智能建筑电气系统的设计、施工与维护

【关键词】智能建筑；弱电系统；电气设计

　　1 智能建筑的发展方向分析

　　智能建筑是以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向居住者提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。

　　到目前为止，智能建筑走过了20多年的发展历程：第一代智能建筑主要由多个相对独立的自治子系统构成，操作相对独立；第二代智能建筑主要是通过一些专门的网络将楼宇的各控制子系统连接，完成比如操作程序化、远程控制等一系列多子系统操作任务，这使得智能建筑技术在很大程度上提高了楼宇控制操作的自动化水平。目前，国际上开始尝试第三代智能建筑技术研究，人工智能科学中智能代理技术的迅速发展为楼宇智能控制提供了新的思路。智能代理技术目的在于谋求一种适合求解“动态环境中、资源受限条件下、不可预测的复杂问题”的更理想方法。

　　换句话说，智能建筑是原来建筑物中“弱电”系统水平的极大提升。可是这导致很多人形成一种盲目的“智能热”，造成智能建筑的规模和功能超出实际需要。对于高智能的建筑物未来发展要有足够的认识，根据不同的需求发展需要的智能建筑。在我国，智能建筑的智能化程度与当地的经济水平相适应，坚持既经济又实用为发展方向。设计中各种智能化系统必须树立以人为本的人性化观念。

　　2 智能建筑的施工设计

　　2.1 智能建筑弱电工程设计

　　建筑的设计形态和智能化是衡量城市建筑现代化的标准。智能建筑的弱电系统主要由通信网络系统、办公自动化系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及联动控制系统、公共安全防范系统、结构化布线系统、弱电电源及接地等系统组成。

　　对于智能建筑来说，弱电工程设计的出发点应以建筑为平台，配置各功能系统，为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间，来适应现代建筑的需要。从具体设计上，应从智能建筑的现实考虑，充分考虑业主和使用者的各种功能要求，使设计能在总体结构上尽量现代化，既先进又经济，同时各系统的可兼容性和扩展性良好。

　　在从事智能建筑行业实际工作中应该重视的一些处理问题的做法和观点。

　　（1）分清主次，突出重点

　　智能化系统工程受技术、经济、时间等因素制约，必须根据建筑物的专业特性和使用需求有机配套，综合考虑其使用功能、管理和经营要求、工程投资能力等因素，有重点的保证主要功能，选择适用的各个专业子系统、系统集成程度、标准等级和经济规模大的要求。

　　（2）采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则

　　建筑智能工程设计应透视当前IT产业发展动向，以智能建筑技术发展为主流。智能建筑施工设计只能一次性成功，工程现场不具备反复变动、多次试验的条件和可能，同时受工程周期和进度的限制、工程投资的约束则更为明显。这就要求采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则，选用经过市场考验、实践证明可靠和成功的产品及设备。

　　（3）根据性能选用适当的设备

　　每一系统和设备都有其适用范围，再说了设备也不是“万能”的，贪图所谓“最优质”“最前沿”“最强大”的观念，的确不切实际。

　　（4）注重系统的保障措施

　　建筑智能化系统使用寿命可能少则几年、十几年，多则几十年，一旦投入使用后要24小时不停机运行，肩负着保障建筑物内各类活动、人身安全的任务。这就对设备和系统在选型和要求较高的场合下，应有具体的技术保障措施。

　　（5）合理的控制智能系统的成本

　　控制智能系统成本的前提是要满足使用的要求，在满足的情况下尽量简化系统、降低投资和运营成本。采用不同的控制组合方式，比如，多采用开关控制方式，少用无级调光控制做法。通过灯具布置上的变化、照明配电回路细分和增设来调配实现照明亮度和场景的变化与控制，达到多级控制、多种变化的效果。

　　（6）弱电线路设计采用较可靠联接方式

　　较可靠联接方式在弱电系统线路设计上是提倡采用的，环形总线接法、适当增加回路或备用回路、限制单一回路设备接入数量等通常被采用。工程设计上应注意，受产品质量和现场条件的限制，同一回路串联/并接多个触点连锁或联动控制设备的数量不宜过多。此外，主干回路上线管、线槽中电缆和导线的密度、分隔铺设的要求不应该被忽略。对于长距离多负载传输回路，像DC工作电源回路，设计时要核算线损引起的电压降，提醒调试时检查回路末端的工作电压，这是设备工作不正常的常见原因之一。

　　2.2 智能建筑工程管线施工的质量控制

　　一个智能建筑工程可能包括很多子系统，即设备自控系统、安保系统、消防报警系统、综合布线系统等等。要求工程施工人员在仔细审查该工程本身的系统流程，现场监测点、监控点、配线规格和布线要求的同时，还要核对智能建筑系统从其它专业引出的信息点、变送器和传感器等是否在其它图纸上均一应俱备。另外，要为以后的系统集成做好设计预留，所以不能忽视智能建筑所需预留洞、预埋件和线槽、桥架的定位与设置和结构专业的协调的设计。

