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摘要:
智能建筑是信息时代的产物,并已随着全球对环境和资源节约的日益关注,向绿色和生态化可持续发展的方向演进。建筑师不能被动地接受和配合智能建筑设计,更不能漠视和错失智能建筑绿色化、生态化发展带来的历史机遇。必须深入了解智能建筑内部空间及环境设计的相关要求;探究可持续性的智能建筑中与绿色、生态化建筑技术密切相关的节能技术手段和外围护结构特征,以及由此面带来的建筑外部造型的表现,并使之成为建筑创作中可资利用的要素和灵感源泉。
关键词:智能建筑 建筑设計
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、智能建筑的发展史
随着人类科学技术的发展,人类的居住环境也在逐步改善。建筑发展到今天出现了智能建筑这样一座里程碑,它集中体现了现代以人为本的建筑思想以及系统工程学的成果,它是土木工程技术与现代通讯技术、计算机技术、控制技术相结合的结品。其发展历史一般认为起自1984年1月建成于美国哈特幅德市的城市广场(CITY PLACE)大厦。随后,智能建筑在欧、美、日及世界各地蓬勃发展。在我国,智能建筑的发展历史不长,1990年北京发展大楼揭开了我国“智能建筑”建设的序幕。随后,智能建筑在北京、上海、广州、深圳、南京等经济发达城市迅速发展,伴随着房地产热潮,智能建筑在我国也掀起了一浪接一浪的热潮,各种智能大厦如雨后春笋,市场的需求以及有关方面的热炒为中国智能建筑注入了活力和动力,建筑智能化的形式和内容也发生了巨大的变化,从深度上看,己由原来的两二个弱电子系统增加到十多个子系统,从深度上看,系统连动和系统集成的级别逐步增加。在此期间,伴随着智能建筑的兴起,各种规定的标准相继出台,使智能建筑逐步步入规范化的道路。
二、智能建筑的定义
目前,智能建筑物的概念,随着现代高新技术的发展面变化,它还只是一个相对的概念。国际上至今并无统一的定义。现将欧、美、日及我国对智能建筑的定义或概念做一简单介绍。
1、美国早期对智能建筑的定义是:“智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产和成本低廉的环境”。同时又指出“没有固定的特性”来定义智能建筑。事实上,所有智能建筑所共有的唯一特性是其设计可以适于便利,降低成本的变化。经过十几年的发展,美国的智能建筑己经处于更高智能的发展阶段,智能只是一种手段,通过对建筑物智能功能的配备,强调高效率、低能耗、低污染,在真正实现以人为本的前提下,达到节约能源,保护环境和可持续发展的目标。
2、欧洲将智能建筑定义为“创造一种可以使住户有最大效率环境的建筑,同时,该建筑可以使之有效的管理资源,面在硬件和设备方面的寿命成本最少”。
3、日本对智能建筑的观点集中在如下方面:
作为收发信息和辅助管理效率的轨迹;
确保里面工作的大满意和便利;
③建筑管理合理化,以便使用低廉的成本提供更周到的管理和服务;
由针对变化的社会环境,复杂多样化的办公以及主动的经营策略做出快速灵活和经济的响应。
4.在我国,尽管智能建筑的定义至今尚未取得一致的认同,但其实质,仍有共同特点。现采用《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)中的以标准的形式给出的智能建筑的定义:所谓智能建筑,“它是以建筑为平台,兼备建筑设备,办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及他们之间的最优化组合,向大们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。这个以国家标准形式对智能建筑的定义明确了智能建筑的内容及意义,规范了智能建筑的概念,符合智能建筑本身动态发展的特性。
