建筑智能化系統設計及應用探究

吳家武

（安徽醫科大學第四附屬醫院，安徽 合肥 230000）

1 智能建筑與建筑智能化系統的概述

智能建筑是相對于傳統建筑的一個新概念，顧名思義，智能建筑是以建筑為主體和平臺，最大范圍內將居住、辦公等相關設施設備和智能化系統（如通信自動化系統、辦公自動化系統）最優化組合成一體，然后與建筑環境一起構成了整個智能建筑，從而給人們帶來一個舒適、便捷、安全、高效、自然的人居環境，這也是人類追求建筑智能化的最終目的。而智能建筑的關鍵在于建筑智能化系統和信息化技術，建筑智能化技術則是現代建筑技術與通信信息、移動互聯、數字技術相結合的產物，隨著科學技術的不斷革新和發展，它的核心是“A+4C”技術，由此可見，建筑智能化系統是一個極其復雜、龐大的系統工程。

2 建筑智能化系統的具體應用

2.1 應用于電氣系統控制

因為電氣工程的施工環節和施工操作非常復雜，所以也就要求施工管理的精細度和準確度，而利用智能化技術則能夠使這一問題得到有效解決。在實際的施工過程中，可以利用計算機對整個電氣系統進行高效的管理與控制，使電氣系統能夠真正得到精細化的管理與控制。同時，利用智能化技術也可以提高電氣工程的施工質量，避免人工管理中存在的失誤，而且也有利于加快整個工程的施工進度，減少故障的發生。除此之外，利用智能化技術對電氣線路進行管理與控制，也可以在第一時間發現其中存在的問題與缺陷，并及時采取有效的措施進行完善與解決，確保后續施工工序能夠順利開展。

2.2 與消防安全報警系統的集成

消防安全系統不同于其他系統，消防安全報警系統具有完善的消防聯動接口，如向電動防火門、電梯系統、消防噴淋系統、防排煙設備、應急廣播系統等發送聯動安全信號。消防管理部門在每次工程驗收時，通常根據設計要求配置一套較為完善的消防管理控制系統設備，且沒有要求其他消防系統不能直接集成影響涉及整個消防系統的正常工作運行。因此，消防系統的功能集成整體設計方案在對消防自動火災報警監控系統的整體設計上仍然是“只監不控”，完全不符合消防技術規范系統設計的基本要求。基于此，相關人員需要對現場火警發生情況了如指掌，這樣才能有利于實現整體的消防安全報警系統的功能集成工作。通過以上軟件的鏈路相互連接，可以實現以下多種功能。

2.3 設備自動化系統的設計應用

現代建筑智能化系統集成期間，設備自動化的實現能夠強化建筑各個系統設備運行參數、狀態的控制能力。建筑功能系統當中應用的設備數量較多，種類也比較紛雜，在實際建筑各個系統設備運行期間需要保證所有設備運行都長期維持良好的狀態，才能保證建筑系統各項功能發揮的質量水平。設備自動化系統的設計主要是針對建筑消防系統、安保系統和機電設備、電氣設備等內容進行自動化的控制，以減輕人工設備監管的壓力。建筑系統中的設備在經過長期使用后，需要進行養護與維修。自動化與智能化的集成，能夠在系統設備運行期間進行智能操控，并利用監控技術對設備運行的實時狀態進行掌握，當設備運行與正常參數產生差異時，能夠進行自動調節。同時若是建筑系統設備出現故障問題時，能夠進行自動檢測，對故障位置和原因信息進行全面整合，提供給設備維護與檢修人員，保證設備維護與檢修的質量和效率，避免故障問題擴大，造成嚴重的不良影響，這樣也能有效的延長設備使用壽命[1]。

