三、我国智能建筑产业存在的问题与原因分析
(一)智能建筑
基于文献中提到的智能化系统存在的问题及改善智能建筑的措施,以及笔者的现场调研与采访结果,针对智能建筑不同方面的问题,提出如下相应的改善措施:
(1)开发商问题。建立明确的智能化系统分级标准,指导开发商对项目进行合理定位。新编制实施的行业标准《建筑设备监控系统工程技术规范》(JGJ/T 334-2014)(住建部,2014)中提出,可将智能化系统的功能按照运行维护管理要求,分为监测、安全保护、远程动作、自动启停、自动调节五个逐级提高的层次,后一层级的功能包含前一层级的功能。通过分级,开发商能够选择项目需求的智能化水平,从而投入相应水平的经费,能够起到节约成本、避免盲目追求高档、避免投资浪费的作用。此外,需要建立建筑智能化系统的投资效益分析方法(Chen and Wang,2013),通过对建筑智能化系统的投资与效益进行分析,为投资决策提供依据。
(2)设计施工问题。一方面,需要完善相应法规标准,以监督设计施工质量,在整个设计施工过程中,加强对系统各方面性能的检验。另一方面,设计施工中可采用标准化的功能需求描述方法。该方法是指把智能化系统各个设备的功能分为监测、安全保护、远程动作、自动启停、自动调节五类,针对每类功能分别设计标准化的表格,对上述各功能的参数测量精度、系统的响应时间、数据记录间隔等进行标准化的准确描述(王美婷,等,2012)。这些表格可作为交接文档,在智能化系统的设计、施工、调试、验收及运行维护管理过程中提供依据,可以较为有效地解决暖通空调、弱电等各专业之间,以及设计施工各阶段之间的脱节问题。
(3)设备产品问题。制定政策法规规范产品使用寿命、应有功能等质量问题,以提高设备耐用性、减少故障率;并规范售后服务质量、设备维修更换的流程等,以提高产品设备更换的效率;规定通用的产品标准、统一的通信协议,使系统具有更佳的兼容性和稳定性。
(4)人员素质问题。一方面,培养专业的建筑智能化系统设计施工人员,加强暖通设计人员与弱电设计、施工人员的交流合作,从而使智能化系统设计的功能得到较好的实现。另一方面,建立对运行维护管理人员的专业资质评审制度,人员需持证上岗,并接受定期培训。
(5)维护管理问题。对设备进行定期的维护校正。对于电子产品,根据其平均无故障时间(王福林,毛焯,2012),确定产品的维护保养周期,定期进行产品校正与维护保养,保障系统的正常使用,避免系统的弃用现象。
(6)系统技术问题。相对于传统的建筑自控系统,自组织的分布式新型系统平台能够带来很多方面的改进。如这种系统中各监控点能够实现自动配置、自动寻址、即插即用,能有效避免传统系统需人工配置监控点产生的工作量大、易出错等问题;再者,自组织平台以房间为单位集成系统,并采用分布式的计算方法,突破了传统系统用中央计算机集成造成的通信、计算能力的限制;并且自组织系统相比传统系统的有线通信方式,更能有效利用无线通信、物联网等新技术。另外,在传统系统的基础上,提高系统的集成水平,开发开放程度高、兼容性好、智能化程度高的产品,也是提高系统稳定性的有效措施。
通过调研,目前公共建筑智能化现状可以概括为:运行良好的智能化系统能够为建筑管理带来便利,减少人员工作量。满足基本要求、有硬性法规指导的安防、消防系统,运行现状较为良好;楼宇自控系统智能化水平参差不齐,普遍存在功能缺失的现象。
公共建筑智能化存在的问题主要出现在开发商、设计施工、设备产品、人员素质、维护管理、系统技术等方面。而本书通过文献调研和现场调研,总结了智能建筑各方面的问题和相应的改善措施。笔者希望本书能够帮助建筑智能化行业内的各部门对实际存在的问题进行相应的改善与优化,从而能够推动智能建筑行业的良性发展。通过国内外智能建筑研究与发展状况的比较,可以得到以下三点启示:
(1)与国外智能建筑的发展状况相比,我国智能建筑的安防系统、消防系统发展尚可,楼宇自控系统的发展水平属于初级阶段。2008年,我国智能建筑楼宇自控系统市场规模实际统计值是33亿元,北美是267亿元,欧盟七个主要国家的总值是272亿元(Deng,2009)。我国的智能建筑市场规模约是美国的1/5,与欧盟一个国家的市场规模相当。我国2008年的智能建筑楼宇自控系统市场规模比2007年增长了10.5%(Deng,2009)。估计到2025年,我国智能建筑的市场规模将达到160亿元,与美国相当。
