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關鍵詞:智能化系統;醫療建筑;應用
中圖分類號:TS958文獻標識碼: A
1、智能化醫院的概念
1.1、智能化醫院就是將智能建筑的理念運用到醫院建筑中
在醫院中的建筑物采用智能化的技術,通過對醫院的整體布局包括建筑使用的結構、人流與物流的結構、系統設置的結構等,采用高質量的服務與高效的管理的有機結合,創造出安全、舒適、溫馨的良好環境,從而節省人員、降低能耗的運營方式,為病人提供貼心的服務,為醫護人員提供滿意的工作環境。
1.2、現代化醫院及智能化系統集成
現代化醫院不同于一般的商用建筑和住宅小區,其建筑本身有著嚴格而多樣的空間秩序和功能要求,內部的機電及醫療設備眾多,人員流動復雜,衛生條件要求高,是一種十分強調理性思維的建筑類型。隨著醫療技術的發展和醫學模式的不斷完善,醫院的整體布局也處于動態發展的過程中。
1.3、醫院建筑具有嚴格的功能要求
現代醫學已經從近代的實驗醫學模式向生物、心理、社會醫學模式演變,醫學專業更加細化,多學科交互性更強,醫療設備更加數字化,治療模式更強調綜合治療,不僅從生物學角度,而且從心理學、社會學以及建筑、環境、設備等多方面為病人創造良好的專業化的整體環境。這使得醫院建筑的功能科室布局具有嚴格的空間秩序和功能要求。
2、智能化系統在醫療建筑中的應用
2.1、呼叫系統的人性化布置
從目前看來,在醫院智能化建筑之中,絕大多數病房醫患呼叫系統和門診分診系統已經取得了較為廣泛的應用。通常來說,絕大多數分診系統會科學、合理地設置在各科門診之中,分診臺會設置主機,各診室則設置相應的分機,候診區則會放置一些顯示屏,這樣有利于進一步實現資源優化配置。分診會等到患者掛完號之后,在主機中準確輸入患者相關方面的信息,診室醫生呼叫應該嚴格按照相應的分機進行,患者信息會定時自動顯示在顯示屏上,患者進入相應的診室必須嚴格按照分機號。一般來說,每一個護理單元護士站都會科學、合理地設置病房醫患呼叫系統主機,相當一部分病室設備帶處會設置分機呼叫系統。也就是說,結合具體的實踐情況,只要選擇正確的按鈕,醫患雙方就能進行正常對話和溝通。值得肯定的是,值班護士會統一管理絕大部分設置在護士站的主機,床號和病室會較為準確地顯示在每層護理單元樓道上方的顯示屏上。這里需要明確指出的是,實現各醫療建筑系統間互訪專網化、開放式結構的設計和醫院藥品數量提示等等,不容忽視。
2.2、樓宇設備管理系統
樓宇設備管理系統是醫院建筑智能化的重要組成部分,系統的選擇和使用正確與否直接關系到醫療質量和醫療安全。在醫院建筑智能化實踐中認識到,樓宇自控系統的選擇首先要滿足使用功能的要求,同時還要考慮到其技術的先進性、系統的開放性和可持續發展性。醫院建筑不同于其他建筑,醫療工作的特點和智能化醫院建筑必然要使用大量的醫療設備和相應的照明、空調系統,這一點是其他智能建筑無法相比的。因此,建立完善的樓宇自控系統,不僅可以降低能耗,節約人力、物力,又可為患者創造一個良好的就醫環境,也體現了醫院建筑一切以病人為中心的服務理念。目前,在醫院智能化建筑中樓宇自控系統主要體現在以下幾個方面:(l)以空調系統為主體的,對冷熱源系統、熱交換系統的監控,對室外新風溫度、濕度檢測,對空調系統的監控,排風系統的檢測等。(2)生活給水、排水系統的監控主要是對高、中區生活變頻給水泵、蓄水池的監控。排水系統是對污水集水井和潛水泵的監控。給排水系統的監控,按設計和實際的要求一般情況只是對設備檢測而不控制,對于設備運行中出現的故障一般通過自動報警系統及時反饋出來。(3)變配電系統和機電設備的監控按設計和使用功能的要求一般情況下只監不控。(4)照明系統的監控一般是對附屬建筑物中的地下停車場及航空障礙燈及公共區域照明監控。(5)電梯系統包括對扶梯、垂直梯進行只監不控。
在樓宇自控系統中,主要采用對空調系統和污水排放系統的控制和處理。系統通過在設備機房控制站、網絡控制器、直接數字器組成對新風空調機制冷系統進行信號采集檢測。通過檢測和自控滿足了不同區域內不同人群對溫度、濕度、風量的要求。有效地降低疾病的傳播,提高了環境的舒適度。筆者認為在樓宇自控系統中,醫院建筑應著重把空調系統的自控放在首位,使空調系統的自控滿足不同區域內人群需要。
2.3、綜合醫療信息系統
綜合醫療信息系統將通過大屏幕和多媒體觸摸查詢方式體現,用于指導和服務來院就診患者,它通常把醫療服務信息、藥品價格、收費標準等介紹給患者。我院醫療信息服務系統主要設在門診大廳,多媒體觸摸查詢系統主要設在住院相關樓層,服務于住院患者(住院消費),同時也可為患者提供醫療專家介紹、科室專業特色、醫保政策宣傳等服務。目前,該項服務系統尚未被完全利用,有待于各醫院進一步開發利用。
2.4、醫用氣體供應系統
醫用氣體供應系統包括氧氣、壓縮空氣、負壓空氣管道網絡系統,手術室區域的氫氣、笑氣、二氧化碳氣體。氧氣系統在每個病房均有流量計和壓力顯示器,各樓層氣體管路末端應設壓力傳感器,樓宇自控系統負責監控各種氣體的壓力范圍及故障報警,每月可計算、打印科室使用量,為科室成本核算提供數據。目前,醫院醫用氣體供應能完全滿足使用功能的需要但尚未達到自控水準。
2.5、綜合布線系統
綜合布線系統是智能化醫院建筑的重要組成部分之一,它服務于醫療、教學、科研和醫院管理工作。在綜合布線系統中,應為未來的信息發展預留足量的空間,特別是主干線和水平干線以及橋架的選擇上都應預留,且線的質量應是國內一流,同時在信息點的分布和點位上應做認真的考慮。一般情況下.綜合布線的點位比較集中在掛號、收費、分診、取藥、醫生診室、醫護辦等處,同時也應在醫技科室和功能科室設點位。其點位數量和線徑均應滿足未來5一10年的需要。通過綜合布線系統可完成掛號、劃價、收費、檢查等項目。實現收費管理、藥品管理、化驗管理及門診量、床位利用率等情況的全過程管理。
2.6、安全防范系統
通常來說,停車場管理系統、病房可視對講系統、視頻監控系統、門禁系統、入侵報警系統是安全防范系統十分重要的組成部分。毫無疑問,在相當一部分醫院安全防范系統已經得到了較為廣泛的應用,特殊情況除外。在實踐中,我們不難發現,絕大多數監控攝像頭涉及的范圍主要包括:掛號、收費取藥口、大廳出入口、候診區和各樓層的通道口等等。不可否認的是,物流、人流分布較多的出入口,應該成為絕大多數醫院安保工作的重心。從某種程度上說,相當一部分醫院的服務和管理水平的高低,很大程度上取決于能否科學、合理、有序地管理醫院的車輛出入、物流和人流。有鑒于此,為了對醫院的車輛出入、物流和人流進行全面掌握和了解,并且將醫院內部的巡邏人員和監視結果十分緊密地聯系起來,便于高效管理,增設監控攝像頭具有一定的必要性和實踐性。
隨著社會的發展,人們生活水平不斷提高,廣大民眾對生活的質量、就醫的環境和條件發生了深刻的變化,病人有權選擇醫療條件好、水平高、環境舒適的醫院就醫,因此醫院進行智能化系統建設是非常有必要的,需要引起我們的重視。
參考文獻
[1]萬憲慶,魏大強,陸泰峰.樓宇自控系統在醫療建筑中的應用[J].中國醫院建筑與裝備,2011,04:78-81.