2.4 運維管理系統應用

高層建筑運維管理具有較高的專業性、綜合性和復雜性，其不僅受運維系統本身技術需要影響，而且運維過程受電氣設備、管線道路等內容的干擾。這在一定程度上增加了高層建筑運維管理的難度，降低了系統運維的整體效益。然而在智能技術支撐下，依托BIM 技術開展高層建筑運維已經成為一種全新管理方式；就BIM 技術下運營維護管理系統而言，其不僅包含了數據存儲服務器，而且涉及能耗采集服務器，此外設備運行管理服務器等都是BIM 運營維護系統的重要組成。在大數據云平臺支撐下，這些服務器之間得以緊密銜接，這種運維服務管理模式不僅實現了系統運行、物理信息和幾何信息的高度集成，而且實現了整個運維過程、運維效果的三維可視化管理，提升了建筑運維管理的高效性、準確性。值得注意的是，在高層建筑施工中，現代網絡技術在建筑后期運維中得到了深層次應用。從網絡技術運維管理過程來看，包括物聯網、寬帶網、無線網絡時期應用的三種基本形式。依托物聯網技術進行建筑運維管理時，可構建智能化的現代建筑產品架構，即超高層建筑本身涵蓋了較多的電力、空調、飲水機及排水設備，可在物聯網技術下進行這些設備的運維和監控管理，實現設備自動化控制狀態的有效調整。寬帶網絡是智能建筑通信運維的基礎，在實際運維中，應深化EPON、GPON 光纜接入技術的應用，這樣不僅能實現通信語音、數據、圖像的結合，而且能顯著提升網絡通信的效率。無線網絡是建筑智能運維管理的關鍵技術，在無線網絡視頻監控技術的支撐下，高層建筑公共區域監控成為可能，有效地擴大了高層建筑監控范圍，確保了人們建筑使用的安全性。

2.5 OPC 技術設計

OPC（OLEfor Process Control）技術是目前較為先進的智能化系統集成技術類型，其技術應用具有開放性、靈活性、控制操作準確性等特點。OPC 技術主要是以建筑樓宇自控系統為中心，利用網絡和技術手段來將建筑其他智能化系統進行連接，還能夠與建筑用戶進行技術連接，在自控系統當中增加一個OPC 技術服務器就可以實現建筑與其他集成系統結構的連接，設計應用成本較低，技術運行質量和效率較高，并且集成系統運行能夠按照技術規范操作，更具有實用性。OPC 技術能夠實現建筑內部智能化系統與外部結構的關聯，例如圍繞樓宇控制系統，能夠促使各個商家、建筑的子系統按照統一的發展方式和標準，通過網絡管理、協議的方式為集成系統提供相應的數據，時刻做到標準化管理。同時，通過應用OPC 技術，還能將不同供應商所提供的應用程序、服務程序和驅動程序做集成處理，使供應商、用戶均能在OPC 技術中感受到其帶來的便捷。OPC 技術設計應用非常容易，能夠直接連接服務器與用戶，可以實現即插即用，因而在建筑智能化系統集成當中可以根據集成設計需求進行合理應用設計。

2.6 應用于電氣產品優化設計

對電氣產品進行優化設計時，應有扎實的理論知識作為指導，在進行優化設計前需要對市場進行全面的調研，從人們的需求角度入手，了解人們的需求。隨著智能化施工管理技術的廣泛應用，利用計算機對電氣產品進行優化設計，不僅可以滿足人們的需求，而且也可以大大縮減產品的更新周期，從而推動電氣工程的進一步發展。

