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楼宇自动化工程现状分析
发布日期:2014-10-31 10:40   

多年以来,楼宇自动化工程虽然得到了广大建设方的认同,普遍列入了公共建筑和商务建筑建设的必选内容。但是,不少项目的用户反映并不乐观。 楼宇自动化工程的实际状况究竟如何?调研情况表明,各地运行良好的工程可谓凤毛麟角,更多的是存在诸多功能缺陷而不能全状态运行。所有调研工程,无论工程实际运行效果如何,就楼宇自动化工程的内容和工作量而言,竣工验收时都完成了工程合同所规定的内容。另一方面,建成的楼宇自动化工程对水、电、风设备、资源起到了统一管理的作用,特别是对给排水设施的监控管理、变配电设备的二次监测以及对照明系统的节能控制,普遍能达到设计目标。但是,楼宇自动化工程的问题集中反映在对空调系统和建筑环境温度的调节控制方面。 我国工程基本建设主要程序一般分为以下几个阶段:项目建议书阶段、可行性研究报告阶段、设计文件阶段、建设准备阶段、建设设施阶段、竣工验收阶段、后评估阶段。工程过程中涉及到建设方、招标代理、工程监理、承建商、产品供应商、土建总承包方、检测机构、市政配套单位、物业单位等诸多方面。一个运行良好、控制高效的系统一定是对各个环节合理统筹和均衡的结果。由于楼宇自动化系统工程建设过程的复杂性,工程质量主要受到功能需求、设计水平、施工组织、维护管理等诸多方面的影响。

1 端正起点

大量的工程实践证明,建设方是否能够根据建筑物的特点提出恰当的需求,是否能够有效地组织项目的实施并进行持续有效的维护和管理,对楼宇自动化工程的成败起着至关重要的作用。智能建筑是随着我国的改革开放而发展起来的。从原先的政治统帅计划经济转变为经济建设为中心的社会主义市场经济的过程中,金融资本的强势日益显现。公共价值观的缺失、市场规律的不完备、诚信的堕落以及意志薄弱者的腐化、社会分配的不均,引起了一系列工程投资监管问题。加上任期制和政绩的需要,政府与行政对工程的不恰当干预越来越多,越来越强。因此,许多工程在前期是反复预热、迟迟不决策;而到工程后期是断然划底线、赶进度。在智能建筑的工期、造价、质量三要素的管理中,抓工期是一心一意、领导说了算数,抓造价是全心全意、各方极力关注,抓质量则半心半意、谁都心里没有数。相当部分的国有资金项目被作为献礼工程,导致只注重时间进度而忽视系统质量。 建设方的项目建议书和可行性研究报告,主要解决项目建设是否必要、需求定位是否合理、技术方案是否可行、生产建设条件是否具备、项目建设是否经济合理等问题。由于建设方的上述主观因素,加上楼宇自动化的专业复杂性和技术多样性,使得项目建议书和可行性研究报告普遍存在缺漏和估算不准的现象,对工程质量目标的关注和精力被侵占,不能仔细、合理地研究建设项目的使用需求和业务特点。 建设方对楼宇自动化工程的需求不清晰,工程目标不清晰,把楼宇自动化工程的合理性完全依赖设计院的专业技术水平和职业道德水平,对技术先进性的追求没有能够转化成实际的控制效果;或把设备技术指标、设计能力指标混同系统功能指标,建设方类似问题相当严重。一些代建制的工程甚至连套用规范标准、参考类似项目的工程管理过程都被省略。 有些工程的建设方也会采用聘请专业顾问或咨询机构来协助设计定位,但是其中也存在一些名不符实的误导。仅仅注重施工过程、不重视系统维护、没有工程项目全寿命周期的概念,是建设方常见的另一个问题。特别表现在项目的规划和预算中,只注重初期建设费用投资,不重视运行阶段的投入,很少考虑建成以后的日常维护费用。 一个有经验的、具有中立地位的设计单位,不仅可以为建设方提供一个符合项目特征、需求完善的设计方案,也可为建设方控制好投资预算。但是,目前的管理政策并没有为建设方创造这样一个选择环境,也没有为设计院创造这样一个生存环境。 智能化专业的投资规模一般占建设项目总投资的5%~10%,医院、大剧院、博物馆等的智能化投资规模更占到总投资的15%以上,智能化专业的设计工作量已经超过了强电专业。但是,住房和城乡建设部《民用建筑设计劳动定额》“各设计专业工比表”的劳动分配比例与工程实际情况明显不符,引发了电气专业内部强弱电专业之间的矛盾,严重影响了智能化专业的设计质量。 楼宇自动化工程设计涉及建设设计的所有工种和方面,特别与暖通、强电、给排水专业的设计密不可分。各个专业人员之间的交叉协作必不可少,承担楼宇自动化工程施工设计的人员,虽然对智能化系统专业技术比较了解,对设备产品比较熟悉,但是法律法规并没有赋予这部分人员对建筑设计的协调沟通权限。相当一部分楼宇自动化工程项目只是在土建施工开始后、甚至建筑结构封顶以后才由集成商进行施工设计。工程项目施工设计图滞后于建筑设计院的初步设计,与水、电、风各个专业之间的设计得不到有效磨合,楼宇自动化工程施工设计图的质量从根本上得不到保证。同时,由于其它专业没有智能化专业的配合,很多机电设计也无法到位,导致智能化系统的监控功能无法实现。 楼宇自动化是综合了自动化技术、通信技术、信息技术、电子技术、机械技术等多学科技术。但是,目前智能建筑的从业人员更多的是从信息技术、电子技术、建筑电气等单一学科毕业的,擅于从信息传输、交互、搜索等层面考虑技术问题,对于自动控制技术的过程控制、过渡过程和反馈闭环控制的基本特性还难以精通,这也影响到整个楼宇自动化控制系统设计的完善性。