關鍵詞:智能建筑醫院建設應用
引言
醫療改革必然加劇醫療市場的競爭,為了更好地適應醫院從“以病人為中心”發展到“以患者為中心”,再到如今的“以人為中心”的經營理念的轉變。醫療環境建設顯得越來越重要,人們都知道:建筑是凝固的音樂的道理。因此,醫療建筑就更強調建筑的可持續發展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.門急診樓的特點和任務
醫院門急診樓是醫院的窗口和門面,是患者最先接觸醫院的地方。門診人流復雜,在有限的空間和時間內,易形成健康人與患者混雜的局面,造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局,現代化的建筑物自動化系統(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通訊網絡、智能化門診綜合電子信息系統、人性化的候診大廳,必將成為醫院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2.門急診樓智能化設計原則和目標
2.1設計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設計上,將技術先進、符合主流標準、滿足實用要求和便于系統維護作為出發點[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率,經濟效益顯著,給建筑藝術與信息技術完美結合提供了良機,綜觀國內外醫院建筑設計主流思想和設計理論,突破了以功能為主的設計理念,“以人為中心”成為醫院建筑設計的首要原則。因此,在進行醫院門急診樓的智能化設計時,既要做到功能的疊加,又要防止設備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設計的前瞻性、科學性、創新性以及設計、施工與管理作為門急診樓的設計原則。防止“病態建筑[4](sickbuilding)”或“室內空氣質量(1ndoorAirQuality,IAQ)惡劣”的建筑出現。以結構化布線為基礎,架構智能化門急診樓的信息高速公路,給就診患者和醫務人員提供集人性化、信息化、專科化和商業化于一體的新型智能化門急診樓。
2.2設計目標廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫環境,渴望醫院提供高水平、快捷周到的醫療服務。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5],是建設智能化、現代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環境的設計上除應具備完善的數據、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務功能外;在硬環境上也應將門診醫生診室設計成“一醫一患一室一床”,以便保護就診患者的私密。
3.門急診樓智能化建筑設計的內容
3.1結構化布線系統的設計作為智能化建筑工程中的神經中樞——結構化布線系統(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施[6]。門急診樓的智能化設計,必須充分重視SCS。從技術的角度講,應根據SCS技術的發展適度超前,在經費許可的情況下,可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布線方案,提升網絡的整體性能。醫院信息管理系統(HIS)、醫學影像存檔與通信系統(PACS)等的投入運行,以及電子商務(EC)、辦公自動化系統(OAS)在醫院的應用等都離不開SCS。而且隨著醫院數字化、網絡化建設的發展,在未來的5-10年內,門診醫生工作站必將全面投入使用,更是離不開SCS的支持。
3.2BAS的設計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設備的監控,還包括安全保衛系統
(如電視監控、門禁系統、防盜報警等)、管理服務系統(如各類報表編制、計量系統、物業管理系統等)。此外,用于消防的火災自動報警與消防聯動控制系統(FA)也屬于該范疇,因其要求更高,國內近年來將其作為一個獨立的系統進行設計和施工。本文所討論的是狹義的BAS,主要包括以下幾個方面:
3.2.1空調系統對空氣流通有特殊要求的醫院門急診樓建筑,應以提高空氣質量、降低噪音和節約能源為目的,同時綜合考慮中央空調的類型、輔助設備、末端設備,氣流、風量等因素。以外,在醫療建筑中將醫療環境檢測系統納入空調系統進行設計是十分必要的,在建筑的不同區域和空調系統的排風口等處安裝相關傳感器(如二氧化碳傳感器等),進行必要的環境檢測,同時在空調系統的設計上參考防治“非典”的空調設計要求。
3.2.2停車場管理系統隨著數字化城市建設的加快,機動車數量迅速增加,就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設又一重要課題。采用先進的停車場管理系統既能對車輛進行有效管理和控制,保持良好的醫療環境,又能產生一定的經濟效益。
3.2.3建筑醫療設備的設計和傳統的樓宇建筑設備如電力監控系統、給排水系統等相比,建筑醫療設備有其自身的特點:第一,與建筑環境結合緊密,如集中供氧、負壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應和回收等子系統都必須結合醫療環境需求進行設計和施工。第二,各子系統前沒有國家規范,醫院在進行三氣系統的設計時,必須結合醫院需求,量身定做。同時在管理上,應將三氣系統納入BAS系統進行統一監控,實現普通樓宇設備與建筑醫療設備的統一管理。
3.2.4火災自動報警與消防聯動控制系統的設計該系統往往與BAS分開考慮,但是,在目前計算機技術、網絡技術飛速發展的今天,火災自動報警與消防聯動控制子系統與BAS分開設計、施工和管理的模式,是與今天的科技發展不相適應的。不利于BAS的系統集成(systemintegrated,SI),不能達到節約人員,節省維護費,提高工作效率的建設目的。在施工期間,強調隱蔽工程的施工和驗收,杜絕消防隱患,同時在建筑設備的選擇上,嚴把質量關,因為建筑產品有使用后不可逆的特性,即建筑安裝完畢后,很難通過“修改”的方式彌補缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3門急診背景環境調節系統的設計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環境進行調節。從就診患者的心態來講,都想盡快就醫,離開醫院。但由于一些客觀條件的制約,
候診是必然的。在候診期間,患者及陪護者如何度過這段時間,是醫院在建設門急診樓時必須考慮的問題。背景環境設計是門急診樓家庭化設計的體現,優美的輕音樂,舒緩的旋律縈繞在門急診樓內外,使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機來調節照度、色度,如在夏季以冷色調為主,冬季以暖色調為主,系統對改善門急診樓的就醫環境將起到積極作用。
摘要:本文對近年來有關建筑智能化技術的應用與研究進行了論述,雖然文獻報道了許多有關智能建筑的最新技術,但對于醫療建筑智能化方面的報道較少,作者就醫療建筑智能化的內容進行了論述和歸納,期望為國內醫院門急診樓智能化建設與設計提供參考。
關鍵詞:智能建筑醫院建設應用
引言
醫療改革必然加劇醫療市場的競爭,為了更好地適應醫院從“以病人為中心”發展到“以患者為中心”,再到如今的“以人為中心”的經營理念的轉變。醫療環境建設顯得越來越重要,人們都知道:建筑是凝固的音樂的道理。因此,醫療建筑就更強調建筑的可持續發展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.門急診樓的特點和任務
