智能化建筑與建筑環境分析論文

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摘要：隨著機技術，信息傳輸技術的迅速，高新技術逐漸滲透入建筑行業，建筑的智能化是發展的必然趨勢。近幾年來，智能建筑、智能住宅小區發展十分迅猛，對我們的建筑設計提出了更高的要求。建筑設計師，特別是近幾年來參加工作的青年建筑師，對建筑的智能化也要有一定的了解，才能使智能化建筑設計滿足用戶的實際需要。

關鍵詞：智能建筑建筑環境

一、建筑智能化的子系統配置

建筑智能化一般是指該建筑物內具有樓宇設備自控系統（BAS）；辦公自動化系統（OAS）；通信網絡系統（CAS）。這三大系統是大項，每個系統中標還有許多不同的子系統。如樓宇設備自控系統中包含有：火災自動報警與消防聯動控制系統，公共安全管理系統等。按細分，樓宇設備自控系統有冷凍室調的監控、熱源設備的監控、供配電設備監測、給排水設備的監控、電梯設備的監測、照明設備監控等。公共安全管理系統又有閉路電視監視系統、防盜報警系統、出人口控制系統、巡更系統、訪客和報警系統，停車場管理系統等。

辦公自動化從廣義上講即計算機取代人進行辦公業務處理，辦公自動化的具體工作性質的不同而不同。這里僅指辦公自動化系統，即采用計算機網絡技術，承擔一般常規的辦公業務活動，如一般文字處理、文檔資料管理、電子郵件、統計數據處理等。至于部分經營管理系統等則由建設單位根據自身需要而自主開發軟件。

通信網絡系統內容繁多，實際上包含各種語音、文字。圖象、信息的通信網絡系統，與語音與傳真服務系統、數據消息處理系統、可視圖文定位、可視電話定位、會議電視系統、數字無繩電話系統、樓宇電視系統、數字無繩電話系統、有線電視系統、衛星電視接收系統、擴聲系統、公共廣播系統、音響系統、同聲傳譯系統、多媒體教學系統等。

可以說建筑智能化系統工程設計涵蓋了弱電系統的所有范圍，涉及專業面廣，是一項龐大的系統工程。具有智能化系統的建筑物對建筑師的建筑設計要求也高了。智能建筑的設計需要智能化設計人員與建筑、暖通、電氣（強電）、給排水、結構等各工種設計人員的密切配合。

二、建筑智能化設計針對建筑的要求

智能化建筑物是建筑技術與信息技術相結合的產物，它向人們提供一個高效、舒適、便利、安全的工作、、生活環境。一系列高新技術的發展，正在改變人們的工作和生活模式，先進設備和系統的進人生活正在迫使建筑環境與這種變化相匹配。

建筑智能化設計與建筑師的關系是十分密切的，智能化系統進入建筑物，改變了傳統建筑設計的一些做法。具體有：

l、各個智能化子系統有各種不同的設備，如樓宇自控設備、火災自動報警及聯動控制設備、閉路電視監控設備、通信設備、計算機設備等。需要各種設備機房設置。

2、各個智能化子系統有各種不同的管線，如光纖、同軸電纜、通信電纜、控制電纜等，需要有豎井作為垂直通道；需要有吊頂作為水平通道；需要有架空地板、網絡地板、線槽等作為室內布線通道。

建筑師在進行建筑設計時，在方案階段就要考慮到這些機房的布局，面積大小；弱電豎井的配置；吊頂、架空地板等則需考慮層高。如果建筑未提供智能化系統足夠的空間，則智能化設計要滿足功能的要求也是困難的。

三、智能化建筑的設備機房設置

設備機房設置的數量、面積大小因各建筑物規模功能不同而不同。現以一幢2萬平方米左右的高層辦公建筑為例來說明。

1、消防控制室

一般需要設置火災自動報警及聯動控制系統的建筑物均有消防控制室。采用較多的是集中報警系統，在消防控制室內設置一臺火災自動報警控制器、聯動控制裝置、消防廣播裝置、消防電話裝置、手動直接控制裝置等，還有直流24V電源。消防控制室面積15－20平方米左右，3×5或4×5（寬×長）即可。這既考慮到消防設備的安放，保證消防值班人員有一個應有的工作場所，還要根據實際需要考慮到值班人員休息和設備維修的面積。

消防控制室是火災撲救時的信息、指揮中心，其重要性是不言而喻的。一般消防控制室設置于建筑物底層，門向外開啟，最好直通室外，門應為防火門，建議為外開雙扇門，門寬1200mm－1500mm.

