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摘要：随着我国经济的迅猛发展，国内高层、超高层甲级写字楼、酒店、会所、俱乐部等高档的建筑越来越多。大型楼宇的建筑智能化系统在楼宇中得到广泛应用，文章结合实例就建筑智能系统中的子系统BAS（楼宇自控系统）的设计、施工、交付使用后的日常管理和维护保养工作等问题作一探讨。
关键词：写字楼；楼宇自控系统；设备管理集成系统
一、楼宇自控系统及设备管理集成系统设计思路的探讨
随着我国经济的迅猛发展，国内高层、超高层甲级写字楼、酒店、会所、俱乐部等高档的建筑越来越多。这样一个全新的概念正在深入人心，那就是建造一个更富创造性、安全性、节能高效性的建筑才能符合人们的需求，这样的建筑被称之为智能建筑。
智能建筑也称3A智能建筑，即楼宇设备自动化（BAS）、通信自动化（CAS）、办公自动化（OAS）。也有的把消防报警自动化（FAS）、公共安全自动化（SAS），单独与前三个大系统并列在一起，称之为5A智能建筑。不论建筑采用3A或5A系统，均可称之为智能建筑。其中，楼宇自控系统（BAS）处于核心地位。下面就结合福建中烟工业大厦甲级写字楼BAS系统、设备管理集成系统（BMS）设计，阐述一些我个人在设计方案时的体会：
项目简介：福建中烟工业大厦甲级写字楼座落于厦门市莲岳路，对面是美丽的员当湖，临湖而立风景秀丽，是厦门地区最高档的写字楼之一。建筑面积为3.6万平方米、按3A系统设计大楼的智能化系统。
涉及的智能化项目：（1）楼宇自控系统；（2）综合布线系统；（3）安全防范系统（闭路电视监控系统、 防盗报警系统、电子巡更系统）；（4）一卡通管理系统（预留门禁系统、停车场管理系统、消费系统）；（5）多媒体会议系统；（6）背景音乐及公共广播系统；（7）有线电视系统；（8）程控交换机系统；（9）住宅可视对讲系统；（10）设备管理集成系统（BMS）；（11）信息导引与发布系统；（12）机房配套系统。
其中楼宇自控系统（BAS）监控涉及的对象有：（1）给排水系统；（2）送排风机；（3）空调/新风机组；（4）变配电系统；（5）照明系统；（6）电梯系统；（7）环境监测系统。
楼宇自控设备、管理集成系统（BMS）设计重点是对整幢大厦建筑的机电设备进行集成、集中监控及管理，以达到节能、高效、办公环境舒适、运行设备安全等作用。在能源日益紧缺的今天，该系统的设计合理与否，施工是否到位，业主的管理要求、调试是否最佳运行状态均是节能与高效运营的关键所在。
下面针对福建中烟工业大厦实际情况简要介绍设计思路：
（一）楼宇自控设备优化设计思路：
设计目标：针对厦门中烟工业大厦的实际情况，我们规划的控制范围：中央空调自动控制系统、灯光自动控制系统、变配电监控系统、送排风控制系统等子系统、电梯监控系统、环境监控系统、给排水控制系统。监控的目标是让大楼内所有机电设备高效运行，确保设备安全，并提前做出预警，延长设备的使用寿命，同时减少不必要的人员配置，合理使用资源，提高效率。
1．送排风系统优化控制内容。
（1）我采用排烟机的消防报警联动DI信号点输入的控制模式，因为排烟机在火灾发生时，消防的控制中心给火灾发生的楼层的排烟机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻开启其对应的排烟机或将排烟机的控制权切换给消防控制系统中控制；
所以，由于考虑到消防信号的优先性，所以一般在排烟机的控制箱内二次线路加一组接触器，当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使排烟机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，不会由于两套系统的同时控制从而增加故障发生的机率，导致设备无法正常工作。
（2）考虑到地下室主要有停车场的功能，员工或客户会去下地下室取车，为保证地下室的空气质量良好，在地下室设计12个空气质量传感器（地下室共二层，每层设计6个空气质量传感器）采集现场空气的质量，通过楼宇自控控制器可以来开闭地下室新风机和排风机，从而达到地下室的空气良好。如不安装这些传感器，又要保持地下室空气质量，就要长期或设定定时器打开\关闭地下室新风机和排风机，这样做会浪费不必要的能源，还不一定能达到理想效果。
（3）考虑到判断其风机是否能远程启动后能正常运行，设计监测风机的压差，如果远程启动后新风机不能正常启动，那么风机压差不会闭合，那么就知道风机是否正常运行了，若只设计原风机状态点，只是反馈电源主接触器的触点，不能正常反应风机实际运行情况。
（4）由于业主要求在地下一、二层的送排风系统中设计了室内温湿度点，但送排风系统只能送风或排风，无法调节室内温湿度，那么在此设计室内温湿度点只能监测，无法控制其温湿度范围，即使温湿度超过人体舒适值又能如何呢？所以建议取消该处的温湿度点，换成空气质量监测点还有点意义。
2．新风机组系统优化控制内容。
（1）监测大会议室、贵宾接待室、领导办公室的空气质量，因改善空气质量主要靠新风机，而大楼内新风机是针对整层楼进行新风供应，那如果所测的房间内空气质量长时间不能到达要求，则程序会一直加大新风供应量来达到设定的空气质量值，而其它房间新风量已达到要求，这样供应已降温后的新风过于浪费能源。
所以我在设计上增加了大会议室、贵宾接待室、领导办公室对应的新风换气机（由业主协调完成增加设备），这样可保证新风量供应量只针对大会议室、贵宾接待室、领导办公室，不会造成太多的不必要的能源浪费，可达到节能的要求。
（2）考虑到需在重要场所的监测并控制其空气质量，并以此来调节新风机的新風阀大小，设计时考虑增加静压传感器，控制重要场所新风机的风机变频器大小，达到房间内恒压的目的。在所控新风机上采用可变频调节的新风机，并增加相应的调控用的控制器及变频器（增加变频器由业主协调完成）。以达到出风口变风量的控制，使房间内风压和温度变化曲线波动小，让人在房间内的舒适度达到最高。
