CIMS技术在智能建筑中的应用

CIMS技术在建筑领域首先提出，是在1999年12月10日建设部住宅产业化办公室颁布的《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》（实行稿）中，（以下简称导则）。在“导则”中有四处提到HI-CIMS，在住宅小区智能化系统中提出HI—CIMS，主要是针对三星级标准而言。在示范工程建设要求中提出，“建设三星及示范工程应将物业管理的智能化系统作为住宅现代信息集成建造系统（HI—CIMS）中的子系统，超前纳入住宅小区开发建设的统一规划、设计、施工和管理的总体目标中。”在示范工程功能要求章节中的三星级标准中，又提到：“三星级住宅小区智能化系统建设在可能条件下，应实施现代集成建造系统（HI—CIMS）技术，并把物业管理智能化系统建设纳入整个住宅小区建设中，作为HI—CIMS工程中的一个子系统，同时，HI—CIMS系统要考虑物业公司对其智能化系统管理的运行模式，使其实现先进性、可扩展性和科学管理。 　　首次在建筑领域提出CIMS，作为设计人员如何来理解呢？又如何来应用此技术，它是否仅限于建筑中的住宅领域呢？在认真理会“导则”中所提出的一系列有关CIMS的要求外，首先有必要对CIMS技术有比较清楚的理解，只有这样才能在工程实践中更好地利用该技术。 　　首先要了解什么是CIMS，从字面上理解，是计算机集成制造系统（Computer Integrate Manufacture System）。这是波音公司在80年代末至90年代初提出来的，从字面上也能看出，CIMS的提出，是基于计算机技术的发展，信息技术的发展而产生的。这是在大工业生产中，利用信息技术，将分布于世界各地的协作公司紧密联系起来，充分发挥各地的人力或资源优势，达到统一的制造标准。我国863计划中，也提出了CIMS工程，清华大学及有关科研机构相继建成了CIMS中心。经过数年的研究，首先对机械制造业采用CIMS技术，并取得了可喜的成就。在住宅产业中提出HI—CIMS ，其含义是住宅产业现代集成建造系统（Housing Industrilization —Contampory Integrate Manufacture System）。在目前的信息时代，就是通过计算机技术和信息网络技术，建生产过程中的人流或物资流，并通过计算机对信息流的管理和应用，达到对传统功能的完成，以提高现代企业的管理，提高企业的经济效益。并通过信息化、数字化，通过计算机网络，达到信息资源共享。 　　CIMS技术在建筑领域中的应用，虽然最早是在“导则”中出现，但对于其它建筑同样适用。因为无论我们设计一个小区，或一栋大楼，首先要从其功能上进行设置，所规划的小区要达到什么样的功能，应具备什么样的系统，从物业管理的要求系统应具备哪些特性，各子系统之间由哪些内在的相互联系等。对于一栋公共建筑的大楼，也同样先从其功能入手，根据业主的定位及建筑的特点及功能要求，我们来确定应做些什么。既从确定功能到实现这些功能应有哪些子系统，如何通过信息的管理和应用，达到对功能的满足。在规划和设计的过程中，也就是我们常首先面临的问题——我们在这项工程中应做些什么；当有几种方案进行比较和选择时，会考虑为什么要选择某个方案，它有些什么优点或特点；当一些智能系统的接口须与外界相连接时，必须要有明确的分界，那部分由谁来做，什么时候做，在什么地方做，这就是我们通常所说的“W”问题（What，Why，Who，When，Where）。在上述问题提出的过程中，伴随着的就是怎么着手来解决这些问题，也就是通常所说的“H”问题（How）。 　　例如一栋公共建筑大楼，从其功能来定义它是一栋什么性质的大楼，是纯办公楼，还是有一些其它功能的综合楼，不同的性质有不同的功能。在规划和设计之初，我们将这些功能了解清楚，根据功能要求来设置相关的智能化系统，并考虑这些系统之间有什么样的内在联系或联动关系。在解决和协调这些系统之间的关系时，可统筹考虑系统的集成，这就达到了我们通常所说的按需集成，避免了贪大求全而不考虑实际需要的盲目性。例如在一座综合楼的规划和设计过程中，根据其功能及当前建筑发展趋势，业主会提出一系列的要求，智能化系统则要设置如：通信网络系统、办公自动化系统、楼宇自动化系统、火灾自动报警系统、安全防范自动化系统、公共广播系统、停车场管理系统以及一些其它的系统。如有线电视系统、会议电视系统或同声传译系统等。