三、智能建筑设计中应注意的问题
智能建筑的设计,实际上是一个以建筑设计为平台,结构、给排水、空调暖通、强弱电各专业共同参与进来的过程,其中,建筑设计又起到龙头和协调的作用建筑设计人员设计的方案除了要有自身特点外,还应注意智能建筑的特殊性
1、综合布线系统
综合布线系统是智能建筑的神经系统,起着联系各种终端和数据传输的任务在设计中如何安排好这此盘根错节的线路,使之经济高效,是每一个设计人员都应该好好研究的问题,首先是线路如何走的问题,线路的走向分水平和垂直两个方向,水平方向的走线通常是利用地面和天花板垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中,但智能建筑的设备小间由于要布置综合布线跳线架和相关网络设备,面积应比以往的竖小间面积大此,面且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间,以各未来之需,综合这此因素,每层设备小间面积在8m2左右为宜设备小间的线缆都是由主机房引出的,作为智能建筑神经中枢的主机房,除了布置程控交换设备外,还要布置主配线架、光纤配线架等设备因此该空间的面积应比普通建筑中的电话机房大些,笔者认为主机房面积100-120m2为宜对于网络的拓扑结构,建议采用星型连接,这种结构使得网络的扩展以及节点的移动都非常容易同时可采用HVI3智能诊断技术,这种技术的特点是当某个节点出现问题时,能自动显示有故障的节点并切断它与网络的联系就可以避免系统由于一个节点出问题或由于检修面终止运行,整个网络的可靠性和安全性就得到了提高
2、层高设计
智能建筑的层高,始终是一个比较棘于的问题,笔者以为还是应该从层高设计的基本原理来分析,层高若过高,则会在经济上造成很大的浪费,因此在设计时我们都在满足使用功能前提下尽量降低层高,这里所说的使用功能也包括对人们心理上的影响。在我国,满足这样使用功能的室内净高不应小于2. 6m,智能建筑也应满足这个室内净高,但是智能建筑布置的管线多了很多,除一般建筑都有的空间风管、自动喷洒消防管、强弱电电缆、消防联动管线、共用电视天线、保安监控线外,还增加了大量综合布线系统的桥架和数据线,这此设备也要占用一定的空间,所以智能建筑的层高也应当比一般建筑要高此我认为智能建筑每层高在3. 6m到4m比较合适,如果达到这个高度,就可保证智能建筑大部分室内净高不小于2. 7m,走道部分的净高不小于2. 4m
智能建筑层高设计是跨专业的,它体现出建筑师的综合协调作用:要和材料专业人员研究是否能采用新材料、新技术以减小梁的高度;和结构专业人员探讨是否可以采用无梁体系;与给排水、空调、强弱电专业人员讨论各种管线的合理走向和高度,进行多方面的协商,最终才能找出最佳层高方案。
3、地面天花板和墙面
智能建筑中的地面,除具各普通建筑地面平整、舒适、耐磨这些基本特征外,还担负着水平布线的重要任务,现在国内智能建筑地面设计常见的二种方式:即架空地面、预埋线地面、特制地毯下配线地面,各有优点,具体设计中该采用哪种地面,主要应由建筑的类型及各种地面的特点决定。架空地面最大的优点是布线十分方便,线路较短容量大,但是因为地面有一个150-700mm的架空高度,会造成地面的高差,不方便通行,对无障碍设计尤其不利,而且地面架空会使地面被抬高,这样就使很紧张的室内净高又受到影响,因此我认为,这种方法适合办公自动化设备(OA)较集中的部分,并在设计初就详细计算架空高度,保证有足够的室内净高预埋线槽地面是在做地面时将线槽、交叉构件等设备一次性做好的方式,这种地面的优点是出线口布置非常灵活,且不造成地面高差缺点是地面面层较厚,一般都在80一100mm,造价较高这种地面适合新建的,对出线口要求较高的智能建筑,特殊地毯地面是采用一种带特制扁平线的方块地毯铺设地面的方式,这种地面优点是施工方便,美观且对层高影响较小,缺点是出线口受到较多限制,它适合层高受限制的建筑以及不要求太多出线口的建筑,如:旧楼改造和智能住宅,对于OA比例较高的建筑由于其出线不灵活会受到诸多限制,一般不宜采用。