醫院門急診樓是醫院的窗口和門面,是患者最先接觸醫院的地方。門診人流復雜,在有限的空間和時間內,易形成健康人與患者混雜的局面,造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局,現代化的建筑物自動化系統(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通訊網絡、智能化門診綜合電子信息系統、人性化的候診大廳,必將成為醫院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2.門急診樓智能化設計原則和目標
2.1設計原則每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設計上,將技術先進、符合主流標準、滿足實用要求和便于系統維護作為出發點[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率,經濟效益顯著,給建筑藝術與信息技術完美結合提供了良機,綜觀國內外醫院建筑設計主流思想和設計理論,突破了以功能為主的設計理念,“以人為中心”成為醫院建筑設計的首要原則。因此,在進行醫院門急診樓的智能化設計時,既要做到功能的疊加,又要防止設備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設計的前瞻性、科學性、創新性以及設計、施工與管理作為門急診樓的設計原則。防止“病態建筑[4](sickbuilding)”或“室內空氣質量(1ndoorAirQuality,IAQ)惡劣”的建筑出現。以結構化布線為基礎,架構智能化門急診樓的信息高速公路,給就診患者和醫務人員提供集人性化、信息化、專科化和商業化于一體的新型智能化門急診樓。
2.2設計目標廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫環境,渴望醫院提供高水平、快捷周到的醫療服務。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5],是建設智能化、現代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環境的設計上除應具備完善的數據、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務功能外;在硬環境上也應將門診醫生診室設計成“一醫一患一室一床”,以便保護就診患者的私密。
3.門急診樓智能化建筑設計的內容
3.1結構化布線系統的設計作為智能化建筑工程中的神經中樞——結構化布線系統(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施[6]。門急診樓的智能化設計,必須充分重視SCS。從技術的角度講,應根據SCS技術的發展適度超前,在經費許可的情況下,可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布線方案,提升網絡的整體性能。醫院信息管理系統(HIS)、醫學影像存檔與通信系統(PACS)等的投入運行,以及電子商務(EC)、辦公自動化系統(OAS)在醫院的應用等都離不開SCS。而且隨著醫院數字化、網絡化建設的發展,在未來的5-10年內,門診醫生工作站必將全面投入使用,更是離不開SCS的支持。
3.2BAS的設計廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設備的監控,還包括安全保衛系統
(如電視監控、門禁系統、防盜報警等)、管理服務系統(如各類報表編制、計量系統、物業管理系統等)。此外,用于消防的火災自動報警與消防聯動控制系統(FA)也屬于該范疇,因其要求更高,國內近年來將其作為一個獨立的系統進行設計和施工。本文所討論的是狹義的BAS,主要包括以下幾個方面:
3.2.1空調系統對空氣流通有特殊要求的醫院門急診樓建筑,應以提高空氣質量、降低噪音和節約能源為目的,同時綜合考慮中央空調的類型、輔助設備、末端設備,氣流、風量等因素。以外,在醫療建筑中將醫療環境檢測系統納入空調系統進行設計是十分必要的,在建筑的不同區域和空調系統的排風口等處安裝相關傳感器(如二氧化碳傳感器等),進行必要的環境檢測,同時在空調系統的設計上參考防治“非典”的空調設計要求。
3.2.2停車場管理系統隨著數字化城市建設的加快,機動車數量迅速增加,就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設又一重要課題。采用先進的停車場管理系統既能對車輛進行有效管理和控制,保持良好的醫療環境,又能產生一定的經濟效益。
3.2.3建筑醫療設備的設計和傳統的樓宇建筑設備如電力監控系統、給排水系統等相比,建筑醫療設備有其自身的特點:第一,與建筑環境結合緊密,如集中供氧、負壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應和回收等子系統都必須結合醫療環境需求進行設計和施工。第二,各子系統前沒有國家規范,醫院在進行三氣系統的設計時,必須結合醫院需求,量身定做。同時在管理上,應將三氣系統納入BAS系統進行統一監控,實現普通樓宇設備與建筑醫療設備的統一管理。
3.2.4火災自動報警與消防聯動控制系統的設計該系統往往與BAS分開考慮,但是,在目前計算機技術、網絡技術飛速發展的今天,火災自動報警與消防聯動控制子系統與BAS分開設計、施工和管理的模式,是與今天的科技發展不相適應的。不利于BAS的系統集成(systemintegrated,SI),不能達到節約人員,節省維護費,提高工作效率的建設目的。在施工期間,強調隱蔽工程的施工和驗收,杜絕消防隱患,同時在建筑設備的選擇上,嚴把質量關,因為建筑產品有使用后不可逆的特性,即建筑安裝完畢后,很難通過“修改”的方式彌補缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3門急診背景環境調節系統的設計用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環境進行調節。從就診患者的心態來講,都想盡快就醫,離開醫院。但由于一些客觀條件的制約,
候診是必然的。在候診期間,患者及陪護者如何度過這段時間,是醫院在建設門急診樓時必須考慮的問題。背景環境設計是門急診樓家庭化設計的體現,優美的輕音樂,舒緩的旋律縈繞在門急診樓內外,使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機來調節照度、色度,如在夏季以冷色調為主,冬季以暖色調為主,系統對改善門急診樓的就醫環境將起到積極作用。
4.門診綜合電子信息系統
系統以患者信息為依托,通信網絡為基礎,智能化導醫為核心,計算機為工具,從而完成門診各項服務性任務。該系統借助系統集成技術,將硬件(含系統軟件、工具軟件等)、網絡、數據庫及相應的應用軟件組合成為有效實用的,具有良好交互界面的計算機應用信息系統。通過信息查詢系統,消除長期困擾醫院門急診樓“三長一短”現象。
4.1門急診大屏顯示系統采用大屏顯示系統,可對醫院概況、科室設置、出診專家、收費標準和藥品價格等及時提供給患者,方便患者進行相關信息的查詢,從而實現診間醫令、劃價、取藥等快捷準確的計算機管理。
4.2智能化導醫系統為避免患者就診時的順序混亂和提高醫務人員工作效率。在門診管理系統的掛號預約子系統基礎上,增設患者就診科室的相關信息,設計安裝小型電子屏幕,導向標志,指示患者就診去向。導醫系統的智能化設計應充分展現計算機技術,發光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、等離子電視(PNP)等顯示技術和通信技術的優勢,并結合醫院HIS系統,將門急診叫號和導醫系統進行柔性設計。患者掛號后即生成患者就醫的相關信息,提示就診科室的去向,門診管理系統將掛號患者的信息傳遞給門診智能化導醫系統。該系統完全以患者就醫為中心,以降低醫務人員的工作強度為目的,以提高醫院門急診樓的使用效率為目標,來提高門急診樓的整體功能。克服目前醫院門診患者就醫由專人負責維持秩序和增設導醫人員的諸多不利因素。
