智能建筑安全管理.docx
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智能建筑安全管理
智能建筑安全管理
第一节 智能建筑概述
智能建筑（ＩntelligentＢuilding，IB）是指以计算机和网络为核心的信息技术向建筑行业的应用与渗透，是当代高科技与古老的建筑技术相结合的产物，它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合，现已成为评价综合经济国力的具体表征之一，并将以龙头产业的面貌进入21世纪，成为当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。
智能建筑主要由土建、机电、装潢、智能化设备、计算机网络五部分组成。
土建部分如人之躯体，机电设备部分如人之器官，装潢部分如人之衣着，智能化设备部分如人之大脑，而计算机网络则如人之神经。
因此，智能建筑的各个部分组成了一个统一体，缺一不可。
智能建筑的基本要素是通信系统的网络化和自动化、办公自动化和智能化、建筑自动化和建筑物管理服务的自动化。
智能建筑的最终目标是系统集成，也就是能将建筑物中用于综合布线、楼宇自控、计算机系统的各种相关网络中所有分离的设备及其功能设备，有机地组合成一个既相互关联又统一协调的整体，各种硬件与软件资源被优化组合成一个能满足用户功能需要的完整体系，并朝着高速度、高集成度、高性能价格比的方向发展。
从系统的观点而言，系统性能的优劣既反映在系统总体结构的合理性上，也反映在所采用的技术层次上和选用的设备是否具有ＲＡＳ特性（可靠性、适用性、可维护性），在此基础上，系统达到的目标及优化程度则成为评价系统水平的核心。
一、智能建筑的概念
（一）智能建筑的定义
只有对智能建筑有了正确的理解和认识，才能规划和设计出优秀的智能建筑。
智能建筑可以理解为具有智能的建筑物，但目前还没有关于智能建筑的统一定义。
智能建筑的定义是不断发展的，以下是关于智能建筑的一些典型的定义：
1.美国智能建筑研究中心（ＡmericanIntelligentＢuildingInstitute，ＡIBI）把智能建筑定义为：
“智能建筑是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产的和成本低廉的环境。
”同时又指出：
“没有固定的特性来定义智能建筑。
事实上，所有智能建筑所共有的惟一特性是其结构设计可以适于便利、降低成本的变化。
”
2.欧洲智能建筑集团（ThｅEuropeanＩntelligentBuildingＧrouｐ）把智能建筑定义为：
“使用户发挥最高效率，能最有效地管理本身资源的建筑，而在硬件和设备方面的寿命成本最小。
”
3.日本电机工业协会智能建筑分会对智能建筑的定义为：
“综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物、通信和办公自动化，这三种功能结合起来的建筑，就是智能建筑。
”
4.国际智能工程学会对智能建筑的定义为：
“可提供相应的功能以及适应用户对建筑物用途、信息技术要求变动时的灵活性的建筑。
智能建筑应具备安全、舒适、节能、系统综合等很强的功能，能满足用户实现高效率的需要。
”
5.我国对智能建筑的定义重点在于使用先进的技术对楼宇进行控制、通信和管理，强调实现楼宇三个方面自动化的功能，即建筑物自动化（BuｉldingＡuｔomation，ＢＡ）、通信系统的自动化（ＣommunicationＡutomatioｎ，CＡ）、办公自动化（OfficeAutomatioｎ，ＯＡ）。
6.新近有人提出智能建筑的新定义，认为智能建筑是根据适当选择优质环境模块来设计和构造的，并通过配置适当的建筑设备，获取长期的建筑价值来满足用户的需求。
他们提出智能建筑的核心是下列8个优质环境模块：
·环境友好——包括健康和能量；
·空间利用率和灵活性；