消防控制室周圍不應布置電磁干擾較強及其它消防控制設備工作的設備用房。

建議消防控制室采用防靜電活動地板，架空200mm.最好設吊頂。對于一個建筑群，則設置消防控制中心，其面積適當擴大。

2、BAS中央控制室

設置樓宇設備自控系統的建筑物要設置BAS中央控制室。BAS中央控制室的位置應盡至靠近控制負荷中心，主要指冷凍機房。注意遠離變電所等電磁干擾源，并注意防潮、防震。BAS中央控制室面積一般為15平方米左右，并應適當考慮工作人員值班、維修及休息所需的面積。

BAS中央控制室采用防靜電活動地板，架空200mm.當BAS中央控制室長度大于7m時，要設兩個外開門的出口，門寬小于1m.建議采用防火門。

如果建筑物中所有智能子系統設備均集中設于一處，形成控制信息中心，則該中心面積為40－120平方米不等。

3、計算機網絡（中心）機房

在具有計算機網絡的建筑物內設置計算機網絡（中心）機房，內置網絡交換機、網絡互聯設備、主配線架。機房一般設置于地上一、二、三層，盡可能靠近建筑物電纜引人區和網絡接口。機房內應有足夠保證設備運輸方便，門應向外開啟，建議采用防火門，采用防靜電活動地板，架空200mm.其樓板荷載可按5.10～7.5KN／m2設計。

由于各建筑物計算機網絡要與因特網相聯，所以機防要靠近外墻面，及靠近接入網引人方向。

4、通信機房

一般建筑物均有電話系統。對于電話用戶較多的建筑物要設置虛擬交換機，其機房20平方米左右。對于賓館則設置程控交換機，其機房面積20平方米左右。當電話用戶不多的建筑物單體可在底層設置電話交接間，其面積一般不小于10平方米。

通信機房、包括電話交接間一般設于具有外墻的房間，以利于進出線。通信機房門應向外開啟，建議采用防火門。機房可與計算機網絡中心機房設置在一起，其共同面積約40平方米。

5、閉路電視監控室

設置閉路電視監控系統和防盜報警系統的建筑物要設置監控室。監控室當設置在環境噪聲較小的場所，其使用面積根據設備容量確定，一般為12－50平方米。根據目前舉例的建筑物，監控室面積小于20平方米即可。

監控室門寬不小于0.9米，高度不小于2.l米。門向外開啟，建議采用防火門。監控室采用房架空200mm.

對于設置火災自動報警及聯動控制系統的建筑物具有消防控制室，其監控室一般與消防控制室合用一室，面積則為40平方米左右。

6、電視機房和衛星電視機房

電視機房的設置較為復雜，現分幾種情況說明

＊具有自辦節目的前端，應設置單獨的前端機房，其使用面積宜為20平方米；具有自制節目功能的有線電視臺，可設置演播室和相應的技術用房。演播室面積大小根據實際需要，其天幕高度為3.0－4.5米。演播室噪聲應小于NR25.技術用房面積及間數要根據實際需要設置，一般有播出機房（總控室）、備播室、化妝室、剪輯室、配音室、維修室等，還有一些辦公用房。

＊對于一般用戶的建筑物則僅需在市有線電視進線處（靠外墻面）設置一間面積為10平方米的電視機房即可。住宅建筑則不必設電視機房。

＊對于設置地面衛星電視接收站的建筑物，則要在電梯機房層或屋面設置衛星電視機房，其面積約為15－20平方米。在屋面還要設置衛星電視接收天線。接收天線安裝位置應避開接收電波傳輸方向上的阻擋和周圍的金屬構件，并應遠離公路、電氣化鐵路、高壓電力線以及干擾等干擾源。

電視機房和衛星機房采用外開雙扇門，門寬1200－1500mm，建議采用防火門。采用防靜電活動地板，架空200mm.

7.廣播室

設置有線廣播系統的建筑物要設置廣播室。當有消防控制室的建筑物，廣播室可與其合用。當有電視播放的建筑物，廣播室可與電視機房合并設置。

廣播控制室的技術用房應根據工程的實際需要確定：

＊一般廣播系統只設置控制室，當錄、播音質量要求高或者有噪聲干擾時，應增設錄、播室。

＊大型廣播系統室設置機房，錄播室、辦公室和倉庫等附屬用房。

廣播控制室面積約為15m2，錄播室面積約為40m2.門向外開啟，建議采用防火門，門寬不小于1米。采用木地板或塑料地板，當配線較多或要求標準較高時，可采用活動地板，架空200mm.樓板、地面等效均勻靜荷載3KN／m2.

