智能建筑弱電設(shè)計的若干技術(shù)問題
近年來,智能建筑以適應(yīng)時代發(fā)展潮流,符合人們追求安全、舒適、便捷需求的鮮明特點,在社會上廣受關(guān)注和歡迎。在其推廣應(yīng)用過程中,由于人們認識上的誤差,工程實踐經(jīng)驗的不足,也出現(xiàn)過一些曲折和發(fā)展不平衡的問題,影響了智能功能和效益的正常發(fā)揮。本文將通過作者幾年來從事智能建筑行業(yè)實際工作經(jīng)驗的總結(jié),提供一些處理問題的做法和觀點,供各位同行在今后的工作中參考借鑒。
一、切莫貪大求全,但求專、精、經(jīng)濟實用
作為現(xiàn)代建筑不可缺少的配套專業(yè),智能化系統(tǒng)工程同樣受到技術(shù)、經(jīng)濟和時間等因素的制約,必須根據(jù)建筑物的專業(yè)特點與使用需求有機地緊密結(jié)合起來,綜合考慮其使用功能、管理和經(jīng)營要求、工程投資能力等因素,分清主次,突出重點,保證主要功能,選擇適用的各個專業(yè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)集成程度、標準等級和經(jīng)濟規(guī)模。
例如,智能型辦公大廈就要突顯其辦公自動化、通信網(wǎng)絡(luò)化等方面功能定位;大型公共建筑(例如會展中心、圖書館)就要突出專業(yè)服務(wù)功能和業(yè)務(wù)管理設(shè)施等,技術(shù)環(huán)境和水平的提升。又如:視頻點播(VOD)系統(tǒng)在旅館、酒店行業(yè)較為常見和實用,而在其他服務(wù)行業(yè)卻并不盡然。在星級酒店旅館中,電子門鎖已得到普遍應(yīng)用,而其他場合只會設(shè)在某些特別重要機房和安全等級高的關(guān)鍵部位。工程設(shè)計上要因地而宜。
前幾年,某些工程從商業(yè)利益出發(fā),追求廣告效應(yīng),片面地強調(diào)所謂“nA”功能,含大求全,什么功能都想要,而實際上缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,設(shè)計考慮不周、出現(xiàn)偏差,必備的相關(guān)設(shè)施和配套環(huán)境不能及時跟進和提供,結(jié)果智能化系統(tǒng)成了擺設(shè)品,頭腦發(fā)達、四肢不靈,發(fā)揮不出應(yīng)有功能和作用,投資也得不到回報,這類例子并不少見。因此,應(yīng)從此類案例上吸取深刻教訓(xùn),從實際需要出發(fā),在工程設(shè)計一開始時,就全面地做好智能建筑的規(guī)劃、設(shè)計和配套工作。
二、跟蹤主流技術(shù),走成熟、可靠、穩(wěn)健發(fā)展的技術(shù)路線
智能技術(shù)發(fā)展日新月異,工程設(shè)計上應(yīng)注意當前IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展動態(tài)和趨勢,緊跟智能建筑技術(shù)發(fā)展主流,同時要注意智能建筑工程與科研和開發(fā)工作極不相同。它通常只能一次性成功,工程現(xiàn)場不具備反復(fù)變動、多次試驗的條件和可能,而且受工程周期和進度的限制、工程投資的約束則更為明顯。因此,在實際工作上,要慎重選用某些新技術(shù),除非有穩(wěn)妥、可靠的保障措施。通常,要以采用可靠、成熟、穩(wěn)定的先進技術(shù)為原則,選用經(jīng)過市場考驗、實踐證明可靠和成功的產(chǎn)品及設(shè)備。一般情況下,已批量生產(chǎn)和投入使用的系列化品牌產(chǎn)品是設(shè)計上首選對象。同時,要考察產(chǎn)品兼容性、升級換代的可能性、技術(shù)上開放性、市場上技術(shù)支持度,以及廠商在當?shù)丶夹g(shù)服務(wù)和支持的能力。