（3）考虑到节能的需要，保证进入楼内新风量既达到需要，又不必要浪费过多能源，在该大厦走道、办公区域设置若干室内温度检测点，当室内及走道温度长时间不能达到设定值时，通过控制器中所设程序将新风阀关小些，先保证温度尽快达到设定值，可节省不必要的能源消耗。
（4）同时设计新风机消防报警强切控制点，为保证消防系统的优先控制的目的，当消防主机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻关闭其对应防火分区的新风机；但在实际控制中，由于考虑到消防信号的优先性，所以一般在新风机的控制箱内二次线路加一组接触器，当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使新风机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，不会由于两套系统的控制从而增加故障发生的机率，导致设备无法正常关闭。
（5）考虑到大楼节能的需要，设计新风机的新风阀采用电动远程PID控制。并根据室内、室外温度、设定温度进行综合控制，可计算出对房间温度、新风量进行较为合理的控制方法，不会因全开新风口，使过多新风吹进大楼内增加空调的负荷，浪费空调能源。
其新风阀采用能够接收0-10V PID调节的阀门，这样控制能使进入楼内的新风量根据温度变化曲线相对稳定，减小楼内由于温度的变化新风量变化过大。
（6）因新风机关闭后要同时关闭风阀，考虑到开机时万一风阀未开启，而导致风柜内部由于风机已运行而产生负压，会使风柜外壳被吸扁变形，因此设计增加风阀反馈信号点，确保风阀已打开至规定最小限度。
3．其它优化控制内容。
（1）考虑到中烟工业大厦计算机主机房、消防及监控中心的用电系统的重要性，设计增设这两处三相进线的电压、电流和UPS出线端的电流、电压的监测，同时监测UPS工作状况，如上述区域供电系统发生问题能及时反应到楼宇控制中心发出相应的报警，控制中心能根据其故障的状况及时派出相应的维护、维修人员到场处理故障。同时考虑为了保证机房设备工作环境的稳定，设计增设机房内温湿度监测，超过设定范围发出报警。
（2）考虑到全楼VRV空调的节能运行，在每个楼层增设一套VRV空调电源控制，使中控室可设定其开启和关闭的时间，并能远程监测每个楼层的空调开关情况，远程关闭一些不用的楼层，达到集中控制与节能管理的目的。
（3）根据原设计院设計的图纸所示，楼宇自控的部分线路与综合布线共用一个桥架，因楼宇自控系统的控制线路中有些信号有220VAC的电压，这部分线路属强电部分，不能走弱电线槽，会干扰弱电线路的，所以设计另敷设单独的管路进行布放该种线缆。
（4）设计整个给水系统进行监测及控制，包括监测给水泵运行状态和故障状态，控制生活水泵的启停；生活水池/膨胀水箱高液位报警时停泵，防止溢流；生活水池/膨胀水箱低液位报警时开泵，补充水。设置变频生活给水泵系统，再加上BA系统的控制，根据末端的消耗进行变频转速控制，以达到控制水量的目的，同时节约水量及设备能耗。
（二）楼宇自控设备其他常规设计内容
我们采用施耐德公司的TAC Vista系统作为大楼的机电设备监控和管理，确保所有设备处于高效、节能、最佳的运行状态。施耐德公司无论在技术的先进性还是在产品质量上都处于同行业中的领先地位，它设有庞大的研究发展部以在技术上领先世界，生产从DDC子站到阀门、执行器机构、传感器、变送器等全部产品，系统成套性高，为用户提供高质量、高可靠性的楼宇自动化系统。
1．给排水系统控制内容。给排水系统：监测排水泵等运行状态和故障状态。监测污水池/集水坑高液位报警，当高液位报警时潜水泵自动开启并排水，防止溢流，直至到低液位信号时停泵；防止水泵空转。
运行时间的累计：水泵运行状态符合要求，开始累计水泵运行时间，每满1小时将自动记录累加的时间自动显示在水泵的动态画面上。当累计到一定时间后与备用泵自动切换，使每台设备的运行累计时间均衡，从而达到保护设备、延长使用寿命的目的。
趋势记录：水泵的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、储存、列表，并定时打印，以便管理人员的查询、管理和分析。
给排水系统的监测：监测各水泵的运行状态、故障。同时监测水箱、水池、集水坑的高低液位报警及超高液位报警。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警，并同步打印。
所有预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户的使用。
2．送排风系统控制内容。楼宇自控系统的通风系统可以由时间程序自动控制各种送风机和排风机的启/停，并显示其手/自动状态、运行状态、风机压差状态及故障报警。DDC 控制器经过模拟输出，来控制风机的转速，以调节送排风阀的风量。
当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使送风机、排风机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，消防系统可直接优先关闭送风机、排风机。
3．空调机组、新风机组系统控制内容。在BA控制中心的BA系统主机上显示机组手/自动状态和运行状态，使操作人员知道哪些空调机组是运行的，哪些是停止的；哪些空调机组处于手动状态，哪些处于自动状态。按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制，达到节能目的；并且监测空调机组的故障状态，当空调机组发生故障报警时，DDC接收到该报警信号后通过网络传输至BA控制中心，BA系统主机画面显示报警信号，通知维修人员及时维修，并同步打印。
根据工作时间表进行空调机组的自动开关控制；或根据用户需求由操作人员在BA系统主机上启停控制空调机组。
为保证消防系统的优先控制的目的，当消防主机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻关闭其对应防火分区的新风机；
