时间:2023-07-20 16:17:29
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中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
智能建筑是由建筑、结构、暖通、空调、变配电、给排水、照明与众多的弱电系统组成的,各系统之间相互关联、相互结合,是一种较大型、复杂、交叉性的大系统工程。传统的各专业分立的建设模式已不能满足人们对安全、舒适、高效、节能、环保的要求,建筑智能化系统机电集成就是将各种建筑电气设备和建筑智能化系统相互熔合,将建筑机电设备和智能化系统进行集成。改变传统的各系统分立建设的模式,整体优化设计,各系统统一施工,达到降低建设投资,提高运行效率、节能降耗的目的,必须在以下五个方面进行集成:
1、规划设计过程中的集成
系统进行优化的全面总体规划,在设计过程中就充分考虑到各系统的合理搭配,强弱电系统的统一规划,使系统设计优化,减少重复,节省用户投资,使用户具有较高的投资效益。
2、制造过程的系统集成
在楼宇电气设备的制造过程中,强调强、弱电集成化制造,使楼宇自动化系统具有很好的协调性,并充分发挥电气设备的最佳效益,在节能、节省投资、提高工程进度等方面发挥较好的作用。
3、建设过程中的系统集成
在工程过程中,楼宇电气设备和智能化系统的集成设计、统一施工、合理布局、预埋管线、综合安装、集中管理,使工程施工过程顺畅,提高工程质量、降低施工成本,加快工程进度。
4、楼宇自动化系统集成
实施建筑、暧通空调、变配电、发电机及其它强电设备和楼宇自动化(BA)系统的集成,使这些系统之间实现统一集成的数字化、网络化、图形化的管理,达到信息共享的目的,使各系统可实现多种联动和互操作,使智能建筑具有更高的智能化水平,可以处理比较复杂的事件,实现资源整合,安全舒适,高效节能的目的,以大幅度提高建筑物的管理水平、节省能源和人力,大幅降低运行成本,提高建筑的经济效益和社会效益。
5、智能建筑全面集成
全面集成是将智能建筑中所有的子系统均集成在一个计算机网络平台,实现全面的信息共享。这种集成是智能建筑的发展方向,但是需要有较高的建设投入和较高的运行维护成本。因此应根据智能化建筑的长远目标来制定高标准的规划,在充分了解自身的需求的前提下进行合理规划,避免盲目追求高标准,造成不必要的浪费。
智能建筑自从1984年诞生以来,以其安全、舒适、高效、节能、环保的特点,适应了知识经济时代的发展需要。目前,世界各国在新建较高挡次建筑时,均会不同程度的实现建筑物的智能化。
智能建筑通过将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要素以及它们之间的内在关系进行优化,提供一个投资合理、具有安全、舒适、高效、节能的建筑环境。智能建筑建设的中心思想是将建筑中的各系统进行优化,来实现一个投资省、性能优、能耗低的建筑环境,满足人们对活动场所的要求。
智能建筑的建设经历了由各系统分立建设到各弱电系统集成建设的阶段,目前已发展到机、电、智能化系统进行全面集成建设的阶段,智能建筑的建设进入了一个崭新的阶段。
1、智能建筑的传统建设模式
智能建筑通常由建筑物自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统组成,为了使这三个系统的信息及软硬件资源共享,把原来的相对独立的资源、功能等集合到一个相互关联、协调和统一的完整系统中,将建筑物内的各种工作和任务想互关联,科学合理的运用建筑内全部资源,即实现智能建筑系统集成。
传统的智能建筑的建设主要强调弱电系统,在建设过程中各系统分立进行,过程如下:
建筑图纸的设计
施工单位按照设计院所设计的施工图进行土建工程的施工,目前大部分设计院设计的施工图主要是包括土建、装修、电气、暖通、给排水等专业,包括部分的弱电系统,对智能化系统的设计通常需要由智能建筑系统集成商进行深化。
土建工程的招投标及建设
各强电系统的分别招投标以及施工建设
智能化系统的招投标及工程建设
这种建设方式程序多,工作界面划分困难,工程协调难度大,各系统分别独立招投标与施工,业主协调的难度很大。特别是智能化控制系统和电机设备的设计和施工是相互分立的,因此,很难使机电设备运行在最优化的状态下,容易造成建设投资的增加和运行费用的增加。
这种建设的模式从上世纪80年代逐步开始,局限于当时的技术及工艺水平,这种建设模式曾经在许多的建筑中得到运用,到目前仍然是主要的建设模式。这种模式决定了业主必须配备庞大的管理机构,包括各专业技术人员和管理人员,投入的人力、物力、财力巨大,但建设过程中仍存在无休无止的协调问题。
2、智能建筑的现代建设模式
随着信息技术、集成制造技术、机电一体化技术的不断发展以及在智能建筑中的应用不断深入,智能建筑的建设已开始进入建筑智能化系统机电集成的阶段。
建筑智能化系统机电集成强调机、电、智能化进行集成化制造和施工,适应了智能建筑各系统相互渗透、相互配合的发展趋势,方式如下:
这种建设模式大大减少了建设项目的环节,很方便对建设项目进行优化,可以为业主节省建设投资、加快建设速度、优化系统的运行方式、减少业主建设的人员投入。其中主要的优势有以下几方面:
智能建筑整体规划和优化