8.聲控室

對于設置擴聲系統的會議室、多功能廳、多媒體報告廳等要設置聲控室，設置擴聲、控制設備。聲控室一般設置于主席臺、講臺一側，面積根據功能、規模、檔次，一般為10－20m2.場館擴聲機房設備較多，分為主機室，播音室、控制室，其面積稍大，約40m2左右。

9.控制室各種各樣的智能化系統具有各種不同的控制室，如LED顯示系統控制室。大屏幕公共顯示系統在一些會展中心、車站、港口、交易場所，體育場館等廣泛。在設置大屏幕公共顯示裝置的附近要建控制室，面積10－20m2左右，建筑要求應按機房的基本要求，采用防靜電活動地板，架空200mm，計算負荷4.5KN／m2.設置多媒體教學系統的主教室建議設置控制室，其面積約為6－10m2左右。

10.風除上述機房外，根據建設單位的要求還會有其它各種各樣的設備機房。如對于檔次較高的國際會議廳，要設置同聲傳譯系統，則建筑物內配置同聲傳譯機房及譯員室。同聲傳譯機房面積一般20m2左右，譯員室5m2左右，譯員室數量根據語種多少而定。部分計算機中心、信息中心比較重要，則要設置UPS室，計算荷載6KN／m2.有的工程需要設置酸性蓄電池室，則要采用耐酸地面。如在停車場管理系統，則要在車輛進出口出設置管理室，面積約為10m2左右。總之，建筑設計師要根據各種各樣的智能子系統設置相應的設備機房。

四、智能化建筑弱電豎井設置

1、傳統建筑中，弱電管線一般只有電話、電視管線，大部分建筑物中垂直干線一般沿墻體暗敷（或明敷），使管線到達各樓層。這種傳統做法已不適應建筑物智能化系統垂直管線的敷設要求。垂直管線沿邀陪敷主要存在以下：

＊墻體結構，物別是大量管線的集中穿越

＊給安裝施工帶來困難

＊不利于管線檢修

＊不利于系統擴容及改造

在近幾年設計的多層和高層建筑內，基本上都設置豎井以用于垂直干線的敷設。由于建筑智能化系統的廣泛應用，弱電工豎井與強電豎井一樣普通采用。豎井的位置和數量應根據建筑物規模、建筑物的沉降縫設置和防火分區等因素確定。

選擇豎井位置時，應考慮下列因素：

﹡直靠近各種設備機房

﹡不得和電梯井、管道井共用同一豎井。弱電和強電線路，一般應分別設置在弱電豎井和強電豎井內。如受條件限制必須合用時，弱電與強電線路應分別布置在堅井兩側或采取隔離措施以防止強電對弱電的干擾。

﹡避免鄰近煙道、熱力管道及其他散熱量大或潮濕的設施。

﹡在條件允許時宜避免與電梯井及樓梯間相鄰。

3.豎井的井壁應是耐火極限不低于1h的非燃燒體。豎井在每層樓應設維護檢修門并應開向公共走廊，其耐火等級不應低于丙級。

豎井面積大小除滿足布線間隔及弱電設備、端子箱布置的必須尺寸外，并要留有不小于0.8m的操作、維護距離。

各樓層的豎井需上下層相應對齊，便于垂直干線線纜敷設。

4.弱電豎井內布置有所有智能化子系統的設備和管線、橋架。如火災自動報警系統就有各樓層設置的各種控制模塊、端子箱、火災報警總線、聯動總線、手動啟停重要消防設備的控制線、消防電話線、消防廣播線對于計算機系統的建筑物，各樓層弱電豎井兼作樓層設備問，內設置樓層網絡網絡交換機、配線架等，豎井并不單單是走線的井道。有時豎立井內還要設置電話分線箱，電視分配器箱等。所以說對于建筑來說豎井關非可有可無，不但要有，而且要一定的面積。