2.7 入侵報警系統

作為高層建筑安防系統的重要組成部分，入侵報警系統的應用對于整個建筑的安全具有深刻影響。新時期，要依托智能化技術建設高層建筑安防系統，應對高層建筑安防現狀進行準確評估，然后結合具體的安防現狀，合理設計入侵報警系統。在建筑安防現狀評估及入侵報警系統設計中，需要考慮人防巡視系統的運作情況，確保在今后的工作中能盡量減少安防人員工作量，提升建筑安防的智能化程度。在高層建筑入侵報警系統建設應用中，一旦高層建筑發生險情，該系統就能迅速地捕獲險情信號，然后將信號傳輸到控制中心，此時控制中心的值班管理人員即便不在現場，也能實現高層建筑各公共區域的實時監控和管理。在整個入侵報警系統中，前端探測設備、中心設備、傳輸系統是極為重要的三個組成部分；其中前端探測設備主要包含緊急按鈕和探測器，而中心設備不僅包含鍵盤、報警主機，而且涉及聯動輸出模塊，傳輸系統由較多的線纜、通信協議組成。在實際應用中，一旦觸發探測器報警信號，報警信號就能夠通過總線電纜傳輸到控制中心，此時借助報警主機顯示裝置即可發現報警地點，繼而作出應急救援反應。值得注意的是，在入侵報警系統應用中，出于提升建筑安全性考慮，需做到入侵報警與視頻監控的有效結合，這樣有利于建筑安防管理的系統性、有效性[2]。

2.8 計算機網絡設計

計算機網絡是建筑系統智能化運行實現的媒介，能夠更好地滿足建筑用戶的智能化服務需求，通過計算機網絡技術的應用，智能化集成系統能夠實現監控、警報、消防、系統自動控制的功能，可以說智能化集成系統的所有動態活動都與計算機網絡相連接，并能夠控制系統具體運行操作動作[3]。通過計算機網絡技術將建筑智能化系統進行集成連接，只需要通過技術手段就可以很好的銜接運行，能夠降低系統設備構建成本，通過網絡信息傳輸能夠隨時共享系統運行信息，計算機網絡技術設計也是建筑集成系統智能化的主要體現。

2.9 施工智能化管理

智能化工程對技術水平要求很高，因此需要培養智能化建筑設計、管理、維護的新型人才，通過經驗的積累和總結來提升我國在建筑智能化施工領域的整體水平。在實際建設中，可以從結構以及模塊入手，例如智能控制會為各類設備提供接口，并且能夠為家中智能化設備配置獨立的ID，集中控制、監控各類設備的運行狀態，滿足建筑工程現代化建設的需求。同時可以利用RS-485 接口對建筑工程系統建設進行輔助，不斷提高和完善施工管理，其不僅可以為設備分配獨立電路，還可以集中控制和管理設備，并做好施工過程管理工作，通過終端通知相關人員，避免建筑工程出現問題，為建筑智能化施工創新奠定基礎。

2.10 與安全監控系統的通信

安全系統采用標準通信協議（如TCP/IP 協議）提供通信。由于訪問控制和數據庫非常重要，制造商提供的數據庫應能支持ODBC 開放數據庫進行集成。通過以上工作可實現以下幾個功能：

2.10.1 門禁子系統功能

1.提供所有訪問控制的狀態。

2.有選擇地打開每扇門。

3.提供管理報告文件。

4.提供人員考勤報告。

5.實時監控非法黑客入侵網站。

2.10.2 報警安全子系統功能

1.提供有關建筑物安全狀況的信息。

2.提供報警點的位置和狀態。

3.報警系統的部署和拆除。

4.提供各報警節點的報警數據進行統計、分類、制表。

5.防盜報警系統報警時，開啟該區域照明，實現實時錄像。

2.10.3 巡邏運行子系統功能

1.提供所有巡邏路線的運行狀態。

2.提供有關巡邏站所有部分的必要信息（早、準時、晚、不及時、錯誤）[4]。

3 結語

我國各行業的發展都離不開科技的支持和運用，科技已經成為各行業市場發展的核心力量。因而建筑行業智能化技術的應用是發展創新的必然趨勢，通過建筑智能化系統集成設計的科學開展，構建更加先進的集成系統結構，全面監控與管理建筑智能化系統設備運行，促進建筑系統功能水平的提升，為建筑用戶提供更加優質與智能化的服務，從而為建筑行業長效發展奠定基礎并提供更多的動力。