翻開人類建筑史,可以發(fā)現(xiàn),智能建筑這一誕生不到20年的新生事物,以其高效、安全、舒適和便利等優(yōu)點,勢不可擋地進入現(xiàn)代高層建筑。智能建筑在世界上被譽為世紀性建筑,是一個國家綜合國力和科技水平的具體表現(xiàn),智能建筑也將成為二十一世紀世界建筑發(fā)展的主流。
本文所稱智能建筑的主流技術,就是既指是先進技術又是流行技術,即工程中通常應采用的技術。考慮的基點是:工程不是科研,工程不宜采用最先進的科研新技術,而應采用成熟的先進技術。
這些主流技術包括智能建筑從BAS、CNS及OAS(簡稱3S)向上層發(fā)展而成為系統(tǒng)集成(SystemIntegration簡稱SI),向下延伸為3S各自包括的各個子系統(tǒng)(約十余個子系統(tǒng))。涉及領域之廣泛,內容之深入均超出了前人所達到的廣度與深度。近幾年,我國智能建筑總量已達上千幢,其發(fā)展速度已名列世界前茅。特別在運用世界智能建筑主流技術方面,或者說引導世界智能建筑主流技術方面,我國也不會太落后于世界發(fā)達國家。甚至國外有關專家發(fā)出感嘆,當今世界智能建筑技術推動的源頭在中國。有這樣的評論,作為一名中國智能建筑專家很引為自豪。我認為其主要原因是中國經濟的高速發(fā)展,有巨的智能建筑市場需要的推動,再加上我國廣專家的努力分不開。
限于篇幅,本文不在每個子系統(tǒng)主流技術的具體方面展開,這也非幾千字的文章所能說清楚,只是從宏觀上提出論點。并結合江蘇省近百幢智能建筑營造過程中考慮談談主流技術運用。旨在介紹主流技術及其應用中考慮的出發(fā)點,以使我省智能建筑既先進又不浪費,為提高新建的建筑質量而拋磚引玉。
一、當前世界智能建筑主流技術的探討
1、結構化布線系統(tǒng)(StructureCableSystem簡稱SCS)
首先說明該小標題中沒有“綜合”二字,是考慮到綜合布線系統(tǒng)從誕生到今,還未見到能把新有弱電系統(tǒng)信號線統(tǒng)統(tǒng)包括在內的綜合布線系統(tǒng)實際工程。這是因為傳送監(jiān)控圖象信號要加適配器,造價高;傳送BAS控制信號又嫌SCS路徑長,不合算,所以目前SCS主要傳送語言及數(shù)據(jù)信號,給人們造成了綜合布線不綜合的印象。故我認為,為避免誤導,現(xiàn)階段不宜提綜合布線系統(tǒng),而是提結構化布線系統(tǒng)為宜。
SCS的主流技術要求是:
(1)信息點:除語言點,數(shù)據(jù)點采用5類或超5類UTP或STP以外,應預留或設光纖到桌面(FibertoDesk)點,占15%左右。暫時不用的話可采用吹光纖技術,預埋光纖管。
(2)垂直干線:采用多膜光纖傳送數(shù)據(jù)信號,對數(shù)3類線傳送語言信號,并建議預留一部分對數(shù)5類線作傳送數(shù)據(jù)信號的備份。
(3)配線架:語言采用背架式,數(shù)據(jù)采用Patchpanel。MDF和IDF均采用19英寸標準機柜。
(4)為便于物業(yè)管理及減少跳線,建議推廣應用SCS計算機管理系統(tǒng)。幾年前IBDN等公司也曾開發(fā)過,但至今未見實用。以色列RIT公司新推出的Patchview系統(tǒng)具有國際領先水平。有條件工程應考率采用計算機管理系統(tǒng),對減少跳線,加強物管為有益。外國有些公司提出的千兆比布線,有點超前,在主干網上可以考慮,但水平線纜用5類或光纖傳輸,速率足夠可用。采用UTP還是STP應視樓功能而定。一般的工程采用UTP即可滿足要求,不要盲目追求高性能。抗電磁干擾要求較高的醫(yī)院、金融廈應采用STP,其中,瑞士Datwyler產品性能較好。