建筑智能化系统机电集成是将各系统进行集中的统一规划,通过对系统进行优化的全面总体规划,避免了由于各系统分别规划带来的系统协调性不佳、部分项目重复建设,资源浪费的问题,使系统具有较好的性价比。
智能化楼宇电气设备集成制造
这种集成制造技术改变了传统的电气设备和楼宇智能化系统是两个独立系统的观念,从产品设计到制造的全过程均以智能楼宇的应用为中心,将楼宇自控系统和空调系统、配电系统、照明控制、发电机组、电梯等在制造过程中进行集成,由于楼宇电气设备和楼宇自控系统均由一个集成商提供,因此,对机电设备的运行特征非常了解,可以提供优化的控制策略,使设备工作在优化的工作状态下。既实现了各系统的应用功能,又为系统的运行节省了能耗,而且还节省了建设投资。
要实现这种集成,必须具备以下条件:1)具有高性能机电设备;2)智能化控制系统的制造能力;3)较强的建筑智能化系统集成能力。
电气设备智能化系统联合施工
由于智能化楼宇电气设备集成制造,在安装楼宇电气设备系统的同时,也完成了大部分楼宇自控系统的安装,减少了施工量,而且由于采用了机电总包的方式进行,在各系统安装、管线综合、进度协调、工作面协调等方面具有很好的优势,大大的减少了业主所需协调的工作量,使工程可以顺利进行。
推动智能化建筑电气设备的标准化
建筑智能电气设备的最重要的特征就是网络化,由于楼宇智能电气设备有空调设备、配电设备、照明设备、发电机设备、电梯设备等多种,要使众多的建筑智能电气设备能够互联,其网络的接口标准确化非常重要。因此,智能化建筑电气设备的标准化是建筑智能电器的基本要素,通过智能化楼宇电气设备集成制造,可以推动建筑智能电气设备的标准化工作。
改善了售后服务质量
通过建筑智能化系统机电集成建设,使业主仅需通过一个机电集成商对整个大楼的整个机电系统的进行全面售前、售中、售后服务,提高了服务质量,减少扯皮现象,大大方便了业主。
[关键词]机电工程;智能化;应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)22-0381-01
引言
近年来,经济的高速增长推动了建筑行业的日益成长,客户需求的攀升也给建筑行业带来了新的挑战,而为了最大限度地满足客户的众多需求,建筑设备的自动化也被迅速的发展并广泛应用于建筑行业,各种自动化设备的应用也为现如今高频率生活节奏的社会提供了更加方便、快捷的条件。
一、建筑机电工程的智能化技术的概念
1.1 智能化技术的概念
什么是智能化技术,一般称为人工智能技术。是把gps定位技术、精密传感技术,采用计算机模拟处理模式的一种新的技术。智能化技术通过对语音、声音和图像进行识别以后,在通过设计好的智能化处理系统进行分析运算。主要功能包括语言处理系统、自动控制系统和图像语音识别系统。随着科学技术不断地发展,智能化技术在建筑机电工程的运用越来越广泛和实用。给建筑机电工程施工带来的帮助越来越显而易见。不仅能提高建筑机电工程系统装置的可靠性,还能给机器、照明系统、电脑系统提供自动化运行和控制管理。还加强系统和设备的保护能力。
1.2 建筑机电工程
如今的社会已经全面进入小康社会,对于如今的建筑机电工程的要求也是越来越高,机电工程是建筑行业中一个非常重要的组成部分。主要是指一些机电工程的一些相关设备和建筑内的电视等。建筑机电工程施工中工序比较复杂,从最先开始做设计然后到安装配电柜机电工程控制系统。还要安装电缆桥和架设电缆,树立电线杆在到电线杆上架设机电设备和铺设线路。还要安装:照明、变压器、动力装置、备用电源、电加热线路、电动机、避雷设备、电力开关和一些辅助电力设施等。在确定全部施工结束完毕以后,要对整个建议机电工程进行严格的检查验收工作,保证建筑机电工程的施工质量。
二、智能化技术在建筑机电工程的应用
2.1 建筑机电工程自动化控制中智能化技术的使用
随着社会的高速发展对电量的需求也是越来越大,无论生活还是工作各行各业都离不开电力支持,所以如今从以前用电到现在的安全用电的转变。机电控制变成了建筑机电工程中重要的一部分,所以建筑机电工程全面使用智能化技术,对建筑机电工程实行智能化的控制不仅可以加快工程的进度还保障了工程的施工质量。从而实现了提高工作效率和有效的降低建筑机电工程的成本。建筑机电工程的质量和控制系统的水平的高低进行直接挂钩。在如今的建筑机电工程自动化控制也是越来越智能化,所以自动化控制水平在建筑机电工程中越来越高。合理在建筑机电工程自动化控制上进行智能化技术的使用,可以结合相应的信息数据进行有效的分析,帮助系统的控制决策。以前传统的机电控制在安全性上比较差,不能更好的保障人们安全用电。而如今的智能化的机电控制系统采用GPS定位技术和传感器可以对供电网络中机电输电进行全方位的实时监控。假如出现用电安全隐患,我们的智能化系统会主动的预警和发出运行状况,然后智能化系统会主动拿出相应的措施进行解决或者是排除隐患,进一步保障了用电的安全性。所以在自动化控制上落实智能化技术,因为智能化技术在采集数据方面的要求比^高,所以在数据采集中应该更加全面和可靠,如此才能为控制系统提供参考依据,最后实现智能化的机电控制。
2.2 智能化技术对建筑机电工程进行故障分析