4.3增設計算機查詢系統系統采用條碼識別技術或密碼確認技術,在門急診樓的不同功能區域配置計算機觸摸屏,方便患者查詢在醫院內的所有消費及患者所需要的各類醫學信息資料,加強醫院宣傳力度,提高對患者的吸引力。
4.4構建全信息化門診專用視頻會診系統根據科技的發展和21世紀就醫模式的需要,智能化門急診樓建設應設有電話預約掛號、醫療咨詢、遠程門診視頻會診系統等,從而實施交互式多媒體有償服務,解答患者常識性的醫療問題,指導就醫,方便那些只需詢問相關癥狀即可解決病痛的患者[8]。也為被距離和時間分割開的醫、患之間建立一條信息高速公路。在智能化門急診樓的建設中,構建一個集多媒體教學、遠程門診視頻會診系統于一體的全信息化門診醫師平臺,通過門診專用視頻會議系統,開展遠程專家門診。系統聯結成功后,異地協作醫院只需將患者安排在有門診視頻會診系統的門診辦公室或其他適合的場所,患者與遠端的醫學專家即可進行異地門診。該系統將充分利用我國寶貴的醫療資源,同時可減少患者的醫療費用開支。這種異地門診的就醫方式在計算機技術、網絡技術和通信技術飛速發展的今天將很快得以推廣。
6門急診樓智能化建筑設計應注意的問題
6.1注意協調各工種的關系在建筑上,各工種工程師所面對和處理的對象不同,智能建筑工程師由于掌握著最新知識,對技術的追求可能走在其他建筑工種的前面,而其他工種的工程師由于對“智能建筑”認識的偏差,于是便有了“智能建筑”無非是“一套綜合布線,少些墻,多些孔”而已的觀點。其實在國內有關“智能建筑”的文獻中,“智能建筑≠建筑十智能”幾乎是一致的說法(張瑞武,1996;李博賢,1997;林賢光,1997)。當然智能建筑技術的合理性不等于建筑的最終成功。各工種要相互合作、理解和溝通,才能完善“智能化建筑”。
6.2強調建筑施工與樓宇物業管理同步設計傳統建筑物物業管理的內容較為單純,智能建筑具有許多新的內容和特點,因此管理和維護相對復雜。建筑智能化系統所使用的設備科技含量高、自動化程度高,對操作和管理人員的技術素質要求高。同時智能建筑建成后,其維護和保養將成為正常運行的關鍵。基于以上因素,門診樓的建筑智能化設計應包含物業管理的內容。
6.3注重工程與科研的關系信息社會的特點是知識、技術更新快,醫療建筑有公共建筑的特點,即為共性:但更多地是其他建筑所不具備的個性。比如門急診大屏顯示系統、智能化導醫系統、建筑醫療設備系統、全信息化的門急診視頻會診系統、門急診患者輸液管理系統等都是其特有的。有些系統是成熟的,也有些系統是不成熟的或沒有的,醫院必須結合具體的工程設計要求進行前期的論證、規劃和開發,從而使工程和科研緊密結合,建設符合時代特征的醫療建筑。
7.結論
21世紀醫院門急診的就醫環境要充分體現“以人為本”的理念,提高醫院門急診樓的建筑品位。讓患者是“上帝”這一理念在醫院得以充分體現,一流的環境、一流的服務使患者感受人生價值的升華[9]。同時,將門診樓建設成為具有智能化、數字化、信息化、網絡化和國際化的標志性建筑,為醫院實現醫療建筑跨越式發展鋪平道路,也為今后實現醫院數字化管理創造條件。
參考文獻:
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[6]吳達金編著.綜合布線系統工程設計和施工[M).北京:人民郵電出版社,1999.4.6-10
[7]金磊.建筑科學與文化[M].北京:科學技術文獻出版社.1999.10
關鍵詞:智能建筑 醫院 建設 應用
引言
醫療改革必然加劇醫療市場的競爭,為了更好地適應醫院從“以病人為中心”發展到“以患者為中心”,再到如今的“以人為中心”的經營理念的轉變。醫療環境建設顯得越來越重要,人們都知道:建筑是凝固的音樂的道理。因此,醫療建筑就更強調建筑的可持續發展(SustainableDevelopment,SD)和人性化。
1.門急診樓的特點和任務
醫院門急診樓是醫院的窗口和門面,是患者最先接觸醫院的地方。門診人流復雜,在有限的空間和時間內,易形成健康人與患者混雜的局面,造成患者與患者、患者與健康人之間的交叉感染[1]。因此、合理的空間布局,現代化的建筑物自動化系統(BuildingAutomationSystem,BAS)、快捷的通訊網絡、智能化門診綜合電子信息系統、人性化的候診大廳,必將成為醫院門急診樓建筑智能化的全新理念。
2.門急診樓智能化設計原則和目標
2.1 設計原則 每個時代的建筑無不打上時展的烙印。在智能化門急診樓的設計上,將技術先進、符合主流標準、滿足實用要求和便于系統維護作為出發點[2]。由于智能化建筑有很好的投資匯報率,經濟效益顯著,給建筑藝術與信息技術完美結合提供了良機,綜觀國內外醫院建筑設計主流思想和設計理論,突破了以功能為主的設計理念,“以人為中心”成為醫院建筑設計的首要原則。因此,在進行醫院門急診樓的智能化設計時,既要做到功能的疊加,又要防止設備的堆積[3]。避免以“A”的多少來評價智能建筑水平的高低。將建筑設計的前瞻性、科學性、創新性以及設計、施工與管理作為門急診樓的設計原則。防止“病態建筑[4](sickbuilding)”或“室內空氣質量(1ndoorAirQuality,IAQ)惡劣”的建筑出現。以結構化布線為基礎,架構智能化門急診樓的信息高速公路,給就診患者和醫務人員提供集人性化、信息化、專科化和商業化于一體的新型智能化門急診樓。
2.2 設計目標 廣大患者渴望有一個溫馨、舒適、方便、和諧的就醫環境,渴望醫院提供高水平、快捷周到的醫療服務。而盡最大努力滿足廣大患者的要求[5],是建設智能化、現代化門急診樓的宗旨和努力方向。門急診樓在軟環境的設計上除應具備完善的數據、語音、圖像及多媒體通信與信息綜合服務功能外;在硬環境上也應將門診醫生診室設計成“一醫一患一室一床”,以便保護就診患者的私密。
3.門急診樓智能化建筑設計的內容
3.1 結構化布線系統的設計 作為智能化建筑工程中的神經中樞——結構化布線系統(StructuredCablingSystem,SCS)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施[6]。門急診樓的智能化設計,必須充分重視SCS。從技術的角度講,應根據SCS技術的發展適度超前,在經費許可的情況下,可以考慮光纖到桌面(FiberToTheDesk,FTTD)的布線方案,提升網絡的整體性能。醫院信息管理系統(HIS)、醫學影像存檔與通信系統(PACS)等的投入運行,以及電子商務(EC)、辦公自動化系統(OAS)在醫院的應用等都離不開SCS。而且隨著醫院數字化、網絡化建設的發展,在未來的5-10年內,門診醫生工作站必將全面投入使用,更是離不開SCS的支持。
3.2 BAS的設計 廣義的BAS不但包括建筑物樓宇設備的監控,還包括安全保衛系統
(如電視監控、門禁系統、防盜報警等)、管理服務系統(如各類報表編制、計量系統、物業管理系統等)。此外,用于消防的火災自動報警與消防聯動控制系統(FA)也屬于該范疇,因其要求更高,國內近年來將其作為一個獨立的系統進行設計和施工。本文所討論的是狹義的BAS,主要包括以下幾個方面:
3.2.1 空調系統 對空氣流通有特殊要求的醫院門急診樓建筑,應以提高空氣質量、降低噪音和節約能源為目的,同時綜合考慮中央空調的類型、輔助設備、末端設備,氣流、風量等因素。以外,在醫療建筑中將醫療環境檢測系統納入空調系統進行設計是十分必要的,在建筑的不同區域和空調系統的排風口等處安裝相關傳感器(如二氧化碳傳感器等),進行必要的環境檢測,同時在空調系統的設計上參考防治“非典”的空調設計要求。