4．变配电系统监测内容。变配电系统主要针对高低压配电柜、变压器、发电机组等设备对变配电系统的参数进行采集。智能建筑中的变配电系统，直接关系整个大楼的正常工作。属于不允许停电的重要场所，要求有两个独立电源供电，并配有自备发电机，以保障其正常的供电。楼控系统对整个变配电系统采取只监不控的方式，因为变配电系统有其特殊性，一旦发生误动作，能造成的危害不可估量。所以，在楼宇自控系统中，对变配电系统的各种故障进行的操作一是人为确认动作；二是故障时开关柜自行动作。
5．灯光控制系统控制内容。监测楼层公共照明和室外泛光照明的状态、故障、手/自动，并且控制其开关。照明的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。 在一些特别的情况， 如加班情况， 照明有需要在预先设定时间表之外的时间启动， 用户可选择在BAS操作站上手动启停。BA 系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后，进行维修工作。
6．电梯系统监测内容。监测电梯的运行状态、故障、设备运行时间的累积记录。应容易地实现与建筑物中其它相关系统和独立设置的智能化系统之间的数据通信、系统集成以及与其它厂商设备和系统的联接。
监控的目标是让大楼内所有机电设备高效运行，确保设备安全，并提前做出预警，延长设备的使用寿命，同时减少不必要的人员配置，合理使用资源，提高效率。
（三）设备管理集成系统（BMS）在该大厦的设计思路
智能化系统集成（BMS）是建立在楼宇设备自动化控制系统的基础上，将各智能化子系统有机地连接起来，使它们相互间可以进行通信和协作，即实现子系统间资源的高度共享和任务全局一体化的综合管理，从而提高对建筑物的综合管理能力。智能化集成管理系统应是一个分布式综合集成的计算机网络系统：设备自控系统、通信系统、消防系统、安全防范系统……等满足所有实现应用功能的子系统。这些功能子系统分层次通过某种形式的局域网用结构化布线的物理子系统形式集成起来，并且这些互相联系的子系统各自的分布式数据库可以与BMS中的集成系统的数据库相互交换数据，同时又可相互共享，具有强大的综合能力。
通常，BMS系统以Intranet/Internet网络为信息集成平台，采用交互式的WEB技术，建立以B/S结构为模式的计算模型，近端或远程的装有浏览器软件的计算机（或其它专用设备），都可以在BMS信息系统安全保护模式下通过Intranet/Internet网络浏览、查询、控制其它子系统的综合信息、设备运行状态、报警与故障信息、以及系统的优化运行参数的设定。
智能建筑的系统集成从集成层次上讲，可分为三个层次的集成，如上图所示。
第一层次为子系统纵向集成，目的在于各子系统具体功能的实现。对于BA子系统，如变配电监测、电梯等智能设备需进行部分网关开发工作，其它子系统的纵向集成多为子系统正常工作，没有过多的技术难度，但从工程管理、技术协调上仍应满足系统集成的需要。
第二层次为横向集成，主要体现各子系统的联动和优化组合，实现综合管理。例如：
1．综合安防系统对其闭路监控、防盗报警、门禁、巡更等子系统需进行一个横向集成，从而实现安防系统的综合监控管理。
2．在控制域，将楼宇自控、火灾报警、综合安保等系统进行横向集成（即实现BMS集成）。从而实现各自动化子系统的综合监视、优化运行、跨系统联动等再生功能，同时将控制域的各子系统融合为一个整体向相关的信息系统提供统一的集成数据接口。这在智能化横向系统集成中是最为复杂同时也是至关重要的一步集成。
第三层次为一体化集成，即在实现BMS横向集成的基础上，按照按需集成的总体原则，实现与相关信息系统集成。即以信息共享为目标，以数据交换为手段，应用先进的数据库技术和信息技术（Information Technology， IT），在智能大厦的运营服务层面上，实现新旧异构子系统的集成和子系统间的协同工作。
中烟工业大厦建筑设备智能化集成管理系统的主要功能是实施对大厦内所有實时监控系统的集成监控、联动和对监控参数的统计、汇总、整理等管理。同时实现与变配电系统集成、综合安保系统集成、消防自动报警系统集成、电梯系统集成。
（四）中烟工业大厦的设备管理集成系统（BMS）的集成内容
我们采用施耐德公司的VISTA IV集成平台技术，设计大楼内部和外围的场地监控、通道闭路监控、防盗报警、保安巡更等功能集成
1．与安全防范系统的集成设计。闭路电视监控系统作为相对独立的第三方系统，纳入VISTA IV集成平台。
通过集成平台，设计各主要出入口、信道、停车场等图像进行实时的监控；通过授权的方式可对各通道门禁进行监视及控制；对非法事件、紧急事件进行报警，自动弹出电子地图，相关人员可以及时对事件进行处理等。
联动内容如下：当防盗报警系统产生报警时把镜头切换到相应位置；当防盗报警系统产生报警时控制相应的门锁；当有人进入防范区域时把镜头切换到相应位置；当有人进入防范区域时防盗报警系统产生报警；当有人进入防范区域时控制相应的门锁；当保安人员巡更时把摄像机切换到相应位置；当巡更人员未能按指定程序运行时，产生报警；当有人刷卡时把摄像机切换到相应位置。
界面：安全防范系统本身作为一个高度集成的系统，已经实现了对闭路电视监控子系统、防盗报警子系统、门禁子系统、巡更子系统的集成。同时，亦对第三方提供了向上集成的接口。该接口包括了OPC服务器和数据库的访问。
通过安全防范系统的OPC服务器，定义集成安全防范系统需要的读写点；通过OPC服务器和 VISTA Client端的数据接口通信协议，将安全防范系统的读写点集成到BMS系统。另外，针对不能通过OPC通信的数据，如人员信息、门禁进出信息、报警信息、日志操作信息等，通过访问数据库的方法将数据读写入BMS数据库，供BMS系统查询。
系统可利用的配置：
（1）提供了一台数据库服务器，遵循OPC标准。该系统一方面允许向BMS集成，另一方面，VISTA IV系统本身就是一个BMS集成平台，可以横向扩展，实现对其他应用子系统的集成。
（2）系统以VISTA IV集成技术为平台，已实现对闭路电视监控子系统、防盗报警子系统、巡更子系统、电梯子系统、消防报警子、变配电子系统系统的集成。同时，亦对第三方提供了向上集成的接口。该接口包括了OPC通信接口和数据库的访问。
