CIMS技術在智能建筑中的應用
2006/8/4 9:34:00
CIMS技術在建筑領域首先提出,是在1999年12月10日建設部住宅產業化辦公室頒布的《全國住宅小區智能化系統示范工程建設要點與技術導則》(實行稿)中,(以下簡稱導則)。在“導則”中有四處提到HI-CIMS,在住宅小區智能化系統中提出HI—CIMS,主要是針對三星級標準而言。在示范工程建設要求中提出,“建設三星及示范工程應將物業管理的智能化系統作為住宅現代信息集成建造系統(HI—CIMS)中的子系統,超前納入住宅小區開發建設的統一規劃、設計、施工和管理的總體目標中。”在示范工程功能要求章節中的三星級標準中,又提到:“三星級住宅小區智能化系統建設在可能條件下,應實施現代集成建造系統(HI—CIMS)技術,并把物業管理智能化系統建設納入整個住宅小區建設中,作為HI—CIMS工程中的一個子系統,同時,HI—CIMS系統要考慮物業公司對其智能化系統管理的運行模式,使其實現先進性、可擴展性和科學管理。 首次在建筑領域提出CIMS,作為設計人員如何來理解呢?又如何來應用此技術,它是否僅限于建筑中的住宅領域呢?在認真理會“導則”中所提出的一系列有關CIMS的要求外,首先有必要對CIMS技術有比較清楚的理解,只有這樣才能在工程實踐中更好地利用該技術。 首先要了解什么是CIMS,從字面上理解,是計算機集成制造系統(Computer Integrate Manufacture System)。這是波音公司在80年代末至90年代初提出來的,從字面上也能看出,CIMS的提出,是基于計算機技術的發展,信息技術的發展而產生的。這是在大工業生產中,利用信息技術,將分布于世界各地的協作公司緊密聯系起來,充分發揮各地的人力或資源優勢,達到統一的制造標準。我國863計劃中,也提出了CIMS工程,清華大學及有關科研機構相繼建成了CIMS中心。經過數年的研究,首先對機械制造業采用CIMS技術,并取得了可喜的成就。在住宅產業中提出HI—CIMS ,其含義是住宅產業現代集成建造系統(Housing Industrilization —Contampory Integrate Manufacture System)。在目前的信息時代,就是通過計算機技術和信息網絡技術,建生產過程中的人流或物資流,并通過計算機對信息流的管理和應用,達到對傳統功能的完成,以提高現代企業的管理,提高企業的經濟效益。并通過信息化、數字化,通過計算機網絡,達到信息資源共享。 CIMS技術在建筑領域中的應用,雖然最早是在“導則”中出現,但對于其它建筑同樣適用。因為無論我們設計一個小區,或一棟大樓,首先要從其功能上進行設置,所規劃的小區要達到什么樣的功能,應具備什么樣的系統,從物業管理的要求系統應具備哪些特性,各子系統之間由哪些內在的相互聯系等。對于一棟公共建筑的大樓,也同樣先從其功能入手,根據業主的定位及建筑的特點及功能要求,我們來確定應做些什么。既從確定功能到實現這些功能應有哪些子系統,如何通過信息的管理和應用,達到對功能的滿足。在規劃和設計的過程中,也就是我們常首先面臨的問題——我們在這項工程中應做些什么;當有幾種方案進行比較和選擇時,會考慮為什么要選擇某個方案,它有些什么優點或特點;當一些智能系統的接口須與外界相連接時,必須要有明確的分界,那部分由誰來做,什么時候做,在什么地方做,這就是我們通常所說的“W”問題(What,Why,Who,When,Where)。在上述問題提出的過程中,伴隨著的就是怎么著手來解決這些問題,也就是通常所說的“H”問題(How)。 例如一棟公共建筑大樓,從其功能來定義它是一棟什么性質的大樓,是純辦公樓,還是有一些其它功能的綜合樓,不同的性質有不同的功能。在規劃和設計之初,我們將這些功能了解清楚,根據功能要求來設置相關的智能化系統,并考慮這些系統之間有什么樣的內在聯系或聯動關系。在解決和協調這些系統之間的關系時,可統籌考慮系統的集成,這就達到了我們通常所說的按需集成,避免了貪大求全而不考慮實際需要的盲目性。例如在一座綜合樓的規劃和設計過程中,根據其功能及當前建筑發展趨勢,業主會提出一系列的要求,智能化系統則要設置如:通信網絡系統、辦公自動化系統、樓宇自動化系統、火災自動報警系統、安全防范自動化系統、公共廣播系統、停車場管理系統以及一些其它的系統。如有線電視系統、會議電視系統或同聲傳譯系統等。再考慮地下室及核心筒區域的無線通信問題,還需設置GSM直放系統和無線尋呼信號倍增系統等。