十兆——百兆——千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過程,給了智能化工程一個有益啟示:穩(wěn)健地追求技術(shù)先進性,對工程成功、系統(tǒng)具備生命力至關(guān)重要。
三、遵循因地而宜、實事求是、科學(xué)合理的原則
每一系統(tǒng)和設(shè)備都有其適用范圍,功能和性能上的局限性,設(shè)備不是“萬能”的,貪圖所謂“最好”“最新”“最全”的觀念,是不切實際的看法。
例如,某會展中心大型展廳配置公共業(yè)務(wù)廣播系統(tǒng),是按照普通語言擴音標準設(shè)計的,曾有某承包商為了提高造價,竟宣稱其能在大型展廳做到音樂廳、影劇院的音響效果,多次要求變更原設(shè)計,增加設(shè)備、更換檔次。這在建筑聲學(xué)等條件滿足不了,設(shè)備上也做不到,實際上也沒必要的要求,其結(jié)果當然是被駁回。否則,不但產(chǎn)生不合理投資,還可能因原因、責任不明引起糾紛。
又如,某一工程為了滿足局部現(xiàn)場教學(xué)轉(zhuǎn)播的業(yè)務(wù)需求,設(shè)計上不恰當?shù)嘏c安保閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)合在一起,整個系統(tǒng)復(fù)雜化了、技術(shù)等級和標準隨之提高了,圖象質(zhì)量還達不到規(guī)定要求,使用上既不靈活、也不方便。經(jīng)糾正,改為二者分開,另設(shè)一套專業(yè)電視錄播小型系統(tǒng)專用于電視教學(xué)轉(zhuǎn)播,既滿足使用要求,又簡化系統(tǒng)、不增加造價,使投資更為合理。
四、重視系統(tǒng)可用性、穩(wěn)定性和可靠性問題
建筑智能化系統(tǒng)使用壽命可能少則幾年、十幾年,多則幾十年,通常投入使用后要24小時不停機運行,肩負著保障建筑物內(nèi)各類活動、人身安全的任務(wù)。除要注意設(shè)備和系統(tǒng)選型外,對要求較高的場合,應(yīng)有其他的技術(shù)保障措施,例如:雙機熱備份、軟件備份、熱插拔硬盤或使用RAID、增加系統(tǒng)冗余量,增設(shè)UPS電源,采用強制散熱、快速恢復(fù)措施等。要求7×24小時運行的特殊系統(tǒng),更應(yīng)強化可用性、應(yīng)急管理、安全保護等方面的保障措施。
根據(jù)以往工程經(jīng)驗,諸如消防報警系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)等輸入、輸出控制點數(shù),不宜超過其系統(tǒng)最大可用容量的80%;擴音系統(tǒng)負載的實際消耗功率宜控制在額定輸出功率70%以下。應(yīng)注意采用設(shè)備廠商的設(shè)計推薦值。
五、妥善處理需求和成本關(guān)系,提升系統(tǒng)性價比
工程上要考慮在滿足使用要求前提下,盡量簡化系統(tǒng)、降低投資和運營成本,不同的控制組合組合方式不但關(guān)系到智能系統(tǒng)本身的投資,而且還會直接影響到被控機電設(shè)備的技術(shù)要求和設(shè)備費用。
以智能照明控制系統(tǒng)為例,宜多采用開關(guān)控制方式,少用無級調(diào)光控制做法。照明亮度和場景的變化與控制,可通過燈具布置上的變化、照明配電回路細分和增設(shè)來調(diào)配實現(xiàn),同樣達到多級控制、多種變化的效果。這樣做不僅簡化了系統(tǒng)復(fù)雜程度,也降低了照明燈具、光源的技術(shù)要求,又可大幅度降低投資多達3-5倍以上。因此,除必須進行無級調(diào)光的特殊場合外,建議照明調(diào)節(jié)采用多級開關(guān)控制方式。