天花板部分的设计也很重要,现在智能建筑的天花板可谓是已经到了不堪重负的程度了,除了布置照明灯具、空调送风回风管、温感报警区、喷洒头外,也要担负起一定的布线任务,设计人员一定要将这此功能安排的井然有序,比如采用穿梁铺设自动喷洒管道的方式,将梁下的空间留给空调的风管、各种桥架和线槽。
智能建筑墙体通常用来安设接线插座,目前常用的方式有二种,第一种是墙体内走线、表面安放插座的方式这种方式施工容易,但内墙若采用这种方式则不能移动和变更,因此,该方式适合于墙体位置不会变更的智能住宅面办公类智能建筑,因为内墙常常需要重新布置,这种方式就不适合第一种方式是线路与暖气罩结合起来的方法,线路从外墙的窗下通过,插座安装暖气罩的侧面,这种方式有利于营造灵活的大空间,常常需要重新划分室内空间的办分类智能建筑宜采用第二种墙体是配电系统墙,实际上就是为一些配电设备设定的局部的固定的墙体,主要是解决一此较大配电设备的安置问题。
4、节能设计
智能建筑的节能设计应该从建筑设计之初就充分考虑,各专业密切合作,动用一切可能的手段达到节能的目的。首先,应充分挖掘自然资源,如阳光、风力、地热等,有资料显示,如果用两个地下50米深的热泵给住宅供暖,一般可以节约四分之二的供热电能,只有在可利用的自然资源都利用了之后,再考虑额外的能源消耗补给,其次,智能建筑的内部应充分利用楼宇自动化系统,通过计算机对建筑的设备进行智能化控制以提高设备的运行效率。另外,还应尽量采用雨水、中水的自动回收再利用、节水型龙头等节能方法。
智能建筑的节能若做不好,用来供应能量的花费就会增高,这会使得建筑的可持续发展性大打折扣;反之,节能设计做好了,智能建筑的运营成本就会降低,持续发展性也可以得到提高,因此笔者认为,即使在开始时增加了节能设计成本,也是值得的。
5、优化设计
优化设计是智能建筑建设的合理化手段。设计方案既要保持系统的先进性、实用性、开放性,又要优化配置并尽可能的减少业主的投资成本。技术经济性应是优化设计首要考虑的问题。
系统集成商必须对建筑物功能本身有充分的理解,才可能做出符合该建筑实际情况的具体实施优化方案;必须对安装工艺有丰富的经验,才能符合国家标准,才能通过质监部门的验收;必须掌握控制、通讯、计算机等主要的技术和产品性能,才能达到一次集成的目的。由于智能建筑系统的快速发展使得系统设计与系统实施的时间差造成系统设计的不合理因素大大增加,所以,系统集成商在投标时和中标后,必须根据总体设计方提供的系统设计施工图和招标文件,在满足相应要求的前提下,结合技术的发展和自身产品的特点,对系统设计进行优化和调整,得出符合标书要求的既先进又最经济的方案,在符合技术规格书要求的前提下按“低价者得”的原则评价。中标后的系统集成商应在总体设计方的指导下,根据系统设计施工图和具体的产品自行或委托设计方再进行优化设计,并经总体设计方同意后批准实施。
结束语:
建筑之所以要花大力气来做到智能化,就是要给使用的人提供更加舒适、更加安全、更加高效的工作和生活环境,智能建筑继承了以往建筑中优秀的部分,又随着科技的发展,采用了很多新的技术通过这此方面的结合,力求营造出更加人性化的空间,也只有作为主体的人的状态能保持最佳时,智能建筑的智能化才能得到真正的体现,虽然这期间还有很长的路要走,但可以肯定,智能建筑的前景是光明的,智能建筑的发展也是必然的。
参考文献:
[1]崔應峰.智能建筑的设计与发展前景[J].山西建筑,2008,34 (9):49-50.
[2]陶琳.谈智能建筑发展[J].陕西建筑,2006 (127 ): 3-5.
[3]崔芳丽.智能建筑设计方法研究[D].北京:中国农业大学,2005.
