浅析电气智能化在建筑设计中的重要性

黄妍，李鹏

（淄博市建筑设计研究院）

浅析电气智能化在建筑设计中的重要性

黄妍，李鹏

（淄博市建筑设计研究院）

随着综合体建筑的日益繁荣，建筑功能的更加多样化，各种为建筑物服务的系统越来越多，如何让这么多的系统功能互相结合、互相促进，电气智能化系统的重要性已经毋庸置疑的突显出来。论文针对各个子系统如何一体运营，实现建筑功能的科学管理进行了分析，给出具体实例的实施方案。

以人为本；信息化建设；安全管理；节能降耗

1 引言

电气智能化设计已经成为一门专项设计专业，从规划设计阶段入手，建立一个“安全、舒适、运维高效、绿色节能”的智慧型综合建筑，不仅满足智慧城市建设的整体目标，而且为提高建筑的综合服务水平、提供全方位的安全保障、绿色节能以及降低运维成本提供各类技术支持。

表1 设备能耗比例

2 以实例分析系统设计理念

以淄博市金融中心大厦项目为例，本项目为市民及企业提供各类金融服务和融资平台，成为淄博开发区的金融核心，展现城市形象的窗口。本项目智能化系统的建设应充分体现“以人为本”的理念，将人性化设计贯穿始终，在满足使用和发展的前提下，尽量使投资效益最大化。淄博金融中心大厦的建筑智能化系统设计应着重考虑以下几个方面。

2.1 建筑节能需求

对于大型公共建筑需建立节能监管体系，开展能耗统计、能源升级、能效公示等工作。

按照国际通行的分类方法，民用建筑使用过程中的能耗，主要包括采暖、空调、通风、给排水、照明、电梯、电器设备等方面，各类设备能耗比例，见表1。

由表1统计数据可以看出，在建筑运行过程中，其能源消耗的主要设备是建筑内的各类机电设备，而其中大部分又是空调部分和照明部分的能耗。因此，建筑节能需要针对建筑物使用过程中的供暖、通风、空调、照明的能耗进行控制、监测，需要通过合理地设置建筑设备监控系统、建筑能源管理系统实现对楼内机电的集中管理和分散控制，将各类能耗按分类分项原则进行全面的数据采集、统计和分析，实现建筑物耗能设备用能效率的跟踪、控制与管理。

系统设计需引入“绿色建筑”的生态理念，对功能配置和业务流程，采用先进的环保、节能技术，强调高效率、低能耗、低污染，在真正实现“以人为本”的前提下，达到节约能源、降低运营成本的目的。

2.2 安全防范需求

建筑安全是运营的基本保障。安全防范系统为通过技术防护为建筑提供安全保障的手段之一，是以维护公共安全为目的，综合运用各种技术手段的防护系统。系统建设针对建筑的不同防护程度区别对待，如：重点防护区域需要采用两种及以上的防护手段，并进行全实时视频监控等。

智能化系统设计及实施中必须采取多种安全防范措施联动控制的方式，以求达到周密、到位的安全防范效果，在视频监控中实现对重点区域的全面监控，同时防盗报警系统与监控系统实现联动功能，发生非法入侵时，监控中心及时了解到防范区域的监控图像，在第一时间内处理入侵事件。

2.3 信息网络需求

对于现代化建筑，信息网络是重要的基础设施，没有网络就如同汽车失去了公路，寸步难行。本项目网络系统需要根据不同功能区域的需求进行建设，同时，在保证信息传输畅通的基础上，适度超前，满足日后的扩展、扩容需求。

针对本项目的需求，智能化建设的目标就是要着重解决怎样通过智能化系统的建设来实现对淄博金融中心大厦的安全、设备、信息的合理有效管理,为本项目的办公、设备运行等提供一种高科技、高效率的管理和服务手段，建立一个安全、舒适、便捷的信息化、网络化、智能化的金融商务中心。

