多年以來,樓宇自動化工程雖然得到了廣大建設方的認同,普遍列入了公共建筑和商務建筑建設的必選內容。但是,不少項目的用戶反映并不樂觀。 樓宇自動化工程的實際狀況究竟如何?調研情況表明,各地運行良好的工程可謂鳳毛麟角,更多的是存在諸多功能缺陷而不能全狀態運行。
所有調研工程,無論工程實際運行效果如何,就樓宇自動化工程的內容和工作量而言,竣工驗收時都完成了工程合同所規定的內容。另一方面,建成的樓宇自動化工程對水、電、風設備、資源起到了統一管理的作用,特別是對給排水設施的監控管理、變配電設備的二次監測以及對照明系統的節能控制,普遍能達到設計目標。但是,樓宇自動化工程的問題集中反映在對空調系統和建筑環境溫度的調節控制方面。
我國工程基本建設主要程序一般分為以下幾個階段:項目建議書階段、可行性研究報告階段、設計文件階段、建設準備階段、建設設施階段、竣工驗收階段、后評估階段。工程過程中涉及到建設方、招標代理、工程監理、承建商、產品供應商、土建總承包方、檢測機構、市政配套單位、物業單位等諸多方面。一個運行良好、控制高效的系統一定是對各個環節合理統籌和均衡的結果。由于樓宇自動化系統工程建設過程的復雜性,工程質量主要受到功能需求、設計水平、施工組織、維護管理等諸多方面的影響。
1、端正起點
大量的工程實踐證明,建設方是否能夠根據建筑物的特點提出恰當的需求,是否能夠有效地組織項目的實施并進行持續有效的維護和管理,對樓宇自動化工程的成敗起著至關重要的作用。智能建筑是隨著我國的改革開放而發展起來的。從原先的政治統帥計劃經濟轉變為經濟建設為中心的社會主義市場經濟的過程中,金融資本的強勢日益顯現。公共價值觀的缺失、市場規律的不完備、誠信的墮落以及意志薄弱者的腐化、社會分配的不均,引起了一系列工程投資監管問題。加上任期制和政績的需要,政府與行政對工程的不恰當干預越來越多,越來越強。因此,許多工程在前期是反復預熱、遲遲不決策;而到工程后期是斷然劃底線、趕進度。
在智能建筑的工期、造價、質量三要素的管理中,抓工期是一心一意、領導說了算數,抓造價是全心全意、各方極力關注,抓質量則半心半意、誰都心里沒有數。相當部分的國有資金項目被作為獻禮工程,導致只注重時間進度而忽視系統質量。 建設方的項目建議書和可行性研究報告,主要解決項目建設是否必要、需求定位是否合理、技術方案是否可行、生產建設條件是否具備、項目建設是否經濟合理等問題。
由于建設方的上述主觀因素,加上樓宇自動化的專業復雜性和技術多樣性,使得項目建議書和可行性研究報告普遍存在缺漏和估算不準的現象,對工程質量目標的關注和精力被侵占,不能仔細、合理地研究建設項目的使用需求和業務特點。 建設方對樓宇自動化工程的需求不清晰,工程目標不清晰,把樓宇自動化工程的合理性完全依賴設計院的專業技術水平和職業道德水平,對技術先進性的追求沒有能夠轉化成實際的控制效果;或把設備技術指標、設計能力指標混同系統功能指標,建設方類似問題相當嚴重。一些代建制的工程甚至連套用規范標準、參考類似項目的工程管理過程都被省略。
有些工程的建設方也會采用聘請專業顧問或咨詢機構來協助設計定位,但是其中也存在一些名不符實的誤導。僅僅注重施工過程、不重視系統維護、沒有工程項目全壽命周期的概念,是建設方常見的另一個問題。特別表現在項目的規劃和預算中,只注重初期建設費用投資,不重視運行階段的投入,很少考慮建成以后的日常維護費用。 一個有經驗的、具有中立地位的設計單位,不僅可以為建設方提供一個符合項目特征、需求完善的設計方案,也可為建設方控制好投資預算。但是,目前的管理政策并沒有為建設方創造這樣一個選擇環境,也沒有為設計院創造這樣一個生存環境。
