广东省华城建筑设计有限公司东莞分公司 广东东莞 523000
摘要:为了满足日益增长的物质文化需求,智能建筑在设计上也与时俱进,积极创新。智能建筑是建筑技术与信息技术的完美结合,但是在设计过程中,也会出现一些问题,这就需要广大设计师抓住问题产生的原因,以及在设计中应注意的事项,不断提高自己的设计水平,设计出更高水准的智能建筑,造福人民。
关键词:智能;建筑设计;设计特点;注意问题
一、智能建筑的概念
智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。智能建筑的兴起,生动地反映了信息技术的发展是何等迅速,信息技术的应用是多么广泛,并深刻反映了信息社会发展对智能建筑的需求。建筑发展到智能建筑,是一个质的飞跃,建筑的含义一下子拓宽了,建筑设计的任务加重了许多。一方面智能建筑设计的研究需要系统化,整体化的框架体系,智能建筑的设计需要智能化设计人员与建筑、暖通、电气(强电)、给排水、结构等各工种设计人员的密切配合。建筑智能化设计是建筑技术与信息技术相结合的产物,它向人们提供了一个高效、舒适、便利、安全的工作、学习、生活环境。一系列高新技术的发展,正在改变人们的工作和生活模式,先进设备体系已经进入人们的生活,迫使建筑环境与这种变化相匹配。建筑智能化设计与建筑师的关系是十分密切的,智能化系统进入建筑物,改变了传统建筑设计的一些做法;另一方面智能建筑设计需要更多操作性、实践性方面的指导。
二、智能建筑设计的特点
智能建筑与普通建筑的设计有很大的不同,这是由智能建筑的设计原则和相关理念决定的。智能建筑以可持续发展理念为根本原则,以节约能源,减少资源浪费为主要目标,以保护生态环境为基础,通过智能化的手段使得人们的生活更加便利,具体来说智能建筑的设计应当体现以下几点特征。
1、节约性
在智能建筑的设计中,要尽可能利用现代科技手段降低资源的消耗。主要来说应当避免或者减少不可再生资源的使用,可以通过研发新能源或者使用清洁无污染的可再生资源来替代不可再生资源的使用。例如:可以通过对采光的优化设计来充分利用太阳能,改进建筑的照明系统和空调系统,降低能耗,提高资源的利用率。
2、人性化
智能建筑的设计旨在为用户构建舒适安全的生活环境,因此,建筑设计应当配备先进的自动化控制系统,以便调节建筑大厦的各种设施如室温,湿度,给排水等,保障良好的生活条件。与此同时,智能建筑的设计还应当注重提高大楼的整体工作效率,如配备良好的网络通信设施来保障商业的需要,同时加强各区域之间的沟通。
3、适应性
智能建筑的设计应当能够满足不同使用人群的需求,这要求智能建筑能够在已有的环境中对使用功能和环境条件进行改变,同时在该过程中不会影响原有系统的工作,表现出适应性。
4、安全性
为了保护生命财产的安全,防止室内信息的外泄,有效保护室内信号系统免受干扰,智能建筑应当配备相应的安全防护系统,促进设备使用率的提高。一旦系统出现故障,相应人员应当尽快排除故障,维护系统安全,尽可能减少因故障而导致的影响和危害。
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。
3.1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些盘根错节的线路,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,这一点我将在后面的地面和天花设计中作详细论述。垂直方向的走线通常都布置在每层的设备小间中,相当于以往的弱电坚井,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些,而且在设计时还应在每个层面上留一定的剩余空间,以备未来之需。综合这些因素,我认为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,综合考虑这些设备的尺寸,我认为主机房面积100―120m2为宜。对于网络的拓扑结构,我建议采用星型连接,这种拓朴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HVB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。这样就可以避免系统由于一个节点出问题或由于检修而终止运行,整个网络的可靠性和安全性就得到了提高。
3.2层高设计
智能建筑的层高,始终是一个比较棘手的问题,相关的讨论也很多,笔者以为还是应该从层高设计的基本原理来分析。大家知道,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,这些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些。通过对这些系统尺寸的计算,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。需要注意的是,有些智能建筑为了方便布线,采用了架空地面,在这种情况下每层层高还要有相应的增加。
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。
3.3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三的供热电能。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,设备的运行效率提高了,自然也就节能了。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。
四、结语
总之,智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合,是建立在建筑设计、行为科学、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类理论学科之上的交叉应用。智能建筑已经成为世界建筑发展的主要趋势,相信在不久的将来,智能建筑一定能发展兴盛起来,成为未来时代建筑的标志。
参考文献:
[1]檀秋芬.浅谈智能建筑的发展[J].芜湖职业技术学院学报,2005,(7).
[2]陆伟良.智能化建筑导论[M].中国建筑工业出版社,1999.