2 科学招标

招标代理和工程监理是目前楼宇自动化工程管理中最为薄弱的两个关键环节。这两个工程管理环节的越位和缺位,导致了工程的混乱,严重影响到工程的工期、造价和质量。

招标中最常见的问题是片面理解“三公”原则,偏重于经济角度的造价控制和经济监管,忽视对楼宇自动化工程设计适用性的评估,走上了表面化、形式化的歧路。在楼宇自动化工程招评标时,只计算设备、管线的安装定额,简单地以套用各地的建筑工时定额百分比,完全忽略了楼宇自动化工程中系统集成、App配置、控制模型等高技术含量的工程价值。这种试图用低造价、低利润来抑制贪腐现象的“良好愿望”,导致了所谓“拦标价”、“最低价中标”的做法,蜕变成了偏低报价的极端而简单的评比。 招标法所规定的综合评标法,现在被片面理解成为技术、商务、报价三者在同一层面上总分的算术累加。技术的评分又被细化为众多细目子项,而报价往往只被算作一个大项;导致商务与报价评分值的差距远远超出了技术分值的差距,技术方案的差异性被报价差值所淹没,综合评标法名存实亡。 为了避免评标专家串标作弊等问题,在评标前半个小时才确定和通知评标专家组人员,使得评标专家完全在不清楚项目性质、环境地点、使用特点以及功能需求的情况下参加工程评标。评标专家的组成和评标过程的漏洞百出,使得本来严肃的招标工作演成一场闹剧。 对招标、评标中忽视楼宇自动化技术含量和工程适用性的分析,是产生上述种种弊病的根本原因,为楼宇自动化工程的质量留下了无穷的隐患。 楼宇自动化工程质量涉及到机电设备的工程界面、控制界面和功能界面。标段划分与设备采购和楼宇自动化系统的工程内容、工程质量、工程责任有着极其重要的关联,由于设计阶段各工种的深度不足、协调不够,招标阶段需要科学、合理地补充划分工程采购的标段。而目前的楼宇自动化工程招标中,通常只重视投资分配、经济利益的平衡,轻视标段划分与工程质量、工程责任的连带关系,对与楼宇自动化工程相关的设备界面、控制界面不能在招标阶段做出深入、合理的区分,增加了后继工程管理中工程协调的难度。

3 施工完善

建筑工程实施过程中出现与原设计、原合同不一致的问题是难免的,所有的更改洽商都会引起合同造价的变化。在市场经济的条件下,不顾及更改洽商所带来的利益变更,就不可能保证工程的实际质量。所以,国际惯例都允许工程合同造价的增减调整。