在建筑机电工程的具体施工中,一旦发生故障问题就会给建筑机电工程带来很大的危害和风险,不仅影响了工作质量还耽误了工作效率。随着如今的建筑机电工程的困难性和复杂性增加。为了提升建筑机电工程的有效和运行稳定。如果在故障处理中加入智能化技术进行提前预测分析的话,一般比较常用的方法有专家网络、模糊网络和神经网络。我们就可以使用智能化监测就可以很好的发现问题的所在,传统的方法进行变压器、发电机、发动机的故障诊断的时候,使用方法步骤不仅花费时间多还复杂,而诊断的结果的准确性还不能够保证。经常出现分析错误导致对故障的判断不够准确造成损失。但是如今把智能化技术加入在建筑机电工程的故障分析上,不仅准确率比以往的方法高很多。而且机电设备假如出现故障问题,计算机控制系统就会得到消息然后对故障部位进行实时监控,然后把采集来的数据反馈给处理系统通过模拟分析,做到及时解决问题。这样才能提高建筑机电工程的准确度和工作效率。
2.3 智能化技术对建筑机电工程的线路的应用
在整个建筑机电工程中的机电线路所占据的重要的地位是不言而喻的,所以相应的智能化技术需要体现在机电线路架线中,为了保证机电工程的各个线路设定的有可靠有科学。所以需要对于建筑机电工程的线路架设,需要智能化技术对具体的各个导线进行全面分析。如果智能化技术在机电工程的线路上进行很好的落实,可以保证整个机电工程的线路能够更加有效和合理。而且因为智能化技术对于信息数据采集比较全面,可以利用采集来的数据对于一些比较重要的系统结构进行重点分析。
2.4 智能化技术的应用对建筑机电工程设备进行优化升级
人们对建筑要求也是不断提高,所以建筑下的各项工程的技术也不断地提高和改进。所以加入智能化技术能够更好的促进建筑机电设备的优化升级。智能化技术主要是对自动化设备的智能化技术专家系统和智能化技术的遗传算法。什么是遗传算法,就是在运算中模仿生物遗传在利用生物的进化规律进行搜索判断。而且还可以对系统缺陷进行优化,但是在如今一般是专家系统和遗传算法进行组合使用。当然不只有这2种还有对模糊逻辑和神经网络进行设备优化升级。模糊逻辑是物理方法进行设备优化升级,神经网络主要是对计算机的算法升级,克服神经网络运算速度比较慢的问题。达到提升计算机运算速度提升的目的。采用新时代带来计算机信息技术可以改变传统的设计思路。增加高科技含量,让建筑机电系统更加的安全和智能,让人们用电的可以更加安全。
三、使用智能化技术带来的优势
首先是解放了人员,因为传统的控制器的操作主要是员工进行操作,难免会出现工作失误。使用了这一技术不仅减轻了员工的工作量和时间,还保证了施工的严谨和质量。而且控制能力非常的强而且及时,这种及时性能够保证了系统可以得到了更好的管理。而且因为及时性保证了各种指令发出比较及时可靠。还有就是智能化技术的应用可以保证全天候实时监控管理,这种监管方式可以对建筑机电工程系统更加有效的运行而且可以维持运行的稳定性。还有因为这一监控方式也保证了安全效果,可以对潜在的安全隐患进行及时的处理,有效的避免建筑机电工程各种安全事故的产生,而且也保证了相关工作人员的安全。
四、结束语
总而言之,通过对建筑电气工程智能化技术、智能化技术的应用的讨论与分析,让我们认识到在建筑电气工程的管理与控制中,需要运用智能化技术。这样不仅仅能够提高工作效率,而且能够有效的对电气工程进行自动化控制管理,从而大大的提高了建筑电气工程的质量,为人们的生活带去了一定保障。
参考文献
关键词:建筑智能化系统工程全程管理
建筑智能化系统是一种崭新形式的建筑弱电系统,同时建筑智能化系统建设是一项复杂的系统工程,它需要管理科学、施工管理技术等学科知识的全面支持。同时,建筑智能化系统建设首先是一项建设工程,必须科学地进行投资、效益、工期规划,并按建设总目标实施全过程的质量控制、进度控制、投资控制。但是,作为一项新生的、综合性的系统工程,建筑智能化系统工程在系统规划设计、施工、验收和行业监管方式都与传统的建筑机电系统有所不同,相应的标准和规范还不完善。建筑智能化系统各子系统间、建筑智能化系统与其它机电系统、建筑智能化系统与土建和装饰都有一系列相关的配合与协调。因此,在系统实施过程中,将对系统规划设计、工程施工与管理的人员在工程技术、管理经验上提出了更高的要求。
建筑智能化系统工程跨越诸多专业技术领域,在工程实施中又有许多相关工程的配合协调要求,且在系统设计、设备选型、工程公司选择、施工安装、工程验收等环节上,现行的标准和规范还不太完善,缺乏有效的质量监督和保证体制。现在大多数系统集成公司从属于IT行业,而设备安装公司又属于建设行业,因己方利益的驱使和行业的局限性,设计院或系统承包商在规划、设计、施工过程中难免犯重技术、轻效益或重设计、轻实施的毛病。造成一方面系统功能盲目升级,增加业主投资,另一方面因缺乏有效的施工管理和质量控制,往往是一流规划与投资、二流施工管理、最终落成三流的系统。施工、调试期间,因设计、施工、集成、设备供应等界面划分不清,造成设计、安装、集成、设备供应各方相互扯皮,业主忙于调解,不堪重负。类似情况严重损害了用户利益,也影响了建筑智能化系统的健康发展和功效体现。因此利用社会力量对建筑筑智能化系统工程的规划设计、队伍选择、施工管理、调试验收等全过程实施技术咨询与全程管理是确保工期、质量、减少投资的一种有效的解决方法,这在一些重大建设项目的建筑智能化系统工程的成功实施中已经被证明了。以下是笔者对在建筑智能化系统工程中如何实施工程全程管理的一些认识和体会。
建筑智能化系统工程全程管理的性质和特点