(2)我国智能建筑相关研究,大多是对智能建筑的现状及发展前景的探讨,有关新技术的研究开发的内容比较少。此外,智能建筑相关文献各年的刊出数量反映出,2003—2007年研究人员对智能建筑关注度比较高,2008—2010年一度下降,最近一两年对智能建筑的关注度又有上升的趋势。这主要是由于物联网、云计算等新的IT技术、电子技术给智能建筑建设带来新的机遇和挑战,可能会令智能建筑建设快速发展。此外,随着我国经济水平的提高,建筑的智能化的市场接受度也在逐步提高,也会增大智能建筑的建设量。技术和经济的因素,都可能造成智能建筑在今后几年内会有较大程度的发展,迫切需要国家从政策的层面引导智能建筑行业朝着健康、高效的方向发展。
(3)我国自主品牌的楼宇自控系统产品的市场占有率低。如表2.5所示,在我国智能建筑的楼宇自控系统市场所占份额排前十位的企业中,只有一家我国企业,市场份额只有1.8%。因此,需要大力扶植智能建筑行业的民族企业,使智能建筑成为“中国创造”战略的组成部分。
(4)智能建筑现场调研结果显示,与国外智能建筑的运行水平相比,我国现阶段的智能建筑楼宇自控系统的运行水平处于初级阶段,90%只实现了监测与远程动作的功能,智能化系统的节能、高效的优势并没有发挥出来。根据现场调研结果,其原因可以总结为以下五个方面:
①设计问题。目前在建筑设备专业设计中一般都没有对设备的自动控制进行设计,或者只是简单地对自动控制专业提出工艺要求,没有从设备运行的角度提出详细的控制功能要求。而自动控制专业人员从事建筑设备控制系统设计时由于没有设备专业设计的控制功能要求,只能根据自己的理解对建筑设备控制功能进行设计,这往往使得控制效果无法满足要求,自动控制效果不好,最终导致运行过程中废弃自动控制功能,改为运行维护人员手动控制。
②建设流程问题。由于设计过程没有对建筑设备的自控功能进行详细的定义,给智能建筑建设的后续流程埋下了隐患。在招投标过程中,标书中没有对自动控制系统的功能进行详细明确的定义,中标方就可以比较随意地进行施工。而且在调试、检测、验收阶段,因没有自控系统的详细定义,缺乏调试、检测、验收依据,基本使得调试、检测、验收流于表面,无法保障自控功能的顺利实现。
③运行维护问题。运行维护中存在的问题表现为五个方面:一是缺乏自控功能的详细设计,运行维护人员缺乏运行依据,只能根据自己的经验摸索。二是运行维护人员技术水平普遍不高,对自动控制系统不了解,学会的操作也只是比较简单的操作,一旦系统出现一些异常,就无法处理,只能将自动控制改为手动控制。三是运行维护人员待遇不高,导致运行维护队伍不稳定,跳槽率高。智能化系统在交付使用时对运行维护人员进行了培训,而受过培训的人员离职后,新来的运行维护人员没有受过培训,无法很好地使用系统,使得系统的运行维护管理没有继承性。四是智能化系统运行维护的专业分配不合理,目前建筑的智能化系统的运行维护管理大多由弱电专业运行维护人员承担,这使得系统使用与操作脱节,不利于充分发挥智能化系统的功能。五是运行维护预算不足,传感器、执行器、控制器故障时,没有经费进行维修或更换,导致出故障的自控系统停止运行。此外,传感器、执行器进行定期校正,保证动作、控制正常,而几乎所有调研建筑都没有预算对传感器、执行器进行定期校正的费用,不正确的测量和动作也导致控制异常,最终停止自动控制的运行。
④业主对智能建筑的认识。目前很多业主对智能化系统的认识基本是想通过智能化系统提高建筑的档次,使之上升为5A级写字楼,以有利于写字楼的出租。这种认识就导致业主只重视有没有智能化系统,而不重视智能化系统运行得好不好,所以在施工阶段,往往受到开业期限的制约,没有留出足够时间进行智能化系统的调试。没有调试充分的智能化系统在运行过程中其智能功能、节能功能自然得不到充分发挥。由于不重视智能化系统的运行,就不会有足够的资金投入到智能化系统的运行维护,更不利于智能化系统的良好运行。