（3）软件配置：MS Windows 2000简体中文版 + MS SQL Server + 专有管理软件。
A．消防系统与安全防范系统的联动设计。在我国消防报警系统属于特种行业，虽然在技术上完全可以实现与消防报警系统的集成，但在实际实施过程中，只能对消防报警系统进行被动式的授权监控或全面监控，不充许对消防报警系统进行控制。
1）消防子系统与系统集成管理系统集成后，能实现对整个火灾监控点的浏览。在本项目中，消防系统与安全防范系统的联动内容如下：火灾发生时把镜头切换到相应位置并录像以便分析火情；火灾发生时打开通道门；当安保系统出现异常时，启动紧急广播。
2）消防系统与停车场系统的联动。在本项目中，消防系统与停车场系统的联动内容如下：火灾发生时打开出口栅栏以便车辆疏散；当停车场系统发生故障时启动广播系统。
3）系统的基本配置：网关的配置；软件配置：MS Windows 2000简体中文版。
B．安全防范系统与停车场管理系统的联动设计。联动内容如下：当停车场系统发生故障时把摄像机切换到相应位置；当防盗系统发生报警时，关闭停车场栅栏。
C．安全防范系统与BAS管理系统的联动设计。联动内容如下：当有人在上班时间刷卡进入大楼/房间时启动相应照明设备；当有人在上班时间刷卡进入大楼/房间时启动相应空调机组；当有报警发生时，开启报警区域的灯光照明；当大型机电设备发生故障时，摄像机切换到相应位置。
2．与BAS系统的集成设计。BAS系统提供了OPC SERVER，BMS系统通过OPC CLIENT同BAS系统进行通信，结构图如下：
建筑设备管理系统（BAS）本身采用的就是用VISTA IV系统进行集成，与BMS系统集成在同一个平台上，BMS系统可直接的对SAS系统进行集成，除了软件集成费用外，不需增加任何的投资。
3．与消防报警系统的集成。消防报警系统（FAS）和楼宇自动化系统之间设有数据传输接口，接口形式为RS-232，提供通信方式及数据块的格式定义，将RS-232通信得到的信息点同BMS进行通信，实现FAS系统集成，同理，FAS系统也是在VISTA IV系统的平台上进行集成，结构图如下：
另外，由FAS系统提供的同其它系统进行联动的干节点保留原功能，由干节点来触发其它系统的联动。
4．电梯系统的集成。通过访问电梯的数据库，将电梯的数据直接写入BMS数据库，实现BMS对电梯的数据查询，结构图如下：
5．变配电系统的集成。通过访问变配电系统的数据库，将变配电系统的数据直接写入BMS数据库，实现BMS对变配电系统的数据查询，结构图如下：
（五）系统的基本配置设计
实现楼宇设备自控系统与集成管理系统相集成，需要设计以下软硬件设施：
1．提供一台数据库服务器，遵循OPC标准，允许向BMS集成
2．系统已为第三方系统（变配电系统、电梯系统、）提供若干智能通讯接口
3．软件配置：MS Windows 2000简体中文版 + MS SQL Server + 专有管理软件
BMS系统集成结构：数据库集成是各子系统通过相关的接口（如OPC），把各子系统的各种数据集成到BMS数据库，由数据库与各子系统进行数据通信，结构图如下：
集成工具：施耐德公司的VISTA IV系统是一种优秀的BMS集成平台系统，能满足系统的集成方案选型，本集成方案采用VISTA IV系统，将BMS系统建立在VISTA IV系统平台上。
以上是在福建中烟工业大厦甲级写字楼楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）项目建设上的设计内容，不足的地方请各位专家批评指导。该项目的楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）的实施过程中，基本都是按以上的设计思路做的，除个别控制设备数量、位置略有调整外。
二、楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）实施过程中的注意事项
一座甲级写字楼（BAS）楼宇自控系统及设备管理集成系统的成功与否设，除了设计思路的准确及业主考虑的资金因素外，那施工前的准备工作、施工展开后与各专业的配合等问题优为重要。
（一）施工前的准备工作
施工前需要准确的BAS、BMS设计图纸，负责施工员对图纸的理解很重要，施工员理解图纸后，应详实向班组做图纸交底，让每个班组人员做到能正确理解图纸。
（二）施工时各专业配合问题
一栋智能建筑BAS、BMS系统是否能按时开通，并不是调试出来的，而是在施工时，大厦内各专业是否配合到位。配合问题的成功解决是BAS、BMS系统正常运行的关键。
1．楼宇自控BAS系统是通过BA系统控制器控制别的机电设备，别的机电设备需要有自控点、故障点、状态点等连接点，才能完成控制。这样，在机电设备动力控制箱二次控制线路内必须予留BA控制点。
2．需了解其他机电设备的工作原理及工艺要求，这样才能准确控制。如需要了解各种空调系统的工作原理，因不同的供冷、供热模式，施工时传感器及执行器的安装位置不一样、控制的模式也不一样。软件编程相应也需变化。
3．与其他机电系统的接口问题。今天在科技发展迅猛的时代，计算机应用越来越广，在一幢大厦内变配电系统，冷冻主机系统、发电机系统、锅炉控制系统已广泛采用计算机自动检测系统。那么该系统接入BAS系統，就需要解决一个网关的问题。业主在采购以上带有计算机自动检测装置的设备时，应事先通知厂方与BAS系统制造商，就联网通信问题达成各自开放通信协议，这样才可避免买回设备后，厂家二次索要开放通信协议的费用。
4．与其他监控系统的联动问题。在实际使用中应重点考虑智能建筑BAS系统与SAS系统。BAS系统与FAS系统的联动问题。
三、楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）的日常管理和维护
1．楼宇自控系统及设备管理集成系统日常管理和维护非常重要，高效、舒适、节能的环境是要靠日常管理人员来实现的，管理人员中要求至少有三名受过厂家及专业施工单位的培训，三名管理人员至少有一名是大专以上学历，要能读懂英文、节能程序。在个别写字楼，业主不重视BAS、BMS的管理人员，管理人员基本都不会使用该系统，真是浪费投资。大部分的酒店对BAS、BMS的管理人员都很重视，该系统应用都比较好。