2、樓宇自控系統(tǒng)(BAS)
世界上高層建筑BAS產品從五十年代就開始采用模擬式自控,六、七十年代改進為數(shù)字式自控,八十年代采用專用微型計算機進行管理、監(jiān)控與顯示,技術趨于成熟,取名為集散式(即集中管理、分散控制)自控系統(tǒng)。主要技術特征是采用了DDC(DirectDigitalControl)技術,它是8位或16位微處理機。由運算、存儲模塊及輸入/輸出模塊構成控制單元,也是目前社會上廣泛應用的BAS產品,其代表產品有Hongyell公司EXCEL5000系列、Johnson公司METASYS系統(tǒng)、Landis&staefa公司S600、Andover公司Contium(TM)系統(tǒng)、SingaporeE&E公司ST8200系統(tǒng)和Siebe公司NETWORK8000系統(tǒng)等。
九十年代中期,BAS系統(tǒng)向系統(tǒng)集成方向發(fā)展,開始考慮上層控制總線與其它子系統(tǒng)(消防FA、閉路電視監(jiān)控CCTV、出入口管理系統(tǒng)等)連網。由于BAS的信號傳輸和數(shù)據(jù)通信的通信網有了統(tǒng)一的通信協(xié)議,對多個供應商不同系統(tǒng)之間的集成,可采用BACnet(BuildingAntomationControlNerwork)互聯(lián)標準(NASISPC135)。該標準由美國暖通空調學會(ASHRAE)制訂,世界上已有100多個公司承認并參加,已于1996年正式批準成為美國標準,1997年成為歐洲標準。
美國Echelon公司于1992年提出了LONWORKS技術,它標志著控制系統(tǒng)網絡的新紀元。當今,LONWORKS技術已從工業(yè)自控發(fā)展至智能建筑BAS自控系統(tǒng),它的開放性,互操作性,可靠性,無中心控制等突出優(yōu)點已被世人所公認。目前世界上各BAS公司紛紛推出這類新產品,如Siebe公司1/A(INTELLIGENT/Automation)系統(tǒng),HoneywellEXCEL5000OPEN型,西門子樓宇科技下屬竺吉爾.馬四法公司S600APOGUE等。此外,美國VACOM公司與我國合資成立的佛山康聯(lián)自動化工程公司,產品有BAS-K3000,1997年在三水市恒益國際酒店等三個工程使用。此外,德國ISC公司開發(fā)的’’傻瓜型’’BAS系統(tǒng)(SeaChange),也引人注目。
Lonworks雖是先進技術,但至今還不完善,主要問題是不配套,系統(tǒng)軟件與應用軟件接口協(xié)議還未解決,在BAS各種傳感器中還未普遍采用Echelon芯片,目前的lonworks系統(tǒng)產品多數(shù)還處于過渡階段。因此從事Lonworks技術開發(fā)的公司必須加快進度,推出全套完整成熟產品,否則工程會處于半拉子,造成嚴重后果。業(yè)主必須保持清醒的頭腦。我認為現(xiàn)階段不宜將Lonworks抄得過熱,工程中仍可廣泛采用比較成熟的BAS集散式控制系統(tǒng),因為它既滿足舒適性,又可節(jié)能30%,已有很多成功的先例。
3、系統(tǒng)集成(SI)
當今世界是信息技術(IT)時代,各行各業(yè)都在搞系統(tǒng)集成,智能建筑更是與SI緊密相關。
什么是智能建筑SI?