⑤楼宇自控产品问题。主要表现在厂商的服务和产品质量两个方面。楼宇自控产品厂商的服务问题一是服务不够及时,服务费用等方面存在分歧,导致服务滞后甚至不提供服务,使得智能化系统的故障得不到维修,最终导致智能化系统的瘫痪、废弃。二是厂商对产品技术开放程度不够,出于保护产品知识产权或者经济利益的考虑,很多产品(如冷机)往往不对用户提供开放的接口或者收取较高的接口费,这导致智能化系统无法对这些设备运行状况进行监测,无法对其运行进行调节操作。此外,很多设备的控制器不允许用户更新控制程序,使得一些新的节能控制策略无法载入控制器,不利于发挥智能化系统的节能功效。
(二)智能家居与社区
产品质量参差不齐也是亟待解决的一个问题,特别是线缆、周界红外报警传感器、楼栋门禁,出故障率较高,需要加强产品质量管理政策。
调研发现,目前的智能家居与社区系统存在施工质量差、易出故障、兼容性差、维护保养不良等问题。针对这些问题,笔者提出以下建议:
(1)加强智能家居与社区系统的从设计到施工到运行的全生命周期的质量管理。
智能化系统的施工质量,一直不令人满意。崔海萍(2004)通过调查指出业主对智能化系统建设质量的满意程度只有56.1%,接近一半的智能化系统工程质量不能令用户满意。造成这一结果的原因很大程度上是智能化系统的功能设计没有清晰准确地传递给施工单位,从而使建成的智能化系统无法实现需要的智能化功能。要解决这一问题,建议采用标准化的智能化系统功能描述方法(王美婷,等,2012),从设计到施工到运行的全生命周期,采用标准化的语言,清晰地定义、实施、检验智能化系统,进而保证其正常有效地运行。
(2)加快智能化产品的国产化进程,制定统一的行业标准,保证产品的兼容性,提高产品质量与寿命。
英国咨询机构BSRIA调查发现中国自主品牌的建筑智能化产品的市场占有率不到10% (Deng,2009)。因此,需要大力培育我国自主品牌的智能化产品,打破国外技术垄断,使智能家居成为“中国创造”战略的组成部分。调查发现,可视对讲门禁的视频部分、机动车门禁、周界红外报警等设备故障率高、寿命短、兼容性差。社区物业管理人员和业主在肯定了智能化系统给生活带来便利舒适的同时,对系统故障率高、产品更换周期长、维护成本偏高等也表示了较大的不满。因此,需要制定相关的产品标准、行业标准、技术规范,保证不同厂商的产品相互兼容,保证产品质量与寿命满足要求。
(3)加强对智能化系统运行维护的重视,提高从业人员的专业素质。
智能化系统具有复杂程度与技术含量高等特点,需要从业人员掌握多种学科技术、设备、系统的相关知识。调查发现有些社区虽然使用了智能化系统,但很多智能化系统处于瘫痪状态,主要原因就是缺乏懂技术、会操作、能维修的专业人员。建议建立智能化系统从业人员的执业资质审核制度,并定期开设相关内容的培训课程,按不同层次给设计、施工、运行维护人员进行培训,让从业者熟练掌握设计方法、施工规范、标准、操作守则等相关知识。专业化队伍的成长才能促进智能家居与社区产业的顺利发展。
(4)推广实用的智能化产品,并根据不同人群需求定制相应的智能化产品,避免盲目追求智能化,造成投资浪费。
调研发现,很多业主表示对实用性高的智能化产品有极大的兴趣,而对于一些实用价值不高的智能化产品则不太感兴趣。因此,智能化产品的推广应该顺应这一需求,不应盲目追求智能化的名号,建设华而不实的智能化系统,最终导致系统废弃,造成投资浪费。此外,不同人群对智能化系统的功能需求不同,需要针对不同人群,定制与其需求性相适应的智能化系统。例如针对老年人群,应该简化人机交互界面设计,提高功能综合化。目前的多数智能家居系统对老年人来说使用起来过于复杂,操作步骤多,密码容易被忘记,操作界面按键过多,最终导致老年人放弃使用。因此,需要关注这些特殊群体的需求,简化使用界面,设计成老人、小孩都可以操作的一键式系统,保证这些人群在无人看护的情况下可以自行操作且不会发生危险。在家居智能终端上尽可能将所需功能集中到一起,方便集中操作。
综上所述,家居与社区的智能化具有较大的用户需求与市场潜力,但目前的智能家居与社区系统存在较多问题,用户的满意度不高,需要从标准、规范、制度等多个方面对智能家居和社区产品与市场进行规范,实现需求的功能,提高产品与施工质量,延长使用寿命,实现产品兼容。随着物联网、云计算等电子技术、信息技术等的发展,智能家居与智能社区必将进入一个迅速发展、迅速普及的时期,需要以“顶层设计、市场主导、注重实效、加强管理”为原则,实现智能家居与智能社区产业的良性发展。