摘要 本文结合北京某大型智能化工程的深化设计工作，阐述了大型项目智能系统的架构，深化设计的组织管理要点，同时重点介绍了建筑设备监控系统、建筑能耗监测系统、会议系统的深化设计措施及要点。
关键词 智能化工程 深化设计 建筑设备监控系统
一 概述
建筑智能化工程作为建筑工程中一部分,与一般的建筑机电工程项目相比，具有一些独有的特点:
1)建筑智能化工程核心是信息技术,工程的技术含量较高；
2)专业性强, 相对而言, 建筑工程智能化涉及面广,跨越多个专业, 这对设计和实施人员提出了更高要求,增加了建筑智能化工程项目实施的管理难度。
3)更新快。智能设备更新换代比较频繁, 所以建筑工程智能化项目在设计规划时, 也要随时关注信息产品的变化，不能因为选用过时或淘汰的产品而影响到建筑智能化的建设。
本项目为北京某办公楼智能化建设工程，总用地面积144200㎡，地上78200㎡，地下66000㎡，主要是办公楼与会议两大功能区。其中，办公楼建筑层数地上8层地下2层，由北楼、中楼、南楼组成，会议建筑层数地上4/地下2层，属于超大型智能建筑工程。
本项目施工范围包括下列内容：
网络通信：信息网络系统（包含政务内网、政务外网、安防专网、会议专网、智能化专网等）、无线局域网（WLAN）覆盖、公共广播系统、综合布线系统（包含政务内网、政务外网、智能化网、语音网，以及专网专电水平布线）、政务内网布线系统等；
智能管理：智能卡应用系统、物联网应用系统、物业管理系统、建筑设备监控系统、建筑能效监管系统、智能化信息集成系统、智能照明系统、电量计量系统等；
数字会议：中小型会议室、多功能报告厅、视频会议室等；
信息化基础设施建设：机房装修、机房配电、机房空调、机房接地、机房给排水、机房智能化等；
安全保卫系统：视频监控系统、出入口控制系统、入侵报警系统、电子巡更系统、停车场管理系统、电梯五方对讲布线等。系统架构图如下图1所示：
图1：智能化工程架构图
二 深化设计要点
1、要点分析及控制
本项目整体深化设计流程如下图2：
图2：深化设计流程
1.1 深化设计工作的组织
大型智能化项目，需要组建专业团队进行实施，并且明确深化设计的流程及要求，否则因管理不畅会导致深化设计效果大打折扣。同时，要建立完善的质量控制体系, 保证深化设计工作的整体质量。在建筑施工现场, 深化设计工作要与施工现场的进度相结合, 加强监督管理工作, 促进智能化工程深化设计工作顺利进行。
过程控制是深化设计工作成败的决定因素，只有牢牢把握了过程各个环节的质量控制，才能在深化设计的每一个节点保证工作质量，从而顺利进入下一个环节，否则可能会导致整个工作结果出现重大偏差。
本项目按下列步骤和程序组织深化设计工作：
（1）成立设计小组
首先，成立深化设计的工作小组，明确小组成员的职责分工，组织专业技术人员深入理解设计方案和相关图纸，了解工程的内容和设计特点，并对方案的技术性、可行性进行论证，并在此基础上，将设计理念与原方案进行融合，提出具有针对性的优化方案。
（2）现场勘查
深化设计小组安排有丰富现场经验的工程技术人员进行现场勘查，对工程的进度和现场情况深入了解，并按照现场勘查的结果制定合理的实施计划和实施进度，以此为基础进行后续工作的安排。
（3）组织撰写深化设计文档，绘制施工图
组织编写深化设计施工文档，进行施工图的深化设计。深化设计要在充分领会设计方案和甲方的功能性需求的基础上进行。通过实施阶段的施工图设计，将设计阶段的功能通过最终的实施予以实现。深化设计的输出结果就是用于指导工程实施的施工图。
施工图包括图纸目录、设计与施工说明、表格、设计图纸、计算书等。
设计图纸及设计资料包括：系统深化设计文本、总体结构图、系统原理图、典型局部的施工平面图、设备布置平面图和主要设备材料清单。包括所有设备、管道、电气线路和附件的布置、主要设备的配套环境要求等，以及与其它专业的划分界面。
（4）图纸审核批复
图纸会审，先进行项目内部的内部会审和内部审核批复，通过后，进入对外的深化设计施工图的审核批复流程。通过原设计单位、建设单位、监理和总承包商的认可，进入汇报和审核批复的流程。在审核阶段，严格进行范围控制，保证工程质量和工期要求。