·生命周期成本——使用与维修；
·人的舒适性；
·工作效率；
·安全——火灾、保安与结构等；
·文化；
·高科技的形象。
（二）智能建筑的分类
智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，从单栋大楼到连片的建筑广场，从大到摩天大楼到小至家庭住宅，从集中布局的楼宇到地理分散的居民小区，均被统称为智能建筑。
智能建筑能使人与人之间的距离拉近，实现零时间、零距离的交流。
对智能建筑可有如下的类型和层次结构：
1.智能大楼。
智能大楼主要是指将单栋办公大楼建成综合智能化大楼。
智能大楼的基本框架是将BＡ、ＣＡ、ＯＡ三个子系统结合成一个完整的整体，发展趋势则是向系统集成化、管理综合化和多元化以及智能城市化的方向发展，真正实现智能大楼作为现代化办公和生活的理想的场所。
2.智能广场。
智能建筑从单幢大楼变为成片开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称之为智能广场。
智能建筑不再局限于办公类大楼，逐步向公寓、商场、医院、学校等建筑领域扩展。
智能广场除具备智能大楼的所有功能外，还具有系统更大、结构更复杂的特点，一般应具有智能建筑集成管理系统IBＭＳ，能对智能广场中所有楼字进行全面和综合的管理。
3.智能化住宅。
智能化住宅的发展分为三个层次：
首先是家庭电子化（ＨomeＥlectronics，ＨＥ），其次是住宅自动化（ＨomeＡｕｔomatioｎ，ＨＡ），最后是住宅智能化，美国称其为智慧屋（ＷｉseＨouse，ＷＨ），欧洲则称为时髦屋（ＳmartＨouse，ＳＨ）。
智能化住宅是指通过家庭总线（ＨomｅDistributionSystem，ＨＤＳ）把家庭内的各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置都并入到网络之中，进行集中或异地的监视控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调，提供工作、学习、娱乐等各项服务，营造出具有多功能的信息化居住空间。
4.智能化小区。
智能化小区是对有一定智能程度的住宅小区的统称。
智能化小区是具有居家生活信息化、小区物业管理智能化、IＣ卡通用化的小区。
智能小区建筑物除满足基本生活功能外，还要考虑安全、健康、节能、便利、舒适五大要素。
小区智能化是一个过程，它伴随着智能化技术的发展及人们需求的增长而不断完善，表明了可持续发展是小区智能化的重要特性。
5.智能化城市。
在实现智能化住宅和智能化小区后，城市的智能化程度将被进一步强化，出现以信息化为特征的智能化城市。
智能化城市的主要标志首先是通讯的高度发达。
光纤到路边（FibeｒToTheＣｕrb，ＦＴＴＣ）、光纤到楼宇（FiberＴoＴheBuilding，ＦＴＴＢ）、光纤到办公室（FiberＴoTｈeＯffice，ＦＴＴＯ）、光纤到小区（FiberＴＯTｈeＺone，FTＴＺ）、光纤到家庭（ＦiberＴoＴheＨome，FTＴＨ）。
其次是计算机的普及和城际网络化。
计算机网络将渗入人们的工作、学习、办公、购物、炒股、休闲等几乎所有领域，电子商务成为时尚。
再次是办公作业的无纸化和远程化。
6.智能国家。
智能国家是在智能城市的基础上，将各城际网络互联成广域网，地域覆盖全国，从而可方便地在全国范围内实现远程作业、远程会议、远程办公。
也可通过Ｉnternet或其他通讯手段与全世界相沟通，进入信息化社会，整个世界将因此而变成“地球村”。
（三）智能建筑的基本目的、要求和功能
1.智能建筑的目的
（1）能够提供高度共享的信息资源；
（2）确保提供舒适的工作环境；
（3）节约管理费用，实现短期投资、长期受益；
（4）适应管理工作的发展需要，做到具有可扩展性、可变性，适应环境的变化和工作性质的多样化。
2.智能建筑的基本要求
