劉莉馨

(中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100037)

0 引言

機(jī)電一體化系統(tǒng)(Mechanical-electrical integration)通常由五部分構(gòu)成：機(jī)械本體(Mechanical body )、感知部分(Perception part )、電子控制裝置(Electronic control device )、執(zhí)行器(Actuator )和動(dòng)力源(Power source )。機(jī)電一體化是一個(gè)多學(xué)科綜合的復(fù)合性技術(shù)，是將多種學(xué)科(機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息、電子、光學(xué)、控制)于一體，將電子設(shè)備的控制功能和信息處理與機(jī)械相融合。

1 智能建筑簡(jiǎn)述

智能建筑“智能”二字主要體現(xiàn)在其內(nèi)部各種大中小型機(jī)電設(shè)備的“智能”，即：建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和信息技術(shù)與建筑電氣技術(shù)相融合，達(dá)到建筑內(nèi)智慧運(yùn)行的目的。根據(jù)實(shí)際情況和功能需求，智能建筑設(shè)置不同子系統(tǒng)，如通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)等。

2 智慧機(jī)電一體化技術(shù)在智能建筑中的運(yùn)用

智能建筑中的機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、安全防范系統(tǒng)(SAS)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)(FAS)等，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的介入，提升建筑內(nèi)機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化程度。其中傳感器、圖形圖像、計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代通信等技術(shù)的相互結(jié)合，在機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)行中起到了關(guān)鍵作用，全方位監(jiān)控電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、冷水機(jī)組系統(tǒng)、熱力站系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等設(shè)備設(shè)施，同時(shí)高效進(jìn)行自動(dòng)化管理；實(shí)時(shí)顯示機(jī)電設(shè)備操作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)視機(jī)電設(shè)備并啟?？刂圃O(shè)備、快速報(bào)警設(shè)備異常狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行高效節(jié)能控制。機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)行與使用示例如下。

2.1 暖通空調(diào)、冷水機(jī)組方面的應(yīng)用

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是用監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)來(lái)描述暖通空調(diào)、冷水機(jī)組設(shè)備，納入該系統(tǒng)的設(shè)備都被抽象成幾個(gè)或多個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，工作人員可通過(guò)這些點(diǎn)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

智能監(jiān)控中央空調(diào)系統(tǒng)，監(jiān)控電腦通過(guò)監(jiān)控冷卻塔的流入時(shí)間、冷卻總供水和回水溫度、冷熱水器、冷卻泵、冷卻水接閥、冷凍總供水和總回水溫度和差壓自動(dòng)調(diào)節(jié)、回收量、冷凍水供水流量、膨脹水箱水位、冷負(fù)荷計(jì)量、冷水機(jī)組啟/停臺(tái)數(shù)、冷水機(jī)組保護(hù)、冷水系統(tǒng)順序、機(jī)組通信、設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)時(shí)間等，自動(dòng)控制各種設(shè)備，達(dá)到環(huán)境舒適、恒溫、恒濕。

2.2 給排水系統(tǒng)方面的應(yīng)用

給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等構(gòu)成了建筑給排水系統(tǒng)。給水設(shè)備包括生活給水泵、氣壓裝置、地下儲(chǔ)水池、樓層水箱、消防給水泵等；排水設(shè)備包括排水水泵、污水池、集水井等。

建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)同樣是用監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)來(lái)描述給排水設(shè)備。通過(guò)監(jiān)控水箱、水池和各種泵的狀態(tài)控制泵的啟動(dòng)和停止；可以根據(jù)大樓用水量的數(shù)值變化，及時(shí)調(diào)整水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以達(dá)到供水量與需水量之間的供需平衡，實(shí)現(xiàn)泵房的最佳運(yùn)行；通過(guò)給排水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生活水池、水箱高/低水位監(jiān)測(cè)及報(bào)警和集水井高水位的監(jiān)測(cè)及報(bào)警，實(shí)現(xiàn)生活水泵與潛水泵的運(yùn)行狀態(tài)、手/自動(dòng)狀態(tài)、故障報(bào)警及開關(guān)控制，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備工作時(shí)間提示自動(dòng)維修，達(dá)到提高效率、降低能耗的目的。

2.3 供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)方面的應(yīng)用

供電系統(tǒng)是將高壓電源通過(guò)降壓方式(一次或兩次降壓)，變?yōu)?80V/220V; 配電系統(tǒng)為由低壓配電總柜的出線回路引至為水暖電等用電設(shè)備或樓層配電柜(箱)的線路。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在供配電系統(tǒng)的應(yīng)用，主要為通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中設(shè)置的變送器、傳感器、控制器等(包括電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率變送器和電流電壓傳感器和DDC直接數(shù)字控制器等)，提供監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、用電量、電費(fèi)計(jì)算與管理、電氣設(shè)備檢修、保養(yǎng)維護(hù)管理等功能。

照明系統(tǒng)包含工作照明、障礙照明、裝飾照明、事故照明、值班照明、警衛(wèi)照明等?？刂品绞蕉鄻樱Ｓ玫挠新N板開關(guān)、光電感應(yīng)、智能控制器、斷路器、定時(shí)等。其中建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在照明系統(tǒng)的應(yīng)用，主要為通過(guò)室內(nèi)外光傳感器等檢測(cè)元件將測(cè)得的照度值送到DDC現(xiàn)場(chǎng)控制器的輸入點(diǎn)，后經(jīng)由DDC輸出信號(hào)控制走廊、樓梯、景觀等照明開關(guān)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能減排的效果。