（5）设计交底
设计审批通过后，深化设计人员组织设计交底，对施工团队交待设计意图，由此，项目正式进入了实施阶段。
1.2 深化设计工作的基本原则
为保障深化设计工作的效率和质量，在建筑智能化工程的深化设计过程中，通过长时间的磨合和摸索，我们总结提炼出了一些相对成熟的经验，提高了深化设计工作的效率。
1)深化设计前期的组织工作是深化设计工作能否顺利开展的基础，首先要分析项目的深化设计工作内容和进度要求，据此制定相应的人员和时间进度计划；其次是组建深化设计团队，团队技术人员除了熟悉智能化相关系统的技术知识之外，还需要了解其他相关专业的知识，这样才能结合施工现场实际情况，使深化设计满足施工需求。
2)用户的需求是深化设计工作的重中之重，只有贴近用户需求的设计才有价值。
3)深化设计工作一般是在项目中标之后进行，根据建设单位的相关要求，深化设计完成后的成果必定与招标文件或合同清单有偏差，为了避免后期结算、审计工作上的推诿、扯皮情况的发生，深化设计过程文件必须要完整。各种新增或变化的内容需要留有相应的依据（如：甲方需求文件、工作联系单、变更洽商等）。
4)深化设计人员要对设备产品熟悉，智能化各个系统的产品厂家众多，不同厂家的产品在产品类型、系统架构上会有一定的差异，设计人员只有在了解产品的前提下，才能结合项目实际，按产品的实际配置情况将相关的内容体现在深化设计方案和图纸上。
5） 深化设计需要与项目其他施工单位对接、配合，因为建筑智能化不是独立于所有系统之外，建筑智能化系统与建筑、机电、暖通、消防、精装等等多个专业均有交叉和结合点，只有了解建筑智能化与其他专业的切合点，才能保证智能化工程的深化设计图纸具备可操作性。例如：穿越人防区域的桥架路由的设计要根据建筑预留的穿墙管的位置考虑等。
三 子系统深化设计措施
系统深化要点解析
各系统路由布置，建筑能耗监测、建筑设备监控等系统的深化设计，必须满足客户需求，本文重点介绍大型智能建筑工程的建筑设备监控系统、建筑能耗监控系统、会议系统等三大系统的深化设计工作，其它如网络通信、安全防范系统及信息化基础设施等系统的优化设计原则与以上系统基本类似。
1.1 建筑设备监控系统深化。
建筑设备监控系统是建筑智能化工程的主要系统，集网络、计算机、控制和检测技术于一身，使得建筑内机电设备管理高效、环境获得最佳舒适度、大幅度节约建筑运行能耗。本办公大楼内建设建筑设备监控系统，实现对于办公楼内送排风、给排水、冷热源、新风系统、空调系统、智能照明、变配电、电梯、太阳能等动力环境保障与动力系统设备的统一监控、测量和管理，既能单独设置各子系统的运行策略，也能实现系统之间的智能联动，达到智能管理、节能减排、可靠运行的目的。
1.1.1 系统结构：
系统采用C/S（服务器/客户端）方式，服务器及操作员站位于3号楼首层楼宇控制室。中央管理操作站与现场控制器(DDC)之间、DDC之间采用以太网结构形式。同时管理层设备可通过其他网络接口与第三方独立的监控子系统集成，包括：变配电、太阳能、冷热源等，实现对整个建筑物的监控调度工作。
1.1.2 系统协议： BACnet通讯协议、OPC通信协议。
1.1.3 系统集成接口： BACnet/IP集成接口。
1.1.4 系统组成：中央管理操作站和服务器、现场控制器(DDC)及传感器。
深化设计难点：
1.1.5 建筑设备监控系统涉及专业广，设计前期、施工过程中及调试阶段与其他专业交叉面比较多，需要关注各专业资料的收集、更新。
1.1.6 本系统使用全网络结构，控制器数量在全国范围内也是首屈一指，控制点数数量庞大，如此之多的控制器数量给网络造成了巨大负担，使网络环境变得极为复杂。
1.1.7 本项目控制的设备和传感器数量众多，对施工精确程度、工艺方法也提出了更高要求，所以在配盘、穿线、接线方面需要格外注意。
深化设计措施：
（1）向相关方收集各专业平面图、系统图、原理图以及控制资料。核对各专业图纸中被控设备类型、数量、位置分布等是否一致。