六、弱電線路設(shè)計也應(yīng)注意工作穩(wěn)定、可靠的問題
在弱電系統(tǒng)線路設(shè)計上提倡采用較可靠聯(lián)接方式,例如采用環(huán)形總線接法、適當增加回路或備用回路、限制單一回路設(shè)備接入數(shù)量等。某一大型工程消火栓系統(tǒng),啟泵回路采用極少用的常閉觸點串接做法,分十多個回路,每個回路串接著數(shù)十個觸點。施工中發(fā)現(xiàn)任一常閉觸點的開路常會引起水泵誤動作,每次要到現(xiàn)場去逐個查找、排除故障,時間長達1-2小時,多次整改效果不好,后來只好全部返工改回較為可靠的常開觸點并接啟泵接線方式。該問題曾在圖紙會審時提出,未引起設(shè)計者重視,事后再返工非常麻煩。
工程設(shè)計上應(yīng)注意,受產(chǎn)品質(zhì)量和現(xiàn)場條件的限制,同一回路串聯(lián)/并接多個觸點連鎖或聯(lián)動控制設(shè)備的數(shù)量不宜過多。
此外,主干回路上線管、線槽中電纜和導(dǎo)線的密度、分隔鋪設(shè)的要求也常會被忽略,結(jié)果造成施工困難,產(chǎn)生使用過熱,易相互干擾等隱患。對于長距離(例如百米以上)多負載傳輸回路,像DC工作電源回路,設(shè)計時要核算線損引起的電壓降,提醒調(diào)試時檢查回路末端的工作電壓,這是設(shè)備工作不正常的常見原因之一。
七、某些系統(tǒng)應(yīng)適度超前,留有今后發(fā)展空間
通信自動化是智能建筑三大內(nèi)容之一,目前這方面的發(fā)展迅速、需求尤為急切,要有一定的超前考慮,提高設(shè)計標準與要求,加重其投資比例。
綜合布線是智能建筑的神經(jīng)元,遍及建筑物各處,是各個行業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ),近來市場價格也降低不少、所占費用比例不高。因此,建議建筑內(nèi)外各使用空間、墻體、地面都要充分考慮今后發(fā)展需要,多增設(shè)一些信息點,按照智能建筑標準要求適當增加些系統(tǒng)余量,避免今后使用空間的用途一有變化,飛線、明線到處是,極不便利和雅觀。千兆網(wǎng)是今后發(fā)展必經(jīng)之路,適當?shù)牟课灰紤]留有光纖信息點或增容管道,也可采用吹光纖技術(shù)進行預(yù)留。此外,要求設(shè)有信息點位置的附近,一定要配套電源插座或配電設(shè)施。
對某些分期實施的系統(tǒng),預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、預(yù)埋管線要提前設(shè)計留設(shè),便于以后安裝施工。例如,在弱電出戶管道進建筑的位置,應(yīng)適當多留2-3根直徑100mm左右地下穿墻鋼管,以備以后增擴,大型建筑物還適當多留幾處。
八、要特別注意專業(yè)系統(tǒng)、設(shè)備之間接口的配套與落實
這是某些工程智能化系統(tǒng)無法聯(lián)動和正常運轉(zhuǎn)的常見原因之一。設(shè)計上要明確提出與機電專業(yè)設(shè)備接口、控制/通信協(xié)議的詳細標準和技術(shù)要求。
以硬線直接聯(lián)接方式控制的設(shè)備主要規(guī)定與要求有:輸入、輸出觸點的工作電壓、驅(qū)動電流、匹配阻抗;而與之相應(yīng)的,智能系統(tǒng)控制模塊在連接時,要注意輸出/輸入端口工作電壓應(yīng)相同,要核實其帶負載能力和容量大小是否足夠?同時應(yīng)注意與被控設(shè)備的電氣隔離或電氣共同問題。工程上常見到不相匹配時,輕者無法正常驅(qū)動設(shè)備,重者引起設(shè)備毀壞,損失不可預(yù)測。