智能建筑是信息时代的产物,并已随着全球对环境和资源节约的日益关注,向绿色和生态化可持续发展的方向演进。建筑师不能被动地接受和配合智能建筑设计,更不能漠视和错失智能建筑绿色化、生态化发展带来的历史机遇。必须深入了解智能建筑内部空间及环境设计的相关要求;探究可持续性的智能建筑中与绿色、生态化建筑技术密切相关的节能技术手段和外围护结构特征,以及由此面带来的建筑外部造型的表现,并使之成为建筑创作中可资利用的要素和灵感源泉。
关键词:智能建筑 建筑设計
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、智能建筑的发展史
随着人类科学技术的发展,人类的居住环境也在逐步改善。建筑发展到今天出现了智能建筑这样一座里程碑,它集中体现了现代以人为本的建筑思想以及系统工程学的成果,它是土木工程技术与现代通讯技术、计算机技术、控制技术相结合的结品。其发展历史一般认为起自1984年1月建成于美国哈特幅德市的城市广场(CITY PLACE)大厦。随后,智能建筑在欧、美、日及世界各地蓬勃发展。在我国,智能建筑的发展历史不长,1990年北京发展大楼揭开了我国“智能建筑”建设的序幕。随后,智能建筑在北京、上海、广州、深圳、南京等经济发达城市迅速发展,伴随着房地产热潮,智能建筑在我国也掀起了一浪接一浪的热潮,各种智能大厦如雨后春笋,市场的需求以及有关方面的热炒为中国智能建筑注入了活力和动力,建筑智能化的形式和内容也发生了巨大的变化,从深度上看,己由原来的两二个弱电子系统增加到十多个子系统,从深度上看,系统连动和系统集成的级别逐步增加。在此期间,伴随着智能建筑的兴起,各种规定的标准相继出台,使智能建筑逐步步入规范化的道路。
二、智能建筑的定义
目前,智能建筑物的概念,随着现代高新技术的发展面变化,它还只是一个相对的概念。国际上至今并无统一的定义。现将欧、美、日及我国对智能建筑的定义或概念做一简单介绍。
1、美国早期对智能建筑的定义是:“智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产和成本低廉的环境”。同时又指出“没有固定的特性”来定义智能建筑。事实上,所有智能建筑所共有的唯一特性是其设计可以适于便利,降低成本的变化。经过十几年的发展,美国的智能建筑己经处于更高智能的发展阶段,智能只是一种手段,通过对建筑物智能功能的配备,强调高效率、低能耗、低污染,在真正实现以人为本的前提下,达到节约能源,保护环境和可持续发展的目标。
2、欧洲将智能建筑定义为“创造一种可以使住户有最大效率环境的建筑,同时,该建筑可以使之有效的管理资源,面在硬件和设备方面的寿命成本最少”。
3、日本对智能建筑的观点集中在如下方面:
作为收发信息和辅助管理效率的轨迹;
确保里面工作的大满意和便利;
③建筑管理合理化,以便使用低廉的成本提供更周到的管理和服务;
由针对变化的社会环境,复杂多样化的办公以及主动的经营策略做出快速灵活和经济的响应。
4.在我国,尽管智能建筑的定义至今尚未取得一致的认同,但其实质,仍有共同特点。现采用《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2000)中的以标准的形式给出的智能建筑的定义:所谓智能建筑,“它是以建筑为平台,兼备建筑设备,办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及他们之间的最优化组合,向大们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。这个以国家标准形式对智能建筑的定义明确了智能建筑的内容及意义,规范了智能建筑的概念,符合智能建筑本身动态发展的特性。
三、智能建筑设计中应注意的问题