A、给排水专业
给排水专业图纸和强电专业图纸中集水坑的数量有不一致的情况，问题提出后，需要由现场人员跟进，根据设备实际安装情况（位置、数量等）确定楼控系统的设备配置。
B、暖通专业
暖通图纸上的部分机组，在强电专业图纸未体现，问题提出后，需要由现场人员跟进，根据实际安装情况确定楼控系统的设备配置。
对于作为设计依据的风、水、电图纸不能只看一个专业，要多个专业相互核对，如果现场不具备提供实际数据的条件，我们应向设计院求证，并且要依靠现场的实际勘查才能得出结论，确定采购订货。
C、强电专业预留二次回路接口
需认真核对图纸中所预留的二次回路接口是否与技术要求一致。
（2）绘图
建筑设备监控系统用线缆在图纸上应清晰标注去向及线缆类型，明确长度距离，这对后续施工与调试、结算等起着重要作用。
（3）网络规划的方案深化
在规划网络的时候充分考虑系统的网络环境，比如每个设备域里的设备数量是否过多，若过多会导致设备掉线以及程序丢失等情况，所以要在网络划分的时候做好规划，尽量多的划分网络，使得每个网络上的网络负载平衡。交换机的端口设置也与DDC网络通信的畅通有着重要关系，网络通信的好坏对上位机读取数据，实现实时控制起着至关重要的作用。
（4）施工方案优化
1）联网型风机盘管系统
联网型风机盘管纳入楼宇自控系统，联网型风机盘管温控器可实现远程与本地共同控制。
本子系统为总线型通信，总线的连接不能接地，连接长度和连接设备数量要符合要求，温控面板的地址设置，应避免地址的记录与检查出现重复设置，否则会影响通信质量。针对于有重复地址情况，要进行逐段分区域的测量，或者检查温控面板地址设置情况。
2）给排水系统
给排水系统中，对集水坑一般是监而不控，需要管道上安装传感器的，要和有关方协调管道预制管口，便于设备安装。
施工中期：按图施工，液位计安装位置根据集水坑的深度进行调整，避免与水泵专业的液位计相互干扰，导致排水异常。中水、生活水系统一般为群控系统，而楼控系统只进行监视。
设备穿线避免破皮接地，否则会导致设备烧毁，线缆预留长度不宜过长，要标注线缆所接设备名称，线缆头要用绝缘胶布裹好。
控制箱盘芯要做好电气保护，盘内走线规范，端子接线标注明确，图纸与盘芯完全对应，便于施工与后期维护。设备接线按照设备说明书进行，避免因接线错误导致的设备损坏以及模块烧毁。信号线与电源线应分开布放、信号线通信距离不宜过长，否则会影响通信效率。
3）设备安装
A、温、湿度传感器的安装位置：不应安装在直射的位置，远离有较强振动、电磁干扰的区域，其位置不能破坏建筑物外观的美观与完整性，室外温、湿度传感器应有防风雨防护罩。应尽可能远离窗、门和出风口的位置，如无法避开则与之距离不应小于2m。
B、并列安装的传感器，距地高度应一致，高度差不应大于1mm，同一区域内高度差不应大于5mm。
C、温度传感器至DDC之间的连接应符合设计要求，应尽量减少因接线引起的误差，对于镍温度传感器的接线电阻应小于3Ω，1kΩ铂温度传感器的接线总电阻应小于1Ω。
D、风管型温、湿度传感器的安装
?传感器应安装在风速平稳，能反映风温的位置。
?传感器应在风管保温层完成后安装，安装在风管直管段或应避开风管死角的位置和蒸汽放空口位置。
?风管型温、湿度传感器应在便于调试、维修的地方安装。
?风管型温、湿度传感器应安装在风管保温层完成之后.下图3a，3b,3c,3d为上述安装效果图。
1.2 建设能耗监控系统优化
本系统由管理主机、专用网络接口、网络中继器、网络层设备、现场仪表等组成，采用 RS485总线结构，完成对水的远程能耗计量以及管理。系统主机设于楼宇控制室内。系统信号采用M-bus总线传输，办公生活给水、中水表具均采用智能直读式远传表具。
本系统信号采用M-bus 485总线传输，由于水表分布比较分散，会导致布线距离过远，信号减弱的现象发生。
深化设计难点：由于本系统读取设备数据较多，对施工精确程度、工艺方法也提出了更高要求，尤其是配盘、穿线、接线方面需要格外注意。在调试、维护层面上也需要更加细致。对于与变配电接口会遇到通信协议不匹配、信息传递错误等问题，需要后期开发协调。
