擴展能力強,因為對于五類非屏蔽雙絞線可以提供155Mb/s信息的傳輸能力,除了滿足當前各種網絡的需要外,還能滿足未來發展的需要。
根據上述結構化綜合布線的兩個優點,結合建筑物實際的各弱電系統,具有發展性和不穩定性的只有電話系統和計算機網絡系統。而對于其他弱電系統,如火災自動報警系統、保安監視系統、廣播系統、電纜電視系統等設備,具有很好的固定性,且位置一般不會移動,對于一個固定的建筑物,這些系統的設備一經選定,頻繁更新換代的可能性和必要性均很低。
根據以上所述,一般都在弱電設計中把電話系統及計算機網絡系統的配線統一納入結構化綜合布線,而對其他弱電系統保持相對的獨立性,仍采用傳統的配線方式。
然而,采用上述方法還有其他一些原因,如當前大多數弱電設備廠家的系統與結構化綜合布線系統不兼容。要想使這些弱電系統在結構化綜合布線平臺上運行,則必須增加轉換設備。例如保安監控系統的攝像機,其輸出的視頻信號通常以同軸電纜傳輸,如果將其納入結構化結合布線系統中,需在線路兩端增加信號轉換設備。顯然,這樣做既麻煩又不經濟。
2綜合布線在應用中存在的問題
應用中發現有的綜合布線產品,如三類、五類非屏蔽雙絞線其截面均為0.5mm2(美國線規AWG24),與之相配套的配線架,出線座都只能適用于截面為0.5mm2的線纜。因此,它在支持如下幾個弱電子系統時,就存在局限性或不足。
2.1廣播系統(PAS)
根據我國電氣規范,一般將電氣設備工作電壓為220/380V(交流50Hz)、有效值24V以下的交流信號確定為弱電信號。而在廣播系統中,如采用定壓輸出,線路電壓可分為70V、100V、120V三檔。故在廣播系統中采用綜合布線,會對線纜產生過電壓,長期使用會對線纜的壽命產生不良影響。另外,廣播系統的線路用線截面一般為1.0~2.5mm2,而非屏蔽雙絞線的線芯截面只有0.5mm2,相差甚遠。
2.2火災報警及控制系統(FAS)
根據我國現行的火災自動報警系統設計規范規定:火災自動報警系統的信號傳輸線路的芯線截面,穿管敷設的絕緣導線不應小于1.0mm2,線槽內敷設的絕緣導線不應小于0.75mm2。而作為綜合布線系統的非屏蔽雙絞線其截面積為0.5mm2。顯然不能滿足我國火災自動報警系統設計規范的要求。另外,在總線制的火災報警系統中,電源線與控制線多采用1.5~2.5mm2的導線,綜合布線系統也不能滿足要求。
特別需要指出的是:我國現行消防規范要求所有消防信號線、通訊線均不可與非消防線路共管敷設。因而要用綜合布線產品支持火災報警與控制系統,必須先獲得當地消防主管部門的特許。
2.3共用天線電視系統(CATV)
用綜合布線產品支持CATV一般都采用光纖,因此,在線路放大器、分配器、分支器的兩端要加裝適配器,這無疑增加投資,而且因中間環節增多,系統的可靠性也降低了。