3.2.2 停車場管理系統 隨著數字化城市建設的加快,機動車數量迅速增加,就診患者車輛的停放及管理將成為門急診樓建設又一重要課題。采用先進的停車場管理系統既能對車輛進行有效管理和控制,保持良好的醫療環境,又能產生一定的經濟效益。
3.2.3 建筑醫療設備的設計 和傳統的樓宇建筑設備如電力監控系統、給排水系統等相比,建筑醫療設備有其自身的特點:第一,與建筑環境結合緊密,如集中供氧、負壓吸引、壓縮空氣以及笑氣供應和回收等子系統都必須結合醫療環境需求進行設計和施工。第二,各子系統前沒有國家規范,醫院在進行三氣系統的設計時,必須結合醫院需求,量身定做。同時在管理上,應將三氣系統納入BAS系統進行統一監控,實現普通樓宇設備與建筑醫療設備的統一管理。
3.2.4 火災自動報警與消防聯動控制系統的設計 該系統往往與BAS分開考慮,但是,在目前計算機技術、網絡技術飛速發展的今天,火災自動報警與消防聯動控制子系統與BAS分開設計、施工和管理的模式,是與今天的科技發展不相適應的。不利于BAS的系統集成(system integrated,SI),不能達到節約人員,節省維護費,提高工作效率的建設目的。在施工期間,強調隱蔽工程的施工和驗收,杜絕消防隱患,同時在建筑設備的選擇上,嚴把質量關,因為建筑產品有使用后不可逆的特性,即建筑安裝完畢后,很難通過“修改”的方式彌補缺陷、完善其功能。智能化建筑尤其如此[7]。
3.3 門急診背景環境調節系統的設計 用于對門診大廳、候診廳等公共場所的軟環境進行調節。從就診患者的心態來講,都想盡快就醫,離開醫院。但由于一些客觀條件的制約,
候診是必然的。在候診期間,患者及陪護者如何度過這段時間,是醫院在建設門急診樓時必須考慮的問題。背景環境設計是門急診樓家庭化設計的體現,優美的輕音樂,舒緩的旋律縈繞在門急診樓內外,使患者有一種親切感和歸屬感。背景燈光通過計算機來調節照度、色度,如在夏季以冷色調為主,冬季以暖色調為主,系統對改善門急診樓的就醫環境將起到積極作用。 4.門診綜合電子信息系統
系統以患者信息為依托,通信網絡為基礎,智能化導醫為核心,計算機為工具,從而完成門診各項服務性任務。該系統借助系統集成技術,將硬件(含系統軟件、工具軟件等)、網絡、數據庫及相應的應用軟件組合成為有效實用的,具有良好交互界面的計算機應用信息系統。通過信息查詢系統,消除長期困擾醫院門急診樓“三長一短”現象。
4.1 門急診大屏顯示系統 采用大屏顯示系統,可對醫院概況、科室設置、出診專家、收費標準和藥品價格等及時提供給患者,方便患者進行相關信息的查詢,從而實現診間醫令、劃價、取藥等快捷準確的計算機管理。
4.2 智能化導醫系統 為避免患者就診時的順序混亂和提高醫務人員工作效率。在門診管理系統的掛號預約子系統基礎上,增設患者就診科室的相關信息,設計安裝小型電子屏幕,導向標志,指示患者就診去向。導醫系統的智能化設計應充分展現計算機技術,發光二極管(LED)、液晶顯示器(LCD)、等離子電視(PNP)等顯示技術和通信技術的優勢,并結合醫院HIS系統,將門急診叫號和導醫系統進行柔性設計。患者掛號后即生成患者就醫的相關信息,提示就診科室的去向,門診管理系統將掛號患者的信息傳遞給門診智能化導醫系統。該系統完全以患者就醫為中心,以降低醫務人員的工作強度為目的,以提高醫院門急診樓的使用效率為目標,來提高門急診樓的整體功能。克服目前醫院門診患者就醫由專人負責維持秩序和增設導醫人員的諸多不利因素。
4.3 增設計算機查詢系統 系統采用條碼識別技術或密碼確認技術,在門急診樓的不同功能區域配置計算機觸摸屏,方便患者查詢在醫院內的所有消費及患者所需要的各類醫學信息資料,加強醫院宣傳力度,提高對患者的吸引力。
4.4 構建全信息化門診專用視頻會診系統 根據科技的發展和21世紀就醫模式的需要,智能化門急診樓建設應設有電話預約掛號、醫療咨詢、遠程門診視頻會診系統等,從而實施交互式多媒體有償服務,解答患者常識性的醫療問題,指導就醫,方便那些只需詢問相關癥狀即可解決病痛的患者[8]。也為被距離和時間分割開的醫、患之間建立一條信息高速公路。在智能化門急診樓的建設中,構建一個集多媒體教學、遠程門診視頻會診系統于一體的全信息化門診醫師平臺,通過門診專用視頻會議系統,開展遠程專家門診。系統聯結成功后,異地協作醫院只需將患者安排在有門診視頻會診系統的門診辦公室或其他適合的場所,患者與遠端的醫學專家即可進行異地門診。該系統將充分利用我國寶貴的醫療資源,同時可減少患者的醫療費用開支。這種異地門診的就醫方式在計算機技術、網絡技術和通信技術飛速發展的今天將很快得以推廣。
6門急診樓智能化建筑設計應注意的問題
6.1 注意協調各工種的關系 在建筑上,各工種工程師所面對和處理的對象不同,智能建筑工程師由于掌握著最新知識,對技術的追求可能走在其他建筑工種的前面,而其他工種的工程師由于對“智能建筑”認識的偏差,于是便有了“智能建筑”無非是“一套綜合布線,少些墻,多些孔”而已的觀點。其實在國內有關“智能建筑”的文獻中,“智能建筑≠建筑十智能”幾乎是一致的說法(張瑞武,1996;李博賢,1997;林賢光,1997)。當然智能建筑技術的合理性不等于建筑的最終成功。各工種要相互合作、理解和溝通,才能完善“智能化建筑”。
6.2 強調建筑施工與樓宇物業管理同步設計 傳統建筑物物業管理的內容較為單純,智能建筑具有許多新的內容和特點,因此管理和維護相對復雜。建筑智能化系統所使用的設備科技含量高、自動化程度高,對操作和管理人員的技術素質要求高。同時智能建筑建成后,其維護和保養將成為正常運行的關鍵。基于以上因素,門診樓的建筑智能化設計應包含物業管理的內容。
6.3 注重工程與科研的關系 信息社會的特點是知識、技術更新快,醫療建筑有公共建筑的特點,即為共性:但更多地是其他建筑所不具備的個性。比如門急診大屏顯示系統、智能化導醫系統、建筑醫療設備系統、全信息化的門急診視頻會診系統、門急診患者輸液管理系統等都是其特有的。有些系統是成熟的,也有些系統是不成熟的或沒有的,醫院必須結合具體的工程設計要求進行前期的論證、規劃和開發,從而使工程和科研緊密結合,建設符合時代特征的醫療建筑。
7.結論
21世紀醫院門急診的就醫環境要充分體現“以人為本”的理念,提高醫院門急診樓的建筑品位。讓患者是“上帝”這一理念在醫院得以充分體現,一流的環境、一流的服務使患者感受人生價值的升華[9]。同時,將門診樓建設成為具有智能化、數字化、信息化、網絡化和國際化的標志性建筑,為醫院實現醫療建筑跨越式發展鋪平道路,也為今后實現醫院數字化管理創造條件。
參考文獻:
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醫院智能化內涵
無錫市中醫醫院副院長沈崇德介紹道,醫院智能化系統內涵日益豐富,外延不斷拓展,逐步融合了管理、臨床和后勤管理,包括智能建筑等領域。而醫院智能化系統的范圍在業內實際有廣義與狹義之分。廣義的醫院智能化系統包括了醫院信息化與建筑智能化兩方面的內容,而醫院改擴建或傳統意義上的智能化更關注狹義的醫院智能化系統,即信息基礎設施的設計、部署與建設,機電設備的數字化智能化管理,與建筑功能關聯的醫院專項應用系統等,為醫院管理信息系統、臨床信息系統等核心應用系統的有效應用和未來拓展奠定基礎。
醫院智能化系統的主要構成
據南京工業大學教授陸偉良介紹,醫院智能化系統的建設是綜合性的醫用工程,它是建筑智能化系統的總集成,每一系統又包含豐富的子系統,相互融合,構成了完整的醫院智能化系統。只有醫院智能化建設才能實現醫院數字化的最終目標(圖1)。
對于醫院智能化系統分類,沈崇德介紹,目前方法有多種,若按醫院智能化子系統的技術類別,可將智能化系統細分為七大類子系統,主要包括:
網絡通訊系統
網絡通訊系統是計算機系統最基礎的硬件設施。該部分為其他智能化系統提供可靠的通訊傳輸通道和網絡平臺。主要包括:綜合布線系統、計算機網絡系統、主要存儲系統、信息安全系統,還包括語音通訊系統、數字網絡時鐘系統等。
安全防范系統