智能化專業的投資規模一般占建設項目總投資的5%~10%,醫院、大劇院、博物館等的智能化投資規模更占到總投資的15%以上,智能化專業的設計工作量已經超過了強電專業。但是,住房和城鄉建設部《民用建筑設計勞動定額》“各設計專業工比表”的勞動分配比例與工程實際情況明顯不符,引發了電氣專業內部強弱電專業之間的矛盾,嚴重影響了智能化專業的設計質量。 樓宇自動化工程設計涉及建設設計的所有工種和方面,特別與暖通、強電、給排水專業的設計密不可分。各個專業人員之間的交叉協作必不可少,承擔樓宇自動化工程施工設計的人員,雖然對智能化系統專業技術比較了解,對設備產品比較熟悉,但是法律法規并沒有賦予這部分人員對建筑設計的協調溝通權限。相當一部分樓宇自動化工程項目只是在土建施工開始后、甚至建筑結構封頂以后才由集成商進行施工設計。
工程項目施工設計圖滯后于建筑設計院的初步設計,與水、電、風各個專業之間的設計得不到有效磨合,樓宇自動化工程施工設計圖的質量從根本上得不到保證。同時,由于其它專業沒有智能化專業的配合,很多機電設計也無法到位,導致智能化系統的監控功能無法實現。 樓宇自動化是綜合了自動化技術、通信技術、信息技術、電子技術、機械技術等多學科技術。但是,目前智能建筑的從業人員更多的是從信息技術、電子技術、建筑電氣等單一學科畢業的,擅于從信息傳輸、交互、搜索等層面考慮技術問題,對于自動控制技術的過程控制、過渡過程和反饋閉環控制的基本特性還難以精通,這也影響到整個樓宇自動化控制系統設計的完善性。
2、科學招標
招標代理和工程監理是目前樓宇自動化工程管理中最為薄弱的兩個關鍵環節。這兩個工程管理環節的越位和缺位,導致了工程的混亂,嚴重影響到工程的工期、造價和質量。
招標中最常見的問題是片面理解“三公”原則,偏重于經濟角度的造價控制和經濟監管,忽視對樓宇自動化工程設計適用性的評估,走上了表面化、形式化的歧路。在樓宇自動化工程招評標時,只計算設備、管線的安裝定額,簡單地以套用各地的建筑工時定額百分比,完全忽略了樓宇自動化工程中系統集成、軟件配置、控制模型等高技術含量的工程價值。這種試圖用低造價、低利潤來抑制貪腐現象的“良好愿望”,導致了所謂“攔標價”、“最低價中標”的做法,蛻變成了偏低報價的極端而簡單的評比。 招標法所規定的綜合評標法,現在被片面理解成為技術、商務、報價三者在同一層面上總分的算術累加。
技術的評分又被細化為眾多細目子項,而報價往往只被算作一個大項;導致商務與報價評分值的差距遠遠超出了技術分值的差距,技術方案的差異性被報價差值所淹沒,綜合評標法名存實亡。 為了避免評標專家串標作弊等問題,在評標前半個小時才確定和通知評標專家組人員,使得評標專家完全在不清楚項目性質、環境地點、使用特點以及功能需求的情況下參加工程評標。
評標專家的組成和評標過程的漏洞百出,使得本來嚴肅的招標工作演成一場鬧劇。 對招標、評標中忽視樓宇自動化技術含量和工程適用性的分析,是產生上述種種弊病的根本原因,為樓宇自動化工程的質量留下了無窮的隱患。 樓宇自動化工程質量涉及到機電設備的工程界面、控制界面和功能界面。
標段劃分與設備采購和樓宇自動化系統的工程內容、工程質量、工程責任有著極其重要的關聯,由于設計階段各工種的深度不足、協調不夠,招標階段需要科學、合理地補充劃分工程采購的標段。而目前的樓宇自動化工程招標中,通常只重視投資分配、經濟利益的平衡,輕視標段劃分與工程質量、工程責任的連帶關系,對與樓宇自動化工程相關的設備界面、控制界面不能在招標階段做出深入、合理的區分,增加了后繼工程管理中工程協調的難度。
3、施工完善
建筑工程實施過程中出現與原設計、原合同不一致的問題是難免的,所有的更改洽商都會引起合同造價的變化。在市場經濟的條件下,不顧及更改洽商所帶來的利益變更,就不可能保證工程的實際質量。所以,國際慣例都允許工程合同造價的增減調整。
在我國智能建筑行業里,習慣把智能化工程的承建單位稱為“集成商”。其含義是承建單位必須把智能化技術系統與建筑設計、使用、設備、環境進行系統集成,才能夠完成施工設計任務。由于初級階段市場經濟的不完備,招標過程所產生的一系列后遺癥,導致了集成商因為在投標階段對評標結果毫無把握,不敢過多地投入成本,只能引用千遍一律的通用型系統規劃配置進行形式上的設計,這就導致樓宇自動化工程中標方案的功能基本上停留在基礎作用。待到中標后的施工設計階段,由于資金、工期等原因,集成商不能單方面對投標的初期方案做重大改變,只能以完成工程合同內容為出發點,放棄了某些需要具備樓宇自動化工程的完整合理功能。