图1 智能化系统设计构架

3 根据项目特点确定系统构成

3.1 金融中心项目特点

1）建筑面积大、功能复杂；

2）入驻形式多样、管理模式不同；

3）人员密度大、治安复杂多变；

4）系统集成要求高。

3.2 智能化系统构成

根据《智能建筑设计标准》（GB/T 50314—2006）对于金融办公类建筑智能化系统的配置要求，结合我们对类似项目的设计经验，建议本项目配置如下系统。

1）建筑设备管理系统

（1）建筑设备监控系统；

（2）建筑能源管理系统；

（3）智能照明系统。

2）安全防范系统

（1）视频监控系统；

（2）入侵报警系统；

（3）电子巡更管理系统。

3）一卡通管理系统

（1）门禁管理系统；

（2）消费管理系统；

（3）停车场管理系统（含车位引导）。

4）信息设施系统

（1）综合布线系统；

（2）有线电视系统；

（3）信息发布及查询系统；

（4）电梯五方通话系统；

（5）室内移动通信覆盖系统。

5）机房工程

（1）运营商通讯机房（网络程控机房、WIFI机房、手机信号机房）；

（2）消防控制机房。

6）智能化综合管路系统。

3.3 部分重要智能化系统的简要设计构架

1） 建筑设备监控系统

（1）系统功能

主要用于管理大厦内的各类机电设备，为建筑物提供一个安全、舒适、节能、高效的办公环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化，同时提高物业管理的科技水平和工作效率，节省人力及物力资源。

（2）系统架构（见图1）

系统由管理工作站（含操作系统软件和应用软件）、现场控制器（DDC）、各类传感器及执行机构组成。

系统采用集散控制方式的两层网络架构——管理层和控制层。管理层由管理工作站和网络控制器组成，控制层主要由前端DDC控制器组成，DDC控制器主要设置在各个送排风机房、空调机房、弱电间内。

系统管理工作站设置在地下3层冷冻机房控制室，实现对大厦内机电设备的控制和管理，管理工作站通过网络控制器与各DDC控制器之间进行通信，网络控制器与DDC控制器之间则采用RS485总线实现点对点通信，可在线增减设备，便于系统扩展。

（3） 系统设计

主要针对大厦内的冷热源系统、空调系统、新风系统、送排风系统、给排水系统及其他成套机电设备进行集中管理和节能管理。

2） 安全防范系统

安防防范系统的设计应根据国家标准及行业规范的要求，依照“预防为主、安全第一、人防、物防和技防相结合”的原则，在规范加强制度约束的基础上，充分发挥安全技术防范的作用，以达到“对犯罪产生威慑，实时监测保护重点目标的安全，提供犯罪作案时间和空间的证据”等目的，以维护公民人身安全和国家、集体 、个人财产安全。

（1）视频监控系统

①系统功能

系统利用视频技术探测技术，在建筑的重要区域及公共区域设置监控摄像机，监视设防区域并实时显示、记录现场图像。

②系统架构

系统采用数字视频监控系统：以智能化控制网为传输平台。系统结构如图2所示。

系统主要有视频源（前端网络摄像机）、传输交换设备（网络交换机）、管理控制设备（视频/数据管理服务器、监控客户端、管理软件）、视频存储设备和视频显示设备（视频解码器、监视器）等组成。

系统管理平台可与入侵报警系统实现联动。

③系统设计

a.管理中心设计

监控中心设置在一层消防控制室，内设监控客户端、电视墙、视频数据存储和管理设备，实现对大厦内的前端监控摄像机的集中监控。

b.存储设计

存储设备配置满足前端所有摄像机24h不间断、不失真地录像，并存储30天时间。所有摄像机的视频信号传输速度不低于25帧/s，数字高清摄像机的视频图像显示、录像和重放的清晰度均按不低于720P，分辨率考虑存储容量。

c.显示设计

一层消防控制室设置一套由3×4共12台117cm液晶拼接屏和LED条形屏组成的电视墙，对前端监控图像进行循环显示和报警显示。

d.点位设计

除电梯专用摄像机外，其余摄像机均采用720P高清红外网络摄像机。

图2 数字监控系统架构

④智能化控制网设计

智能化控制网采用2层星型网络架构——核心层、接入层。

核心交换机设置在1层消防控制室，接入交换机设置在楼层弱电间内。核心交换机与接入交换机之间均采用多模光纤进行通信。

3） 综合布线系统

（1）系统功能

综合布线系统就如建筑的通信神经，以模块化的组合方式，把语音、数据、图像和控制信号综合在一套标准的布线系统，进行统一规划管理。

（2）系统架构

系统采用星型的拓扑结构布线方式，主干大部分敷设在建筑物的弱电井内，更换和扩充比较容易。水平布线是在建筑物的天花板内和管道里，需要根据各功能区的使用情况进行统一的设计，使其分布更加经济合理。