5.計算機網絡系統，樓層設備的數量應從樓層配線架至信息插座水平布線的長度距離來考慮，當水平布線的長度在范圍內，可設置一個樓層設備間。當超出這一范圍，則要考慮設置兩個或兩個以上的樓層設備間。當樓層設備間僅當計算機網絡系統單獨使用時，其面積為l.8m2時（1.2深×1.5寬），可安裝個單孔信息插座的工作區所需的連接硬件和相關設備。一旦單孔信息插座超過200個時，可在該樓層增設設備間。計算機網絡系統設備與面積對照加表一所示：

如果弱電豎井為所有智能化子系統共用，則弱電豎井面積大于上表所列面積，一般要達到4m2.當然，對于住宅建筑來說，房屋開發商為了提高住宅用戶的使用面積，而限制公共面積。則豎井也可以小一些，但那只能在豎井內走線，有關部門設備只能放置于公共部位的墻壁上，實際上這是不可取的。

各樓層弱電豎井內要在樓板開出寬300mm的洞，以使布置橋架和管線。當設備、橋架、管線安裝完畢后，該洞以防火材料封堵。

五、智能化建筑水平布線對建筑的要求

解決智能化建筑垂直干線的敷設問題，則還存在水平布線如何走，而且水平布線量更大，面更廣。傳統布線一般沿頂板，地板暗敷，這對少量管線是可以的，但對具有眾沿多子系統的智能化建筑來說顯然是不現實的。

智能化建筑水平布線方式的確定，是一項很重要的事情，它不僅對該建筑的指標或效益有直接影響，而且對該建筑的環境有很大影響。我們很難設想在一幢智能建筑中由于水平布線方式不合理，而造成空間壓抑或使用功能單一的后果。

下面就主要幾種水平布線方式加以說明。

1.橋架、線槽布線方式

這種布線方式即采用金屬的橋架或金屬的、塑料的線格布線，在通道吊頂內敷設。這種市線方式目前是常用的。它有安裝簡單、配線容量大等優點。但缺點是該建筑物一定要有吊頂。且橋架、線格安裝在吊頂內，容易造成與通風管、給排水管道等搶占空間，引起凈高降低。采用這種方式布線時，一定要與通風管，給排水管配合好。有的工程中采用塑料線槽沿墻明敷布線也是有的，但也需要建筑處理好墻面裝修，否則要影響美觀。

2.金屬管布線方式

采用金屬管在吊頂內敷設。這種方式施工簡單且投資小，但對于眾多智能化子系統來說，很多管子排列也是麻煩的。

3.網絡地板布線方式

網絡地板是近幾年來的新產品，比較適用于智能化子系統的布線。它的主要缺點是投資大，普遍采用尚有困難。其優點是布線方便，容量大，而且強弱電線路可通過隔板分開；當工程完成后，如要變更線路，增減線路，出線口引出均很方便。特別適用于一些設備機房、計算機中心、、微機教室等場所。這種布線方式也影響層高。

4.架空地板布線方式

這種布線方式是利用架空地板與原樓板間的空間布線的方式。在夾層空間中一般采用線槽布線。其優點是布線簡單，維護方便，適用干線路變更頻繁，自動化辦公設備較多的場所，主要缺點也是以犧牲建筑物層高為前提。一般架空200－300mm.

5.扁平電纜布線方式

這種布線方式是在樓板上輻射扁平電纜，并用膠帶固定，蓋上方塊地毯的布線方式。其優點是敷設線路方便，維護簡單，但缺點很多，貶平電纜不能輻射在通道上，重物下；投資大。主要問題安全性差，會由于摩擦平凡損壞貶平電纜保護層，產生不安全性。這種方式對建筑物的層高基本無影響、但應用不多。

其它布還有幾種布線方式不大有實用意義就不介紹。一般水平布線采用上述幾種方式來解決。如在通道中采用橋架、線槽或金屬管線布線，當然較大量的信息點用戶的場所則采用網絡地板或即空地板布線。我認為不管采用吊頂還是地板，均在一定程度上影響層高。在保證房間凈高的情況下就必須增加層高。

六、結束語

綜上所述，在目前情況下，智能建筑對建筑的要求主要是設備機房，弱電豎井和吊頂、層高。當然隨著的迅速發展，人們對智能化建筑的期望值也會增高，有可能回導致對建筑布局，從形式到的變化。為使建筑物更適合用戶需要，建筑師在構思建筑方案之初，就要考慮建筑智能化的問題，智能化設計人員也要在方案階段參與建筑設計，只有建筑師與智能化設計人員的密切配合，才能使建筑與智能化系統、設備設計更完善、更合理、以使用戶滿意。