別墅建筑在結(jié)構(gòu)上拓展了人們居住的空間，也極大地滿足了人們生活起居的自由度，但如何在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的現(xiàn)代家居理念，則是別墅生活的重要課題。本文將以別墅建筑為基本構(gòu)架，以人的生活起居為出發(fā)點，詳細闡述別墅的安防管理及智能控制系統(tǒng)的設(shè)計，以供參考。
隨著社會財富的積累及建筑業(yè)的高速發(fā)展，人們的居住環(huán)境得到了極大的改善，目前，在國內(nèi)花園住宅小區(qū)建設(shè)得到空前發(fā)展的同時，別墅建設(shè)也得到了較快的發(fā)展，各地許多別墅在設(shè)計、施工、用料上已達到發(fā)達國家的水平。然而，在用各種建筑材料營造優(yōu)美的居住環(huán)境這一硬件平臺的同時，如何利用各種電子技術(shù)和軟件將居住環(huán)境打造出人性、智慧的空間？也許一些房地產(chǎn)商和業(yè)主仍不清楚，存在著一定程度的投資、設(shè)計以及使用誤區(qū)，以至于造成投入巨資，而不能實現(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟效益和使用效果。
別墅的一般特性
如何將別墅的軟環(huán)境達到理想、現(xiàn)代的要求，筆者首先從別墅的一般特性來闡述。
在我國，別墅建筑一般為房地產(chǎn)商統(tǒng)一設(shè)計建設(shè)，往往也是別墅小區(qū)的建設(shè)模式，有封閉的建筑隔離，如圍墻、天然山界、河流、隔斷等，但均有統(tǒng)一的物業(yè)管理和公共管理設(shè)施。
從物業(yè)管理和公共設(shè)施角度來說，有小區(qū)的智能控制或管理系統(tǒng)，也稱智能小區(qū)系統(tǒng)，其主要包括安防系統(tǒng)、電力管理系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、路燈管理系統(tǒng)、公共設(shè)施消防系統(tǒng)、環(huán)保系統(tǒng)、物業(yè)管理增值服務(wù)系統(tǒng)、通訊管理系統(tǒng)等。而安防系統(tǒng)又可分為周界報警系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控系統(tǒng)、保安巡更管理系統(tǒng)、公共設(shè)施報警、求助系統(tǒng)、出入口管理系統(tǒng)、管理中心機房等。
基于別墅小區(qū)公共環(huán)境的安防及智能控制或管理系統(tǒng)的設(shè)計，在我國已有相對成熟的設(shè)計標(biāo)準，各別墅小區(qū)之間的差別較小，只不過是各系統(tǒng)之間的集成度和產(chǎn)品品牌不同而已。
別墅的安防管理系統(tǒng)
別墅的安防管理主要包括訪客可視對講系統(tǒng)、防盜、防災(zāi)及求助報警系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)報警系統(tǒng)、別墅局部出入口CCTV監(jiān)控系統(tǒng)等，目前設(shè)計者往往將各子系統(tǒng)分散設(shè)計，獨立管理。由于別墅畢竟是人們生活起居的空間，各子系統(tǒng)分散極易造成布線過多、過雜，終端操作設(shè)備過多，使用方式過多，不利于非專業(yè)人員的日常使用。針對此種情況，可以將訪客可視對講系統(tǒng)作為主要系統(tǒng)，以其獨特的通訊、音頻、視頻傳輸平臺，將其它安防子系統(tǒng)集成在一起，將各種探測前端聯(lián)接到室內(nèi)可視話機上，只在一個終端設(shè)備上進行操作，用戶只需熟悉一個操作界面，所有信息能傳輸?shù)轿飿I(yè)中心的同一軟件上進行管理即可，如圖1所示。
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別墅內(nèi)部智能控制系統(tǒng)
別墅內(nèi)部智能控制系統(tǒng)在現(xiàn)階段也稱智能家居系統(tǒng)。
智能家居概念
智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，是集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。其關(guān)系如圖2所示。
智能家居可以定義為一個過程或者一個系統(tǒng)，其利用先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)等，將與家居生活相關(guān)的各種子系統(tǒng)有機結(jié)合在一起（如圖3所示），通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。
與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全，高品位且宜人的家庭生活空間，還由原來的被動靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ?，提供全方位的信息交換功能，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，基至為各種能源節(jié)約資金。