2．BAS、BMS的维护建议由专业公司外包服务，定时对BAS、BMS设备、软件进行检查、更改等技术性较强的工作。目前除一些比较大的工厂有维护能力外，大部分的使用者，都缺乏深层次的维护人员。
本文的观点提供给正在实施、将要设计的BA系统大厦的业主及专业设计人员、施工员作一点参考，不足之处请专家给与批评指正。
关键词：写字楼；楼宇自控系统；设备管理集成系统
一、楼宇自控系统及设备管理集成系统设计思路的探讨
随着我国经济的迅猛发展，国内高层、超高层甲级写字楼、酒店、会所、俱乐部等高档的建筑越来越多。这样一个全新的概念正在深入人心，那就是建造一个更富创造性、安全性、节能高效性的建筑才能符合人们的需求，这样的建筑被称之为智能建筑。
智能建筑也称3A智能建筑，即楼宇设备自动化（BAS）、通信自动化（CAS）、办公自动化（OAS）。也有的把消防报警自动化（FAS）、公共安全自动化（SAS），单独与前三个大系统并列在一起，称之为5A智能建筑。不论建筑采用3A或5A系统，均可称之为智能建筑。其中，楼宇自控系统（BAS）处于核心地位。下面就结合福建中烟工业大厦甲级写字楼BAS系统、设备管理集成系统（BMS）设计，阐述一些我个人在设计方案时的体会：
项目简介：福建中烟工业大厦甲级写字楼座落于厦门市莲岳路，对面是美丽的员当湖，临湖而立风景秀丽，是厦门地区最高档的写字楼之一。建筑面积为3.6万平方米、按3A系统设计大楼的智能化系统。
涉及的智能化项目：（1）楼宇自控系统；（2）综合布线系统；（3）安全防范系统（闭路电视监控系统、 防盗报警系统、电子巡更系统）；（4）一卡通管理系统（预留门禁系统、停车场管理系统、消费系统）；（5）多媒体会议系统；（6）背景音乐及公共广播系统；（7）有线电视系统；（8）程控交换机系统；（9）住宅可视对讲系统；（10）设备管理集成系统（BMS）；（11）信息导引与发布系统；（12）机房配套系统。
其中楼宇自控系统（BAS）监控涉及的对象有：（1）给排水系统；（2）送排风机；（3）空调/新风机组；（4）变配电系统；（5）照明系统；（6）电梯系统；（7）环境监测系统。
楼宇自控设备、管理集成系统（BMS）设计重点是对整幢大厦建筑的机电设备进行集成、集中监控及管理，以达到节能、高效、办公环境舒适、运行设备安全等作用。在能源日益紧缺的今天，该系统的设计合理与否，施工是否到位，业主的管理要求、调试是否最佳运行状态均是节能与高效运营的关键所在。
下面针对福建中烟工业大厦实际情况简要介绍设计思路：
（一）楼宇自控设备优化设计思路：
设计目标：针对厦门中烟工业大厦的实际情况，我们规划的控制范围：中央空调自动控制系统、灯光自动控制系统、变配电监控系统、送排风控制系统等子系统、电梯监控系统、环境监控系统、给排水控制系统。监控的目标是让大楼内所有机电设备高效运行，确保设备安全，并提前做出预警，延长设备的使用寿命，同时减少不必要的人员配置，合理使用资源，提高效率。
1．送排风系统优化控制内容。
（1）我采用排烟机的消防报警联动DI信号点输入的控制模式，因为排烟机在火灾发生时，消防的控制中心给火灾发生的楼层的排烟机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻开启其对应的排烟机或将排烟机的控制权切换给消防控制系统中控制；
所以，由于考虑到消防信号的优先性，所以一般在排烟机的控制箱内二次线路加一组接触器，当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使排烟机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，不会由于两套系统的同时控制从而增加故障发生的机率，导致设备无法正常工作。
（2）考虑到地下室主要有停车场的功能，员工或客户会去下地下室取车，为保证地下室的空气质量良好，在地下室设计12个空气质量传感器（地下室共二层，每层设计6个空气质量传感器）采集现场空气的质量，通过楼宇自控控制器可以来开闭地下室新风机和排风机，从而达到地下室的空气良好。如不安装这些传感器，又要保持地下室空气质量，就要长期或设定定时器打开\关闭地下室新风机和排风机，这样做会浪费不必要的能源，还不一定能达到理想效果。
（3）考虑到判断其风机是否能远程启动后能正常运行，设计监测风机的压差，如果远程启动后新风机不能正常启动，那么风机压差不会闭合，那么就知道风机是否正常运行了，若只设计原风机状态点，只是反馈电源主接触器的触点，不能正常反应风机实际运行情况。
（4）由于业主要求在地下一、二层的送排风系统中设计了室内温湿度点，但送排风系统只能送风或排风，无法调节室内温湿度，那么在此设计室内温湿度点只能监测，无法控制其温湿度范围，即使温湿度超过人体舒适值又能如何呢？所以建议取消该处的温湿度点，换成空气质量监测点还有点意义。
2．新风机组系统优化控制内容。
（1）监测大会议室、贵宾接待室、领导办公室的空气质量，因改善空气质量主要靠新风机，而大楼内新风机是针对整层楼进行新风供应，那如果所测的房间内空气质量长时间不能到达要求，则程序会一直加大新风供应量来达到设定的空气质量值，而其它房间新风量已达到要求，这样供应已降温后的新风过于浪费能源。
所以我在设计上增加了大会议室、贵宾接待室、领导办公室对应的新风换气机（由业主协调完成增加设备），这样可保证新风量供应量只针对大会议室、贵宾接待室、领导办公室，不会造成太多的不必要的能源浪费，可达到节能的要求。
（2）考虑到需在重要场所的监测并控制其空气质量，并以此来调节新风机的新風阀大小，设计时考虑增加静压传感器，控制重要场所新风机的风机变频器大小，达到房间内恒压的目的。在所控新风机上采用可变频调节的新风机，并增加相应的调控用的控制器及变频器（增加变频器由业主协调完成）。以达到出风口变风量的控制，使房间内风压和温度变化曲线波动小，让人在房间内的舒适度达到最高。