在建筑智能化系统建设过程中,涉及众多单位和机构,它们有业主(或建设单位)、设备生产制造单位(设备供应商)、管线与设备安装单位(安装公司)、系统承包商(工程公司或系统集成公司)、建设或设备全程管理机构,要完成建筑智能化系统工程的全程管理工作,首先必须明确建筑智能化系统工程全程管理的职责范围,同时处理好与其它单位和机构的关系。
1 建筑智能化系统工程全程管理由谁来做
建筑智能化系统工程全程管理可以是工程监理机构、项目总承包商、或专职的项目管理机构,他们受业主委托承接全程管理任务的。经业主授权,建筑智能化系统工程全程管理可代表业主对系统的规划设计、工程承包商的选择、设备选型等提供咨询服务,对系统的安装质量、系统性能、建设工期、投资进行全程管理。所以,建筑智能化系统工程全程管理与业主间关系是一种被委托与委托关系,建筑智能化系统工程全程管理活动是一种特殊的咨询和全程管理服务,该服务贯穿系统的整个建设过程,服务内容在委托合同中体现。
2 建筑智能化系统工程全程管理机构与设备供应商、安装公司、系统承包商间关系
建筑智能化系统工程全程管理机构之所以能够担任工程全程管理职责是经业主授权,业主应向规划设计部门、设备供应商、安装公司、系统承包商及时通报委托与授权事项,明确那些机构和人员可以代表业主行使工程全程管理的职责,而建筑智能化系统工程全程管理机构与这些单位间不签任何合同,全程管理活动是以业主与这些单位签订的合同为依据,按有关标准和规范执行。建筑智能化系统工程全程管理机构与这些单位间关系是全程管理与被全程管理关系。
3 建筑智能化系统工程管理与建设管理间关系
在建筑智能化系统工程建设中,既有项目建设管理及其分支机构,又有建筑智能化专业全程机构。它们之间既有区别又有联系。它们的管理的根本目标是一致的,都是以投资、质量、进度为控制目标。从管理的业务看,建设管理机构通常是对一项基本建设工程进行全过程管理,包括土建和机电设备部分的管理。建筑智能化系统工程管理则仅对其中的建筑弱电系统(智能化系统)进行管理,两种管理的内容有所覆盖,却各有侧重。
四、 建筑智能化系统工程全程管理任务
规划设计阶段:帮助业主明确和提出建筑智能化系统工程建设总目标;对系统的实现目标、投资规模、可行性作出综合评估分析。
系统承包商选择与设备选型阶段: 按业主要求,制订或审核项目招标书;协助业主组织实施招投标工作,提供技术咨询; 审核系统承包商资质、资历、工程业绩;作出系统方案。
施工阶段: 审核承包商施工计划、设备供应计划;协调建筑智能化系统工程与其它工程(如机电、安装、装饰)间进度与关系。
1、建筑智能化系统
建筑智能化技术是现代建筑技术与通讯技术相结合的产物,随着科学技术的进步而逐渐发展和充实,它的技术基础是现代建筑技术、现代控制技术、计算机技术、通讯技术、图像显示技术,即所谓的“A+4C”技术。“A+4C”的发展,推动着智能建筑不断集成化发展的进程,并在一些现代建筑中形成一种崭新形式的建筑弱电系统(建筑智能化系统),从而实现信息资源和任务的共享与综合管理,充分体现智能化建筑投资合理、安全、高效、舒适、便利、灵活的目标,这也是人们追求建筑智能化的目的。
建筑智能化系统包括通信网络系统、火灾报警及消防联动系统、安全防范系统、建筑设备自动监控系统、办公自动化系统等。
2、建筑智能化系统工程实施特点
建筑智能化系统建设是一项复杂的系统工程,它需要“A+4C”以及管理科学、施工管理技术等知识的全面支持。同时,建筑智能化系统建设首先是一项建设工程,必须科学地进行投资、决策、工期规划,并按建设总目标实施全过程的质量控制、进度控制、投资控制。但是,作为一项新生的、综合性的系统工程,建筑智能化系统工程在系统规划设计、施工、验收和行业监管方式上,都与传统的建筑机电系统有所不同。建筑智能化系统各子系统间、建筑智能化系统与其它机电系统、土建和装饰都有一系列相关的配合与协调。因此,在系统实施过程中,对系统规划设计、工程施工与管理的人员在工程技术、管理经验上提出了更高的要求。
3、建筑智能化工程实施程序
建筑结构、用途和用户需求的研究智能化系统方案的设计与评审工程招标文件的制定设备供应商与工程承包商的确定工程施工图深化设计工程实施及质量控制智能化系统工程检测智能化系统管理人员培训智能化系统验收开通智能化系统投入运行。
4、建筑智能化工程实施要求
(1)工程实施前应进行施工工序交接,做好与建筑结构,建筑装饰装修,建筑给排水,建筑电气。采暖、通风与空调和电梯等分部工程的接口确认。
(2)工程实施及质量控制应包括前期工程项目的交接和工程施工条件准备,进场设备和材料的验收,隐蔽工程检查验收,工程安装质量检查,系统自检和试运行等。
(3)在设备、材料的选购中要确定智能化系统设备供应商和被监控的设备供应商之间的界面划分;明确设备、材料的型号规格符合设计标准和国家标准,各子系统的设备接口必须相匹配。
(4)智能化工程的各个子系统应具有开放式结构,协议和接口都应标准化和规范化,使用综合布线系统和计算机网络技术,将各自分离的设备、功能和信息集成到互相关联的系统中。
(5)火灾报警及消防联动系统由消防局统一验收,安全防范系统由公安部门统一验收,自成一个系统。因此,独立建设的系统可以通过接口、协议相互开放,交换数据。
5、建筑智能化工程施工技术要求
智能化工程施工主要内容有深化设计、工程实施、质量控制、系统检测和竣工验收
5.1 一般施工技术要求
(1)按照合同文件和工程设计的要求,对设备和材料进行进场验收。设备和材料的质量检点应包括安全性、可靠性及电磁兼容性等项目。
