智能化建筑的发展和实践

1 关于智能化建筑

随着计算机技术和现代通信技术的不断进步, 传统的建筑行业也越来越多地借助先进科学技术的成果, 实现建筑本身的智能化, 也因此使建筑智能化具有多门学科融合集成的综合特点。

智能化建筑的概念, 在本世纪末诞生于美国, 第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 (Hartford) 市建成。虽然智能化建筑发展历史较短, 但发展速度很快, 国内外对它的定义有各种描述和不同理解, 尚无统一的确切概念和标准。应该说智能化建筑就是将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体, 具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点, 能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。

2 智能化建筑的构成

智能化建筑的基本功能主要由三大部分构成。即建筑设备自动化 (BA) 、通信自动化 (CA) 和办公自动化 (OA) , 这3个自动化通常称为“3A”, 它们是智能化建筑中必须具备的基本功能。在实际建设中, 智能化建筑更多表现为智能化楼宇, 智能化楼宇就是采用电子信息技术对建筑大楼的设备进行自动监控、对信息资源进行管理和对用户提供信息服务等。美国一个智能楼宇研究机构把智能楼宇定义为:通过对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素以及它们之间的内在关联的最优化组合, 来提供一个投资合理、又具有高效、舒适、便利的环境, 这种管理和信息传输方面的变革, 可使目前的工作效率提高数十倍乃至几百倍。在国内有些场合也把智能化建筑统称为“智能楼宇”, 从实际工程分析, 这一名词定义不太确切, 因为高楼大厦不一定需要高度智能化, 相反, 不是高层建筑却需要高度智能化, 例如航空港、火车站、江海客货运港区和智能化居住小区等房屋建筑。目前所述的智能化建筑只是在某些领域具备一定智能化, 其程度也是深浅不一, 没有统一标准, 且智能化本身的内容是随着人们的要求和科学技术不断发展而延伸拓宽的。

3 实现建筑智能化的核心技术方法

实现建筑智能化的核心技术方法是系统集成。智能建筑的系统集成包括功能集成、网络集成及软件界面集成, 是将智能化系统从功能到应用进行开发及整合。从而实现对智能建筑进行全面及完善的综合管理。

智能建筑集成管理系统将分散的, 相互独立的弱电子系统用相同的软件界面进行集中监视和管理, 也是在集成方面最注重层次性的一个重要系统。当前比较迫切需要完成的任务是实现智能建筑的弱电系统集成, 从而能够为更高层次的集成管理系统提供信息。

智能建筑集成管理系统立足于各个维护建筑运行的自动控制系统, 集成它们的信息, 为建筑的管理、运营提供服务。同时它还能提供有限的硬件系统控制层功能, 为集成系统的集中监控、值班提供必要的服务。其目标是要对大厦内所有建筑设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理, 确保大厦内所有设备处于高效、节能、最佳运行状态, 提供一个安全、舒适、快捷的工作环境。

4 我国智能化建筑的发展情况

我国在智能化建筑方面起步较晚, 但发展势头迅猛, 目前, 国内楼宇建设中流行一股“智能化”热潮, 冠以“3A智能建筑”、“5A智能大厦”的广告屡见不鲜, 而建筑物智能化水平也在逐步提高, 我国智能化建筑的发展可以分成三个阶段:十年前的智能建筑只有一些智能功能如消防自控, 其它方面的设备根本没有自控。七八年以前的智能建筑基本具有楼宇、消防、保安等自控功能, 计算机为主控机, 多采用集中控制方式和DOS操作系统, 监视和控制多为简单模式, 软件水平较低。近些年落成的智能建筑很多都具有较完善的3A系统, 即建筑设备自动化 (BA) 、通讯自动化 (CA) 和办公自动化 (OA) 系统。这些系统多以计算机网络为基础, 采用集散式甚至分布式控制, 监视和控制可以采用精确方式, 且有较先进的操作系统及中文图形方式界面, 软件编程方便, 面向对象。