安全防范系統針對醫院人員流動量大、身份復雜、易發生偷盜等安全事件,以及醫患糾紛發生后無法取證等一系列問題而設計建設。主要包括:智能數字電視監控系統、實時報警系統、門禁管理系統、巡更管理系統、停車場管理系統、消防安全管理系統等。
多媒體音視頻系統
多媒體音視頻系統主要是有關音頻和視頻的子系統的集合,包括醫院多媒體會議系統(行政辦公會議室、學術報告廳等)、媒體顯示系統、有線電視系統和公共廣播與背景音響系統等。
樓宇自控系統
樓宇自控系統是監控醫院大樓主要機電設備,為醫院創造舒適環境的系統,起到節能和科學管理的作用。其主要由樓宇自控系統、抄表計量管理系統、智能空調節能管理系統和智能燈光控制管理系統、醫用氣體監測管理系統、醫院物流傳輸管理系統、樓宇智能集成管理系統等組成。
醫院專用系統
醫院專用系統是提供醫療特定功能的智能化系統,其與醫院的業務和流程關聯緊密,專業性非常強,主要包括:呼叫系統、分診排隊系統、整體數字化手術部及手術示教系統、探視系統、母嬰匹配與嬰幼兒防盜系統、病患定位系統、一卡通系統等。
機房工程
機房工程主要由信息中心機房、安防消控中心機房、樓宇機電設備管理機房、樓層接入機房等組成。包括機房布線、不間斷電源、防火、防雷、防靜電、智能監控等系統。
醫院信息化應用系統
醫院信息化應用系統可分為醫院臨床信息體系、醫院運營管理信息體系、醫院客戶服務信息體系、醫院知識管理信息體系、醫院后勤保障信息體系、區域醫療協同信息體系、物聯網應用信息體系等,每個體系涉及一系列應用系統,如醫院運營信息體系主要是圍繞醫院人流、物流、資金流管理和日常運營相關的子系統,包括HIS、HRP、OA等一系列子系統。
醫院智能化現狀
對于我國醫院智能化發展現狀,沈崇德認為,從20世紀80年代開始,國內醫院開始應用計算機參與醫院管理,由單機系統逐步發展為網絡系統,由“以財務結算為中心”的業務管理系統向“以患者為中心”的臨床信息系統過渡。21世紀初開始,醫院信息化進入了快速發展期,信息技術應用不斷普及,幾乎涵蓋了所有醫療機構,信息化在醫院的應用領域由管理向臨床、科研、教學、后勤等領域拓展,由信息應用的條線分割向大規模一體化開放式的醫院信息體系建設發展,由單個醫院向區域醫療協同發展,由單純的數據采集存儲向基于數據挖掘的智能化方向發展,物聯網技術的引入,為醫院數字化打開了另一片更為寬廣的空間。
醫院智能化的發展趨勢
隨著我國經濟的飛速發展和科學技術水平的高度發達,提供高質量的醫療資源以服務民生,已經成為政府和社會的共識。新醫改中,更是明確提出要進一步改善就醫環境,控制醫療費用的增長,用信息技術提高醫療資源的管理水平,以此為契機,智慧醫院應運而生,并迅速成為建設的熱點。
關鍵詞:建筑樓宇電氣技術發展
建筑電氣技術的發展,是隨著建筑技術的發展,電氣科技的發展而同步的。尤其是隨著信息技術的發展,如計算機技術、控制技術、數字技術、顯示技術、網絡技術以及現代通信技術的發展,使建筑電氣技術實現了飛躍性的發展。自從改革開放以來,與國際上進行廣泛的技術交流,國際上許多先進的新產品、新技術不斷進入中國建筑市場,使建筑電氣行業邁出了新的一步。
70年代末,建筑行業是我國大的支柱產業之一,建筑電氣專業處于無標準規范、無科技期刊、無專業學會、無科研機構、無情報交流的狀態,這與國家經濟發展是很不相稱的。建筑電氣專業存在的上述問題不解決,勢必要拖建筑行業的后腿。經過短短幾年時間,這一情況得到了巨大的改觀。大專院校先后在電氣自動化專業開設與建筑電氣有關的基礎課程;成立了中國建筑學會建筑電氣學術委員會、全國建筑電氣設計技術協作及情報交流網、出版發行《建筑電氣》雜志,部標《建筑電氣設計技術規程》也于83年頒布。為建筑電氣專業設計今后的發展打下了堅實的基礎,成為推動建筑行業同步發展的動力。
各省市也在此基礎上陸續成立了相應的學術機構,為本地區的建筑電氣發展和進步積極努力,通過介紹、交流建筑電氣設計中的新技術,達到了培養在職廣大技術人員業務提高的一條卓有成效的途徑。
隨著改革開放的不斷深入,與國際技術交往、合作愈加頻繁,從70年代末期的南京金陵飯店首開高層建筑國內外合作設計的先例后,相繼在廣東、深圳、上海、北京等地陸續建設了一批高層建筑。有的是合作設計,有的則是國內設計單位獨立完成。在此期間,廣大設計單位紛紛感覺到建筑電氣技術的發展速度之快,是我們閉關自守這么多年所始料不及的。我們可以回顧改革開放初期建筑界的形勢,國家以鄰近港澳的沿海城市作為改革開放的窗口,全國許多省市的建筑設計院則以在沿海特區開辟分院、公司作為了解新技術的窗口。這種舉措,在當時確實起到了良好的作用,使我們進一步看到了自己的差距,也逐步了解了國外建筑電氣發展的情況。通過與國外同行的交流,引進新產品、新技術用到建筑中來。促進和加快了我國的建筑電氣技術的進步。經過多年的發展,隨著基本建設的推進,建筑電氣技術在全國范圍內得到了充分的發展。尤其是從1992年小平同志南巡講話后,經過撥亂反正,認準了方向,全國基本建設的形勢歷時十余年,以令世界矚目的勢頭持續高速發展,使建筑電氣行業有了長足的進步。
建筑電氣包括強電和弱電兩部分,強電部分的設計內容主要包括:變配電系統、電力和照明系統、防雷接地系統等。一般來說,建筑中變配電系統主要包括:高低壓系統、變壓器、備用電源系統等;電力系統主要包括電力系統配電及控制;照明系統則包括室內外各類照明;防雷接地系統包括防雷電波侵入、防雷電感應、接地、等電位聯結和局部等電位聯結、輔助等電位聯結等等。在這短短二十多年中,這些系統的技術和產品發生了巨大的變化,許多設計的理念也隨之發生了巨大的變化。例如高壓系統中的高壓開關柜,其最早采用的斷路器為油斷路器,后逐漸發展到少油斷路器,不僅體積大,而且不防火。所配置的高壓開關柜體積大,還必須獨立設置在自己的隔間內,占用了很大的建筑面積。現在所采用的真空斷路器和SF6斷路器,不僅體積小,而且短路容量也高,柜體尺寸也比原來的柜子小了許多,由于斷路器無任何油,防火性能大大提高,并且可以與其它低壓設備共置一個房間內,既節省了空間,又方便了管理。低壓斷路器已從過去的體積大、短路容量小發展到大電流、高分斷能力、體積小、性能穩定,使系統更加安全可靠,并給設計帶來了方便。近些年低壓斷路器又朝著智能化方向發展,可將斷路器的多種參數通過工業控制總線,直接將信號傳送給計算機。
干式變壓器的出現,為建筑電氣設計帶來了極大的方便,由于不存在由于變壓器油泄漏而發生火災的可能,使之可以方便地設置在建筑物的內部,更直接深入到負荷中心。另外也消除了建筑內對油變壓器容量的限制,建筑中干式變壓器可以采用更大容量。在曾設計過的工程中,就采用過4臺2500kVA干式變壓器。
應急電源所采用的發電機組,從其性能和體積上看,都比過去有很大進步。除在工程中采用柴油發電機組外,作為應急照明,可采用EPS,對于允許中斷供電在毫秒級的設備,則可采用UPS。
電力設備的控制,從過去的單一繼電控制走向了自動控制,除了各類元器件性能更好、體積小,使控制箱體體積減小外,更主要是由于采用了數字技術控制,使受控設備處于最佳控制狀態,進一步達到了節能的效果。
照明工程更是從過去的光源單一、光源和燈具效率低的狀況中走向了更廣闊的前景。目前在建筑中所采用的光源,有多種品種可供選擇,光源朝著發光效率高、光色好、顯色指數高方向發展,燈具也在不斷提高其效率和配光形式,以利于各種不同場合的應用。光源的附件,例如用于熒光燈的鎮流器,從過去的普通電感式鎮流器發展到節能型電感鎮流器、電子鎮流器,而且針對諧波分量的大小,生產出低諧波電子鎮流器。眾多的光源、附件和燈具,能滿足設計人員的各種選擇和設計,并充分滿足各類建筑、各種場所對照明的要求。不管是室內的工作照明還是裝飾照明,不管是道路和庭院的室外照明還是建筑物的泛光照明,無一不顯示出照明技術的發展給建筑照明帶來的方便和好處。
另外在電氣設計中所采用的其他裝置和設備,例如雙電源互相切換的互投開關,也從傳統的產品走向了專業化的生產,除了滿足常規的電源切換外,還出現了能滿足電子設備雙電源互投,能在1/4電源周波內互投的產品,大大提高了供電的可靠性和連續性。
