楼宇自动化论文1.docx
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楼宇自动化论文1
浅谈智能建筑
摘要：
智能建筑是一个大概念。
它包括信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统和机房工程。
原来的安防、消防、楼宇自控、电话/电视/计算机、网络统统收入囊中，包括信息通信、计算机、自动化控制、建筑电气等技术领域，涵盖新建、扩建和改建的办公、商业、文化、媒体、体育、医院、学校、交通和住宅等民用工业建筑等智能化系统的工程设计。
Abstract:
--Intelligentbuildingisabigconcept.Itincludesinformationonfacilities,systems,informationtechnologyapplication,constructionequipmentmanagementsystem,publicsafetysystemsandengineroomworks.Theoriginalsecurity,fireprotection,buildingautomation,telephone/TV/computer,network,allinthebag,includinginformationandcommunication,computer,automationcontrol,buildingelectricalandothertechnicalareas,coveringnewconstruction,expansionandrenovationofoffice,commercial,cultural,media,Sports,hospitals,schools,transportandresidentialconstructionandotherindustriessuchascivilengineeringdesignofintelligentsystems.
关键字：
智能自动化
一、智能建筑的定义及组成
1、智能建筑的定义
修订版的国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）对智能建筑定义为“以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。
2、智能建筑的组成
智能建筑主要由三部分组成，即：
楼宇自动化系统、通信网络系统和办公自动化系统。
楼宇自动化系统（BAS）
楼宇自动化系统实现建筑物（群）内的各种机电设备的自动控制，包括供暖、通风、空气调节、给排水、供配电、照明、电梯、消防、保安、车库管理等。
通过信息网络组成分散控制、集中监视与管理的监控管理一体化系统，实时检测、显示设备运行参数；监视、控制设备运行状态；根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使其始终运行于最佳状态；自动实现对电力、供热、供水等能源的调节与管理；提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。
通信网络系统（CNS）
通信网络系统用来保证建筑物（群）内、外各种通信联系畅通无阻，并提供网络支持能力。
实现对话音、数据、文本、图像、电视及控制信号的收集、传输、控制、处理与利用。
通信网络包括：
以数字程控交换机（PABX）为核心的、以话音为主，兼有数据与传真通信的电话网，连接各种告诉数据处理设备的计算机局域网（LAN）、计算机广域网（WAN）、传真网、公用数据网、卫星通信网、无线电话网和综合业务数字网（ISDN）等。
借助这些通信网络可以实现建筑物（群）内外、国内外的信息互通、资料查询和资源共享。
我们也把通信网络系统称为通信自动化系统（CAS）。
办公自动化系统（OAS）
办公自动化系统是服务于具体办公业务的人机交互信息系统。