（3）系统设计

综合布线系统要考虑三家运营商（联通、移动、电信）的接入设置及主干规划；

数据网络、电话外进线沿室外弱电手孔井敷设至地下一层网络程控机房内。

地下一层网络程控机房作为综合布线设备间，由设备间引出12芯单模光纤沿室内弱电桥架敷设至各楼层弱电间。

4) 智能化综合管路系统

综合管路由分布在建筑内的弱电桥架和管网组成，作为智能化系统最基础的路由，系统设计主要包括与整个弱电系统相关的弱电预埋管、弱电竖井、桥架、管路等。

（1）外部接入管路

针对各类市政通信线缆以及园区智能化系统（如园区监控等）线缆，预留进户手孔井及套管接入地下一层运营商机房，作为建筑内外的连通路由。

弱电外进线管路针对本项目应至少预留4根DN50钢管为运营商及有线电视外进线预留，2根DN100钢管为室外停车场、监控等智能化系统外进线预留，此外还需设置标准手孔井。

（2）建筑物内综合管路

在建筑内设置一套智能化综合桥架，满足智能化系统通信线路、控制线路以及运营商无线覆盖等线路的敷设需求。

4 智能化系统为建筑物提供的服务功能总结

4.1 搭建统一的智能化集成运维管理和应急指挥平台

1）丰富建筑的综合使用功能，提高运营管理的效率；

2）对突发事件及紧急事件做出快速反应，防患于未然；

3）为举行重大活动提供全方位的安全保障；

4）与平安城市、智慧城市等应急指挥平台的对接，提高协同能力。

4.2 为建筑物的信息化建设服务

1）打造高效、便捷的网络服务平台，方便市民获得各类资讯、预约服务等；

2）打造完善的无线网络平台，为各信息化设备的接入、未来物联网系统发展及市民无线上网的需求提供技术保障；

3）利用建筑设备管理系统实现对建筑设备的集中监管，减少值守人员、降低运营成本；

4）利用停车场管理及引导系统，提升对大型综合体停车场的管理水平，同事也为市民快速停车、快速寻车提供便利。

4.3 为建筑物提供安全管理服务

1）利用智能型视频监控平台，实现高清视频图像的记录和保存，对可疑人员、可疑物品进行智能分析、提示预警，起到防患于未然的作用；

2）利用入侵报警系统对珍贵物品、重要设施进行纵深化防护，并在公共区域为市民提供报警服务，提高整体安防水平；

3）利用门禁管理系统实现对建筑物的人员和物资流动进行有效管理，并准确记录和统计进出数据，为安全管理提供依据；

4）打造安防体系，实现安全防范各系统之间的联动，为安全保卫提供可靠的技术保障手段。

4.4 节能降耗，创建绿色建筑服务

1）打造建筑能效监管平台，实现对不同区域、不同类型能耗的远程计量、费用核算、统计分析，为节能降耗和减少运营费用提供建议方案；

2）利用建筑设备管理系统合理优化各类机电设备运行方式，在保证设备安全和环境舒适的前提下，节省设备运行费用；

3）为创建绿色建筑增分添彩。

[1] GB 50311—2016综合布线系统工程设计规范[S].

[2] GB 50189—2015公共建筑节能设计标准[S].

[3] GB 50314—2015智能建筑设计标准[S].

A Brief Analysis of the Importance of Electrical Intelligentization in Architectural Design

HUANG Yan, LI Peng

(Zibo Architectural Design and Research Institute)

With the increasing prosperity of complex buildings and diversif i cation of building functions, there are a growing number of systems serving for buildings. In the process of making such systematical functions combine with and promote each other, we have witnessed the striking signif i cance of Electrical Intelligentization system. In this paper, an analysis will be given to how each sub-system operating together to scientif i cally manage the architectural functions, and implementation plans for specif i c cases are also provided.

people oritented; information construction; safety management; energy saving