供電電纜和導線是建筑電氣中大量采用的產品。查看過去的電纜和導線樣本,其品種顯得貧乏,而如今,各種纜線不斷推出,從普通PVC纜線到阻燃、耐火、低煙無鹵輻照環保型纜線;從普通絕緣材料到礦物絕緣;從普通絕緣母線到封閉型母線、預分支電纜等等。這些技術均為建筑電氣的安全、可靠、便利、環保提供了有力的保障。
針對特殊建筑的配電需求,一些新型的裝置也得到廣泛的應用。例如大型醫院手術室采用醫療場所的漏電保護,剩余電流監視系統等。
強電系統的技術發展,是廣大工程技術人員有目共睹的,也是我們所親身經歷的。如此巨大的發展,為我國的建筑電氣建設奠定了良好的基礎,也為建筑的安全用電創造了條件。
隨著建筑智能化技術的深化應用,有些設備或系統的控制,逐漸走向由專業的控制系統進行監控,并向建筑設備監控系統開放其通信協議,達到系統間的互聯和互通。例如建筑物的電力自動監控系統,采用現場總線技術實現數據采集和處理,集中進行監控,達到對變配電系統的遙測、遙調、遙控和遙信,實現變配電所無人值守。系統能不斷進行采集和分析,提前給出必要的提示或警告,便于系統的安全運行。電力自動監控系統采用計算機技術、數據處理技術、控制技術、傳感技術、通信網絡技術、電力電子技術等,可基本取代傳統的二次回路,具有接線簡單、性能可靠、易于維護等優點。與此同時,對建筑物中第二耗能大戶照明系統的節能控制也開始被普遍重視,專業的照明控制系統在許多建筑物中被廣泛應用。照明控制方式由單一的定時開關控制向實時感應控制、減光控制等方面發展。此外,場景控制、遙控器控制、現場控制等多種靈活的控制方式,在最大限度地實現節能的同時,還實現了照明系統的舒適性、功能性和人性化。
例如80年代末編制的《建筑設計防火規范》GBJl6—87;90年代的《民用建筑照明設計標準》GBJl33—90;《民用建筑電氣設計規范》JGJ/16—92;《工業企業照明設計標準》GB50034-92;《高層民用建筑設計防火規范》GB50045—95;《供配電系統設計規范》GB50052—95;《l0kV及以下變電所設計規范》GB50053—94;《低壓配電設計規范》GB50054—95;《通用用電設備配電設計規范》GB50055—93;《建筑物防雷設計規范》GB50057—94等等。為建筑電氣設計提供了可遵循的依據,也為建筑電氣走向規范化邁出了堅實的一步。
弱電方面在70年代末其主要是語音通信的電話系統和簡單的廣播擴聲系統,進入到80年代,隨著共用電視天線、火災自動報警系統及建筑設備監控系統的應用,弱電系統的內容越來越多。尤其是進入到90年代中期,綜合布線技術在建筑中的應用,弱電系統的設計內容從當初的幾個系統逐漸擴展到十幾個子系統。
“智能建筑”開始在我國出現,在國內經歷了近二十年的發展歷程,大致可分為兩個階段:第一階段是從80年代末期至90年代中期,為摸索和實踐階段,這一階段在智能建筑的概念、設計理念、建設標準等方面的認識還較為模糊;第二階段是90年代中末期至今,為大規模的建設和高速發展階段,經過第一階段近十年的實踐應用,行業中和社會上對智能建筑的認識逐漸趨于清晰,從早期的較為盲目到回歸理性、客觀。與其相對應的建筑智能化技術及其應用也取得了長足的發展,有關智能建筑的設汁、施工、驗收規范和相關的法規逐步得到建立和健全。到90年代末期,國內智能建筑的建設己逐步走上健康、有序的發展軌道。進入二十一世紀,隨著社會信息化的發展,建筑智能化系統己成為許多建筑物中不可缺少的基礎設施,智能建筑的設計、系統集成商隊伍不斷擴大,已發展成為建筑行業中的一股新興力量,與其相配套的產品制造行業也向國產化和產業化方向發展,并賦予了建筑全新的概念。
自1996年1月建設部在上海召開了全國第一次智能建筑研討會以來,我國的智能建筑取得了較大的發展。這次會議從智能建筑的定義、概念、建設標準等到建筑智能化系統的技術應用形成了較客觀的認識,并提出了應理性對待智能建筑的建設和發展,對智能建筑技術的推廣和應用起到了積極的作用。智能建筑從最初房地產商開發的商業建筑逐漸擴展到政府辦公樓、賓館、商務樓、醫院、銀行、證券、圖書館、博物館、展覽中心、航站樓等各類公共建筑,并逐漸向住宅小區拓展。
為了加強對建筑智能化工程的設計管理,規范工程設計、保證工程設計質量,1997年和1998年,建設部了《建筑智能化系統工程設計管理暫行規定》和《智能建筑設計及系統集成資質管理規定》。1998年底,建設部頒布了<1998>194號文件,即“關于建立建筑智能化系統工程設計和系統集成專項資質及開展試點工作的通知”,以及關于建筑智能化系統工程設計及系統集成商的資質標準的附件,這是對于參與智能化設計和承包的市場準人資格,在建筑智能化行業中引起了極大的反響。至今為止,獲準進入該市場的設計和系統集成商已達一千多家。為了協助建設行業政府部門進行相應的管理及技術支持,在建設部設計司的領導下,1998年6月成立了第一屆建筑智能化系統工程設計專家委員會。在2003年1月,將專家委員會進行改組,由建設部的部領導親自負責,成立了建設部建筑工程技術專家委員會,建筑智能化技術專家委員會作為其中的一個委員會。專家委員會作為政府的顧問和助手,協助政府進行行業管理和技術服務,開展示范工程和試點工程的技術咨詢等方面的工作,為相關部門領導的決策提供依據。
隨著智能建筑在中國興起。迫切需要有相關的規程、規范及標準作為設計和施工的指導性技術法規。1995年3月,中國工程建沒標準化協會通信工程委員會頒布了《建筑與建筑群綜合布線系統設計規范》。1995年7月,上海市由華東建筑設計研究院編制了我國第一本地方性的智能建筑設計標準。隨后,全國多個省市也相繼編制了各自的智能建筑設計標準。2000年7月建設部頒布了GB/T50314—2000《智能建筑設計標準》。2000年2月,由信息產業部主編,建設部批準的GB/T50311—2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》及GB/T50312—2000《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》正式頒布。這些技術法規的制定,為我國智能建筑健康有序的發展奠定了技術基礎。2000年8月,建設部修改頒發了《建筑物防雷設計規范》,重點增加了智能建筑弱電系統中大量電子產品防雷擊和防止雷電脈沖破壞的條款。2004年又頒布了《信息系統防雷設計規范》C-B50343—2004。
為了能更好地與設計標準銜接,對工程質量做到公正、客觀的評價,為智能建筑工程的質量驗收提供依據,建設部于2003年7月頒布了GB/T50339—2003《智能建筑工程質量驗收規范》。從而基本上達到了從設計、施工到驗收各重要環節均有章可循。
智能化技術只是一種手段,是通過對建筑智能功能的配備,強調高效率、低能耗、低污染,在真正實現以人為本的前提下,實現節約能源、提升建筑使用功能、保護環境和可持續發展的目標。建筑的實施,要從可持續發展的戰略高度出發,注重生態、注重環境保護,是可持續發展的永恒主題。通過多年的實踐,以理性和務實的態度,從工程的實際需要出發,以實用和適用為標準,不盲目跟風、片面追求智能化系統的先進性和全面性,而是以在技術上適度超前,又做到投資合理的設計理念,針對不同工程的使用功能、投資標準和管理要求等方面的具體情況,找出先進性、可靠性、合理性與經濟性的最優交點,這一觀念目前己成為智能建筑行業的共識。建筑智能化技術的發展,也使得全國各建筑高校紛紛針對此項技術開設了相應的專業課程,并培養出了相關專業的研究生。
至今為止全國已有數千座智能建筑相繼建成,令世界建筑界矚目,同時全國住宅小區智能化系統示范工程也相繼建成。經建設部科技發展促進中心評估通過了一批在工程中已實際采用、具有國內領先水平的建筑智能化技術的科技成果。
建筑智能化技術是多學科、跨行業的系統工程。
建筑智能化技術主要包括:建筑設備自動監控系統、安全防范系統、停車場管理系統、火災自動報警及消防聯動系統、通信與計算機網絡系統、綜合布線系統、廣播系統、有線電視系統、數字會議及視頻會議系統、系統集成等十幾個子系統。國內的建筑智能化技術已從最初獨立的各子系統發展到系統集成。
