現(xiàn)代建筑工程中的智能建筑技術(shù)

姜瑞

（中國鐵建電氣化局集團有限公司新型建筑工程公司，太原 030012）

1 引言

智能建筑集通信技術(shù)、控制技術(shù)等多項技術(shù)于一體，在提高建筑施工質(zhì)量、改善居民生活條件等方面均有突出作用。在智能建筑技術(shù)的應(yīng)用中存在諸多技術(shù)細(xì)節(jié)，需要深入探討，把握技術(shù)應(yīng)用要點，在技術(shù)的支撐下建立智能化建筑體系。

2 智能建筑技術(shù)概述

2.1 智能建筑技術(shù)的內(nèi)涵

GB/T 50314—2015《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對智能建筑技術(shù)的定義為集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合于一體的建筑，此類富有智能化特色的建筑可為用戶提供安全、便捷、高效、健康、節(jié)能環(huán)保的環(huán)境，有效提升建筑的使用品質(zhì)。智能建筑技術(shù)是多種技術(shù)于一體的綜合形式，除建筑技術(shù)外，還融合信息通信技術(shù)。智能建筑高度重視對資源的優(yōu)化利用，升級施工方式，實現(xiàn)資源利用價值最大化的目標(biāo)。智能建筑技術(shù)貫穿建筑工程始末，在設(shè)計、建設(shè)、管理等環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)。智能建筑系統(tǒng)的核心包括通信系統(tǒng)、計算機管理系統(tǒng)、樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)等。

2.2 智能建筑技術(shù)的作用

智能建筑技術(shù)有效突破傳統(tǒng)建筑發(fā)展方式的束縛，具有的多重作用如下：

1）在設(shè)計階段應(yīng)用智能建筑技術(shù)：例如，依托BIM技術(shù)建立建筑信息模型，以更具直觀性的方式判斷設(shè)計存在的問題，有利于建筑施工的順利進行[1]。

2）在施工操作階段的應(yīng)用：依托物聯(lián)網(wǎng)促進數(shù)據(jù)的共享，發(fā)揮出數(shù)據(jù)對建筑工程的指導(dǎo)作用；聯(lián)合采用動態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)檢索等方法，明確材料供應(yīng)、機械設(shè)備運行狀態(tài)等具體情況，結(jié)合工程需求動態(tài)調(diào)控資源，推動建筑工程建設(shè)進程。

3 建筑工程中智能建筑技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 智能建筑弱電技術(shù)

智能建筑弱電技術(shù)在智能建筑技術(shù)體系中具有舉足輕重的地位，圖1為智能建筑弱電工程應(yīng)用示意圖。

圖1 智能建筑弱電工程的應(yīng)用

建設(shè)單位在應(yīng)用此項技術(shù)時需注重以下幾點：

1）模塊線路的連接。施工人員明確各模塊線路的特點，妥善連接，確?？刂浦行目杉皶r接收到源于建筑的數(shù)據(jù)信息，在數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下高效運行調(diào)節(jié)系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)。模塊線路的連接涉及通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，要求線路連接準(zhǔn)確并穩(wěn)定可靠?？紤]到模塊線路數(shù)量豐富、連接復(fù)雜度高的特點，在正式連接前需要進行梳理，確定一套合適的連接順序，有條不紊地開展線路的連接工作。以原模塊化結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)智能化的發(fā)展需求，建立完善的布線體系，確保經(jīng)過連接后的模塊線路具有穩(wěn)定性。

2）防雷擊措施。智能建筑技術(shù)的應(yīng)用涉及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等，各類技術(shù)均配套相應(yīng)的硬件設(shè)施，而雷擊易導(dǎo)致某些設(shè)施無法正常運行，甚至誘發(fā)安全事故。因此，施工單位需高度重視智能建筑弱電管理，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和硬件設(shè)施的防護需求合理應(yīng)用防雷擊技術(shù)，其中尤為關(guān)鍵的是各類電子元件和電子設(shè)備，做到全面且有效地維護，保證各類設(shè)備的穩(wěn)定運行。

3）加強工程材料的質(zhì)量管理。材料質(zhì)量是決定工程品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，在智能建筑的弱電工程中也不例外。因此，施工單位需明確智能建筑弱電工程對材料的要求，確定材料的規(guī)格和數(shù)量；對比分析各供應(yīng)商的資質(zhì)，擇優(yōu)選取供應(yīng)商，與之建立合作關(guān)系，從源頭上保證材料供應(yīng)質(zhì)量可靠性和供應(yīng)數(shù)量充足性；材料進場時加強質(zhì)量檢驗；材料進場后未及時使用需分類存放，采取防護措施，避免受潮、受損等；材料使用時注重操作行為的規(guī)范性。智能建筑弱電工程的建設(shè)涉及豐富的電子器械和電子設(shè)備，為保證質(zhì)量，施工單位需引入高素質(zhì)的人才，為智能建筑弱電工程的施工質(zhì)量保駕護航[2]。