(2)智能化设备的安装应在土建和装饰工程完工并合格后进行,各种探测器、传感器的安装应与建筑装饰和机电施工协调定位。
(3)施工单位在安装完成后,应依据合同文件和设计要求,以及规范规定的检测项目、检测数量和检测方法对系统进行自检。
(4)建筑设备监控系统的检测应以系统功能及性能检测为主,同时对现场的安装质量、设备性能及工程实施过程中的质量记录进行抽查和复核。
5.2 机房环境、电源及接地施工要点
(1)机房应敷设架空防静电地板,地板高度能满足地下管线的敷设;机房高度有足够的配线空间,满足配线架装设。工作面水平照度不小于国家规范标准。
(2)供电应为两路电源,并在末端自动切换。
(3)弱电系统的接地应采用等电位连结。弱电竖井应设有单独接地干线,弱电设备的接地应与接地干线相连接。
5.3 设备、元件安装要点
(1)现场控制器的位置应安装在便于调试和维护的地方。
(2)各类传感器的安装位置应装在能正确反映其检测性能的位置,并便于调试和维护。管道上传感器的开孔与焊接,必须在被测量管道的压力试验、清洗、防腐和保温前进行。
(3)各类探测器应根据产品的特性及保护警戒范围的要求进行安装。
(4)设备安装应整齐牢靠,便于维护和管理。
5.4 线缆、光缆施工技术要点
(1)线缆和光缆的型号、规格应符合合同文件和设计要求。综合布线系统所选用的线缆、连接硬件、跳接线等类别必须一致。
(2)多模光缆和单模光缆到施工现场时,要测试光纤衰减常数和光纤长度。
(3)综合布线的对绞线缆端接时,每对对绞线应尽量保持扭绞状态,非扭绞长度要小于规范规定的长度。
5.5 系统检测要求
(1)系统检测应待系统已安装完成,进行了初步调试,并有相应的技术文件和检测方案后实施。产品功能、性能等项目的检测应按国家标准进行;有特殊要求的产品,可按合同约定或设计要求进行。
(2)火灾自动报警及消防联动系统与其他系统具备联动关系时,其检测应依据合同文件和设计文件,以及规范规定的检测项目、检测数量和检测方法,制定系统检测方案。
(3)建筑设备监控系统安装完成后,系统承包商要对传感器、执行器、控制器及系统功能进行现场测试。
(4)综合布线系统性能检测,光纤布线应全部检测,对绞线缆布线以不低于10﹪的比例进行随机抽样检测,抽样点必须包括最远布线点。
(5)通信系统的测试包括初验测试和试运行验收测试。
(6)安全防范系统的检测应包括重点防范部位和要害部门的设防情况,有无防范盲区,安全防范设备的运行是否达到设计要求。
(7)系统集成检测应检查系统的接口、通信协议和传输的信息等是否达到系统集成要求。计算机网络系统的检测应包括连通性检测、路由检测、容错功能检测、网络管理功能检测。
5.6 智能化系统竣工要点
系统竣工验收应按“先产品,后系统;先各系统,后系统集成”的顺序进行。系统验收方式有分项、分部验收;交工、交付验收。
关键词:机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势
前 言
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1 机电一体化概要
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
2 基础阶段在基础工程施工中出现问题及处理方法
基础阶段在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电气专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预留预埋工作。这一方面要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;另一方面要求格外注意预留的轴线、标高、位置、尺寸、数量用材规格等方面是否符合图纸要求。进户电缆穿墙管和预留预埋是不允许返工修理的,返工后土建二次做防水处理很困难也不易,所以电气专业施工人员应特别留意与土建的配合。按惯例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建图纸上标明,由土建负责预留,这时电气工长应主动与土建工长联系,并核对图纸,保证土建施工时不会遗漏。配合土建施工进度,及时做好尺寸小于300 mm、土建施工图纸上未标明的预留孔洞及需在底板和基础垫层内暗配的管线及稳盒的施工。
3验收不是终点
目前在智能建筑领域存在设计要求高,而实际开通率低的问题。很多智能建筑项目设计要求很高,技术全面先进,达到了很高的标准。但在项目验收交付使用一段时间以后,实际应用中智能化程度却越来越低。这种情况具有一定的代表性,使一些人对智能化项目的必要性,或至少对是否有必要采用全面和先进的技术进行建设发生了疑问。
实际上,这并不是由于智能化系统在技术上太超前,而是后期支持和维护没有跟上。一般情况下,国内一些实力较强的知名集成商在项目实施和验收的过程中,都能够按照投标要求和竞标承诺完成项目实施,通过验收。但在项目交付之后的智能化系统使用和维护过程中,出于成本等考虑,通常业主并不会有一个专业化的队伍来管理。特别是在楼宇自控领域,对使用者和管理者的专业性要求很高,一旦发生问题,不能及时、有效的解决,就会影响智能化系统功能的发挥。