5 需要改善的几个方面

5.1 智能建筑市场洋货充斥, 国货难于立足

除了消防、保安等系统的设备有部分国产名牌外, 楼宇自控设备则完全被外国产品垄断。实际使用中用户普遍反映国外产品质量较好, 售后服务较完善。经调查, 认为进口消防自控产品运行状况“好”的和“一般”的各占用户的50%, 没有认为差的。而对国内产品缺乏信任感, 认为产品可靠性差, 误报动作较多, 维修率高。在调查的大厦中, 消防自控系统多采用美国西伯乐斯、爱德华, 日本的能美、日探, 楼宇自控产品主要采用美国霍尼维尔、江森、安德沃等。

5.2 智能建筑工程技术人员缺乏, 管理水平低下

智能建筑是一门综合了当代多学科高新技术发展的边缘技术领域, 随着智能建筑技术的不断发展, 建筑物内部安装的各种现代化先进设备其功能不断完善。然而目前面临的一个重要问题是许多进口设备从引进到安装、操作、培训直至保养修理都要花费大量外汇请国外公司来承担, 缺乏我国自己从事智能建筑设计、施工、管理、维修的技术人员。大部分工程技术人员为经验型或由其它行业改行而来, 一些管理人员对设备一般性使用都缺乏了解, 甚至主管工程的工程技术人员对调查的内容都缺乏理解。由于各级技术人员的缺乏, 管理水平的低下, 加之维修费用高, 部分设备老化, 缺乏必要的维护, 使一些设备运行达不到预定的设计目标。比如, 多数单位不敢使用联机消防设备, 据有的工作人员介绍, 当接到火灾报警后, 先使用3次复位, 如仍然报警才认为真有火警, 而有的饭店已将联机警铃拆除。

5.3 智能建筑市场缺乏政府部门的统一管理, 智能建筑设计没有可依据的设计规范和标准

现在我国智能建筑技术的发展处于一种分割管理无序的状态, 牵制了我国智能技术的发展。比如消防设备是消防部门管理, 供配电由供电部门管理, 保安部分由安全部门管理, 楼宇部分由建设部门管理, 邮政、通信等部门也都欲把“智能建筑”纳入自己的行业管理中。各个部门分管一块, 没有一个统一的部门加以协调管理, 智能建筑各个系统集成时, 就很难达到智能建筑的水平。另外, 缺乏智能建筑的设计规范和等级评价标准, 也是智能建筑市场混乱的重要原因, 使一些只有部分智能功能的建筑也都冠以“智能大厦”, 拉低了智能建筑的整体标准。

6 几点建议

(1) 各有关部门要加强协调统一管理, 使智能建筑行业有一个明确的主管部门, 以实施对智能建筑市场的政策导向及管理。加强智能建筑专业施工队伍的归口管理并建立相应的资质审查、招投标、监理制度, 维护国家及投资方的利益, 促进智能化建筑在我国健康、有序的发展。

(2) 尽快制定“智能建筑”设计、施工的国家规范、标准。

(3) 应大力提倡支持引进、消化、吸收国外的先进技术和产品, 走上国产化的道路, 逐步缩小我国智能建筑技术与国际先进水平的差距, 并扶持我国自己的专业化智能工程设计及施工队伍。

(4) 加强各类院校“智能建筑”学科的建设。目前, 上海交通大学, 哈尔滨建筑大学和北京建筑工程学院计划招收“智能建筑”方向研究生, 南京建筑工程学院已开设了“建筑物智能化工程”本科专业, 培养大量各种层次的技术人员和管理人员, 以适应工程建设发展的需要。

(5) 推广“智能建筑”技术到民用建筑中, 以提高居民生活质量。比如实现小区物业管理自动化, 实施抄表出户, 计量收费、防火防盗, 门禁、电梯、路灯等计算机管理和控制。

7 结束语

目前, 国家对互联网的重视程度正不断加强, “宽带中国”工程正进行得如火如荼, 借着这一东风, 通过计算机和互联网技术, 将原本孤立的智能化建筑连成网络, 在更高层面上实现资源和信息的自动交换和汇集, 这也构成了“物联网”概念的现实延伸。如今, 智能化建筑已从“卖点热炒”转向理性投资, 今后智能型的“环保、节能”建筑是建筑智能化应追求的目标, 这就要求智能化建筑不但要考虑技术的可行性, 而且还要关注其合理性、投资的经济性、用户需求的差异性, 并且, 各项功能应作到整体规划、按需取舍、分步实施, 以避免不必要的缺陷和漏洞。