办公自动化系统由多功能电话机、高性能传真机、各类终端、PC、文字处理机、主计算机、声像存储装置等各种办公设备、信息传输与网络设备和相应配套的系统软件、工具软件、应用软件等组成。
综合型智能大楼的办公自动化系统、一般包括两大部分：
一是服务于建筑物本身的办公自动化系统，如物业管理、运营服务等公共管理、服务部分；二是用户业务领域的办公自动化系统，如金融、外贸、政府部门等专用的办公系统。
总之，办公自动化系统是应用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科学等先进技术，使人们的部分办公业务借助与各种办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。
二、智能建筑的功能
1、创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的办公环境
智能建筑首先确保环境的安全和健康，其防火与保安系统均已智能化；其空调系统能监测出空气中的有害污染物含量，并能自动消毒，使之成为“安全健康大厦”。
智能大厦对温度、湿度、照度均加以自动调节，甚至控制色彩、背景噪声，使人们心情舒畅，从而能大大提高工作效率。
2、节能
以现代化的商厦为例，其空调与照明系统的能耗很大，约占大厦总能耗的70%。
在满足使用者对环境要求的前提下，智能大厦应通过其“智能”，尽可能利用自然光和大气冷量（或热量）来调节室内环境，以最大限度减少能源消耗。
按事先在日历上确定的程序，区分“工作”与“非工作”时间，对室内环境实施不同标准的自动控制，下班后自动降低室内照度与温湿度控制标准，已成为智能大厦的基本功能。
利用空调与控制等行业的最新技术，最大限度地节省能源是智能建筑的主要特点之一。
其经济性也是智能建筑得以迅速推广的重要原因之一。
3、能满足多种用户对不同环境功能的要求
传统建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计。
智能建筑要求其建筑结构设计必须具有智能功能，必须是开放式结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。
室内办公所必需的通信与电力供应也具有极大的灵活性，通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱点与强电插座，只要改变跳接线，就可快速改变插座功能，如变程控电话为计算机通信接口等。
智能建筑的灵活性与机动性极强，一天之内，使办公环境面目一新已不足为奇。
4、现代化的通信手段与办公条件
在信息时代，时间就是金钱。
在智能建筑中，用户通过国际直拨电话、可视电话、电子邮件、声音邮件、视频会议、信息检索与统计分析等多种手段，可及时获得全球性金融商业情报、科技情报及各种数据库系统中的最新信息；通过计算机通信网络，可以随时与世界各地的企业或机构进行商贸等各种业务工作。
三、智能建筑在国内外的发展
大势所趋,就是指20世纪中叶以来,科学技术飞速发展,特别是电子技术,尤其是在微电子技术基础上发展起来的计算机技术、通信技术和控制技术的迅猛发展,已经对有数千年历史的建筑行业形成重大的改革性影响。
它使建筑不仅是一个遮风挡雨,保暖防寒的庇护所,进而使建筑物成为一个有感觉、能反应、能传递信息、能判断决策,特别是能适应各种变化条件的一个安全,高效,舒适的生活、工作环境。
先进的科学技术能够保证这些设备系统的运行安全可靠。
而且,由于科技的不断发展,智能建筑的内涵在不断地发展,赋与建筑的新功能也在不断丰富完善的过程之中。
所以,我们说:
智能建筑的发展是大势所趋。
人心所向,也是由于科学技术的发展,业已影响到人们生活的方方面面,逐渐这些科技为建筑提供的新功能,融合到人们的生活方式之中,许多设施和系统已经成为人们生活模式中不可或缺的内容。
这些技术改变着人们的生活,人们的需求又进一步促进了科学技术的发展,人们生活中的科技含量在增加,对科技的要求愈来愈高,愈来愈迫切。
而智能建筑正是满足了信息时代人们对建筑的要求,所以说:
智能建筑的发展是人心所向。
现在公认世界上第一幢智能大楼是1984年出现在美国康州首府哈特福德市的城市广场,这是一栋38层的办公建筑,原来就有比较好的建筑设备系统,例如,较早地应用了数字程控交换机;办公自动化机器的集中使用;设置计算中心;消防、安保的自动监控等。
这些设备系统应当说都不是什么特别新的东西。
但是,就当时来说,将通信系统集成后引进来。
承担工程总体设计和安装的UTBS公司,不仅承担了工程项目,而且在项目完成之后成为这些系统的二包,即从业主手中将系统总体包下来,再转租给最终的使用者。
在租出的过程中UTBS向最终用户提供了一些增值服务。
例如它在提供通讯服务中提供股票信息服务等。
这样,最终的使用者不必自己去投资建设自己的通讯系统,只要向UTBS租用所需的设备和服务就行了。
这样一来,形成了一种对设备系统使用的所谓“承租人分摊制度（STS）"。
这种制度促进了智能大厦的建设和发展,而智能建筑（IntelligentBuilding）这个名词,也就突破了传统建筑的遮风挡l:
14、保温防寒功能,增加了传递和处理信息的智慧功能。
这样的一条发展道路,大体上也就规范了欧洲智能建筑后来发展的道路。
在美国以后,日本很快跟上来,但走的是另外一条路。
日本在1986年建造的东京本田青山大厦和NTT品川大厦等大体上都是大公司建造的自用办公大楼。
因此,对其设备自动化,通讯网络的建设等就更有针对性。
由于目的明确,所以在大楼建设中同时将其内部的办公网络（0A）系统以及相应的应用系统一起建设起来。
在这个基础上形成了我们后来所说的智能建筑的“3A"体系,所谓“BA,0A,CA”就是这么来的。
日本最早的一批智能大楼也就是这么起来的。
多数是一些大公司,特别是大型电子公司,如NEC、N17、松下、三井、东芝等办公大楼,它们具有很完善的设备系统,设备与建筑设计配合融洽。
这些大公司建设这些系统主要是为了自己使用,提高工作效率,同时也是为了改善企业形象。
80年代后期,智能建筑风靡全球,这主要是由于电子技术,特别是微电子技术在计算机、通讯、控制三,项技术在楼宇自动化,通讯网络以及它们的系统集成方面有了飞跃的发展。
无论从硬件、软件到集成技术都有显著的进步。
加以90年代初期,国际互联网（因特网）在全世界迅速普及和应用,人们对建筑功能的要求愈来愈高,同时高新科技能为人们提供一个更安全,更高效,更舒适,更便捷方便的环境。
随着家用电器的普及,电脑的进入家庭以及互联网的联系千家万户。
随之,智能化的住宅和网络化的小区也提到日程上来。
一个蓬蓬勃勃地建筑智能化的普及高潮业已在全球形成。
智能建筑这个概念进入中国的技术领域并不晚,大体上在80年代中以后,中国科学院计算技术研究所就曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”,对智能办公楼的发展进行了探讨。
在此期间,一些报刊上亦曾出现了一些介绍智能建筑的论文。
80年代后儿年出现了较早的一批智能设施和系统较为完备的建筑物。
尽管那时在一些建筑中已有了一些功能先进的系统,但由于当时“智能建筑”这个名词还未风行。
很少有人叫它们为“智能建筑”。
中国大陆上“智能建筑,,的真正的普及和推广是在1992年改革开放大潮中。
当时,风起云涌的形势发展,以及,由此兴起的房地产热潮。
随着一大批高标准办公楼项H的提出,伴随着的是一系列先进的设施和系统以及它们的开发技术。
首先打出“智能建筑,,旗号的是房地产开发商,他们并不真懂得智能建筑,而更多地看到的是在这个标签下可以为他的房地产商品大大增值;另一个最早进入这个市场的是系统集成商,他们多半原来是搞通信或是承担网络工程的,从做网络转向专门做综合布线,本是顺理成章的事,无需赘言。
但是,他们进入建筑市场,却对建筑行业缺乏了解。
但是,在“智能建筑”突然起飞的时候,建筑事业的主力军,即建筑工程的设计和施工安装两支队伍却显得技术准备不足。
尽管其中某些设备系统原本就是他们的专长,如空调,照明等,但在新的要求下也不免措手不及。