再考虑地下室及核心筒区域的无线通信问题，还需设置GSM直放系统和无线寻呼信号倍增系统等。对于这栋楼我们究竟应该设置哪些系统，就需要我们从要做什么（What）为出发点来考虑。也许在初始的方案规划阶段会罗列出许许多多的子系统，到进一步深化设计时，则会做出相应的调整，将一些不必要的子系统取消，或是将某些子系统的功能加强。对于这种过程，也就是我们在设计过程中不断进行了解、筛选的过程。我们也常常将一些方案进行筛选和优化，提出为什么要这样做（Why），是否还有更好的解决办法。 　　智能建筑的设计，并不是由一个人，或是一个专业就可完成，它是一个系统工程，与其它专业有着十分密切的关系。在建筑、设备与智能化系统的衔接上，应该有个明确的分工，既不要各专业都管，也不能出现都不管的情况，造成在设计中互相推诿。如为了满足各主要机房和各层设备间的合理空间大小，建筑专业应给出相应的面积；又如制冷机组，现在的冷冻机一般都自带CPU，在进入到BA系统中时，对冷冻机和BA系统应提出相应的明确要求，双方各做到什么程度，需要提供什么样的信息，避免出现无法衔接或功能重复，给工程造成一定的损失，甚至会造成系统无法相连接的后果。要做好各专业间的配合，就提出了在什么时候进行以及配合哪些内容（When、What）。智能化系统从方案到施工图，从施工图到现场安装和调试，这期间有多次专业间的配合以及与承包商的配合。它既要保证建筑师为满足智能化系统的功能而给出的建筑平台，如各类机房、设备间等，又要保证各设备专业间的管线路有畅通，不互相打架，管道线槽的敷设还必须满足建筑师设计的层高要求，保证有足够的空间净高。在施工过程中，各类专业管线的施工安装先后，都直接影响到系统的质量。施工工地专业队伍众多，各队伍进场先后，人员数量的安排，设备材料每阶段进场的数量，都必须要有精确的安排。 　　在工程实施的全过程中，无论是规划、设计、施工、承包商进场，甚至某些零部件的在外加工，均应在一条主线的引导下进行，进行实时控制。实施过程中，有任何的改动，应对相应的承接方及时给出信息，使之适应变化的步伐。那种靠传统的人工控制、人工管理，不能客观地反映建设过程中的动态情况，不能满足现代化建设的要求，不能达到经济、高效。在整个过程中的每个环节，若将质量、进度、成本的一系列人流、物资流信息化，将其转换成计算机应用系统中的信息流，则能够非常方便、快捷地进行控制，实时性地反映出建造过程中的每一个环节。从而达到各环节紧密相衔接，达到以最经济的投入而获得最好的效益。 　　从上述所谈到的，是根据CIMS技术的理念，首先提出的几个W问题。我们的最终目的是要怎样做才能达到我们的目的。根据CIMS的理念，我们不能采取过去的模式，而主要是利用计算机网络中的信息。 　　在智能建筑的设计和实践过程中，未了达到各子系统之间的信息共享，就需要在最初的考虑时，就对信息识别的唯一性做出规定。例如为了更好地发挥以楼宇自控为主导的建筑设备自动控制、防盗保安、火灾报警以及停车场管理等进行集成，提高应付突发事件如火灾、有人非法闯入等，就需要各子系统之间能在突发事件发生时，能通过网络将必要的信息传送到有关的子系统中去。这种信息的传送和接受，各子系统就有一个对信息的识别和接收的问题。在以往的工程实践中曾出现过类似的问题，各子系统之间通信协议不一致，很难达到信息共享。再进行系统集成时，需要付出额外的费用或代价，有的甚至无法进行集成。因此在系统设计和系统招投标时，就应提出明确的要求，尤其是对于系统集成商来讲，更应该对此予以十分的注意，对所提供的设备、系统等应具备开放性和互操作性。只有把握住这些主要的方面，对于业主来说，根据其投资的情况，可以设计一步到位，一次实施完成。若在投资方面暂时有困难，也能做到一次设计到位，分步实施，并不用担心在以后实施的子系统能否进行集成的问题。只要遵循信息识别的唯一性，遵循系统开放性的原则，早晚实施均能达到同样的结果。 　　CIMS技术在建筑领域的应用，还是刚刚起步，但从其理念和哲理上看，它比我们以往所做的工作更完善和更有条理性，并不是所有的做法都是全新的。在我们以往的一些工程做法中，有的做法实际上是符合CIMS的要求，只是没有上升到这个高度来认识，没有进行归纳、总结和提高。CIMS技术的引入，能使我们站在一个新的高度，更好地进行建筑智能化系统的设计、施工。当然，这还需要我们不断地在实践中去学习、探索和提高，争取获得更好的成果。