智能家居從功能上來說，主要分為家庭安防功能、家庭數(shù)據(jù)采集功能、家電及家庭電子設(shè)備控制、家庭信息管理平臺和家庭能源控制功能等五大功能（如圖4所示）。
·家庭數(shù)據(jù)采集功能：家庭數(shù)據(jù)采集功能主要實現(xiàn)水電氣表的數(shù)據(jù)采集，同時也能實現(xiàn)對家庭和建筑設(shè)備的狀態(tài)，故障數(shù)據(jù)的采集；
·家電及家庭電子設(shè)備控制：主要實現(xiàn)家電、電子設(shè)備的現(xiàn)場遠程管理和控制，還可以預(yù)設(shè)不同模式，進行統(tǒng)一管理和控制，包括電話遠程控制、Internet遠程控制、遙控器控制、開關(guān)面板控制、智能終端鍵盤控制等方式；
·智能化小區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)：承擔(dān)智能家居與小區(qū)管理中心與外界網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系溝通的功能，主要實現(xiàn)寬帶上網(wǎng)和家庭局域網(wǎng)電話交換或分接、有線電話的分配、智能化系統(tǒng)的端接、小區(qū)電子信息平臺、信息廣播和信息單播及訪客留主功能；
·家庭能源控制：將能源控制設(shè)備連接到家庭智能終端，在一定程度上控制和管理家庭能源，達到環(huán)保、節(jié)能的功效。
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智能家居系統(tǒng)的設(shè)計
智能家居系統(tǒng)的設(shè)計是一個涉及到建筑結(jié)構(gòu)、日常生活習(xí)慣、電氣設(shè)備匹配、產(chǎn)品選型、室內(nèi)裝修協(xié)作等領(lǐng)域的系統(tǒng)性設(shè)計工作，而不是拿某個廠商的產(chǎn)品來做一個功能配置那樣隨意。其主要設(shè)計項目有：設(shè)計分析、點位設(shè)計、控制區(qū)域?qū)蛹壴O(shè)計、控制模式設(shè)計、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程布線設(shè)計、工程安裝設(shè)計、應(yīng)用說明編制等。
1.設(shè)計分析
在設(shè)計時首先要進行設(shè)計分析，主要對建筑結(jié)構(gòu)、別墅內(nèi)單元功能、電氣設(shè)備的參數(shù)、管線分布、室內(nèi)裝飾及業(yè)主生活個性需求進行分析。
2.建筑結(jié)構(gòu)
建筑結(jié)構(gòu)主要指別墅的樓層結(jié)構(gòu)、出入及活動的主要廊道、隔斷及墻體材料，包括現(xiàn)代建筑中應(yīng)用較多的落地玻璃門窗、玻璃隔斷、綠色隔斷、室內(nèi)天井、隔熱墻體等。這些結(jié)構(gòu)對于燈光控制、溫度控制及感應(yīng)聯(lián)動等產(chǎn)生較多影響。設(shè)計的原則是盡可能利用自然光線、自然溫/濕度差，使人工燈光、人工溫/濕度修補為輔助。
3.別墅內(nèi)單元功能
其是指別墅內(nèi)空間單元的生活功能。要明確其功能所具有的特別智能需求。如家庭影院落區(qū)、家庭娛樂區(qū)、室、內(nèi)外泳池區(qū)、健身房區(qū)、采光井休息區(qū)、客廳區(qū)、餐廳區(qū)、書房、臥室、地面或室中花園區(qū)等，不同的功能區(qū)域具有不同的控制對象和不同的控制方式。
4.電氣設(shè)備的參數(shù)和管線設(shè)計
其是指建筑設(shè)計時已設(shè)計的基礎(chǔ)電氣設(shè)備，有的是智能家居的直接控制對象，有的是聯(lián)動控制對象，有的是需要電氣兼容性考慮的主體。所以對其參數(shù)和布線路徑分析是必要的，如功率負荷，電壓等級、EMC等級等。
5.室內(nèi)裝飾和業(yè)主生活個性需求
其是指每個功能區(qū)域設(shè)備或家具的安裝位置，生活個性上的主要習(xí)慣方式，以及裝飾上對可見設(shè)備的安裝要求等，如床、沙發(fā)、餐桌、音響設(shè)備、空調(diào)機組等主要設(shè)施的安裝位置、各種控制器或操作面板的安裝位置等。
6.點位設(shè)計
有了上述的設(shè)計分析后，就可以進行詳細的控制點位設(shè)計，在進行點位設(shè)計時盡可能詳細，有的是單個控制點，有的是一個控制回路。所有的控制點均需在別墅平面布局設(shè)計圖上標(biāo)注，并編制出控制點位表（如表1所示），在點位表中應(yīng)標(biāo)注出主要設(shè)備的主要參數(shù)。
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7.控制區(qū)域?qū)蛹壴O(shè)計
別墅有許多不同使用功能的區(qū)域，有的是該區(qū)域只要單獨控制，有的是該區(qū)域需要控制其它一個或多個區(qū)域，有的是要控制一個樓層區(qū)域，有的是要控制幾個樓層區(qū)域，有的是控制整個別墅區(qū)域。由此，則必須將整個別墅劃分成不同的控制層級關(guān)系，一般而言，可將控制區(qū)域?qū)蛹壏譃椋狐c對點控制、區(qū)域控制、群控制、總控制。其中區(qū)域控制可以交叉，如多個房間對共同廊道的控制；群控制也可以交叉，如不同的樓層對共同廊道或天井平臺，大型會客廳的控制。