關于系統(tǒng)集成的定義,國際上至今還不明確。由江蘇省建委和技術監(jiān)督局98年3月發(fā)布的"智能建筑化系統(tǒng)工程設計標準"中,提出SI是將智能建筑內不同功能的子系統(tǒng)通過系統(tǒng)集成的方式,將它們在物理上和邏輯上連接在一起以實現(xiàn)綜合信息,資源和整體任務的共享。最終目的是使用戶得到滿足其要求的最佳方案。
目前,系統(tǒng)集成技術尚不成熟,但一些系統(tǒng)集成商炒得火熱,從IBMS乃至I2BMS及I3BMS,即IBMS為IntegratedBuildingManagementSystems;I2BMS為IntegratedIntelligentBuildingManagementSystems;I3BMS為IntegratedIntelligentInternetBuildingManagementSystems;這種劃分不能說沒道理,但這三者是同出一轍,只是集成程度上的差異。江蘇省“建筑智能化系統(tǒng)工程設計標準”是按三級劃分,即一級為一體化系統(tǒng)集成(IBMS);二級為準系統(tǒng)集成(BMS);三級為可系統(tǒng)集成。現(xiàn)階段可以達到的比較成熟的技術是準系統(tǒng)集成(BMS),即實現(xiàn)建筑內機電設備的集中監(jiān)視和管理功能,具體地說是在BAS平臺實現(xiàn)FA、CCTV及CPS等系統(tǒng)的集成。
4、其他主流技術概要
(1)火災報警與消防聯(lián)動控制:對智能樓而言,不能采用傳統(tǒng)型消防系統(tǒng),宜采用智能型火災探測報警系統(tǒng),即具有智能探測和智能監(jiān)測兼有的系統(tǒng)。目前,國外最新提出的是采用模糊人工神經網絡分布智能火災報警系統(tǒng)以及多元復合高性能探測器,可滿足現(xiàn)代智能建筑防火的需要。
(2)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)
目前慣用的監(jiān)控系統(tǒng),最優(yōu)點是采用長延時錄像機,它的錄象圖象質量差又不便于保留和損耗的缺陷,無法與先進的數(shù)字壓縮式監(jiān)控系統(tǒng)相抗衡。后者的優(yōu)點是光盤錄像,清晰度高,但價格昂貴。目前主流技術是采用數(shù)字壓縮式與傳統(tǒng)模式相結合方案,比較適合我國國情。
(3)三網合一
此前,語言、數(shù)據(jù)和電視圖像是三個系統(tǒng)分開傳送,缺點是既不經濟又施工復雜。目前世界主流技術是三網合一,即利用電纜雙向傳輸方式,能同時傳送三種不同信號。這是發(fā)展趨勢,但具體實施還有不少困難。目前出現(xiàn)的有純雙絞線銅纜網,混合光纖/銅纜網、無線接入網和純光纖網等。
目前以混合光纖/雙絞線網為主流技術,世界各國較為普通的作法是光纖到路邊(FTTC),光纖到遠端節(jié)點(FTTR),光纖到樓(FTTB)等與銅纜混合,是銅纜網向鈍光纖網過渡的理想方案。
其他子系統(tǒng)的主流技術因限于篇幅,將另文發(fā)表。
二、智能建筑主流在江蘇的應用
迄今為止,江蘇省已建和在建的智能建筑總量在100幢以上,其中,省會南京約占一半,蘇州、無錫、常州約占30幢,現(xiàn)以南京市為例:
其中金融有:中國銀行(20F,2.5萬平方米)、工行廈(27F,5.4萬平方米)、中信銀行(28F,4.2萬平方米)、農行金穗廈(28F,5.4萬平方米)、證券廈(32F,5.8萬平方米)。
稅務有:市國稅廈(30F,4萬平方米)、省國稅廈(21F,2.6萬平方米)、市地稅廈(22F,2萬平方米)、省地稅廈(24F,2萬平方米)。
保險公司有:人保廈(28F,3萬平方米)、華盈廈(14F,1.6萬平方米)。