在我国智能建筑行业里,习惯把智能化工程的承建单位称为“集成商”。其含义是承建单位必须把智能化技术系统与建筑设计、使用、设备、环境进行系统集成,才能够完成施工设计任务。由于初级阶段市场经济的不完备,招标过程所产生的一系列后遗症,导致了集成商因为在投标阶段对评标结果毫无把握,不敢过多地投入成本,只能引用千遍一律的通用型系统规划配置进行形式上的设计,这就导致楼宇自动化工程中标方案的功能基本上停留在基础作用。待到中标后的施工设计阶段,由于资金、工期等原因,集成商不能单方面对投标的初期方案做重大改变,只能以完成工程合同内容为出发点,放弃了某些需要具备楼宇自动化工程的完整合理功能。 目前,现场施工中存在的突出问题是施工管理单位、总包单位对楼宇自动化的工程特点缺乏认识,对楼宇自动化工程的施工要求不够重视。无论施工组织计划,还是实际的现场安排,往往不能给楼宇自动化工程创造充分必要的施工条件。楼宇自动化工程安装、调试所必需的一些条件和安排,在其他专业工种难以形成共识,这也影响到楼宇自动化工程的效果难以得到保证。楼宇自动化工程涉及许多电子类零部件,现场产品保护问题比其他工种更加突出。但是,由于现场工地统一由土建总包管理,尺寸细小的电子产品的现场保护是一个明显的薄弱环节。

4 检测验收

楼宇自动化工程是个集成了建筑结构、设备管理、自动控制、信息通信、建筑环境、应用要求等宽范围、跨行业的综合技术系统。其工程质量验收不适宜沿用建筑行业传统的工程质量验收办法,已是不争的共识。

近年来相继推出一些智能建筑子系统的专项技术规范,譬如《安全防范工程技术规范》GB 50348-2004、《综合布线工程质量验收规范》GB 50312-2007,以及与楼宇自动化工程直接相关的《建筑设备监控系统工程技术规范》等。这些规范在各个专业子系统的技术范围内给出了较为详细的技术标准和检测验收办法,客观上对各个专业系统单独的检测验收起到了引导作用。但是,这些规范一则缺乏操作性引导,二来局限于各个专业子系统技术形式的检测验收。智能建筑追求的是具有智能的建筑,建筑物应当具备一定的感知、判断、控制、协调的运行能力。不是建筑物里设立了一个或几个专业子系统就算是智能建筑。智能建筑工程质量检测是对整体建筑智能化功能的综合检测,其关键在于建筑内楼宇自动化系统与建筑设备、建筑环境、建筑应用之间的集成运行,楼宇自动化系统与其他各专业子系统的相互协调配合。整体建筑智能化功能的综合检测和建筑内某一个子系统的单独检测不能混为一谈。特别是楼宇自动化系统是专业范围跨度大、集成协调要求高的工程,要检测该系统的运行效果,仅仅只对专业子系统检测是远远不够的。基于系统工程的木桶效应,专业系统无论完成得多好,楼宇自动化工程的实时性、可靠性并不能保证。所以,楼宇自动化工程的质量检测必须是综合了相关设备、环境、子系统的运行动态的检验,是包括建筑设备设施在内的整个建筑环境、建筑资源的综合运行效能的检测。 建筑工程中普遍采用的工程质量监理制度,是针对土建专业的特点所制定的。监理单位的工作范围集中在到货验收和随工检验,基本上是设备、单机、单系统的管理性检测、技术性检测、稳固性检测和安全性检测等工程符合性的现场检验。要求监理方对智能建筑楼宇自动化系统的综合运行总体功能和性能给出数据及评价,事实上完全超出了监理单位的工作能力和资质范围。