此时,行业中的一些先知先觉者为了规范市场,统一认识,便在上海首先提出了制订“智能建筑设计标准”的问题,此标准在1996年作为上海市的地方标准出台。
它根据各类工程的作用和功能、管理要求以及工程建筑的投资标准,对智能建筑划为三级,各级智能建筑均制定了功能要求和不同的设施标准。
这一标准尽管其本身尚有不尽完备之处,但它对全国智能建筑的推进起到了十分重要的作用。
一方面,它对不同需求的智能型建筑按不同要求分成不同的档次,以便于业主及设计人员针对不同需求采取不同的设备标准,由此,规范了智能建筑的技术市场;另一方面,这一标准的颁布,大体上指明了智能建筑应当具备的内涵和适当的深度,这样,使得业界人士,特别是对于技术人员来说提供了一个急起直追的目标。
在这短短几年中,国内建造了大量高标准的高楼大厦,仅以上海浦东新区为例,自1990年至1996年就建造了20层以上高楼89幢。
上海全市自1990年至1996年间建造了20层以上的高楼有497座,总计约1062万m2。
自上海一地可以看到全国,尤其是智能建筑兴起于沿海特区和北京。
但迅速向内地推广,不仅在武汉、西安等大城市出现了智能建筑,即在乌鲁木齐这样远离沿海的西才七边险也建造了智能大厦。
如此巨大的建造工程量,形成了一个广大和具有无穷潜力的市场,同时,在实践中培养和锻炼出一支宏大的中国技术群体。
这支技术队伍不仅存在于设计院和安装公司以及系统集成企业之中,同时,也存在于纷纷进入市场的国外企业中的中国技术人员之中。
这是一支训练有素和技术素质很高的力量,足以胜任相当先进和复杂的智能建筑技术要求。
智能建筑在短短的几年里突然起飞造成了无限商机。
正象一切新生事物进入市场所出现的必然的现象一样,技术准备不足、市场暂时混乱、其中尤以管理上的滞后更为突出。
由政府出面辖顿市场、规范业界行为已成为当务之急。
因为,尽管在这种新兴市场上,某些早期的混乱带有一定的必然性。
但是,如果不加治理放任自流的话,它就将影响到这项新技术本身的健康发展。
罄理的日的就是使无序的市场变成有序。
为此,建设部在1997年10月发布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》。
在这一规定中:
界定了有关建筑智能化工程的主管部门是国家建设部,具体的工程项目的设计部门应是本工程的设计总体负责机构,设计负责人应对工程总体（包括智能化系统工程）负全面责任。
规定了任何智能建筑工程应在力:
项时就应将智能化系统的设计要求提出,经批准立项之后,即作为设计要求下达到设计单位进行设计。
承包分项的系统集成商应在工程总体设计的指导下进行本系统的细化设计。
系统集成商除系统的细化设计之外还要承担设备安装、调试、用户培训!
|以及交工后的维护服务等一系列工作。
规定还指出智能建筑在竣工和正常运转一段时间后要进行评估。
评估为优秀者要进行奖励。
这个管理规定应当说是政府关于智能建筑管理的第一个总令。
对于罄顿市场和规范业界行为起了很好的作用。
此后。
在1998年10月又颁布了《建筑智能化系统工程设计和系统集成专项资质管理暂行办法》以及与之相应的《执业资质标准》两个法令。
这两个法令规定了承担智能建筑设计和系统集成的资格,实际上是个市场准入的标准,它将排斥一切不符标准、不具实力、没有业绩的不合格企业进入市场。
确保市场的秩序和产品的质量。
目前,资质的申报工作,业已开始运作。
这只是由政府颂布的两个全行业的管理规定,这不过只是开始,目前已着手编制全国性的智能建筑设计标准,其他相关的标准和规范也将陆续订入计划,陆续进行编制。
使得这一行业逐渐走向健康有序。
1998年6月在建设部勘察设计司领导下成为了建筑智能化系统工程设计专家委员会,协助政府进行一些行业管理和推进智能建筑事业的工作。
智能建筑的另一特点是横跨多个行业,例如涉及邮电、消防、安保、广播电视、计算机、自动控制、公共卫生等部门,进行行业管理就必须与这些相关部门进行协调,除了必须遵守有关的专业规定外,还必须在若干跨行业的管理问题上加强联络和协商,制定跨部门的管理规定,共同探讨发展的课题,促进行业的进步。