房地產開發(fā)有:金鷹廈(58F,14.7萬平方米)、金絲利廈(52F,10萬平方米)。
新聞、出版局有:云湖廈(30F,3萬平方米)、新華廈(52F,8.5萬平方米)。
郵電有:鼓樓街廈(28F,3萬平方米)、通信指揮調度樓(26F,2.2萬平方米)、金山廈(32F,3萬平方米)。
醫(yī)院有:南京軍區(qū)總醫(yī)院新病房廈(15F,3.4萬平方米)、江蘇省省級機關醫(yī)院樓(16F,2萬平方米)。
商業(yè)貿易有:南京國際貿易中心(28F,6萬平方米)、金外灘廈(28F,3萬平方米)、江蘇國貿廈(28F,3萬平方米)、SUMEC廈(22F,2.6萬平方米)、匯鴻廈(28F,5萬平方米)、狀元樓廈(13F,21萬平方米)。
其他還有祿口國際機場新樓、省公安廳指揮樓(19F,2萬平方米)、南京鐵路客運服務樓(28F,4.8萬平方米)、南京博物院新展廳等。
99年上半年招標的樓有:南京廣播電視廈(26F,3.5萬平方米)、南京國投廈(25F,4萬平方米)、江蘇省政協(xié)樓(8F,1.6萬平方米)、下半年還有南京圖書館新樓、招商局國際金融中心(52F,18萬平方米)、江蘇省電視臺新彩電中心(45F,8.5萬平方米)等。
江蘇省其他經濟發(fā)達城市也興建了不少智能廈,其中比較有影響的是泰州春蘭集團科技廈(28F,3萬平方米)、蘇州國際商城(18F,21萬平方米)、蘇州工業(yè)園區(qū)國際廈(18F,5.6萬平方米)、常州中國銀行廈(26F,3.3萬平方米)等。
在我國改革開放政策推動下,建設部和江蘇省建委的正確導向對江蘇省智能建筑業(yè)起到了很的促進作用。
繼北京、上海成立智能建筑學會之后,1996年5月30日,江蘇省智能建筑學術委員會正式成立,依托在省土建學會及自動化學會,這是全國第三個成立的智能建筑學會,二年來共發(fā)展智能建筑工程技術人員二百多人。學會奉行技術開放和市場開放原則,歡迎國內外有實力的公司到江蘇進行競爭。學會每年召開一次學術年會,平均每月舉辦一場技術交流報告會,學術氣氛的濃厚,促進了業(yè)主及建筑設計研究院的交流,智能建筑主流技術得到了廣泛重視與應用,反映在江蘇省99年上半年幾個型智能建筑工程的招標書中。如:江蘇省政協(xié)廈,在招標書中明確提出如本文所述的SCS、BAS、SI等主流技術,引起了國內外工程公司的高度重視,特別是國外有實力的公司也為之震動,促進了他們技術開發(fā)。
要不要搞SI?這是建筑業(yè)主最頭疼的問題,江蘇省政協(xié)樓的招標書中明確要求搞SI,七家投標商報價從5萬元到120萬元,令人啼笑皆非。投標的這些單位無論是方案以及隨后的實地調查均不能令人滿意,這是系統(tǒng)集成商的一個悲劇,也令人失望。我個人認為,系統(tǒng)集成屬于1+1>2的高科技新課題,國內外有很多高質量文章涉及此領域。理論上肯定是能成立的,但是目前條件還不成熟。
目前,江蘇采用BMS系統(tǒng)集成的樓有中信銀行南京分行,工商銀行南京分行及蘇州工業(yè)園區(qū)國際廈等,估計占樓總量的1/4。這個統(tǒng)計數(shù)字雖不盡如人意,但畢竟是現(xiàn)實。據(jù)了解,國內幾家有實力的公司已經開發(fā)了系統(tǒng)集成系統(tǒng),其中有北京華埠特克(Wave-Tek)科技發(fā)展有限公司的IBCIS智能建筑設備中央集成系統(tǒng)、北京德達數(shù)據(jù)公司的智能建筑綜合管理集成系統(tǒng)IBIS-2000等;國外公司如新加坡宇博系統(tǒng)工程公司的智能建筑物管理集成系統(tǒng)EagleyePSCADA等,廣東省郵電科技樓就采用了該公司產品。作者衷心希望智能建筑主流技術能廣泛應用于我國智能建筑,讓千百幢智能建筑屹立在中華地上,為人類文明作出新貢獻。