针对这一问题,系统集成商应提供培训以帮助用户正确的使用智能化系统;同时,定期巡检、回访,及时发现使用中遇到的问题,帮助用户解决;还可以利用专业厂商的技术优势,采取楼宇智能化管理外包的思路,这样可以有效的减少成本,让用户以更少的投入实现维护和管理,充分发挥智能化系统的功能。
有专家算过这样一笔帐,通过建筑智能化提高能源利用效率,减少的能耗方面的成本将在5到7年之内覆盖初期的智能化投入。减少能耗还只是智能化系统功能的部分体现,只有充分利用智能化系统的各项功能,才能发挥其最大价值。
4机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:
4.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
4.2模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4.3网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4.5绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
4.6系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
4.7 IT技术化
未来智能建筑的设计、实施者应该扮演什么样的角色?我们认为未来的智能建筑服务商应该重视IT新技术的应用给客户带来的价值。从国内众多大型工程的服务经验来看,大型综合智能化项目建设,不仅需要满足客户提出的要求,还需要服务商帮助挖掘更多对智能化应用的需求,需要服务商以整体规划意识为指导去发现并满足这些需求。未来的智能建筑服务商,要用IT手段实现楼宇智能化的应用创新,应该超越工程设计、实施等单一层次。如果没有IT技术的创新应用来引领客户需求,那样的智能建筑服务商存在的价值和意义就值得商榷了,更谈不到发展的层次上。
5结语
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
1.李建勇.机电一体化技术. 北京:科学出版社,2004.
关键词:智能建筑;机电设备;物业管理
1引言
建筑智能化的概念正向着“智慧城市”的方向发展,通过信息系统辅助实现智能机电设备从单体建筑管理转向更大范围的集中管理具有重要意义。近20年来中国城市化建设水平以前所未有的速度发展,在城市化的过程中伴随而来的是两种截然不同的现象。一是特大型城市,尤其是北上广深等超级城市对于人口的虹吸效应不断扩大,城市设施服务能力面对急剧增长的人口压力时需要较高的保障水平且智能化程度不断提高,伴随着人工成本的上升对高效的设施管理服务的需求潜力巨大。二是由于过热的投资建设,中小型城市设施建设速度高于实际需求,使得设施维保成本的投资收益比降低。这两种情况存在一个相同的解决方案即通过建立高效、准确、规范的维保支持手段,实现设施的集中管控从而提升维保人员工作消费比,降低管理成本。这里所谓集中是指将一个区域内的建筑物机电设施通过一个管理响应中心集中管理;高效是以少量具备较高的专业技能和职业素养人员为主实现对众多单体建筑机电设备的日常监控与管理;准确是指能够在详实的参考资料支持下准确而正确处置机电设备发生的故障或其他维保问题;规范是指通过统一的管理方案提供可复制的服务品质。远程智能机电物业管理系统通过结合智能建筑中智能化、网络化、数字化技术以实现数字化管理。
2智能机电设备管理服务的模式创新
为了实现这样的解决方案,设施自身的智能化和管理的信息化是必要的先决条件,唯有智能化的机电设备才具备实现远程监控和管理的可能性,而智能机电设备的数据经网络及时传递后需要通过信息系统才能实现设备状态数据、资料、管理等方面的真正结合并提供服务产品。随着互联网、智能化、大数据等产业和理念在近年的爆炸性成长,可建立此类解决方案看似水到渠成,从整体来看,大型机电安装企业和具备意识的机电物业管理公司相结合最有可能优先取得突破。从设备安装调试开始,基于前期掌握的详细技术资料以及实际调试情况,提供配套智能机电设备维保管理服务乃至后续的改型优化方案建议,将合作链条延伸到建筑设施全生命周期的机电设备管理服务模式可能出现。
3当前所面临的环境条件智能机电物业管理本质上是对楼
宇智能化的一种拓展,将一个建筑单体的机电设备智能化管理扩展到更高的地域级别,实现更广泛的数据共享和更高效的资源利用,远程智能机电物业管理系统在概念上来并不难理解且无需过多的高新技术支撑。在全球范围来看,发达国家不乏这方面的类似举措,但因国情不同而各有侧重。欧美的主流设备厂商在设施管理方面的营业额常两倍于其在系统集成工程方面的营业额,即后续配套服务的商业潜力远高于设备销售和集成。由于美国建筑工程承包模式特点,同一建筑工程中多采用单一品牌智能设备,这使得其虽在楼宇智能化管理控制方面成熟度较高但对更大范围建筑群的整体机电设备集中管理案例不多。而在日本,阿自倍尔仅通过一个BOSS中心(创建于1984年)以及少量的服务站即可为关东地区2000多栋建筑共计1.6万余管控节点提供综合管理支持服务,其中半数以上完全通过依靠管理实现故障处置,仅4%的建筑单体采用24h人员常驻。其依托相关市场高达80%以上的占有率建立了与自有产品高度配套的商业模式。我国城市化的快速发展过程中主流智能设备厂商悉数在内,一个建筑单体内多个不同品牌的智能设备共存的情况比比皆是。这使得即便是单体建筑的管理控制往往也需要使用多个不同的子系统平台,远程机电物业管理系统在兼容性和可管理性方面面临着关键性制约,但从发展的角度来看,厂商接口壁垒、管理水平、经济性(人员成本低、网络成本高)、社会整体需求不足等问题都在逐步松动和瓦解,相关实现方案和商业模式仍然值得研究和探索。
