现代建筑工程中的智能建筑技术

姜瑞

（中国铁建电气化局集团有限公司新型建筑工程公司，太原 030012）

1 引言

智能建筑集通信技术、控制技术等多项技术于一体，在提高建筑施工质量、改善居民生活条件等方面均有突出作用。在智能建筑技术的应用中存在诸多技术细节，需要深入探讨，把握技术应用要点，在技术的支撑下建立智能化建筑体系。

2 智能建筑技术概述

2.1 智能建筑技术的内涵

GB/T 50314—2015《智能建筑设计标准》对智能建筑技术的定义为集结构、系统、服务、管理及其优化组合于一体的建筑，此类富有智能化特色的建筑可为用户提供安全、便捷、高效、健康、节能环保的环境，有效提升建筑的使用品质。智能建筑技术是多种技术于一体的综合形式，除建筑技术外，还融合信息通信技术。智能建筑高度重视对资源的优化利用，升级施工方式，实现资源利用价值最大化的目标。智能建筑技术贯穿建筑工程始末，在设计、建设、管理等环节均有所体现。智能建筑系统的核心包括通信系统、计算机管理系统、楼宇设备自控系统等。

2.2 智能建筑技术的作用

智能建筑技术有效突破传统建筑发展方式的束缚，具有的多重作用如下：

1）在设计阶段应用智能建筑技术：例如，依托BIM技术建立建筑信息模型，以更具直观性的方式判断设计存在的问题，有利于建筑施工的顺利进行[1]。

2）在施工操作阶段的应用：依托物联网促进数据的共享，发挥出数据对建筑工程的指导作用；联合采用动态监控、数据检索等方法，明确材料供应、机械设备运行状态等具体情况，结合工程需求动态调控资源，推动建筑工程建设进程。

3 建筑工程中智能建筑技术的应用要点

3.1 智能建筑弱电技术

智能建筑弱电技术在智能建筑技术体系中具有举足轻重的地位，图1为智能建筑弱电工程应用示意图。

图1 智能建筑弱电工程的应用

建设单位在应用此项技术时需注重以下几点：

1）模块线路的连接。施工人员明确各模块线路的特点，妥善连接，确保控制中心可及时接收到源于建筑的数据信息，在数据的指导下高效运行调节系统和执行机构。模块线路的连接涉及通信技术和互联网技术的应用，要求线路连接准确并稳定可靠。考虑到模块线路数量丰富、连接复杂度高的特点，在正式连接前需要进行梳理，确定一套合适的连接顺序，有条不紊地开展线路的连接工作。以原模块化结构为基础，根据智能化的发展需求，建立完善的布线体系，确保经过连接后的模块线路具有稳定性。

2）防雷击措施。智能建筑技术的应用涉及计算机网络技术、信息技术、通信技术等，各类技术均配套相应的硬件设施，而雷击易导致某些设施无法正常运行，甚至诱发安全事故。因此，施工单位需高度重视智能建筑弱电管理，根据当地的气候条件和硬件设施的防护需求合理应用防雷击技术，其中尤为关键的是各类电子元件和电子设备，做到全面且有效地维护，保证各类设备的稳定运行。

3）加强工程材料的质量管理。材料质量是决定工程品质的关键因素之一，在智能建筑的弱电工程中也不例外。因此，施工单位需明确智能建筑弱电工程对材料的要求，确定材料的规格和数量；对比分析各供应商的资质，择优选取供应商，与之建立合作关系，从源头上保证材料供应质量可靠性和供应数量充足性；材料进场时加强质量检验；材料进场后未及时使用需分类存放，采取防护措施，避免受潮、受损等；材料使用时注重操作行为的规范性。智能建筑弱电工程的建设涉及丰富的电子器械和电子设备，为保证质量，施工单位需引入高素质的人才，为智能建筑弱电工程的施工质量保驾护航[2]。

4）注重技术管理。详细划分弱电系统，分多个部分采取针对性的管理措施。智能建筑弱电工程得以有效建设的关键在于采取技术管理措施，需从多个方面着手加强管理：（1）严格审核弱电系统设计图纸，发现不足后及时指出、妥善处理，为弱电工程的施工打好基础；（2）加强对施工设计及建设施工的审核，保证各道工序的有效性；（3）深入优化子系统的间接口，要求工作人员高度重视对子系统接口控制系统的整合，保证方案科学可行，各项技术参数符合标准。

3.2 智能建筑通信网络技术

通信网络技术在智能建筑中的作用在于增强数据信息通信设备、交换设备及管理设备的联系，建立起内部通信网络与外部网络相关联的良好连接关系，同时通信子系统在逻辑、功能等方面也可通过通信子系统建立起连接关系，提高数据信息的共享水平，发挥出数据在智能建筑通信网络中的应用价值。部门子网是智能建筑通信网络技术的重要部分，其类型的选择和配置方式主要视信息体量、服务器访问频率而定，主要为普通局域网、PBX网、高速局域网共存的形式。建成的ATM网络传输速率较高，内部各端的工作速率为25~155 Mb/s，在此速率状态下可促进子网通信的高效进行，同时端口附带专用宽带，无论子网数目如何增加，用户业务质量也始终保持在较高的水平，原因在于用户的带宽竞争被限制在特定的子网范围内，因而子网数目增加造成的影响减弱，得益于此特点，智能建筑技术中通信网络的拓展性良好。通过局域网仿真技术的应用，维持局域网与ATM网络的稳定连接关系，在此前提下网络之间路由器、网管等协议转换设备的配置得以精简，能够以更加便捷的方式进行网络配置、网络监视等活动[3]。在应用虚拟局域网技术后，还可建立高效便捷的虚拟局域网，对接不同地区的设备可被整合至一体，构成集多设备于一身的局域网，其他的逻辑子网并不会受到网段物理位置的影响，智能建筑通信网络的高效性和稳定性均得到显著的提升。