利用標準通信和控制接口的系統(tǒng)、設(shè)備(如采用RS232C、RS485、LonWorks,BACnet等等的)也應(yīng)注意設(shè)備端口的實際接法會隨具體產(chǎn)品有所不同,設(shè)備和系統(tǒng)間的通信和控制協(xié)議要求應(yīng)相互開放。這些問題設(shè)計上要先查證、核實清楚,并在各類盤、箱、柜、冷水機組、空調(diào)機組、水泵、電梯等設(shè)備訂貨要求中明確說明?赡艿脑拺(yīng)將樣品交給系統(tǒng)集成商先行試驗,以提前發(fā)現(xiàn)、處理問題。
九、大中型建筑物各樓層應(yīng)考慮設(shè)置專用弱電間和井道
現(xiàn)代建筑中其弱電系統(tǒng)大量增多,而電子設(shè)備對環(huán)境條件要求較高,特別對溫度尤為敏感,F(xiàn)場設(shè)備需要有足夠空間與位置,以滿足安裝、測試、使用、檢修上的要求,而且弱電設(shè)備和線路與其他專業(yè)設(shè)施緊鄰,也存在著安全、干擾、穩(wěn)定性方面的隱患。即使是普通建筑物也應(yīng)考慮,若干年后也有翻修、改建、更新?lián)Q代上的需求,因此建議新建工程各樓層部位應(yīng)盡可能設(shè)立獨立的弱電設(shè)備間和井道。
專用弱電間應(yīng)考慮有良好的通風(fēng)散熱措施和工作照明,配置充足的工作電源,最好由專用回路或應(yīng)急供電回路配送,有時還得由控制室集中管理和控制,弱電間還應(yīng)有進出孔洞封堵和防止小動物進入的措施。
樓層弱電間涵蓋的服務(wù)范圍要受到系統(tǒng)、設(shè)備信號總線傳輸距離的限制。例如:綜合布系統(tǒng)水平工作區(qū)長度不得超過90米,考慮到線路上下彎曲繞行,服務(wù)半徑通常不超過50米,否則應(yīng)調(diào)整弱電間位置和數(shù)量,改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
十、從設(shè)計上做好與其他設(shè)備專業(yè)管槽、管道的綜合工作,設(shè)備空間等的預(yù)留工作
智能化弱電系統(tǒng)管道、線槽在建筑工程中是屬于輔助設(shè)施,通常應(yīng)避讓于風(fēng)管、水管、強電管槽,故設(shè)計上要主動先與其他專業(yè)溝通,安排好合適的布線途徑、高度和位置。在設(shè)計圖紙綜合及會審時,更要注意這個問題,避免設(shè)計上趕出圖時間而疏忽,造成施工上沖突、返工與浪費。
大體量設(shè)備(如大型顯示屏、大音箱等),在土建結(jié)構(gòu)、裝修設(shè)計時,就應(yīng)商量好留有足夠大的空間和最佳位置,預(yù)留尺寸適宜的孔洞和安裝固定的預(yù)埋件。安裝吊支架應(yīng)牢固可靠,設(shè)備部位最好由裝修統(tǒng)一歸口,達到較好裝飾效果。
十一、對中央控制室/操作控制室統(tǒng)一規(guī)劃布置和設(shè)計
智能化子系統(tǒng)較多,要求各異,又常共用主機房。在各子系統(tǒng)基本確定后,應(yīng)把它們對機房布置的具體要求歸納起來,統(tǒng)一由設(shè)計總包協(xié)調(diào)、規(guī)劃、設(shè)計,制定裝修標準,避免施工上各自為政、管理上混亂無章。為了方便使用和管理,建議中控室應(yīng)按有關(guān)規(guī)定標準設(shè)置獨立的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)或恒溫恒濕設(shè)施,鋪設(shè)防靜電架空地板,進出洞口要有防堵措施,不能有無關(guān)的管道穿過。要統(tǒng)計各系統(tǒng)用電消耗功率,留足容量,設(shè)置專用的電源配電箱,建議采用雙回路供電末端切換的方式,并且各個子系統(tǒng)可共用一套UPS電源。重要的機房消防設(shè)施