随着信息技术的飞速发展,建筑行业正经历着一场深刻的智能化变革。建筑智能化系统,作为集成了现代计算机技术、网络通信技术、自动控制技术及建筑技术于一体的综合性系统,正日益成为现代建筑,尤其是科研、医疗、教育等高端公共建筑的核心组成部分。本文以第二军医大学国家肝癌科学中心(以下简称“肝癌科学中心”)的建筑智能化工程施工为例,深入探讨智能化系统在建筑施工中的具体应用、实施要点及其带来的价值。
一、项目背景与智能化系统总体架构
第二军医大学国家肝癌科学中心是国家在肝癌研究领域的重大科技基础设施,其建筑功能复杂,集成了实验室、数据中心、学术交流、办公管理等多种用途。因此,对建筑的智能化、安全性、节能性及管理效率提出了极高要求。该中心的智能化系统工程旨在构建一个高效、可靠、灵活且易于扩展的智能化管理平台。
其总体架构通常遵循“三层架构”原则:
- 感知与控制层: 由遍布建筑各处的传感器(如温湿度、光照、空气质量、安防探测传感器)、执行器(如阀门、电机、照明开关)以及各类终端设备(如门禁读卡器、监控摄像头)构成,负责实时采集环境与设备数据并执行控制指令。
- 网络传输层: 采用综合布线系统作为“神经系统”,结合有线网络(如以太网)和无线网络(如Wi-Fi、物联网专用网络),构建稳定、高速的数据传输通道,确保各子系统间及与中心管理平台的信息畅通。
- 管理与应用层: 位于中心机房的核心管理平台,通过集成各子系统的数据,实现集中监控、统一管理、智能分析与决策支持。该平台通常基于B/S或C/S架构,提供可视化的操作界面。
二、主要智能化子系统在施工中的应用实践
在肝癌科学中心的施工过程中,以下智能化子系统的集成与实施尤为关键:
1. 楼宇自动化系统(BAS):
- 应用: 对暖通空调、给排水、供配电、照明等机电设备进行自动监控与节能控制。例如,实验室区域根据室内外温湿度和人员活动情况,自动调节新风量与空调运行状态,确保环境恒定并降低能耗。
- 施工要点: 需在机电设备安装初期即规划控制点位,预埋相关管线,并与设备供应商紧密配合,确保控制器、传感器与执行机构的正确安装与联动调试。
2. 安全防范系统(SAS):
- 应用: 集成视频监控、入侵报警、电子巡更、出入口控制(门禁)等。在中心的重要实验室、机房、药品库等区域,设置多级门禁权限与视频联动,任何非法闯入都会触发报警并录像。
- 施工要点: 监控点与报警探测器的布设需无死角且符合防护等级要求;门禁读卡器、电锁的安装需与装修进度协同;所有安防数据需通过专用网络传输至安防中心。
3. 综合布线系统与网络基础设施:
- 应用: 作为所有信息系统的物理基础,支持数据、语音、图像及控制信号的传输。为未来的科研数据传输、远程协作、物联网扩展预留充足带宽与端口。
- 施工要点: 严格遵循设计规范,选择高性能线缆与接插件;管线敷设需避开强电干扰,做好标识;机房机柜的安装需考虑散热与理线。
4. 信息设施系统与多媒体系统:
- 应用: 包括电话、网络、有线电视、信息发布、会议系统等。例如,在学术报告厅集成高清投影、数字会议、同声传译及集中控制系统,实现一键式场景化控制。
- 施工要点: 信息点位的设计需满足各功能区需求;大屏幕、音响等设备的安装需与建筑声学、光学设计结合;系统集成调试复杂,需多方协调。
5. 机房工程与数据中心:
- 应用: 为整个智能化系统和科研计算提供核心运行环境。包含精密空调、不间断电源(UPS)、动环监控、气体消防、机柜系统等。
- 施工要点: 这是施工的重中之重,需高标准实施防静电、防水、防火、承重处理;供电与制冷方案必须可靠;动环监控需实时监测温湿度、漏水、烟感等状态。
三、施工中的关键技术与管理挑战
- 系统集成技术: 如何通过OPC、BACnet、Modbus等标准协议或开发专用接口,将不同厂商、不同协议的子系统无缝集成到统一平台,实现信息共享与联动控制,是技术核心。
- 管线综合与空间管理: 智能化管线种类繁多(弱电桥架、线管),需与强电、暖通、给排水等专业管线在有限的空间内进行BIM综合排布,避免冲突,确保美观与维护便利。
- 工序协调与界面管理: 智能化施工贯穿于土建、装修、机电安装的全过程,与众多专业和分包单位存在交叉作业。需建立强有力的总包协调机制,明确各方责任界面。
- 调试与验收: 系统调试是确保功能实现的关键阶段,需制定详细的单体调试、子系统调试和全系统联动调试方案,并依据国家相关标准(如GB 50339)进行严格验收。
四、应用成效与展望
在第二军医大学国家肝癌科学中心项目中,通过精细化施工与高水平集成,智能化系统实现了:
- 提升运营效率: 集中监控平台使管理人员能快速定位并处理设备故障,减少人力巡检成本。
- 保障安全与保密: 多层次安防体系为重要科研活动与数据提供了坚实保障。
- 创造舒适科研环境: 恒温恒湿、空气洁净的实验室环境,保障了实验的准确性与可重复性。
- 实现绿色节能: 通过BAS的优化运行策略,预计可降低建筑整体能耗15%-25%。
随着物联网(IoT)、人工智能(AI)、大数据分析等技术的进一步融入,建筑智能化系统将向更智慧、更自主的方向发展。例如,通过AI算法预测设备故障、基于人员行为自适应调节环境、实现跨建筑的能源协同管理等。
###
第二军医大学国家肝癌科学中心的建筑智能化工程施工实践表明,智能化系统已不再是建筑的附加功能,而是支撑其核心使命的关键基础设施。成功的智能化工程建设,依赖于前瞻性的设计、精细化的施工管理、先进的集成技术以及全生命周期的服务理念。它为类似的高标准科研、医疗建筑提供了可资借鉴的范本,并持续推动着智能建筑技术与建筑产业的深度融合与发展。