　　（1）模块线路连接

　　模块化结构是智能建筑工程中现场控制器所采用的方式，系统根据区域监控点的类型和数量设置模块的类型和数量。常用的模块有：高保安输入模块（LSSI），数字输入模块（DI），数字输出模块（DO），模拟输入模块（AI），模拟输出模块（AO）等。监理工程师要核对水暖、空调、电气等其它图纸上的元件，以便设备上的信号能正确地反馈到控制中心，控制中心的指令能再送回到控制点，通过执行机构的调节使系统保持在良好的状态。

　　（2）管线隐蔽预埋

　　智能建筑工程施工中的预埋与电气工程相比有以下几个不同：

　　图纸多。每套图纸单个独立系统的理解上并没有太大的困难，但合在一起预埋在楼层里时不认真检查就分辨不出各自所属的系统。

　　走放射线多。智能建筑的走放射线多，各系统之间以及与电气之间交叉铺设普遍。监理工程师要及时对现场的走管路线进行调整，因为管子相互叠上后接近板厚而使混凝土失去保护层，甚至超过楼板使混凝土无法浇注。

　　管径大。智能建筑的配线多以线的数量来体现（除视频馈线外），这就使得越接近布线的始端线的数量越多，导致配管直径大根数越多，结果造成这一块混凝土呈现空洞。

　　（3）智能建筑工程线缆

　　智能建筑系统的线缆要求高、品种多。仅仅少数通信线缆如RVV或RVVP等可按规范现场抽测浸水绝缘电阻大于20欧兆为验收合格外，其它智能建筑工程线缆在现场进行技术测试还有难度。

　　2.3 智能建筑防雷击技术

　　直接雷击、侧向雷击、雷电感应、雷电波侵入、雷击电磁脉冲等是雷电侵袭智能系统的主要形式。雷击灾害的特点随着高科技的应用出现了新特点：（1）价格昂贵的电子器件或微电脑的设备已是雷击灾害的集中对象；（2）灾害程度增强，雷击灾害的直接和间接经济损失大幅度增加；（3）雷击空间区域扩大，从二维空间侵入变为三维空间侵入；（4）跨行业性受灾，从建筑、电力行业延伸到高科技应用较广泛的领域。

　　由于智能建筑的出现并被广泛采用，以及雷击灾害的新特点，设计者在施工设计前必须全方位地层层设防，既要泄流、拦截，也要均衡电位、屏蔽隔离、过电压过电流保护等，达到综合防御雷击的目的。由单一防护转变为系统防护，站在新的高度来熟悉和研究当代防雷技术，提高人们对雷击灾害防御的综合能力。

　　智能建筑在一、二类建筑物中采用较多，防雷等级通常为一、二级，一级防雷的冲击接地电阻小于10欧姆，二级防雷的冲击接地电阻不大于20欧姆，公用接地系统的接地电阻应小于或等于1欧姆。在施工中，将屋面避雷带、避雷网、避雷针或混合组成的接闪器作为接闪装置，利用建筑物的结构柱内钢筋作为引下线，以建筑物基础地梁钢筋、承台钢筋或桩基主筋为接地装置，并用接地线将它们良好焊接。同时将屋面金属管道、金属构件、金属设备外壳等与接闪装置进行连接，将建筑物外墙金属构件或钢架、建筑物外圈梁与引下线进行连接，从而形成闭合可靠的“法拉第笼”。

　　在智能建筑物内，将智能系统中的设备外壳、金属配线架、敷线桥架、穿线金属管道等与总等电位或局部等电位相逢在配电系统中的高压柜、低压柜安装避雷器的同时在智能系统电源箱及信号线箱中安装电涌保护器（SPD）。

　　2.4 智能建筑材料和组织设计的质量控制

　　智能建筑施工中用到的设备与材料的质量对一个工程质量的影响不容忽视的。材料（包括原材料、成品、半成品、构配件）是工程施工的物质条件，这是工程质量的基础，加强材料的质量控制，是提高工程质量的重要保证。

　　如何控制好材料的质量关，要注意几点：掌握材料信息，优选供货厂家；合理组织材料供应，确保工程正常施工；提高采购人员的素质，包括政治素质和质量鉴定水平，要有一定专业知识、有责任心的人担任该项工作；加强材料的验收工作；抓好材料的现场管理，并合理使用；搞好材料的试验、检验工作，把好质量关。

　　要提高智能建筑施工组织设计质量、优化施工管理那就必须转变观念，提高智能建筑施工组织设计质量。

　　3 结语

　　综上所述，在国外发达国家已正尝试运用高新技术建设智能型绿色建筑和生态建筑，智能建筑不仅在数量上大增，而且将智能建筑逐步从单体向区域化，城市化方向发展。人类生存和生活聚居环境空间的可持续发展模式，已成为重要的国际技术发展趋势和探寻的方向。

　　参考文献

　　[1]吴建琪，石皓文，倪萍.智能建筑初探[J].陕西建筑，2005，（5）：4-5.

　　[2]赵敏，窦志.建筑师与智能建筑[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

　　[3]谢浩，徐宇龙.城市住宅小区的智能化设计解读[J].规划与观察，2003，（3）：24-27.