4）注重技術(shù)管理。詳細(xì)劃分弱電系統(tǒng)，分多個部分采取針對性的管理措施。智能建筑弱電工程得以有效建設(shè)的關(guān)鍵在于采取技術(shù)管理措施，需從多個方面著手加強管理：（1）嚴(yán)格審核弱電系統(tǒng)設(shè)計圖紙，發(fā)現(xiàn)不足后及時指出、妥善處理，為弱電工程的施工打好基礎(chǔ)；（2）加強對施工設(shè)計及建設(shè)施工的審核，保證各道工序的有效性；（3）深入優(yōu)化子系統(tǒng)的間接口，要求工作人員高度重視對子系統(tǒng)接口控制系統(tǒng)的整合，保證方案科學(xué)可行，各項技術(shù)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能建筑中的作用在于增強數(shù)據(jù)信息通信設(shè)備、交換設(shè)備及管理設(shè)備的聯(lián)系，建立起內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的良好連接關(guān)系，同時通信子系統(tǒng)在邏輯、功能等方面也可通過通信子系統(tǒng)建立起連接關(guān)系，提高數(shù)據(jù)信息的共享水平，發(fā)揮出數(shù)據(jù)在智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用價值。部門子網(wǎng)是智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要部分，其類型的選擇和配置方式主要視信息體量、服務(wù)器訪問頻率而定，主要為普通局域網(wǎng)、PBX網(wǎng)、高速局域網(wǎng)共存的形式。建成的ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸速率較高，內(nèi)部各端的工作速率為25~155 Mb/s，在此速率狀態(tài)下可促進子網(wǎng)通信的高效進行，同時端口附帶專用寬帶，無論子網(wǎng)數(shù)目如何增加，用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量也始終保持在較高的水平，原因在于用戶的帶寬競爭被限制在特定的子網(wǎng)范圍內(nèi)，因而子網(wǎng)數(shù)目增加造成的影響減弱，得益于此特點，智能建筑技術(shù)中通信網(wǎng)絡(luò)的拓展性良好。通過局域網(wǎng)仿真技術(shù)的應(yīng)用，維持局域網(wǎng)與ATM網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定連接關(guān)系，在此前提下網(wǎng)絡(luò)之間路由器、網(wǎng)管等協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備的配置得以精簡，能夠以更加便捷的方式進行網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視等活動[3]。在應(yīng)用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)后，還可建立高效便捷的虛擬局域網(wǎng)，對接不同地區(qū)的設(shè)備可被整合至一體，構(gòu)成集多設(shè)備于一身的局域網(wǎng)，其他的邏輯子網(wǎng)并不會受到網(wǎng)段物理位置的影響，智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的高效性和穩(wěn)定性均得到顯著的提升。

3.3 智能建筑綠色節(jié)能技術(shù)

綠色節(jié)能是各行各業(yè)發(fā)展中的重要目標(biāo)，建筑作為耗能大戶，提高綠色節(jié)能水平勢在必行。在智能建筑技術(shù)的應(yīng)用中，需要將綠色節(jié)能作為重要的工作方向，將綠色節(jié)能技術(shù)貫穿至智能建筑全壽命周期內(nèi)。初期設(shè)計階段，兼顧建筑內(nèi)部、周邊環(huán)境各項與建筑有關(guān)的因素，評估建筑建設(shè)是否會對周邊環(huán)境造成影響以及周邊環(huán)境對建筑是否存在制約作用，兼顧噪聲污染、空氣污染、水污染各種形式的污染，做好優(yōu)化設(shè)計工作，減小建筑對生態(tài)環(huán)境的影響，實現(xiàn)建筑與周邊環(huán)境的自然融合。從智能建筑技術(shù)整體功能的層面來看，需聯(lián)合采取規(guī)劃設(shè)計、位置選擇、基礎(chǔ)架構(gòu)等方法，在不影響智能建筑建設(shè)的前提下最大限度減小資源消耗量，契合綠色節(jié)能的發(fā)展理念，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)綠色建筑節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟性目標(biāo)。智能建筑經(jīng)濟性要求的關(guān)鍵在于打造綠色建筑，設(shè)計、建設(shè)各環(huán)節(jié)均保持經(jīng)濟理念，引導(dǎo)社會各方積極參與到智能建筑的建設(shè)中，深入發(fā)掘節(jié)水、節(jié)電等潛力，從而達(dá)到節(jié)省成本的效果。全面核算建筑全壽命周期的效益及成本，順應(yīng)市場發(fā)展需求，實現(xiàn)建筑的經(jīng)濟效益目標(biāo)。此外，智能建筑的綠色節(jié)能是一項全面性且持續(xù)性的工作，除了建設(shè)階段的材料節(jié)約利用、機械設(shè)備的科學(xué)調(diào)度、現(xiàn)場環(huán)境管控外，建筑使用階段的節(jié)能降耗也不容忽視，在此方面可以充分利用自然資源，減少額外的電力資源消耗和水資源消耗，如收集雨水、回收建筑用水等均是重要的節(jié)能降耗的策略。