2.4 消防電氣系統(tǒng)方面的應(yīng)用

廣義上來(lái)說(shuō)，消防電氣系統(tǒng)包括火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明、疏散指示系統(tǒng)。前者可第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火情，并啟動(dòng)控制消防設(shè)備控制火情、撲滅火災(zāi)；后者可在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，根據(jù)一套完善的算法提供最優(yōu)逃生路線。

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)包括觸發(fā)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、其他輔助功能裝置等。在火災(zāi)初期，系統(tǒng)將物理量(煙霧、火焰、熱量等)通過(guò)火災(zāi)探測(cè)器轉(zhuǎn)成電信號(hào)進(jìn)行傳輸，待火災(zāi)報(bào)警控制器接收信號(hào)后，消控室內(nèi)同時(shí)顯示火災(zāi)發(fā)生位置、時(shí)間，便于管理者發(fā)現(xiàn)火情。消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括火災(zāi)應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志、自動(dòng)滅火控制防煙、排煙及空調(diào)通風(fēng)控制、火災(zāi)警報(bào)裝置及火災(zāi)應(yīng)急廣播、消火栓及噴淋控制、防火門與防火卷簾控制、非消防電源強(qiáng)切系統(tǒng)、電梯迫降、火災(zāi)報(bào)警控制等。

智能疏散系統(tǒng)包括中央通訊模塊、中繼通訊模塊、終端疏散燈具(帶地址編碼)、標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口(自帶與消防報(bào)警系統(tǒng)連接)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)接收火災(zāi)報(bào)警位置信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)快速自動(dòng)生成最佳逃生疏散路線，并驅(qū)動(dòng)疏散指示燈動(dòng)態(tài)指向安全出口方向，疏散燈具平時(shí)處于巡檢狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)接收到控制器的動(dòng)作命令后，發(fā)光指示箭頭向安全出口方向按順序依次閃爍，啟動(dòng)疏散引導(dǎo)的功能。

2.5 安全防范系統(tǒng)方面的應(yīng)用

安全防范系統(tǒng)是指在建筑物內(nèi)或周邊等關(guān)鍵區(qū)域，采用人力、技術(shù)、物理等防范措施，對(duì)建筑本體、人身安全、設(shè)備狀態(tài)起到安防作用。系統(tǒng)主要涉及入侵報(bào)警系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)等。安防機(jī)電一體化中，通過(guò)采用統(tǒng)一的IP產(chǎn)品，可在關(guān)鍵場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)報(bào)警、門禁、人員、車輛等信息的識(shí)別與管理功能。

3 智慧機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中的問(wèn)題與建議

3.1 設(shè)計(jì)方面問(wèn)題

能夠從事建筑智慧機(jī)電一體化技術(shù)的專業(yè)設(shè)計(jì)師相對(duì)匱乏。通常設(shè)計(jì)院的建筑與結(jié)構(gòu)專業(yè)更受關(guān)注一些，且設(shè)計(jì)院專業(yè)設(shè)計(jì)師的優(yōu)勢(shì)一般體現(xiàn)在管線敷設(shè)或硬件施工安裝指導(dǎo)等方面，對(duì)于設(shè)備控制原理及二次原理圖不是很了解，通常圖紙上標(biāo)注由專業(yè)設(shè)備廠家完成深化設(shè)計(jì)及具體控制配線等；設(shè)備廠家技術(shù)人員與建筑設(shè)計(jì)師配合不夠合理，且不了解電氣設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，電氣配線安裝結(jié)果不符合相關(guān)規(guī)范要求，造成安全隱患。

3.2 施工方面問(wèn)題

施工單位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在按照施工圖進(jìn)行傳統(tǒng)管線預(yù)埋及設(shè)備按照等，對(duì)于智慧機(jī)電一體化等弱電深化內(nèi)容不熟悉，鑒于施工工期較短，且此類施工內(nèi)容技術(shù)不足，因此施工單位經(jīng)常選擇委托設(shè)備廠家施工、管理的方式，為運(yùn)行后的維護(hù)管理埋下隱患。目前市面上實(shí)施的國(guó)家施工驗(yàn)收規(guī)范很不完善，也為此類項(xiàng)目施工監(jiān)管帶來(lái)難度。

3.3 建議

設(shè)計(jì)院人員一般對(duì)國(guó)家、地方等規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)較為熟知，建議智能建筑智慧機(jī)電一體化等設(shè)計(jì)內(nèi)容由具有相關(guān)資質(zhì)的總承包設(shè)計(jì)單位來(lái)完成。設(shè)計(jì)全周期內(nèi)，由設(shè)計(jì)單位總體把控、掌握整個(gè)設(shè)計(jì)程序、主持協(xié)調(diào)，并在設(shè)計(jì)初期就要求設(shè)備廠家快速介入，給出合理的設(shè)計(jì)方案，與施工單位、監(jiān)理方、業(yè)主方、質(zhì)量監(jiān)管等各方面進(jìn)行溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決專業(yè)間矛盾與碰撞。

4 結(jié)束語(yǔ)