面对信息时代,智能建筑的发展必然性己广泛地被业界人仕所瞩目,对此方面知识和技术的渴望和追求已成为业界人士的共识,目前国内由各种机构举办的智能建筑培训班为数甚多,少者数十人,多者上百人,涉及到各种行业和各种层次的技术人员、业主、管理人员等等,足见大家对此方面要求之迫切。
由于对办班条件并无严格规定,因此,在众多的培训班中难免良莽莠不齐,如何提高办班质量是一重要课题。
智能建筑物的类型,早期以办公楼（包括自用的办公楼及出租的办公楼）和旅馆酒店为主,后来建造了一批综合办公楼（即指在一幢大楼兼有办公及酒店两种功能,有时底层还开辟为商场的多功能大楼）。
在此期间,亦建造了一些设施完备,系统齐全的智能型医院、机场航站楼、大型火车站、博物馆、展览馆、体育馆、以及专业性很强的如邮电枢纽,电力调度中心,天然气调配中心,银行等等在功能上有特殊要求的建筑物。
其中特别令人注意的是近儿年智能住宅及智能小区的发展。
智能住宅及智能小区问题的提出还是近两三年的事,其背景除了当前家庭中家用电器数量和品种的日益增多以外,最主要的原因是电视、电话的普及,计算机的进入家庭以及网络的开通。
另外,智能家庭及网络社区的若干产品进入市场也促进了这一发展。
但相对智能办公楼而言,智能住宅和小区究属开始起步阶段,目前,从报导上看,号称“智能小区,'的建设项H不下30个,未见报导的试点可能还有。
随着近儿年和今后一个时期,住宅建设将是国家投资和建设的黄点这一前提下,智能住宅与小区的建设将会有一个长足的发展,这一趋势业已形成。
但住宅建设与办公楼建设最大的区别在于,智能办公楼一般是业主一次投资,只要财力殷实,尽可选择最先进的产品、最高级的设备。
但住宅和小区建设就不能这样,它量大面广,直接面向普通百姓,故此必须考虑到若通住户的经济承受能力。
所以,在此方面设备的国产化问题就更为突出。
而且,在网络联通之后,住户更多着眼在网络所提供的实用功能。
也就是说智能住宅和小区的建设绝不仅是其硬件的设置,如社区布线、接入网、节点建设等等。
还要注意到网络接通后的信息源建设和提供的服务功能建设（网上购物、网上医疗与保健咨询、网上教育、生活顾问等）。
实际上,从发展远景上看网络建设的前途无限光明。
它为不久的将来可能实现的家庭办公打下基础,那将是改变人们生活模式的章大举措。
如果,把信息高速公路网作为一项全民的工程来看,那么,我们的智能办公楼和智能住宅都只是这个信息高速公路上的站点建设,这个意义是非常大的。
当前,中国的智能住宅建设方兴未艾,充满着无限生机。
智能建筑的大规模建造和科学技术的迅速发展,促进了此方面的研究和开发工作。
这方面的工作在研究机构、高等院校以及企业的研发机构中默默地进行着,企业与院校,企业与研究机构的联合开发以及高等院校和研究机构自办企业,这两种方式都加速了将研发成果尽快地变成产品,这种工作包括了软件和硬件的开发研制,若干成果业己应用于工程之中。
例如,近两年,在控制技术上,先进的L0NW0RK开放系统的开发得到了多方面的重视,它已试图应用于多个应用领域,如空调、消防、防盗、门禁、电梯等方面。
一些产品已进入市场。
但是,就L0NW0RK系统来说,目前尚属小规模的应用,开发者也多属中小企业,大规模、大范围的实践尚有待时机。
其他方面的技术研究和开发工作也在进行,不仅成果甚多而且研发范围也在扩大。
某些外国企业也在寻求和正在与中国的科技力量合作,利用中国的力量推动他们产品的发展和改进,由此,也进一步促进了中国研发力量的提高与成长。
由于中国智能建筑的市场发展的规模和速度均为世界之最。
所以世界上此方面的著名品牌产品儿乎已全部进入中国市场之中,无论楼宇自动控制系统,综合布线系统,消防系统,安保系统,通信系统,广播系统,闭路电视系统,车管系统等,均已成为外国名牌产品角逐的天下,国产的设备和系统力量十分微弱。
因此,如何培植国产品牌与国际名牌产品一争高下,也是当前一个突出的问题。
一方面要提高自己的实力,同时也要有一定政策的支持,形成自己的精品市场。
总而言之,在这么大的智能建筑市场面前,国产品牌不能没有一席之地。
但在系统集成市场上则是另一番景象。