（3）考虑到节能的需要，保证进入楼内新风量既达到需要，又不必要浪费过多能源，在该大厦走道、办公区域设置若干室内温度检测点，当室内及走道温度长时间不能达到设定值时，通过控制器中所设程序将新风阀关小些，先保证温度尽快达到设定值，可节省不必要的能源消耗。
（4）同时设计新风机消防报警强切控制点，为保证消防系统的优先控制的目的，当消防主机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻关闭其对应防火分区的新风机；但在实际控制中，由于考虑到消防信号的优先性，所以一般在新风机的控制箱内二次线路加一组接触器，当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使新风机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，不会由于两套系统的控制从而增加故障发生的机率，导致设备无法正常关闭。
（5）考虑到大楼节能的需要，设计新风机的新风阀采用电动远程PID控制。并根据室内、室外温度、设定温度进行综合控制，可计算出对房间温度、新风量进行较为合理的控制方法，不会因全开新风口，使过多新风吹进大楼内增加空调的负荷，浪费空调能源。
其新风阀采用能够接收0-10V PID调节的阀门，这样控制能使进入楼内的新风量根据温度变化曲线相对稳定，减小楼内由于温度的变化新风量变化过大。
（6）因新风机关闭后要同时关闭风阀，考虑到开机时万一风阀未开启，而导致风柜内部由于风机已运行而产生负压，会使风柜外壳被吸扁变形，因此设计增加风阀反馈信号点，确保风阀已打开至规定最小限度。
3．其它优化控制内容。
（1）考虑到中烟工业大厦计算机主机房、消防及监控中心的用电系统的重要性，设计增设这两处三相进线的电压、电流和UPS出线端的电流、电压的监测，同时监测UPS工作状况，如上述区域供电系统发生问题能及时反应到楼宇控制中心发出相应的报警，控制中心能根据其故障的状况及时派出相应的维护、维修人员到场处理故障。同时考虑为了保证机房设备工作环境的稳定，设计增设机房内温湿度监测，超过设定范围发出报警。
（2）考虑到全楼VRV空调的节能运行，在每个楼层增设一套VRV空调电源控制，使中控室可设定其开启和关闭的时间，并能远程监测每个楼层的空调开关情况，远程关闭一些不用的楼层，达到集中控制与节能管理的目的。
（3）根据原设计院设計的图纸所示，楼宇自控的部分线路与综合布线共用一个桥架，因楼宇自控系统的控制线路中有些信号有220VAC的电压，这部分线路属强电部分，不能走弱电线槽，会干扰弱电线路的，所以设计另敷设单独的管路进行布放该种线缆。
（4）设计整个给水系统进行监测及控制，包括监测给水泵运行状态和故障状态，控制生活水泵的启停；生活水池/膨胀水箱高液位报警时停泵，防止溢流；生活水池/膨胀水箱低液位报警时开泵，补充水。设置变频生活给水泵系统，再加上BA系统的控制，根据末端的消耗进行变频转速控制，以达到控制水量的目的，同时节约水量及设备能耗。
（二）楼宇自控设备其他常规设计内容
我们采用施耐德公司的TAC Vista系统作为大楼的机电设备监控和管理，确保所有设备处于高效、节能、最佳的运行状态。施耐德公司无论在技术的先进性还是在产品质量上都处于同行业中的领先地位，它设有庞大的研究发展部以在技术上领先世界，生产从DDC子站到阀门、执行器机构、传感器、变送器等全部产品，系统成套性高，为用户提供高质量、高可靠性的楼宇自动化系统。
1．给排水系统控制内容。给排水系统：监测排水泵等运行状态和故障状态。监测污水池/集水坑高液位报警，当高液位报警时潜水泵自动开启并排水，防止溢流，直至到低液位信号时停泵；防止水泵空转。
运行时间的累计：水泵运行状态符合要求，开始累计水泵运行时间，每满1小时将自动记录累加的时间自动显示在水泵的动态画面上。当累计到一定时间后与备用泵自动切换，使每台设备的运行累计时间均衡，从而达到保护设备、延长使用寿命的目的。
趋势记录：水泵的各动态运行参数、能量管理参数及能耗均可自动记录、储存、列表，并定时打印，以便管理人员的查询、管理和分析。
给排水系统的监测：监测各水泵的运行状态、故障。同时监测水箱、水池、集水坑的高低液位报警及超高液位报警。各监测参数超限或异常均自动发出声光报警，并同步打印。
所有预设程序均可按实际需要和要求，在中央管理工作站上调整修改，以满足用户的使用。
2．送排风系统控制内容。楼宇自控系统的通风系统可以由时间程序自动控制各种送风机和排风机的启/停，并显示其手/自动状态、运行状态、风机压差状态及故障报警。DDC 控制器经过模拟输出，来控制风机的转速，以调节送排风阀的风量。
当有消防信号进入时，切断BA的控制链路，从而使送风机、排风机转入消防直接控制，这样可以保证在火灾等意外情况发生时，消防系统可直接优先关闭送风机、排风机。
3．空调机组、新风机组系统控制内容。在BA控制中心的BA系统主机上显示机组手/自动状态和运行状态，使操作人员知道哪些空调机组是运行的，哪些是停止的；哪些空调机组处于手动状态，哪些处于自动状态。按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制，达到节能目的；并且监测空调机组的故障状态，当空调机组发生故障报警时，DDC接收到该报警信号后通过网络传输至BA控制中心，BA系统主机画面显示报警信号，通知维修人员及时维修，并同步打印。
根据工作时间表进行空调机组的自动开关控制；或根据用户需求由操作人员在BA系统主机上启停控制空调机组。
为保证消防系统的优先控制的目的，当消防主机送出一个无源DI信号，BA系统在接收到该信号时应立刻关闭其对应防火分区的新风机；
4．变配电系统监测内容。变配电系统主要针对高低压配电柜、变压器、发电机组等设备对变配电系统的参数进行采集。智能建筑中的变配电系统，直接关系整个大楼的正常工作。属于不允许停电的重要场所，要求有两个独立电源供电，并配有自备发电机，以保障其正常的供电。楼控系统对整个变配电系统采取只监不控的方式，因为变配电系统有其特殊性，一旦发生误动作，能造成的危害不可估量。所以，在楼宇自控系统中，对变配电系统的各种故障进行的操作一是人为确认动作；二是故障时开关柜自行动作。