(一)建筑設備監控技術
二十世紀80年代主要采用計算機集中監控的方式,由于可靠性較差,運行速度較慢,90年代以后已經很少采用,取而代之的是集散式控制方式。在90年代末,隨著計算機技術、控制技術、網絡與通信技術的發展和結合,建筑設備監控技術得到了迅速發展,突出表現在:
1.現場總線的體系結構與參考模型、應用軟件的開發平臺與工具、現場總線的應用等各方面取得了很大的發展,現場總線技術在建筑設備監控系統中得到了廣泛的應用。
2.在對控制網絡的組網技術、實時網絡操作系統、可靠性技術等方面進行深入研究的前提下,出現了以太控制網絡。
3.控制網絡與信息網絡的集成成為控制網絡技術發展的一個熱點,各種建筑設備監控系統與信息網絡的集成技術日益成熟。
4.各種控制網絡的新技術在建筑設備監控系統中得到應用。計算機領域的OPC技術、Web技術、TCP/IP已逐漸融合到建筑設備監控系統中,大大推動了建筑設備監控技術的發展。
(二)安全防范技術
安全防范包括閉路電視監控、入侵報警、通道控制(門禁)、巡更、對講、周界防越等子系統。安防系統從最初的各子系統相互獨立,發展到如今的各子系統之間的聯動,極大地提高了安全防范的嚴密性、可靠性和實時性,為人們的工作、學習和生活提供了安全保障。閉路電視監控子系統也從以往的模擬技術向數字化方向發展,整個安全防范系統也朝著系統規模化、數字化、綜合化方向發展。
(三)通信網絡技術
智能建筑中的通信網絡包括計算機網絡、雙向有線電視傳輸網絡和電話通信網絡等,前兩者作為智能建筑寬帶骨干網集中了幾乎全部的信息應用和信息管理資源,連接了幾乎全部的用戶站點。在二十世紀90年代中期以前,各種類型的網絡均有一定的市場和用戶,但在90年代后期,以太網以其投資合理、布線靈活、性能優越、使用維護方便等優點,逐漸在各種網絡通信技術中獨占鰲頭。以太網的傳輸速率,已從最初的10Mbps、100Mbps發展到1Gbps、10Gbps甚至更高的速率。智能建筑的電話網(包括ISDN、xI)—SL),目前除用于語音通信外,還可兼備數據、圖像等的窄帶數據通信,使人們可以通過通信網絡,實現電視會議、電話會議等功能。接入網技術是智能建筑與外部網絡連接的關鍵,它使有形的世界變得越來越小,使人們的工作、生活發生了很大的變化。智能建筑接人城域網或Internet,要求接人的帶寬越來越高,以滿足用戶數據通信日益增長的需求。在有線網絡發展的同時,無線網絡以其接人的靈活性,開始進入快速發展階段。從最初的11M到2003年通過54M,如今又發展到百兆以上,它為人們的移動上網提供了極大的便利,同時在許多領域蘊藏著巨大的發展潛力,正成為網絡發展的潮流。
(四)綜合布線技術
綜合布線是智能建筑中數據、語音以及多媒體通信的基礎平臺,自該項技術進入我國市場以來,由于其優異的性能,給國內的智能建筑市場帶來了一種新理念、新技術,并立即在建筑行業引起了巨大的反響,被各類智能建筑所廣泛采用。為了適應網絡傳輸帶寬和速率的發展,綜合布線新產品相繼問世,從最初的3類線、5類線到6類線,甚至出現了超前于標準的7類布線系統產品,以滿足千兆網的需求。隨著網絡傳輸速率的提升,為適應其發展的萬兆光纖網也已投入市場,新型的多模和單模光纖將作為良好的傳輸介質得到廣泛的應用。銅纜從三類到五類、超五類、六類甚至更高類別,從銅纜發展到光纜,技術和產品不斷更新,充分體現了汀發展的迅速以及智能建筑應用新技術的廣闊前景。
(五)系統集成技術
在智能建筑內的每個子系統,一般來說均由各自的網絡連接起來,在各自的操作站下完成預期的工作,但尚未達到信息資源共享。為了達到管理的方便快捷,各子系統之間的信息資源共享,應進行系統集成。
在系統集成過程中,集成所選擇的系統平臺不同,網絡結構不同,所集成的子系統范圍不同,有不同的集成模式。隨著計算機技術、網絡技術、控制技術、顯示技術的發展,使建筑設備監控系統通過計算機網絡與其它子系統相連,由此產生以建筑設備監控系統為主的系統集成方式。還有以各自系統平等進行集成的方式,建立系統集成管理網絡,將各子系統視為下層現場控制網并以平等的方式集成。各子系統的實時數據,通過開放的工業標準接口,轉換成統一的格式存儲在系統集成的數據庫或服務器中,系統集成管理網絡通過程序對各子系統實現統一管理、監控及信息交換。
系統集成,利用開放的協議以達到各相關子系統之間的聯動控制和信息共享,提高了管理效率,也提高了處理突發事件的能力,并達到了節能和節省人力的目的,這就是建筑設備管理系統(BMS)。系統集成不是目的,而是提升建筑使用功能和提高管理效率的技術手段,集成的內容不是多多益善,而應根據使用和管理的需要,在技術成熟、系統可靠、投資合理、管理高效等前提下,按需集成。
(六)住宅小區智能化
二十世紀90年代受國際智能住宅及電子屋理念的影響,建筑智能化技術逐漸延伸到住宅小區,最初在我國沿海少數經濟較為發達的城市取得成效。建筑智能化技術開始從公共建筑向住宅和居住小區發展,建筑智能化技術迅速向小區智能化延伸,己成為智能建筑發展的重要市場。從公共建筑的智能化到住宅的智能化,這是市場的需求,也是實際發展的需要。全國各地設計院均將住宅智能化放到了重要的位置,住宅給智能化提供了平臺,而智能化又是住宅設計中具有前沿性和挑戰性的領域。住宅小區智能化技術的發展可歸納為以下幾個方面:系統設計強調以人為本的設計理念,應兼顧各層次居民使用的便利性,并處理好安全性與舒適性的關系、先進性與實用性的關系、功能配置與合理投資的關系。安全防范系統從一個個獨立的安防子系統發展為家庭與小區、技防與人防相結合的綜合安防體系。信息通信方面由單一的寬帶接人方式發展為多運營商可選方式,寬帶接入網絡由xD—SL、雙向有線電視網絡等向組建小區計算機局域網方向發展,小區居民可享用的信息通信服務從單一的寬帶Internet接人服務向小區局域網上多樣化的增值服務延伸。機電設備自動監控、水電氣表遠傳抄送、音視頻系統、物業管理信息化等系統的應用,使小區居民的生活環境和生活質量得到了極大的提高。家居智能化技術的應用,使小區居民實實在在地體驗到了信息時代為生活帶來的種種便利和精彩,使家庭辦公、網絡生活等概念成為現實。
為了引導我國智能住宅小區的健康發展,建設部住宅產業化促進中心于1999年12月頒布了《全國住宅小區智能化系統示范工程建設要點及技術導則》(試行稿),對進行示范的工程做出了詳細的規定與要求。這對于規范住宅小區智能化市場,推動住宅小區智能化建設健康有序地發展起到了關鍵作用。在此基礎上,進行住宅智能化示范小區方案示范,用以指導全國住宅小區智能化技術的健康、有序發展。住宅小區智能化在我國各地發展迅速,在每年全國城鎮住宅開發總量的數億平方米中占有相當的比例,并且已逐漸成為住宅建筑發展的主流。在全國住宅小區智能化系統示范工程建設的基礎上,建設部住宅產業化促進中心于2003年2月頒發了《居住小區智能化系統建設要點與技術導則》,作為小區智能化設計、施工的依據。這也表明住宅智能化從示范工程正式走向了全面的住宅小區智能化建設。
由于我國居住環境和條件的特殊性,智能住宅小區的產品難以成套引進,促使國內產品供應商大量開發智能住宅小區所需的各種產品,從而形成了新的智能建筑產業。由于寬帶網進入小區以及小區規模的擴大,現在又提出了數字社區的理念,將智能住宅小區的發展推向了一個新階段。
數字社區進一步加強了網絡的功能,具有完全的局域網和廣域網、國際互聯網寬帶接人。通過完備的網絡可以實現社區機電設備和家庭電器的自動化、智能化監控,安防系統的自動化、智能化監控。數字社區應用現代傳感技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術,加快了信息傳播的速度,提高了信息采集、傳輸、處理、顯示的性能,增強了安全性。數字社區提高了智能化系統的集成程度,實現了信息和資源的充分共享,提高了系統的優化程度。數字社區是數字城市的單元節點,數字社區的建設為數字城市創造了條件,為電子政務、電子商務、電子物流等技術的應用打下了基礎。