對于這棟樓我們究竟應該設置哪些系統,就需要我們從要做什么(What)為出發點來考慮。也許在初始的方案規劃階段會羅列出許許多多的子系統,到進一步深化設計時,則會做出相應的調整,將一些不必要的子系統取消,或是將某些子系統的功能加強。對于這種過程,也就是我們在設計過程中不斷進行了解、篩選的過程。我們也常常將一些方案進行篩選和優化,提出為什么要這樣做(Why),是否還有更好的解決辦法。 智能建筑的設計,并不是由一個人,或是一個專業就可完成,它是一個系統工程,與其它專業有著十分密切的關系。在建筑、設備與智能化系統的銜接上,應該有個明確的分工,既不要各專業都管,也不能出現都不管的情況,造成在設計中互相推諉。如為了滿足各主要機房和各層設備間的合理空間大小,建筑專業應給出相應的面積;又如制冷機組,現在的冷凍機一般都自帶CPU,在進入到BA系統中時,對冷凍機和BA系統應提出相應的明確要求,雙方各做到什么程度,需要提供什么樣的信息,避免出現無法銜接或功能重復,給工程造成一定的損失,甚至會造成系統無法相連接的后果。要做好各專業間的配合,就提出了在什么時候進行以及配合哪些內容(When、What)。智能化系統從方案到施工圖,從施工圖到現場安裝和調試,這期間有多次專業間的配合以及與承包商的配合。它既要保證建筑師為滿足智能化系統的功能而給出的建筑平臺,如各類機房、設備間等,又要保證各設備專業間的管線路有暢通,不互相打架,管道線槽的敷設還必須滿足建筑師設計的層高要求,保證有足夠的空間凈高。在施工過程中,各類專業管線的施工安裝先后,都直接影響到系統的質量。施工工地專業隊伍眾多,各隊伍進場先后,人員數量的安排,設備材料每階段進場的數量,都必須要有精確的安排。 在工程實施的全過程中,無論是規劃、設計、施工、承包商進場,甚至某些零部件的在外加工,均應在一條主線的引導下進行,進行實時控制。實施過程中,有任何的改動,應對相應的承接方及時給出信息,使之適應變化的步伐。那種靠傳統的人工控制、人工管理,不能客觀地反映建設過程中的動態情況,不能滿足現代化建設的要求,不能達到經濟、高效。在整個過程中的每個環節,若將質量、進度、成本的一系列人流、物資流信息化,將其轉換成計算機應用系統中的信息流,則能夠非常方便、快捷地進行控制,實時性地反映出建造過程中的每一個環節。從而達到各環節緊密相銜接,達到以最經濟的投入而獲得最好的效益。 從上述所談到的,是根據CIMS技術的理念,首先提出的幾個W問題。我們的最終目的是要怎樣做才能達到我們的目的。根據CIMS的理念,我們不能采取過去的模式,而主要是利用計算機網絡中的信息。 在智能建筑的設計和實踐過程中,未了達到各子系統之間的信息共享,就需要在最初的考慮時,就對信息識別的唯一性做出規定。例如為了更好地發揮以樓宇自控為主導的建筑設備自動控制、防盜保安、火災報警以及停車場管理等進行集成,提高應付突發事件如火災、有人非法闖入等,就需要各子系統之間能在突發事件發生時,能通過網絡將必要的信息傳送到有關的子系統中去。這種信息的傳送和接受,各子系統就有一個對信息的識別和接收的問題。在以往的工程實踐中曾出現過類似的問題,各子系統之間通信協議不一致,很難達到信息共享。再進行系統集成時,需要付出額外的費用或代價,有的甚至無法進行集成。因此在系統設計和系統招投標時,就應提出明確的要求,尤其是對于系統集成商來講,更應該對此予以十分的注意,對所提供的設備、系統等應具備開放性和互操作性。只有把握住這些主要的方面,對于業主來說,根據其投資的情況,可以設計一步到位,一次實施完成。若在投資方面暫時有困難,也能做到一次設計到位,分步實施,并不用擔心在以后實施的子系統能否進行集成的問題。只要遵循信息識別的唯一性,遵循系統開放性的原則,早晚實施均能達到同樣的結果。 CIMS技術在建筑領域的應用,還是剛剛起步,但從其理念和哲理上看,它比我們以往所做的工作更完善和更有條理性,并不是所有的做法都是全新的。在我們以往的一些工程做法中,有的做法實際上是符合CIMS的要求,只是沒有上升到這個高度來認識,沒有進行歸納、總結和提高。CIMS技術的引入,能使我們站在一個新的高度,更好地進行建筑智能化系統的設計、施工。當然,這還需要我們不斷地在實踐中去學習、探索和提高,爭取獲得更好的成果。
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