深化设计措施：
（1）向相关方收集各专业平面图、系统图、原理图以及控制资料。
?向给排水、暖通专业收集平面图、系统图、原理图以及设备资料。
?核对图纸中设备类型、数量、位置分布等是否一致。
?确定水表的接线方式、供电方式与类型，服务区域。
（2）绘图
建筑能耗监控系统用线缆在图纸上应清晰标注去向及线缆类型，明确长度距离，这对后续施工与调试、结算等起着重要作用。
（3）施工方案优化
本系统属于总线式架构，要充分考虑通信的距离和所带设备的数量，通讯距离与所带设备的数量成反比，通信线选择带屏蔽的双绞线，这样能最大程度的保持通信质量，水表供电情况下也要特别注意供电距离，避免因线路过长导致的供电问题。
要特别注意水表的接线方式，接线之前询问相关方或者要求设备供应方提供接线图，避免设备烧毁的现象的发生。
线缆中间不允许有接头，线缆终接处必须牢固，接触良好。线缆终接应符合设计和施工操作规程。线缆在终接前，必须核对线缆标识内容是否正确，线缆两头必须套上机打号码管。对于有极性的线缆，必须区分极性进行终接，一般要求线缆的红色线接正，其他颜色的线接接负，见图4：
图4：线缆终接效果图
（4）后期调试测试方案深化
1）调试阶段
按系统设计图纸要求，检查主机与采集器之间的连接、传输线型号规格是否正确。通讯接口的通讯协议、数据传输格式、速率等是否符合设计要求。
主机及其相应设备通电后，启动程序检查主机与本系统采集器与其他设备通讯是否正常，确认系统内设备无故障。
2）维护阶段
保持系统服务器软件运行正常，不要非计划性关机，重新启动后要启动后台软件，定期对设备控制箱进行巡检，查看设备供电及通信情况。
（5）针对通讯协议方面的方案深化
确认第三方设备运行正常后，按设计和监控点表要求检查与第三方系统的连接线或通讯线连接正确，确认其相互之间的通讯接口、数据传输、格式、传输速率等满足设计要求。在主机侧按本规定的要求，检测第三方设备的全部监测点，确认其满足设计、监控点表和联动连锁的要求。确认BAS系统图与实际运行设备一致。按系统设计要求确认主机、采集器、前端等设备运行及故障状态等。
1.3 会议系统深化
因初设图未明确会议系统布置，我方深化设计小组在了解设计图纸及客户需求的基础上，对项目中不同类型的会议室设计相对应的会议子系统，包括：显示系统、送扩声系统、音频信号处理系统、视频信号处理系统、数字会讨系统、中央控制系统等等；此外根据不同的会议室应用功能还会涉及到视频会议系统、数字录播系统、视像跟踪系统、同声传译系统、灯光系统、舞台灯光机械系统等等辅助系统，见图5：
图5：数字会议基本架构图
在以上规划完成后，技术人员根据每个会议室的实际建设内容，对各个系统的设备、配件、线缆、接口等内容进行详细的配置，并结合建筑、装修的相关图纸进行施工图纸和清单的设计和配置工作，最后形成一个完整的设计成果。
1.4 其他系统深化设计
本工程其他系统包括网络通信、安全防范系统及信息化基础设施等系统，其深化设计方案的思路及切合点与上述三大系统基本相似，均包含了路由布置、与其它专业配合协调，施工方案优化等内容，除了相关设备及功能使用有所区别外，其它基本一致，因此本文不再对其他子系统进行详细阐述。
三 结语
大型智能化工程项目，涉及的子系统繁多，现场协调难度大，深化设计时考虑的要素较小型项目要多出不少，因此各个环节，包括人员组织、流程、施工技术，以及对采购设备的熟悉，用户需求等方面，都需要细致分析，才能做好深化设计，确保优化及细化的方案和措施，能够满足施工要求及客户需求，从而提高项目实施水平。
随着智能建筑技术的发展，尤其是5G技术及人工智能的兴起，未来的智能化安装工程将与传统的管线安装方法变得大为不同，这就要求我们要及时更新设计能力，提高深化设计水平，这样工程类企业方能够适应时代的要求并获得生命力。
参考文献：
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