除少数国际上著名大企业从事系统集成工程的业务以外,绝大多数的是中国的企业。
通过儿年的锻炼,有一些中方企业已形成了具有相当规模,拥有雄厚的技术力量（人才与装备）,资金殷实,信誉良好,业绩突出的中型和中型以上的企业。
他们是今后国产化设备与系统集成的希望所在。
当前,中国智能建筑的急风暴F时式的起飞局面业已过去。
现在是处于一个整顿规范的过程之中,逐步使市场从无序走向有序,从混乱走向健康,可以预见一个秩序井然,和谐协调的发展环境正在逐步营造之中。
当然,我们也认识到,任何平衡都只是相对的,新技术、新工艺、新管理理念的发展都会突破平衡的局面,造成新的不平衡,要我们继续付出新的努力去达到新的平衡。
如此循环不己,这才是推动科学进步的动力。
智能建筑是一门正在发展中的技术,至今,它的内涵还不是稳定的,仍处于发展之中,因此这种发展的观点对它尤其重要。
时时推陈出新才是这门新兴技术的真谛所在。
四、智能建筑的发展趋势
智能建筑是个国家的综合国力和科技水平的具体体现之一，被认为是本世纪建筑发展的主流。
目前，世界各国都在加大力度发展信息高速公路。
中国也把信息高速公路的建设纳入了重要的议程。
智能建筑与国际信息高速公路接轨，也将促进信息高速公路的极大发展。
智能建筑要想给人们带来安全、舒适、高效等的工作和生活空间，要害要综合运用现代高科技，进行规范化、标准化、集约化的开发与设计，既充分利用现有资源，又不破坏周边环境，向“绿色建筑”的方向发展，才能实现智能建筑的可持续发展。
智能建筑未来的发展集中体现在软硬两方面，其中软方面主要表现为如下四点：
（1）各方面的高度重视和迫切需求
业主已把建筑设计中智能部分的设计列为其基本要求之一，而政府亦高度重视，在科研、资金和和政策等方面积极地进行支持和引导，使智能建筑的发展朝着健康和规范化的方向发展。
政府和各大学、科研机构以及有关厂商等正将智能建筑作为一个新的研究课题和商业机会，积极投入力量，开发相关的软硬件产品，使智能建筑实施便利，成本降低。
（2）智能建筑的功能朝着多元化方向发展。
由于用户对智能建筑功能要求有很大差异，智能建筑的设计也要分门别类，有针对性地设计出符合用户的功能需求。
例如：
专门用于金融、证券业和公司总部等作为信息源基地；为振兴地方城市，培育地区传统产业、发展信息通信服务；小规模的用户也能享受高水平的信息服务；能够适应用户对办公室布置变更需求；把现有大楼改造成智能大楼；从单体建筑物向综合性建筑群的发展；宾馆的智能化；住宅的智能化；医院的智能化；学校的智能化。
（3）对智能建筑治理的高度重视
由90年代初期的起步发展到现在，智能建筑正由粗糙化、重复化、累加化向集约化、细分化、系统化方向发展，其中重要的一点就是熟悉到治理的重要性，而治理一方面集中体现在充分调动人的主观能动性，对各种设备设施进行科学的治理、运行和维护，充分提高其利用率。
另一方面则体现在物业治理上，中国已加入WTO，面对世界各国物业巨头的强烈竞争，中国的物业治理公司正深刻的熟悉到竞争的残酷性，开始从各方面提升自身的核心竞争力，从经营理念、治理技术、服务理念等方面提高自己的整体水平。
（4）基于系统工程的开放式智能化建筑结构的建立
智能大厦是一个智能化系统，应当应用系统工程开发方法，如系统分析、系统设计、系统实施及安装调试，建立开放式智能化建筑结构。
在一个智能建筑的生命周期中，建筑结构具有最短的生命周期（约60年）。
一般的硬件和软件设备有5-7年的生命周期，而办公自动化系统仅有2-3年的生命周期。
做成开放式系统的智能大厦系统，能不断吸收新的技术，更新旧的设备，从而使整个智能化系统设施运行得更好。
硬的方面主要体现在网络技术、信息通信技术、智能化技术等如下几个方面：
（1）信息通信技术
数据卫星又称为小型数据卫星站（VSAT:
VerySmallApertureTerminals）。
VAST的出现，将通信终端延伸到办公室和家庭，其发展是将通信卫星技术引向多功能、智能化、设
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