目前,現場施工中存在的突出問題是施工管理單位、總包單位對樓宇自動化的工程特點缺乏認識,對樓宇自動化工程的施工要求不夠重視。無論施工組織計劃,還是實際的現場安排,往往不能給樓宇自動化工程創造充分必要的施工條件。樓宇自動化工程安裝、調試所必需的一些條件和安排,在其他專業工種難以形成共識,這也影響到樓宇自動化工程的效果難以得到保證。樓宇自動化工程涉及許多電子類零部件,現場產品保護問題比其他工種更加突出。但是,由于現場工地統一由土建總包管理,尺寸細小的電子產品的現場保護是一個明顯的薄弱環節。
4、檢測驗收
樓宇自動化工程是個集成了建筑結構、設備管理、自動控制、信息通信、建筑環境、應用要求等寬范圍、跨行業的綜合技術系統。其工程質量驗收不適宜沿用建筑行業傳統的工程質量驗收辦法,已是不爭的共識。
近年來相繼推出一些智能建筑子系統的專項技術規范,譬如《安全防范工程技術規范》GB 50348-2004、《綜合布線工程質量驗收規范》GB 50312-2007,以及與樓宇自動化工程直接相關的《建筑設備監控系統工程技術規范》等。這些規范在各個專業子系統的技術范圍內給出了較為詳細的技術標準和檢測驗收辦法,客觀上對各個專業系統單獨的檢測驗收起到了指導作用。但是,這些規范一則缺乏操作性指導,二來局限于各個專業子系統技術形式的檢測驗收。智能建筑追求的是具有智能的建筑,建筑物應當具備一定的感知、判斷、控制、協調的運行能力。不是建筑物里設立了一個或幾個專業子系統就算是智能建筑。
智能建筑工程質量檢測是對整體建筑智能化功能的綜合檢測,其關鍵在于建筑內樓宇自動化系統與建筑設備、建筑環境、建筑應用之間的集成運行,樓宇自動化系統與其他各專業子系統的相互協調配合。整體建筑智能化功能的綜合檢測和建筑內某一個子系統的單獨檢測不能混為一談。特別是樓宇自動化系統是專業范圍跨度大、集成協調要求高的工程,要檢測該系統的運行效果,僅僅只對專業子系統檢測是遠遠不夠的。基于系統工程的木桶效應,專業系統無論完成得多好,樓宇自動化工程的實時性、可靠性并不能保證。
所以,樓宇自動化工程的質量檢測必須是綜合了相關設備、環境、子系統的運行動態的檢驗,是包括建筑設備設施在內的整個建筑環境、建筑資源的綜合運行效能的檢測。 建筑工程中普遍采用的工程質量監理制度,是針對土建專業的特點所制定的。監理單位的工作范圍集中在到貨驗收和隨工檢驗,基本上是設備、單機、單系統的管理性檢測、技術性檢測、穩固性檢測和安全性檢測等工程符合性的現場檢驗。要求監理方對智能建筑樓宇自動化系統的綜合運行總體功能和性能給出數據及評價,事實上完全超出了監理單位的工作能力和資質范圍。
5、工程調試
從工程調研情況看,樓宇自動化工程中給排水系統的監控調試、變配電及照明系統設備的監控調試,一般都能符合標準、設計和應用要求。主要在建筑空調環境的監控調試方面存在相當大的問題。 建筑空調環境的運行屬于科學技術和大學教學中一個小而窄的專業方向——流體動力學。自動控制系統的核心在于控制的過渡過程、趨勢曲線和穩態實現,特別是關系空調運行的軟件設置、控制算法、模型選擇等。絕大多數集成商(包括產品供應商)缺乏這方面專業人員。因此,空調環境的監控調試被簡化、停留在空調設備的運行狀態層面,而設備運行的邏輯功能完好不等于工程能夠有效地實現監控運行。
由于專業的局限,在樓宇自動化工程的調試中不能夠保證調試的定量化。大多數工程停留在邏輯定性調試階段。例如,調試中不看過渡過程和趨勢曲線。不看系統能否達到穩定態,不看實際穩態值與設定值的偏差,很少注意傳感器采樣數據和實際環境數據的比對,等等。調試測量儀表配備不齊全、精度等級不滿足要求,也是造成調試工作不能夠定量化、精細化的一個因素。對樓宇自動化系統與其他聯動子系統的通信接口的調試,很少進行數據完整性和傳輸格式、速率等的定量檢測;只求各點之間能讀取數據即可。