5．灯光控制系统控制内容。监测楼层公共照明和室外泛光照明的状态、故障、手/自动，并且控制其开关。照明的开关控制主要是通过BA系统预设的时间表来进行启停控制的。 在一些特别的情况， 如加班情况， 照明有需要在预先设定时间表之外的时间启动， 用户可选择在BAS操作站上手动启停。BA 系统允许用户自行设定测量设备的累积运行时间，以便维修人员在设备运行至一定时间后，进行维修工作。
6．电梯系统监测内容。监测电梯的运行状态、故障、设备运行时间的累积记录。应容易地实现与建筑物中其它相关系统和独立设置的智能化系统之间的数据通信、系统集成以及与其它厂商设备和系统的联接。
监控的目标是让大楼内所有机电设备高效运行，确保设备安全，并提前做出预警，延长设备的使用寿命，同时减少不必要的人员配置，合理使用资源，提高效率。
（三）设备管理集成系统（BMS）在该大厦的设计思路
智能化系统集成（BMS）是建立在楼宇设备自动化控制系统的基础上，将各智能化子系统有机地连接起来，使它们相互间可以进行通信和协作，即实现子系统间资源的高度共享和任务全局一体化的综合管理，从而提高对建筑物的综合管理能力。智能化集成管理系统应是一个分布式综合集成的计算机网络系统：设备自控系统、通信系统、消防系统、安全防范系统……等满足所有实现应用功能的子系统。这些功能子系统分层次通过某种形式的局域网用结构化布线的物理子系统形式集成起来，并且这些互相联系的子系统各自的分布式数据库可以与BMS中的集成系统的数据库相互交换数据，同时又可相互共享，具有强大的综合能力。
通常，BMS系统以Intranet/Internet网络为信息集成平台，采用交互式的WEB技术，建立以B/S结构为模式的计算模型，近端或远程的装有浏览器软件的计算机（或其它专用设备），都可以在BMS信息系统安全保护模式下通过Intranet/Internet网络浏览、查询、控制其它子系统的综合信息、设备运行状态、报警与故障信息、以及系统的优化运行参数的设定。
智能建筑的系统集成从集成层次上讲，可分为三个层次的集成，如上图所示。
第一层次为子系统纵向集成，目的在于各子系统具体功能的实现。对于BA子系统，如变配电监测、电梯等智能设备需进行部分网关开发工作，其它子系统的纵向集成多为子系统正常工作，没有过多的技术难度，但从工程管理、技术协调上仍应满足系统集成的需要。
第二层次为横向集成，主要体现各子系统的联动和优化组合，实现综合管理。例如：
1．综合安防系统对其闭路监控、防盗报警、门禁、巡更等子系统需进行一个横向集成，从而实现安防系统的综合监控管理。
2．在控制域，将楼宇自控、火灾报警、综合安保等系统进行横向集成（即实现BMS集成）。从而实现各自动化子系统的综合监视、优化运行、跨系统联动等再生功能，同时将控制域的各子系统融合为一个整体向相关的信息系统提供统一的集成数据接口。这在智能化横向系统集成中是最为复杂同时也是至关重要的一步集成。
第三层次为一体化集成，即在实现BMS横向集成的基础上，按照按需集成的总体原则，实现与相关信息系统集成。即以信息共享为目标，以数据交换为手段，应用先进的数据库技术和信息技术（Information Technology， IT），在智能大厦的运营服务层面上，实现新旧异构子系统的集成和子系统间的协同工作。
中烟工业大厦建筑设备智能化集成管理系统的主要功能是实施对大厦内所有實时监控系统的集成监控、联动和对监控参数的统计、汇总、整理等管理。同时实现与变配电系统集成、综合安保系统集成、消防自动报警系统集成、电梯系统集成。
（四）中烟工业大厦的设备管理集成系统（BMS）的集成内容
我们采用施耐德公司的VISTA IV集成平台技术，设计大楼内部和外围的场地监控、通道闭路监控、防盗报警、保安巡更等功能集成
1．与安全防范系统的集成设计。闭路电视监控系统作为相对独立的第三方系统，纳入VISTA IV集成平台。
通过集成平台，设计各主要出入口、信道、停车场等图像进行实时的监控；通过授权的方式可对各通道门禁进行监视及控制；对非法事件、紧急事件进行报警，自动弹出电子地图，相关人员可以及时对事件进行处理等。
联动内容如下：当防盗报警系统产生报警时把镜头切换到相应位置；当防盗报警系统产生报警时控制相应的门锁；当有人进入防范区域时把镜头切换到相应位置；当有人进入防范区域时防盗报警系统产生报警；当有人进入防范区域时控制相应的门锁；当保安人员巡更时把摄像机切换到相应位置；当巡更人员未能按指定程序运行时，产生报警；当有人刷卡时把摄像机切换到相应位置。
界面：安全防范系统本身作为一个高度集成的系统，已经实现了对闭路电视监控子系统、防盗报警子系统、门禁子系统、巡更子系统的集成。同时，亦对第三方提供了向上集成的接口。该接口包括了OPC服务器和数据库的访问。
通过安全防范系统的OPC服务器，定义集成安全防范系统需要的读写点；通过OPC服务器和 VISTA Client端的数据接口通信协议，将安全防范系统的读写点集成到BMS系统。另外，针对不能通过OPC通信的数据，如人员信息、门禁进出信息、报警信息、日志操作信息等，通过访问数据库的方法将数据读写入BMS数据库，供BMS系统查询。
系统可利用的配置：
（1）提供了一台数据库服务器，遵循OPC标准。该系统一方面允许向BMS集成，另一方面，VISTA IV系统本身就是一个BMS集成平台，可以横向扩展，实现对其他应用子系统的集成。
（2）系统以VISTA IV集成技术为平台，已实现对闭路电视监控子系统、防盗报警子系统、巡更子系统、电梯子系统、消防报警子、变配电子系统系统的集成。同时，亦对第三方提供了向上集成的接口。该接口包括了OPC通信接口和数据库的访问。
（3）软件配置：MS Windows 2000简体中文版 + MS SQL Server + 专有管理软件。
A．消防系统与安全防范系统的联动设计。在我国消防报警系统属于特种行业，虽然在技术上完全可以实现与消防报警系统的集成，但在实际实施过程中，只能对消防报警系统进行被动式的授权监控或全面监控，不充许对消防报警系统进行控制。