（1）对智能建筑管理者来说智能建筑应当有一套管理、控制、运行、维护的通信设施，只需花较少的经费便能及时地与外界取得联系（如消防队、医院、安全保卫机关、新闻单位等）。
（2）对智能建筑的使用者来说，应有一个有利于提高工作效率、有利于激发创造性的环境。
3.智能建筑应有的环境
智能建筑提供的环境应该是一种优越的生活环境和高效率的工作环境。
智能建筑应有的环境包括：
（1）舒适性。
人们在智能建筑中生活和工作，无论在心理上还是生理上均感到舒适。
为此，空调、照明、噪音、绿化、自然光及其他环境条件应达到较佳和最佳状态。
舒适服务功能包括：
空调通风、供热、给水排水、电力供应；闭路电视、多媒体音响、智能卡、停车场管理以及体育、娱乐管理等。
（2）高效性。
提高办公业务、通讯、决策方面的工作效率以及建筑物所属设备系统使用管理方面的效率，节省人力、时间、空间、资源、能耗以及所需的费用。
（3）方便性。
除了办公设备使用方便外，还应具有高效的商业和信息服务功能。
便捷服务功能包括：
办公自动化、通信自动化、计算机网络、结构化综合布线、商业服务、饮食业服务、酒店管理等。
（4）适应性。
对办公组织机构的变通、办公方法和程序的变更以及设备更新等适应性强，对服务设施的变更稳妥迅速；当办公设备、网络功能发生变化和更新时，不妨碍原有系统的使用。
（5）安全性。
安全服务功能包括：
防盗报警、出入口控制、闭路电视监视、保安巡更管理、电梯安全与运控、周界防卫、火灾报警、消防、应急照明、应急呼叫等。
除了保证生命财产、建筑物安全外，还要防止信息网中发生信息的泄漏和被干扰，特别是防止信息、数据被破坏、被删除和篡改，以及系统非法或不正确使用。
（6）可靠性。
尽早发现系统的故障，尽快排除故障，力求故障的影响和波及面减至最小程度和最小范围。
4.智能建筑的功能
（1）应具有信息处理功能。
（2）各种信息应能进行通信。
信息通信的范围不局限于建筑物内部，应有可能在城市、地区或国家间进行。
（3）要能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备等进行综合自动控制。
（4）能实现各种设备运行状态监视和统计记录的设备管理自动化，并实现以安全状态监视为中心的防灾自动化。
（5）建筑物应具有充分的适应性和可扩展性。
它的所有功能，应能随技术进步和社会需要而发展。
二、智能建筑的组成
智能建筑或智能大厦通常包含三大基本组成要素：
即楼宇自动化系统（BuildingAutomationSystem，BAS）、通信自动化系统（CommunicationAutomationSystem，CAS）和办公自动化系统（OfficeAutomationSystem，OAS），通常人们把它们称为3A。
这三者是有机结合的，是一个综合性的整体。
而建筑环境是智能大厦基本组成要素的支持平台。
也有人从4C角度讨论智能建筑，所谓4C是指：
现代计算机技术（Computer）、现代控制技术（Control）、现代通信技术（Communication）和现代图形显示技术（CathodeRayTube，CRT）。
4C不仅是实现智能大厦的技术手段，而且是主流方向。
我国部分房地产开发商将BAS中的防火监控系统（FireAutomationSystem，FAS）和保安监控系统（SafetyAutomationsystem，SAS）独立出来，变为5A。
在国际上，智能建筑的综合管理系统通常又被分解为若干个子系统，这些子系统分别是：
中央计算机管理系统（CentralComputerManagementSystem，CCMS）
办公自动化系统（OfficeAutomationSystem，OAS）
楼宇设备自控系统（BuildingAutomationSystem，BAS）
保安管理系统（SecurityManagementSystem，SMS）
智能卡系统（SmartCardSystem，SCS）
火灾报警系统（FireAlarmSystem，FAS）