另外,無法堅持調試的充分必要條件更是調試中的另一個大問題。樓宇自動化工程的調試條件,包括機電設備安裝工程的施工完畢和試車合格。在工程實踐中,怎樣才算機電工程施工完成,各方缺乏共識;存在著機電設備尚未完工就急于直接調試樓宇自動化工程的現象。樓宇自動化工程的調試條件還應當包括土建裝修的完成進度。個別工程中門、窗、隔斷等結構還沒有施工完,就在進行樓宇自動化工程的調試;調試結果當然不能反映建筑竣工以后的實際運行效果。監控機房自身的土建與裝修同樣是樓宇自動化工程的調試必要條件。特別需要指出的是,市政資源環境(供電、供熱)和系統防雷接地能否達到運行要求,是保證設備正常工作、保證樓宇自動化工程調試的前提。
某個工程曾經因為在市政供電不到位時強行調試,造成了應急電源等設備的損毀。 由于工期和使用、環境的原因,一般樓宇自動化工程的調試很少能夠保證全負載運行調試和故障調試。因此,調試時不是真正的實際運行工況,也不能考驗樓宇自動化系統的應變能力;這就造成全負載時無法運行或達不到設計的功能目標,嚴重的甚至引起整個系統的失效。 樓宇自動化工程流體動力學特性決定了一個子系統、一個結點的調試會影響到全系統的平衡。因此,樓宇自動化系統調試具有反復性特點,全系統的平衡及功能的實現需要多次調整才能達到。有些工程的調試停留于單機、單子系統階段,沒有注意某臺設備調試后對相鄰設備和全系統的復驗,造成調試的半途而廢。
6、運行維護
“三分建設、七分管理”。樓宇自動化工程的產品質量、施工質量不等于運行效果。樓宇自動化工程前期設計定位不清晰、施工安裝管理不科學、調試檢測工作不精細、交付培訓不到位等先天不足給運行管理帶來了較大的困難。在建設以后的運行期,物業管理單位自身技術力量薄弱,業主方對運行管理不重視,缺乏明確的行業規范指導等問題嚴重制約了后期運行。
先天不足與后天乏力造成目前大多數樓宇自動化工程運行管理不佳,與期望的舒適、環保、節能和高效的建設目標形成較大的差距,嚴重制約了智能建筑行業的發展。樓宇自動化工程的運行維護不能簡單地等同于專業系統的售后服務。因為,專業系統的售后服務局限于本工種的維護,不能夠顧及相關環境條件和機電設備的保障,常常成為系統調試的重復,不能夠真正保證樓宇自動化工程的綜合運行效能。
物業管理企業雖然基本建立了樓宇自動化運行管理所需的管理及記錄制度。但由于管理經驗不足、相關管理標準及規范尚未出臺,運行規程及運行記錄僅滿足于設備運行狀態的記錄,定性檢查內容多,定量檢測內容少;不能全面反映樓宇自動化運行工況。對運行數據的作用和意義認識不足,不注重運行數據分析,報警信息處理不及時。系統數據和報表、趨勢圖等未成為設備維護管理、能源管理、客戶滿意度管理等相關管理的改進優化依據。
這些影響和制約著樓宇自動化工程的精細化、人性化運行。 由于備品備件采購到貨周期長,不能及時更換修復;物業單位又缺少應急措施和應急規程,導致故障處置遲緩、系統帶病運行。近30%的智能建筑樓宇自動化工程因此而自動控制停用、系統功能缺失。 物業管理中還存在著對樓宇自動化工程持續調試特性缺少認識的問題。
樓宇自動化工程具有專業跨度大、產品更新快、術發展猛的特點,加上運行過程中使用功能和管理功能也會隨應用的變化而變更,建筑自然環境和建筑內人員活動也會產生意料不到的變化;這一切決定了樓宇自動化工程的優質運行必需以建設后物業管理日常調試、調整為前提。 樓宇自動化工程前期施工設計中不注意可維護設計,也是目前一個顯著問題。各專業、工種協調力度不夠,導致設備設施的安裝位置不當,檢修口、檢測點、調試點及作業面考慮不周。特別是樓宇自動化工程末端設備的安裝位置和運行維護空間不合理,給物業管理造成了極大的障礙。
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