1）消防子系统与系统集成管理系统集成后，能实现对整个火灾监控点的浏览。在本项目中，消防系统与安全防范系统的联动内容如下：火灾发生时把镜头切换到相应位置并录像以便分析火情；火灾发生时打开通道门；当安保系统出现异常时，启动紧急广播。
2）消防系统与停车场系统的联动。在本项目中，消防系统与停车场系统的联动内容如下：火灾发生时打开出口栅栏以便车辆疏散；当停车场系统发生故障时启动广播系统。
3）系统的基本配置：网关的配置；软件配置：MS Windows 2000简体中文版。
B．安全防范系统与停车场管理系统的联动设计。联动内容如下：当停车场系统发生故障时把摄像机切换到相应位置；当防盗系统发生报警时，关闭停车场栅栏。
C．安全防范系统与BAS管理系统的联动设计。联动内容如下：当有人在上班时间刷卡进入大楼/房间时启动相应照明设备；当有人在上班时间刷卡进入大楼/房间时启动相应空调机组；当有报警发生时，开启报警区域的灯光照明；当大型机电设备发生故障时，摄像机切换到相应位置。
2．与BAS系统的集成设计。BAS系统提供了OPC SERVER，BMS系统通过OPC CLIENT同BAS系统进行通信，结构图如下：
建筑设备管理系统（BAS）本身采用的就是用VISTA IV系统进行集成，与BMS系统集成在同一个平台上，BMS系统可直接的对SAS系统进行集成，除了软件集成费用外，不需增加任何的投资。
3．与消防报警系统的集成。消防报警系统（FAS）和楼宇自动化系统之间设有数据传输接口，接口形式为RS-232，提供通信方式及数据块的格式定义，将RS-232通信得到的信息点同BMS进行通信，实现FAS系统集成，同理，FAS系统也是在VISTA IV系统的平台上进行集成，结构图如下：
另外，由FAS系统提供的同其它系统进行联动的干节点保留原功能，由干节点来触发其它系统的联动。
4．电梯系统的集成。通过访问电梯的数据库，将电梯的数据直接写入BMS数据库，实现BMS对电梯的数据查询，结构图如下：
5．变配电系统的集成。通过访问变配电系统的数据库，将变配电系统的数据直接写入BMS数据库，实现BMS对变配电系统的数据查询，结构图如下：
（五）系统的基本配置设计
实现楼宇设备自控系统与集成管理系统相集成，需要设计以下软硬件设施：
1．提供一台数据库服务器，遵循OPC标准，允许向BMS集成
2．系统已为第三方系统（变配电系统、电梯系统、）提供若干智能通讯接口
3．软件配置：MS Windows 2000简体中文版 + MS SQL Server + 专有管理软件
BMS系统集成结构：数据库集成是各子系统通过相关的接口（如OPC），把各子系统的各种数据集成到BMS数据库，由数据库与各子系统进行数据通信，结构图如下：
集成工具：施耐德公司的VISTA IV系统是一种优秀的BMS集成平台系统，能满足系统的集成方案选型，本集成方案采用VISTA IV系统，将BMS系统建立在VISTA IV系统平台上。
以上是在福建中烟工业大厦甲级写字楼楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）项目建设上的设计内容，不足的地方请各位专家批评指导。该项目的楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）的实施过程中，基本都是按以上的设计思路做的，除个别控制设备数量、位置略有调整外。
二、楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）实施过程中的注意事项
一座甲级写字楼（BAS）楼宇自控系统及设备管理集成系统的成功与否设，除了设计思路的准确及业主考虑的资金因素外，那施工前的准备工作、施工展开后与各专业的配合等问题优为重要。
（一）施工前的准备工作
施工前需要准确的BAS、BMS设计图纸，负责施工员对图纸的理解很重要，施工员理解图纸后，应详实向班组做图纸交底，让每个班组人员做到能正确理解图纸。
（二）施工时各专业配合问题
一栋智能建筑BAS、BMS系统是否能按时开通，并不是调试出来的，而是在施工时，大厦内各专业是否配合到位。配合问题的成功解决是BAS、BMS系统正常运行的关键。
1．楼宇自控BAS系统是通过BA系统控制器控制别的机电设备，别的机电设备需要有自控点、故障点、状态点等连接点，才能完成控制。这样，在机电设备动力控制箱二次控制线路内必须予留BA控制点。
2．需了解其他机电设备的工作原理及工艺要求，这样才能准确控制。如需要了解各种空调系统的工作原理，因不同的供冷、供热模式，施工时传感器及执行器的安装位置不一样、控制的模式也不一样。软件编程相应也需变化。
3．与其他机电系统的接口问题。今天在科技发展迅猛的时代，计算机应用越来越广，在一幢大厦内变配电系统，冷冻主机系统、发电机系统、锅炉控制系统已广泛采用计算机自动检测系统。那么该系统接入BAS系統，就需要解决一个网关的问题。业主在采购以上带有计算机自动检测装置的设备时，应事先通知厂方与BAS系统制造商，就联网通信问题达成各自开放通信协议，这样才可避免买回设备后，厂家二次索要开放通信协议的费用。
4．与其他监控系统的联动问题。在实际使用中应重点考虑智能建筑BAS系统与SAS系统。BAS系统与FAS系统的联动问题。
三、楼宇自控系统及设备管理集成系统（BMS）的日常管理和维护
1．楼宇自控系统及设备管理集成系统日常管理和维护非常重要，高效、舒适、节能的环境是要靠日常管理人员来实现的，管理人员中要求至少有三名受过厂家及专业施工单位的培训，三名管理人员至少有一名是大专以上学历，要能读懂英文、节能程序。在个别写字楼，业主不重视BAS、BMS的管理人员，管理人员基本都不会使用该系统，真是浪费投资。大部分的酒店对BAS、BMS的管理人员都很重视，该系统应用都比较好。
2．BAS、BMS的维护建议由专业公司外包服务，定时对BAS、BMS设备、软件进行检查、更改等技术性较强的工作。目前除一些比较大的工厂有维护能力外，大部分的使用者，都缺乏深层次的维护人员。
本文的观点提供给正在实施、将要设计的BA系统大厦的业主及专业设计人员、施工员作一点参考，不足之处请专家给与批评指正。