卫星及共用电视系统（CentralAntennaTelevisioｎ，CATV）
车库管理系统（CarParkingMａｎagementSystem，CMS）
综合布线系统（PremisesDistributionSystem，PDS）
局域网络系统（LocalAreaNetworkSysｔｅm，LANS）
智能建筑是一种这样的建筑物：
它运用系统工程的观点，对建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素以及它们之间的内在联系进行优化组合（系统集成），从而提供一个投资合理、高效、舒适、安全、方便的环境。
智能建筑在物理上可分为四个基本组成部分：
结构——建筑环境结构；系统——智能化系统；服务——住、用户需求服务；管理——物业运行管理。
这四个基本组成部分缺一不可，它们既相互关联、又相互依存，组成一个完整一致的智能建筑体系。
三、智能建筑技术的特征
（一）多学科综合与自身学科体系不完备性
建筑智能化技术涉及的学科和技术领域十分广泛，正是多学科的交叉综合形成建筑智能化技术。
然而要展现多学科、高新技术综合成就的一面，其自身学科体系还不完备，概念也是相对模糊的。
因而，急需在建造智能建筑的同时，建立起“建筑智能化系统工程”这一边缘综合应用性技术的学科体系。
这不仅是建筑智能化技术自身健康发展的重要课题，同时也是培养教育从业人员需要完成的艰巨任务。
（二）多技术的融会与自身对外的依附性
建筑智能化技术融会浸透了多种高新技术，而又依附于建筑物。
所有技术功能的智能化效应发挥，寄附于建筑物的协调融洽。
同时建筑智能化技术的发展，除取决于基础技术的进步，还有赖于建筑设计和施工技术水平的提高。
这里建筑与智能化有着皮与毛的渊源，不可本末倒置。
我们应基于这一认识，把握建筑智能化技术的本质，确保建筑智能化技术由系统集成融会到建筑中去。
（三）技术的工程自然属性与人文因素的社会属性
智能建筑技术是工程应用技术，它的自然属性显而易见。
而其蕴含着的人文因素、表现出的社会属性也有着举足轻重的意义。
智能建筑直接为人所用，其功能效应不光在于技术上的高新与进步，更取决于人们对生活、工作场所、自然与人文环境的需求。
智能建筑从一开始的设计，就应树立起“按需集成、以人为本、为人服务”的理念，决不可超越人的需求和经济承受能力，更不能为名声、为卖点、为集成而集成。
它所创造的环境应是人性化的、具有人情味、能使人获得便利的服务和舒适的享受，决不能把人沦为环境的俘虏、技术的奴隶。
四、智能建筑的主流技术
智能建筑在世界上被誉为世纪性建筑，是一个国家综合国力和科技水平的具体表现，智能建筑也将成为21世纪世界建筑发展的主流。
智能建筑的主流技术，既是先进技术又是流行技术，即工程中通常应采用的技术。
考虑的基点是：
工程不是科研，工程不宜采用最先进的科研新技术，而应采用成熟的先进技术。
这些主流技术包括智能建筑从ＢＡS、CＡＳ及ＯＡＳ（简称3Ａ）向上层发展成为系统集成（SystemIntegraｔｉon，SI），向下延伸为3Ａ各自包括的各个子系统（大约十余个子系统）。
涉及领域之广泛，内容之深入均超出了前人所达到的广度与深度。
这里不对每个子系统主流技术的具体方面展开，仅从宏观上谈谈主流技术运用。
（一）楼宇自动化系统（ＢuildingAutomationSystem，BAＳ）
世界上高层建筑BAＳ产品从20世纪50年代就开始采用模拟式自控，60、70年代改进为数字式自控，80年代采用专用微型计算机进行管理、监控与显示，技术趋于成熟，取名为集散式（即集中管理、分散控制）自控系统。
主要技术特征是采用了直接数据控制（DirectDigitalControl，DDC）技术，它是8位或16位微处理机，由运算、存储模块及输入／输出模块构成控制单元，也是目前社会上广泛应用的BＡＳ产品。