8.控制模式設(shè)計
控制模式設(shè)計主要是指模擬業(yè)主實際生活的各種場景，將各種控制加以集成聯(lián)動，也稱場景控制，包括不同生活場景的相應(yīng)配套設(shè)施和不同活動的行走路徑。一般有全開/全關(guān)模式、酒吧模式、家庭影院模式、起夜模式、學(xué)習(xí)模式、工作模式、舒適模式、休息模式、經(jīng)濟模式等。設(shè)計時通常需與裝飾設(shè)計師進行溝通。設(shè)計完畢，編制控制模式表，將各種模式與各種控制點位對應(yīng)起來。
對于模式中對被控對象有參數(shù)要求的，則需標(biāo)注，如舒適模式：打開客廳1號、5號燈光設(shè)備，并將5號燈光調(diào)至60%，溫度調(diào)至23℃、濕度調(diào)至65%，新風(fēng)系統(tǒng)調(diào)至中檔等。
9.設(shè)備選型
在進行以上設(shè)計完畢后，即可以對廠家的產(chǎn)品進行選型。首先對廠家產(chǎn)品的品牌、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、子系統(tǒng)種類、控制方式、布線方式、安裝方式等進行了解，在符合投資預(yù)算的前提下進行具體產(chǎn)品的選型，特別是對系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器的技術(shù)參數(shù)、負荷能力、安裝方式及布線方式要進行實際的驗證或模擬演示。
10.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
設(shè)備選型的同時，需將已選擇的設(shè)備，根據(jù)廠家的系統(tǒng)原理，進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并反復(fù)驗證系統(tǒng)中每一種設(shè)備的性能和參數(shù)是否滿足上述的設(shè)計要求。
11.工程布線布管設(shè)計
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后，可以根據(jù)廠家提供的布線規(guī)范，進行線材的選擇和工程布線、布管設(shè)計，布線布管設(shè)計時，首先要考慮建筑結(jié)構(gòu)及平面布局，對關(guān)鍵的區(qū)域或樓層要設(shè)計分線工程箱或匯線工程箱，系統(tǒng)中關(guān)鍵的線路要考慮設(shè)計冗余及以后擴展升級的預(yù)留及接口，對布線的排列和走勢要充分考慮其它電氣設(shè)備布線之間的電氣兼容性，關(guān)鍵的EMC指標(biāo)要查閱相關(guān)的檢測報告和相關(guān)工程設(shè)計標(biāo)準。
12.工程安裝設(shè)計
以上設(shè)計完成后，可以根據(jù)廠家提供的產(chǎn)品安裝參數(shù)進行安裝設(shè)計。對墻面預(yù)埋的設(shè)備設(shè)計預(yù)埋參數(shù)，一般情況下要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)及平面布局及操作便利等要素來設(shè)計。特別是控制器的安裝位置、安裝高度，以及執(zhí)行器的安裝位置，各種工程設(shè)備箱的安裝位置要與裝飾設(shè)計師及土建設(shè)計師進行溝通，真正體現(xiàn)與裝飾風(fēng)格溶為一體，甚至能點綴家庭裝飾，操作使用人性化的特點。
13.編制系統(tǒng)功能應(yīng)用說明
由于智能家居系統(tǒng)在我國發(fā)展的時間較短，系統(tǒng)相對于非專業(yè)人員來說是比較復(fù)雜的。為了能讓非專業(yè)人員能理解設(shè)計方案，在所在設(shè)計完成后還必須對整個別設(shè)計的各子系統(tǒng)功能進行匯總，編制人性化的應(yīng)用說明，可以結(jié)合廠家的操作手冊來編寫，對發(fā)展商的宣傳以及業(yè)主將來的體驗和應(yīng)用將起到較好的作用。
14.標(biāo)準問題
目前，我國尚未有智能家居的產(chǎn)品標(biāo)準和專門的工程安裝標(biāo)準。在設(shè)計過程中我們可以參考以下標(biāo)準：《全國住宅小區(qū)智能化技術(shù)示范工程建設(shè)要點與技術(shù)導(dǎo)則》、《住宅小區(qū)安全技術(shù)防范綜合報警服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則》、GB/T40314——2000《智能建筑設(shè)計標(biāo)準》、GB17565 1998《防盜安全門通用技術(shù)條件》、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、GA/T75-94《安全防范工程程序要求》、TIA/EIA570-A《家居布線標(biāo)準》、GBJ232-82《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》、DB32/366-1999《建筑智能化系統(tǒng)工程實施與驗收規(guī)范》、DB32/T367-1999《建筑智能化系統(tǒng)工程評估標(biāo)準》。
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