5 工程调试

从工程调研情况看,楼宇自动化工程中给排水系统的监控调试、变配电及照明系统设备的监控调试,一般都能符合标准、设计和应用要求。主要在建筑空调环境的监控调试方面存在相当大的问题。 建筑空调环境的运行属于科学技术和大学教学中一个小而窄的专业方向——流体动力学。自动控制系统的核心在于控制的过渡过程、趋势曲线和稳态实现,特别是关系空调运行的App设置、控制算法、模型选择等。绝大多数集成商(包括产品供应商)缺乏这方面专业人员。因此,空调环境的监控调试被简化、停留在空调设备的运行状态层面,而设备运行的逻辑功能完好不等于工程能够有效地实现监控运行。由于专业的局限,在楼宇自动化工程的调试中不能够保证调试的定量化。大多数工程停留在逻辑定性调试阶段。例如,调试中不看过渡过程和趋势曲线。不看系统能否达到稳定态,不看实际稳态值与设定值的偏差,很少注意传感器采样数据和实际环境数据的比对,等等。调试测量仪表配备不齐全、精度等级不满足要求,也是造成调试工作不能够定量化、精细化的一个因素。对楼宇自动化系统与其他联动子系统的通信接口的调试,很少进行数据完整性和传输格式、速率等的定量检测;只求各点之间能读取数据即可。 另外,无法坚持调试的充分必要条件更是调试中的另一个大问题。楼宇自动化工程的调试条件,包括机电设备安装工程的施工完毕和试车合格。在工程实践中,怎样才算机电工程施工完成,各方缺乏共识;存在着机电设备尚未完工就急于直接调试楼宇自动化工程的现象。楼宇自动化工程的调试条件还应当包括土建装修的完成进度。个别工程中门、窗、隔断等结构还没有施工完,就在进行楼宇自动化工程的调试;调试结果当然不能反映建筑竣工以后的实际运行效果。监控机房自身的土建与装修同样是楼宇自动化工程的调试必要条件。特别需要指出的是,市政资源环境(供电、供热)和系统防雷接地能否达到运行要求,是保证设备正常工作、保证楼宇自动化工程调试的前提。某个工程曾经因为在市政供电不到位时强行调试,造成了应急电源等设备的损毁。 由于工期和使用、环境的原因,一般楼宇自动化工程的调试很少能够保证全负载运行调试和故障调试。因此,调试时不是真正的实际运行工况,也不能考验楼宇自动化系统的应变能力;这就造成全负载时无法运行或达不到设计的功能目标,严重的甚至引起整个系统的失效。 楼宇自动化工程流体动力学特性决定了一个子系统、一个结点的调试会影响到全系统的平衡。因此,楼宇自动化系统调试具有反复性特点,全系统的平衡及功能的实现需要多次调整才能达到。有些工程的调试停留于单机、单子系统阶段,没有注意某台设备调试后对相邻设备和全系统的复验,造成调试的半途而废。

6 运行维护

“三分建设、七分管理”。楼宇自动化工程的产品质量、施工质量不等于运行效果。楼宇自动化工程前期设计定位不清晰、施工安装管理不科学、调试检测工作不精细、交付培训不到位等先天不足给运行管理带来了较大的困难。在建设以后的运行期,物业管理单位自身技术力量薄弱,业主方对运行管理不重视,缺乏明确的行业规范引导等问题严重制约了后期运行。先天不足与后天乏力造成目前大多数楼宇自动化工程运行管理不佳,与希望的舒适、环保、节能和高效的建设目标形成较大的差距,严重制约了智能建筑行业的发展。楼宇自动化工程的运行维护不能简单地等同于专业系统的售后服务。因为,专业系统的售后服务局限于本工种的维护,不能够顾及相关环境条件和机电设备的保障,常常成为系统调试的重复,不能够真正保证楼宇自动化工程的综合运行效能。 物业管理企业虽然基本建立了楼宇自动化运行管理所需的管理及记录制度。但由于管理经验不足、相关管理标准及规范尚未出台,运行规程及运行记录仅满足于设备运行状态的记录,定性检查内容多,定量检测内容少;不能全面反映楼宇自动化运行工况。对运行数据的作用和意义认识不足,不注重运行数据分析,报警信息处理不及时。系统数据和报表、趋势图等未成为设备维护管理、能源管理、客户满意度管理等相关管理的改进优化依据。这些影响和制约着楼宇自动化工程的精细化、人性化运行。 由于备品备件采购到货周期长,不能及时更换修复;物业单位又缺少应急措施和应急规程,导致故障处置迟缓、系统带病运行。近30%的智能建筑楼宇自动化工程因此而自动控制停用、系统功能缺失。 物业管理中还存在着对楼宇自动化工程持续调试特性缺少认识的问题。楼宇自动化工程具有专业跨度大、产品更新快、术发展猛的特点,加上运行过程中使用功能和管理功能也会随应用的变化而变更,建筑自然环境和建筑内人员活动也会产生意料不到的变化;这一切决定了楼宇自动化工程的优质运行必需以建设后物业管理日常调试、调整为前提。 楼宇自动化工程前期施工设计中不注意可维护设计,也是目前一个显著问题。各专业、工种协调力度不够,导致设备设施的安装位置不当,检修口、检测点、调试点及作业面考虑不周。特别是楼宇自动化工程末端设备的安装位置和运行维护空间不合理,给物业管理造成了极大的障碍。

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