4 智能建筑技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 基于移動互聯(lián)技術(shù)的人機協(xié)同

建筑的建設(shè)質(zhì)量對建筑智能化有一定的制約作用，在提高智能化水平的策略中，將移動互聯(lián)技術(shù)作為突破口，利用此項技術(shù)解決運營管理者信息互通層面的問題，向自動化系統(tǒng)中融入建筑的人及發(fā)生在建筑中的各項活動，建立人機協(xié)同的模式。由于IT成熟架構(gòu)的支撐，移動互聯(lián)技術(shù)營運而生，例如基于服務(wù)的架構(gòu)（SOA）則頗具代表性，從當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用形式來看，更側(cè)重于“平臺+應(yīng)用”的方式，其運作原理與智能手機有異曲同工之妙，即以需求為導(dǎo)向，著力解決弱電系統(tǒng)與實際應(yīng)用脫節(jié)的問題以及其他各式各樣的問題。

4.2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能建筑萬物互聯(lián)

在智能建筑萬物互聯(lián)的發(fā)展中，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，聯(lián)合采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)。

4.2.1 網(wǎng)絡(luò)寬帶化

為滿足現(xiàn)代信息的應(yīng)用和集成要求，采用寬帶化的通信網(wǎng)絡(luò)形式，且隨著GPON（見圖2）、EPON等技術(shù)的發(fā)展，建筑的智能化特征更為顯著，能夠促進寬帶互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。

圖2 GPON架構(gòu)

4.2.2 無線通信技術(shù)的推廣應(yīng)用

在保留有線通信方式的同時，聯(lián)合采用日益發(fā)展的WiFi及其他無線通信技術(shù)，為智能建筑建立無線網(wǎng)絡(luò)，在“有線網(wǎng)絡(luò)+無線網(wǎng)絡(luò)”的綜合模式下，突出此類網(wǎng)絡(luò)適用范圍廣、活動頻次高的特點。

4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)的控制網(wǎng)

現(xiàn)代控制網(wǎng)的開放性能隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用而顯著提升，具備對建筑進行智能化控制的能力。在技術(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、云計算技術(shù)等均具有代表性。例如：（1）網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。有效提高網(wǎng)絡(luò)層間網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，涵蓋的細(xì)分技術(shù)形式包含移動互聯(lián)網(wǎng)、WiFi傳輸技術(shù)等。（2）云計算技術(shù)。以高性能計算機為主要的實現(xiàn)裝置，將此裝置布設(shè)在特定的地理位置后，為彼此間建立起關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效溝通融合。在數(shù)據(jù)高效共享的狀態(tài)下，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時可獲得充足的數(shù)據(jù)支持[4]。（3）傳感器技術(shù)。在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)后，提高物體的智能化水平。在當(dāng)前的智能建筑建設(shè)中，數(shù)據(jù)技術(shù)屬于頗具代表性的技術(shù)，其能夠較好地滿足現(xiàn)代建筑的發(fā)展需求。為智能建筑適配傳感器，采集建筑溫度、濕度等信息，根據(jù)信息動態(tài)控制暖通空調(diào)，實現(xiàn)對建筑內(nèi)部環(huán)境的智能化調(diào)控。

5 結(jié)語

綜上所述，在傳統(tǒng)建筑發(fā)展方式中融入智能建筑技術(shù)后，將大幅提高建筑的建設(shè)質(zhì)量和效率，減少資源消耗和成本投入，彰顯出綠色節(jié)能的特色，智能建筑技術(shù)對建筑行業(yè)的發(fā)展有引導(dǎo)性作用。作為建設(shè)單位，需認(rèn)識到智能建筑技術(shù)的內(nèi)涵，理清技術(shù)要點，結(jié)合建筑建設(shè)條件合理應(yīng)用智能建筑技術(shù)，彰顯出智能建筑技術(shù)創(chuàng)造的經(jīng)濟效益、社會效益及生態(tài)環(huán)境效益。