4智能机电物业管理系统的建立可行性
4.1硬件和网络方面
目前主流智能设备厂商并未开放所有的协议,与设施管理相关的协议也是被封闭的,但是基于485等通讯协议有基础实现不同厂商设备之间的数据交互,若相关市场需求被激活,通过相应合作沟通进行RTU开发,具备实现设备状态数据的获取甚至控制数据写入的技术可行性。网络条件方面按当前的互联网发展水平完全可以通过多种不同的接入方式满足各种类型的连接需要。
4.2管理软件方面
我国软件行业发达,有广泛的自主开发和合作方式供选择,从技术角度完全具备实现系统的可行性。真正问题是如何对于需要掌握和处理的数据进行正确规划以及在建立高效的配套管理流程,而这正是机电安装施工企业和物业管理企业各自的长处所在。
4.3客户需求方面
对于业主而言,远程机电物业管理系统在降低设备维护管理成本和提升管理效率的同时,也具备通过多方数据积累和管理经验提供诸如设施运行历史情况、运作方案优化、设备改进更换等方面增值服务的可能性,有助于提升其管理形象和客户实际体验。
4.4社会效益方面
从社会效益角度来看,建立远程机电物业管理系统可缓解高负担智能设备的维护管理工作压力和降低负担智能设备管理成本,顺应我国城市化发展现状并符合智慧城市建设的政策思路。
5系统的组成部分
5.1数据采集和管理标准
在建立远程机电物业管理系统的过程中,首先应基于设备调试和管理经验,对智能机电设备在维保管理过程中常见的数据进行整理和规划,形成数据采集和处理方面的统一标准。
5.2健全管理制度
整理智能机电设备维保相关的管理工作并将其步骤流程化,确定配套的管理表式和相应的操作权限。
5.3核心设备的研发
研发可按标准协议连接不同子系统并获取数据的RTU,通过RTU实现智能设备与管理系统之间的数据交互。
5.4信息管理系统
(1)用于承担数据汇总、处理、工单触发等功能的响应中心管理系统;(2)用于与RTU连接监控单体建筑不同智能设备状态并可通过网络实现与响应中心管理系统之间数据交互的客户端系统;(3)用于维保单位业务管理部门和业主等客户进行整体管理情况获取和展现的服务拓展系统(包括移动应用)。
5.5响应中心
为真正实现远程机电物业管理模式的潜在价值,需根据实际客户规模情况建立相应的响应中心,将骨干技术和管理人员集中配置于其中,配合分站、服务点、单体建筑保留的维保人员等,分级满足不同的客户需求。
6结语
远程智能机电物业管理系统能够实现从单体建筑管理转向更大范围的集中管理,具有重要的意义;本文分析了智能物业设备系统建立的环境和可行性,对智能物业管理系统的组成进行探讨,可以为后续该系统的建立提供借鉴。
作者:呼晓波 单位:上海市安装工程集团有限公司
参考文献:
关键词:暖通工程;智能化;(BA)系统;群控技术;要点
中图分类号:TU96+2 文献标识码:A 文章编号:
前言
智能建筑是当代高新技术的产物,通过建筑弱电系统增强建筑功能、提高管理水平、节约建筑运营能耗、保障建筑及人身安全、提升建筑内环境舒适度,上述内容直接关系到建筑物未来几十年的使用效果以及业主投资的回报。本文就暖通工程智能化(BA)系统方案编制的基本步骤进行分析和讨论,并根据工程实际案例浅谈暖通工程智能化(BA)系统方案编制要点。
智能化(BA)系统编制依据。
任何方案的编制不可能凭空想象,脱离本专业实际情况和现有技术,唯有根据本专业设计及施工规范、国家标准图集,选用技术最先进的设备,经过统筹、优化、模拟来完善。
以下是我国现行的主要智能化(BA)系统编制依据。
招标书技术文件及本工程相关设计图纸
通风与空调工程施工质量验收规范(GB50243-2002);
制冷设备、空气分离设备安装工程工程施工及验收规范(GB50274-98);
多联机空调系统工程技术规程(JGJ174-2010);
民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)
智能建筑设计标准 (GB/T 50314-2000)
局域网总线标准 (IEEE802.3)
工业自动化仪表工程施工及验收规范 (GBJ93-86)
中国采暖通风与空调设计规范 (GBJ19-87)
电气装置工程施工验收规范 (GBJ232-82)
《实用暖通空调设计手册》
楼控产品系统设计手册
二、智能化(BA)系统应达到目标。
任何方案的编制,首先必须明确该方案理论上应达到什么样目标,唯有目标明确,方可逐步实现实施。
下列是:智能化(BA)系统最基本的5个目标。
1. 创造舒适环境
为使用者创造一个安全、舒适、高品质的人工环境。楼宇自控系统可以根据环境变化随时自动地调节各种参数,使楼内环境始终处于舒适的条件下。建筑内的新风机及空调机组众多,如果采用人工或就地仪表调节,很难达到满意的效果。首先,人不能灵敏地察觉出外部温度的变化,进而不能准确地把室内温度调节到理想的数值;再者,人不能保证时刻坚守岗位。