智能建筑的设计,实际上是一个以建筑设计为平台,结构、给排水、空调暖通、强弱电各专业共同参与进来的过程,其中,建筑设计又起到龙头和协调的作用建筑设计人员设计的方案除了要有自身特点外,还应注意智能建筑的特殊性
1、综合布线系统
综合布线系统是智能建筑的神经系统,起着联系各种终端和数据传输的任务在设计中如何安排好这此盘根错节的线路,使之经济高效,是每一个设计人员都应该好好研究的问题,首先是线路如何走的问题,线路的走向分水平和垂直两个方向,水平方向的走线通常是利用地面和天花板垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中,但智能建筑的设备小间由于要布置综合布线跳线架和相关网络设备,面积应比以往的竖小间面积大此,面且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间,以各未来之需,综合这此因素,每层设备小间面积在8m2左右为宜设备小间的线缆都是由主机房引出的,作为智能建筑神经中枢的主机房,除了布置程控交换设备外,还要布置主配线架、光纤配线架等设备因此该空间的面积应比普通建筑中的电话机房大些,笔者认为主机房面积100-120m2为宜对于网络的拓扑结构,建议采用星型连接,这种结构使得网络的扩展以及节点的移动都非常容易同时可采用HVI3智能诊断技术,这种技术的特点是当某个节点出现问题时,能自动显示有故障的节点并切断它与网络的联系就可以避免系统由于一个节点出问题或由于检修面终止运行,整个网络的可靠性和安全性就得到了提高
2、层高设计
智能建筑的层高,始终是一个比较棘于的问题,笔者以为还是应该从层高设计的基本原理来分析,层高若过高,则会在经济上造成很大的浪费,因此在设计时我们都在满足使用功能前提下尽量降低层高,这里所说的使用功能也包括对人们心理上的影响。在我国,满足这样使用功能的室内净高不应小于2. 6m,智能建筑也应满足这个室内净高,但是智能建筑布置的管线多了很多,除一般建筑都有的空间风管、自动喷洒消防管、强弱电电缆、消防联动管线、共用电视天线、保安监控线外,还增加了大量综合布线系统的桥架和数据线,这此设备也要占用一定的空间,所以智能建筑的层高也应当比一般建筑要高此我认为智能建筑每层高在3. 6m到4m比较合适,如果达到这个高度,就可保证智能建筑大部分室内净高不小于2. 7m,走道部分的净高不小于2. 4m
智能建筑层高设计是跨专业的,它体现出建筑师的综合协调作用:要和材料专业人员研究是否能采用新材料、新技术以减小梁的高度;和结构专业人员探讨是否可以采用无梁体系;与给排水、空调、强弱电专业人员讨论各种管线的合理走向和高度,进行多方面的协商,最终才能找出最佳层高方案。
3、地面天花板和墙面
智能建筑中的地面,除具各普通建筑地面平整、舒适、耐磨这些基本特征外,还担负着水平布线的重要任务,现在国内智能建筑地面设计常见的二种方式:即架空地面、预埋线地面、特制地毯下配线地面,各有优点,具体设计中该采用哪种地面,主要应由建筑的类型及各种地面的特点决定。架空地面最大的优点是布线十分方便,线路较短容量大,但是因为地面有一个150-700mm的架空高度,会造成地面的高差,不方便通行,对无障碍设计尤其不利,而且地面架空会使地面被抬高,这样就使很紧张的室内净高又受到影响,因此我认为,这种方法适合办公自动化设备(OA)较集中的部分,并在设计初就详细计算架空高度,保证有足够的室内净高预埋线槽地面是在做地面时将线槽、交叉构件等设备一次性做好的方式,这种地面的优点是出线口布置非常灵活,且不造成地面高差缺点是地面面层较厚,一般都在80一100mm,造价较高这种地面适合新建的,对出线口要求较高的智能建筑,特殊地毯地面是采用一种带特制扁平线的方块地毯铺设地面的方式,这种地面优点是施工方便,美观且对层高影响较小,缺点是出线口受到较多限制,它适合层高受限制的建筑以及不要求太多出线口的建筑,如:旧楼改造和智能住宅,对于OA比例较高的建筑由于其出线不灵活会受到诸多限制,一般不宜采用。