其代表产品有ＨoneyWell公司Excel5000系列、Ｊohnson公司Ｍetasys系统、Landi&Stａｅfa公司S600、Andover公司Contium（ＴＭ）系统、SingaporeE&E公司ST8200系统和Ｓiebe公司Ｎetwork8000系统等。
90年代中期，ＢＡＳ系统向系统集成方向发展，开始考虑上层控制总线与其他子系统（消防ＦＡ、闭路电视监控ＣＣＴＶ、出入口管理系统等）联网。
由于BＡＳ的信号传输和数据通信的通信网有了统一的通信协议，对多个供应商不同系统之间的集成，可采用ＢＡＣNet（BuildingＡutomationControlＮeｔwork）互联标准（ＮASIＳＰＣ135）。
该标准由美国暖通空调学会（ＡＳＨＲAE）制订，世界上已有100多个公司承认并参加，已于1996年正式批准成为美国标准，1997年成为欧洲标准。
美国Ｅcｈelon公司于1992年提出了LOＮＷＯＲＫＳ技术，它标志着控制系统网络的新纪元。
当今，LOＮＷＯＲＫＳ技术已从工业自控发展至智能建筑ＢＡＳ自控系统，它的开放性、互操作性、可靠性、无中心控制等突出优点已被世人所公认。
目前世界上各大ＢＡＳ公司纷纷推出这类新产品，如Siebe公司的IA（IntelligentAutomatioｎ）系统，ＨoｎeywellＥxcel5000OＰＥＮ型，西门子楼宇科技下属竺吉尔，马四法公司的S600ＡＰＯＧＵＥ等。
美国ＶＡＣOＭ公司与我国合资成立的佛山康联自动化工程公司，产品有ＢＡＳ-Ｋ3000。
此外，德国ISC公司开发的“傻瓜型”ＢＡＳ系统（ＳeaＣhange），也引人注目。
LOＮＷＯＲＫＳ虽是先进技术，但至今还不完善，主要问题是不配套，系统软件与应用软件接口协议还未解决，在ＢＡＳ各种传感器中还未普遍采用Ｅchelon芯片，目前的LOＮＷＯＲＫS系统产品多数还处于过渡阶段。
因此从事LOＮＷＯＲＫＳ技术开发的公司必须加快进度，推出全套完整成熟产品，否则工程会处于半拉子，造成严重后果。
工程中仍可广泛采用比较成熟的ＢＡＳ集散式控制系统，因为它既满足舒适性，又可节能30％，已有很多成功的先例。
（二）系统集成（SystemIntegration，SI）
当今世界是信息技术（ＩＴ）时代，各行各业都在搞系统集成，智能建筑更是与系统集成紧密相关。
关于系统集成的定义，国际上至今还不明确。
由江苏省建委和技术监督局1998年3月发布的“智能建筑化系统工程设计标准”中，提出系统集成是将智能建筑内不同功能的子系统在物理上和逻辑上连接在一起，以实现综合信息、资源和整体任务共享的方式。
在集成程度上，系统集成已从IBＭＳ（ＩｎｔegratedBuildingManａgementＳystems）、12BMＳ（IntegratedIntelligentBuildingManagementＳｙstems）发展到13BMＳ（ＩntegratedIntelligentInternetＢｕildingＭａｎａｇｅmentSystems）。
智能建筑系统的系统集成设计不仅要求设计者知识面宽，具有系统工程设计思想，而且要有较高的组织协调能力。
也就是说，设计者应在建设上把智能楼宇自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统和分离的设备、功能、信息等综合集成到一个既相互关联而又协调统一的系统中，巧妙灵活地运用现有的先进技术，使其充分发挥作用和潜力。
由于智能建筑的系统集成是一个极其复杂的工作，目前系统集成技术尚不成熟。
（三）结构化布线系统（StructureＣableSystem，SCS）
对结构化布线系统主流技术的要求是：
1.信息点。
除语言点、数据点采用5类或超5类ＵＴＰ或ＳＴＰ以外，应预留或设光纤到桌面（FibertoＤesｋ）点，并占15％左右。
暂时不用的话可采用光纤技术，预埋光纤管。
2.垂直干线。
采用多膜光纤传送数据信号，大对数3类线传送语言信号，并建议预留一部分大对数5类线作传送数据信号的备份。
3.配线架。
语言采用背架式，数据采用ＰatchＰanｅl。