而楼宇自控系统却可以非常方便地实现这一功能:通过温度传感器随时把外部温度数值传送给楼宇自控系统,系统把这个温度同建筑内温度进行对比,如果温差符合要求则维持现有平衡,如果温差不符合要求则调节空调设备参数,使室内时刻保持理想的温湿度。
2. 保障设备安全
将建筑物内的机电设备纳入楼宇机电设备自动管理系统(BMS)内,可实现对每一台设备的在线实时监控并进行科学的管理,确保各类机电设备的安全、可靠地运行,并得到及时维护延长其使用寿命。
如果建筑内的机电设备突然发生故障,将对建筑物运行带来不良后果。楼宇自控系统可从以下几个方面预防这种局面的出现:
(1)监视设备运行状况,实时24小时在线监测,一旦发现其中某台设备运行异常,立即发出报警信息,通知检修人员迅速检查,以防引起更大范围的设备故障;
(2)记录设备的累计运行时间,当累计时间达到规定的维修时间时,自动通知中央控制室,及时提醒维修人员进行设备检修。
(3)通过这些检测、报警和处理方式,使建筑物对机电设备突发故障具备有效的预防手段,以确保设备和财产安全。
(4)通过对设备运行状况的监测、诊断和记录,早期发现和排除故障,及时通知维护和保养,保证设备始终处于良好的工作状态。
3. 实现物业管理现代化
BA系统的主要任务之一是对机电设备实现优化管理,达到自动化、智能化,从而实现优化物业管理,在合理的投资下尽量提高建筑物的智能化与现代化的形象,以求最大的经济效益。
4. 为系统集成奠定基础
采用国际标准(ISO16484-5)开放型BACnet协议的BA产品,便于实现各计算机系统和设备间的互操作,为建筑物弱电系统集成及设备集成奠定基础。
三、明确智能化(BA)系统监控内容
因建筑结构、使用功能、设计理念、地理环境的不同,智能化(BA)系统监控内容也有所不同,以下是某项目的智能化(BA)系统监控内容
*****项目包括12栋、13栋、14栋、15栋、16栋和17栋楼,现对其所有中央空调机房实现智能化控制。其中,12、13、15、16和17栋楼都是相同配置的风冷冷水系统,其配置是:4台风冷螺杆冷水机组、3台冷冻水泵;14栋是水冷冷水系统,其配置是3台螺杆冷水机组、5台冷冻水泵、5台冷却水泵和3台冷却塔。设计要求:冷水机组、冷却水泵、冷却塔、电动水阀一一对应联锁运行,根据系统冷负荷变化,自动或手动控制冷水机组的投入运转台数(包括相应的冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔)。开机程序:冷却塔、冷水机组进水电动水阀 ——冷却水泵——冷却塔风机 —— 冷冻水泵 冷水机组,停机程序则相反。而冷冻水泵、冷却水泵亦可单独手动投入运转;各空调器、新风空调器、风机、冷却塔 等除设就地开关外,还在冷冻机房总控制室内设置开关及运行工作显示(消防用排烟、送风、加压风机等需受消防中心控制);各个系统的空调末端与对应的空调室外机连锁运行,根据系统的冷负荷变化即系统总回气管的压力变化,自动控制空调室外机的压缩机投入运转台数及输出容量控制;各个系统的室内空调末端由设在区域内的遥控器(或线控器)根据室内使用人员的设定控制室内的温度;同时,室内末端还可接受设在总控制室的集中控制器的远程控制,达到提前开机、监视末端运行工况的目的。在遥控器与集中控制器之间的协调上,设计建议:对于内部人员使用的区域,在正常的工作时间,室内遥控器后介入而享有优先控制权;在非工作时间,集中控制器享有优先控制权。对于公共区,集中控制器享有优先控制权。以达到灵活使用的同时加强系统的管理;各个系统的新风空调器由设在总控制室的集中控制器进行远程统一控制。智能主要是对设备实现监测和控制功能,如下:
监测内容
冷水机组启停次数,累计运行时间,发出定时检修提示;
冷冻、冷却水泵运行状态,故障报警,手动自动状态;
冷冻水回水流量检测;
冷水机组工作状态,故障报警,手动自动状态;
冷冻水供,回水温度检测;
冷却水供,回水温度检测;
冷冻水供回水压力检测;
冷冻、冷却水泵前后压差检测。
控制内容
冷水机组启停及对应电动蝶阀的开关;
通过冷冻水的总供回水温度和回水流量,计算出空调系统的冷负荷,
根据冷负荷决定冷冻机的启停组合及台数,以便达至最佳的节能状态;
根据冷却塔运行台数及运行方式控制相关电动蝶阀开关;
冷冻、冷却水泵的启停;
四、施工及主要操作工艺流程
本节应该作为整个方案的主要内容,主要阐述调试作业条件、调试周期、调试流程、主要操作工艺和注意事项,以及智能化(BA)群控系统配置清单、综合布线图、智能化(BA)系统监控点布置图等等。
1.调试作业条件
机电相关专业安装、调试完毕(包括电气专业、通风空调专业等)
现场人员配置:本次调试设备厂家将派遣多名专业调试工程师到现场指导调试,现场施工人员配合调试。
2.调试周期
楼宇自控系统计划调试周期为15天,其中接线4天,单体调试6天,功能调试5天。
3.调试流程图
此外,安装施工人员必须充分了解安装操作工艺及其注意事项,严格遵循相应的标准与规范来进行施工。其安装工艺及事项主要包括:
DDC单体安装调试(操作工艺及注意事项略);数字量输入测试 (操作工艺及注意事项略);数字量输出测试 (操作工艺及注意事项略);模拟量输入测试 (操作工艺及注意事项略);模拟量输出测试(操作工艺及注意事项略);DDC功能测试(操作工艺及注意事项略);系统联调(操作工艺及注意事项略)。
五、结束语