3.3 智能建筑绿色节能技术

绿色节能是各行各业发展中的重要目标，建筑作为耗能大户，提高绿色节能水平势在必行。在智能建筑技术的应用中，需要将绿色节能作为重要的工作方向，将绿色节能技术贯穿至智能建筑全寿命周期内。初期设计阶段，兼顾建筑内部、周边环境各项与建筑有关的因素，评估建筑建设是否会对周边环境造成影响以及周边环境对建筑是否存在制约作用，兼顾噪声污染、空气污染、水污染各种形式的污染，做好优化设计工作，减小建筑对生态环境的影响，实现建筑与周边环境的自然融合。从智能建筑技术整体功能的层面来看，需联合采取规划设计、位置选择、基础架构等方法，在不影响智能建筑建设的前提下最大限度减小资源消耗量，契合绿色节能的发展理念，并在此基础上实现绿色建筑节能技术的经济性目标。智能建筑经济性要求的关键在于打造绿色建筑，设计、建设各环节均保持经济理念，引导社会各方积极参与到智能建筑的建设中，深入发掘节水、节电等潜力，从而达到节省成本的效果。全面核算建筑全寿命周期的效益及成本，顺应市场发展需求，实现建筑的经济效益目标。此外，智能建筑的绿色节能是一项全面性且持续性的工作，除了建设阶段的材料节约利用、机械设备的科学调度、现场环境管控外，建筑使用阶段的节能降耗也不容忽视，在此方面可以充分利用自然资源，减少额外的电力资源消耗和水资源消耗，如收集雨水、回收建筑用水等均是重要的节能降耗的策略。

4 智能建筑技术的发展方向

4.1 基于移动互联技术的人机协同

建筑的建设质量对建筑智能化有一定的制约作用，在提高智能化水平的策略中，将移动互联技术作为突破口，利用此项技术解决运营管理者信息互通层面的问题，向自动化系统中融入建筑的人及发生在建筑中的各项活动，建立人机协同的模式。由于IT成熟架构的支撑，移动互联技术营运而生，例如基于服务的架构（SOA）则颇具代表性，从当前技术应用形式来看，更侧重于“平台+应用”的方式，其运作原理与智能手机有异曲同工之妙，即以需求为导向，着力解决弱电系统与实际应用脱节的问题以及其他各式各样的问题。

4.2 基于物联网技术的智能建筑万物互联

在智能建筑万物互联的发展中，以物联网技术为核心，联合采用互联网技术和传感器技术。

4.2.1 网络宽带化

为满足现代信息的应用和集成要求，采用宽带化的通信网络形式，且随着GPON（见图2）、EPON等技术的发展，建筑的智能化特征更为显著，能够促进宽带互联网和物联网的结合。

图2 GPON架构

4.2.2 无线通信技术的推广应用

在保留有线通信方式的同时，联合采用日益发展的WiFi及其他无线通信技术，为智能建筑建立无线网络，在“有线网络+无线网络”的综合模式下，突出此类网络适用范围广、活动频次高的特点。

4.2.3 标准的控制网

现代控制网的开放性能随着通信网络技术的应用而显著提升，具备对建筑进行智能化控制的能力。在技术应用中，网络传输技术、云计算技术等均具有代表性。例如：（1）网络传输技术。有效提高网络层间网络传输效率，涵盖的细分技术形式包含移动互联网、WiFi传输技术等。（2）云计算技术。以高性能计算机为主要的实现装置，将此装置布设在特定的地理位置后，为彼此间建立起关联，实现数据的高效沟通融合。在数据高效共享的状态下，物联网应用时可获得充足的数据支持[4]。（3）传感器技术。在应用物联网后，提高物体的智能化水平。在当前的智能建筑建设中，数据技术属于颇具代表性的技术，其能够较好地满足现代建筑的发展需求。为智能建筑适配传感器，采集建筑温度、湿度等信息，根据信息动态控制暖通空调，实现对建筑内部环境的智能化调控。

5 结语

综上所述，在传统建筑发展方式中融入智能建筑技术后，将大幅提高建筑的建设质量和效率，减少资源消耗和成本投入，彰显出绿色节能的特色，智能建筑技术对建筑行业的发展有引导性作用。作为建设单位，需认识到智能建筑技术的内涵，理清技术要点，结合建筑建设条件合理应用智能建筑技术，彰显出智能建筑技术创造的经济效益、社会效益及生态环境效益。