ＭＤＦ和ＩＤＦ均采用19英寸标准机柜。
4.为便于物业管理及减少跳线，建议推广应用ＳＣＳ计算机管理系统。
以色列ＲＩＴ公司新推出的Ｐatchvｉｅw系统具有国际领先水平。
有条件工程应考虑采用计算机管理系统，对减少跳线、加强物管大为有益。
外国有些公司提出的千兆比布线，有点超前，在主干网上可以考虑，但水平线缆用5类或光纤传输，速率足够可用。
采用ＵＴＰ还是STＰ应视大楼功能而定。
一般的工程采用ＵＴＰ即可满足要求，不要盲目追求高性能。
抗电磁干扰要求较高的医院、金融大厦采用ＳＴP，其中，瑞士Datwyler产品性能较好。
（四）其他主流技术概要
1.火灾报警与消防联动控制。
对智能大楼而言，不能采用传统型消防系统，宜采用智能型火灾探测报警系统，即具有智能探测和智能监测兼有的系统。
目前，国外最新提出的是采用模糊人工神经网络分布智能火灾报警系统以及多元复合高性能探测器，可满足现代智能建筑防火的需要。
2.闭路电视监控系统。
这是目前惯用的监控系统，最大优点是采用长延时录像机，但其图像质量差，又不便于保存，无法与先进的数字压缩式监控系统相抗衡。
后者的优点是光盘录像，清晰度高，但价格昂贵。
目前主流技术是采用数字压缩式与传统模式相结合的方法，比较适合我国国情。
3.三网合一。
语言、数据和电视图像三个系统分开传送的缺点是既不经济又施工复杂。
三网合一采用电缆双向传输的方式，能同时传送三种不同信号。
三网合一是世界主流技术，但具体实施还有不少困难。
其形式有纯双绞线铜缆网、混合光纤／铜缆网、无线接入网和纯光纤网等。
目前以混合光纤／双绞线网为主流技术，世界各国较为普遍的做法是光纤到路边（FTＴC）、光纤到远端节点（FTTＲ）、光纤到大楼（FTTB）等与铜缆混合，是铜缆网向纯光纤网过渡的理想方案。
五、智能建筑技术的发展前景
智能建筑是信息时代的产物，是高科技与现代建筑艺术的巧妙集成，是创造舒适、安全、卫生、方便、和谐、高效的环境，实现可持续发展的一个重要途径，也是适应经济发展和生活条件改善的必然产物。
（一）建筑智能化系统需要环境平台
1.系统的正常工作离不开环境平台。
一个系统能否产生实际效果，除了系统本身的硬件、软件在技术、质量上必须得到保证并能正常运行外，还涉及到某些与运行休戚相关的外界条件。
智能化系统的工程效果是包括建筑环境在内的整个建筑大系统所共同产生的综合效果。
影响系统发挥正常功能的环境因素可称为环境平台。
例如，买电视机的时候通常不考虑买回去是否能用的问题。
这是因为电视机的环境平台（电视台、有线电视等电视源、适用的电源、制式等）在购买之前早已建立并正常地运行着。
反之，虽然DVD技术早已成熟，产品在市场上推出了多年，但是至今销售平平，实际应用者甚少。
其中DVD片源就是一个环境平台。
环境平台虽然是系统的非技术因素，但也是系统正常工作所必须具备的。
2.建筑智能化系统的环境平台
（1）一定质量的电源。
在建筑智能化设计中环境平台的问题显然十分重要。
智能化系统需要一定质量的电源，同时不能有过强的电磁波干扰。
如某大楼就发生过进口电机不适应国内50ＨＺ电源而达不到风速的事情。
（2）合适的控制对象。
合适的控制对象也是智能化系统的环境平台。
全部采用壁挂式空调的大楼，楼宇自动化系统即使再增加监控点、再加强管理软件的功能，也无法进行温湿度的控制。
（3）数据源的建设。
智能化系统的环境平台中，数据源的建设是极其重要的一种环境平台。
信息化的本质是信息资源在国民经济和人民生活中的全面利用。
电脑的作用和意义就在于对信息的收集、处理、传输和利用。
因而一个信息系统所具备的处理功能和能够处理的信息规模是相辅相成的。
我国电脑工业的起步时间并不晚，引进微电脑产品也可算很及时，然而我国电脑的应用水平却远远低于美、欧等国家。
除了经济和技术等方面的原因外，其中一个主要因素
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