天花板部分的设计也很重要,现在智能建筑的天花板可谓是已经到了不堪重负的程度了,除了布置照明灯具、空调送风回风管、温感报警区、喷洒头外,也要担负起一定的布线任务,设计人员一定要将这此功能安排的井然有序,比如采用穿梁铺设自动喷洒管道的方式,将梁下的空间留给空调的风管、各种桥架和线槽。
智能建筑墙体通常用来安设接线插座,目前常用的方式有二种,第一种是墙体内走线、表面安放插座的方式这种方式施工容易,但内墙若采用这种方式则不能移动和变更,因此,该方式适合于墙体位置不会变更的智能住宅面办公类智能建筑,因为内墙常常需要重新布置,这种方式就不适合第一种方式是线路与暖气罩结合起来的方法,线路从外墙的窗下通过,插座安装暖气罩的侧面,这种方式有利于营造灵活的大空间,常常需要重新划分室内空间的办分类智能建筑宜采用第二种墙体是配电系统墙,实际上就是为一些配电设备设定的局部的固定的墙体,主要是解决一此较大配电设备的安置问题。
4、节能设计
智能建筑的节能设计应该从建筑设计之初就充分考虑,各专业密切合作,动用一切可能的手段达到节能的目的。首先,应充分挖掘自然资源,如阳光、风力、地热等,有资料显示,如果用两个地下50米深的热泵给住宅供暖,一般可以节约四分之二的供热电能,只有在可利用的自然资源都利用了之后,再考虑额外的能源消耗补给,其次,智能建筑的内部应充分利用楼宇自动化系统,通过计算机对建筑的设备进行智能化控制以提高设备的运行效率。另外,还应尽量采用雨水、中水的自动回收再利用、节水型龙头等节能方法。
智能建筑的节能若做不好,用来供应能量的花费就会增高,这会使得建筑的可持续发展性大打折扣;反之,节能设计做好了,智能建筑的运营成本就会降低,持续发展性也可以得到提高,因此笔者认为,即使在开始时增加了节能设计成本,也是值得的。
5、优化设计
优化设计是智能建筑建设的合理化手段。设计方案既要保持系统的先进性、实用性、开放性,又要优化配置并尽可能的减少业主的投资成本。技术经济性应是优化设计首要考虑的问题。
系统集成商必须对建筑物功能本身有充分的理解,才可能做出符合该建筑实际情况的具体实施优化方案;必须对安装工艺有丰富的经验,才能符合国家标准,才能通过质监部门的验收;必须掌握控制、通讯、计算机等主要的技术和产品性能,才能达到一次集成的目的。由于智能建筑系统的快速发展使得系统设计与系统实施的时间差造成系统设计的不合理因素大大增加,所以,系统集成商在投标时和中标后,必须根据总体设计方提供的系统设计施工图和招标文件,在满足相应要求的前提下,结合技术的发展和自身产品的特点,对系统设计进行优化和调整,得出符合标书要求的既先进又最经济的方案,在符合技术规格书要求的前提下按“低价者得”的原则评价。中标后的系统集成商应在总体设计方的指导下,根据系统设计施工图和具体的产品自行或委托设计方再进行优化设计,并经总体设计方同意后批准实施。
结束语:
建筑之所以要花大力气来做到智能化,就是要给使用的人提供更加舒适、更加安全、更加高效的工作和生活环境,智能建筑继承了以往建筑中优秀的部分,又随着科技的发展,采用了很多新的技术通过这此方面的结合,力求营造出更加人性化的空间,也只有作为主体的人的状态能保持最佳时,智能建筑的智能化才能得到真正的体现,虽然这期间还有很长的路要走,但可以肯定,智能建筑的前景是光明的,智能建筑的发展也是必然的。
参考文献:
[1]崔應峰.智能建筑的设计与发展前景[J].山西建筑,2008,34 (9):49-50.
[2]陶琳.谈智能建筑发展[J].陕西建筑,2006 (127 ): 3-5.
[3]崔芳丽.智能建筑设计方法研究[D].北京:中国农业大学,2005.