智能建筑概述.docx

1、智能建筑概述智能建筑概述智能建筑是指以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。其主要构成包括楼宇管理自动化系统（Building Management Automation System）、通信自动化系统（Communication Automation System）和办公自动化系统（Office Automation System）。世界首幢智能建筑是1984年在美国哈特福德市建成的City Place大厦。具有代表性的智能建筑：英国诺丁汉税务中心、德国法兰克福商业银行、美国匹兹堡C

2、CI中心一、智能建筑的发展。1、发展背景。 随着科学技术的发展，人类的办公条件和居住环境逐步得到改善。建筑业发展到今天，出现了智能建筑，它集中体现了以人为本的现代建筑思想以及系统工程学的成果，它是土木工程技术与现代通信技术、计算机技术、控制技术的成功结合。 智能建筑（Intelligent Building，IB）是在人们对办公条件和居住环境提出更高要求的呼声下应运而生的，是以计算机和网络为核心的信息技术在建筑行业中应用的体现。它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合，将建筑物中用于综合布线、楼宇自控、计算机系统的各种分离的设备及其功能信息，有机地组合成一个互相关联、统一协调的整体，各种硬件与软

3、件资源被优化组合成一个能满足用户需要的完整体系，并朝着高速度、高集成度、高性能价格比的方向发展。2、智能建筑的意义。智能建筑概念的形成，得益于当今高速发展的信息时代人们对办公条件、生活质量和居住环境要求的不断提高。智能建筑理念的提出，必然对人类传统的思维方式、生活方式和工作方式产生影响。当网上交易成为最普通的商务模式，电子邮件成为最廉价的通信手段，远程教育成为最基础的教育方式，信息家电成为干家万户最普通的“家当”时智能建筑离人们就越来越近了。目前，对智能建筑含义的理解仍然存在一些偏颇，如有人认为安装了门禁、可视对讲机、自动报警等安防系统的建筑就是智能建筑，还有些人认为安装了宽带入网的建筑就是智

4、能建筑，这些认识都是片面的、肤浅的。确切地说，这只是智能建筑的组成内容之一，只有当信息化和智能化渗透到办公和家居生活的各个角落和各个层面，这样的建筑才算得上是真正意义的智能建筑。3、智能建筑的定义。国外关于智能建筑的定义1美国对智能建筑的定义智能建筑的概念最早是由美国人在1984年建成世界上第一座智能大厦后提出的。当时他们对智能建筑的理解是：根据建筑结构、建筑系统、建筑设施（服务设施）、建筑管理四个要素以及它们之间的内在关系的最优化配置，该建筑能提供一个既投资合理，又拥有高效优质的服务，使人们工作和生活舒适便利的环境。上述四个基本要素与综合布线系统的关系是很密切的。同时美国学者又指出，没有固定

5、的特性来定义智能建筑。经过20年的发展，美国的智能建筑已经处于更高智能的发展阶段，进入绿色建筑的新境界。智能只是一种手段，通过对建筑物智能的配备，强调高效率、低能耗、低污染，在真正实现以人为本的前提下，达到节约能源、保护环境和可持续发展的目标。如果离开节能和环保，再智能的建筑也无法生存。每幢建筑的功能必须与由此能带给用户或业主的经济效益紧密相关，智能建筑的概念将被淡化。2欧洲对智能建筑的定义所谓智能建筑是创造一种可以使住户有最大效率环境的建筑，同时该建筑可以使之有效地管理资源，而在硬件和设备方面的寿命成本最小。3日本对智能建筑的定义日本对智能建筑的定义，主要包括以下四个方面的内容：（1）作为收

6、发信息和辅助管理的工具。（2）确保在里面工作的人满意和便利。（3）建筑管理合理化，以便用低廉的成本提供更周到的管理服务。（4）针对变化的社会环境、多样复杂化的办公以及主动的经营策略作出快速灵活和经济的响应。国内关于智能建筑的定义我国学者普遍认为智能建筑的重点就是利用先进的技术对楼宇进行控制、联系和管理，强调的是实现楼宇三个方面的自动化功能，即建筑的自动化BA（Building Automation）、通信与网络系统的自动化CA（Communication and Network Automation）、办公业务的自动化OA（Office Automation）。我国学者张瑞武教授推荐的定义为：

7、智能建筑系统是指利用系统集成的方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动控制，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化结合，所获得的投资合理，适合信息社会需要，并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。国家质量技术监督局和建设部于2000年7月联合批准和发布了国家标准智能建筑设计标准（GB/T50314-2000），该标准的定义为：“它是以建筑为平台，兼备建筑设备，办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。”尽管对智能建筑至今很难给出一个确切的定义，但无论是

8、国外还是国内，凡是智能建筑都具有以下一些特征：1建筑内部需要具备较为完善的综合安保防范措施与办公、生活服务智能控制，即计算机控制，建筑和社会之间需要有高度的信息交互能力。2建筑内部需要有全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理。3必须为建筑内的用户提供多种基于多媒体技术的信息服务。综上所述，可以看出：智能建筑是一个综合的概念，是以建筑为平台，将建筑设备自动化、通信自动化和办公自动化及在此基础上的系统集成和服务管理进行优化组合，形成一个高效、舒适、便利的有机整体。它是现代建筑技术与计算机技术、控制技术、通信技术及图像显示技术等现代信息技术相结合的产物，具有工程投资合理、设备高度监控、信息管理

9、科学、服务优质高效、使用灵活便利和环境安全舒适等特点，是能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。4、智能建筑的建设目标。智能建筑是一种人、信息与环境相互作用的系统，是以高科技为基础的新型办公和生活环境，虽然每幢智能建筑的智能化水平根据使用要求、投资额度、经济效益及工作效率等因素而各不相同，但智能建筑建设所追求的目标是共同的，主要有：1共享信息资源。2提高工作效率和提供舒适的工作、生活环境。3楼宇采用计算机集中控制和管理，以减少管理人员和节约能源。4能适应环境的变化和工作性质的多样性。在信息化社会中，办公室工作已从日常的事务处理转向创造性的智力劳动，办公环境已逐渐成为企业集团生产力、竞争力和

10、经济实力的象征和决定因素之一。智能建筑的作用越来越重要，它已逐渐成为产业活动的中心。智能建筑所营造的办公和生活环境如图1-1所示。5、我国智能建筑的发展。我国智能建筑的发展历程大致为：19801985年，主要是开发和应用单一功能的专用系统。如出入口监控系统、闭路电视监控系统、空调设备监控系统、水电设备监控系统、消防设备监控系统、停车场管理系统、数据处理系统、统计报表系统、无线电话系统、对讲系统以及卫星电视、共用天线、广播音响、有线电话等。19851990年，发展为开发和应用多功能系统，包括综合保安系统，小区（楼宇）自控系统，消防报警、通信及联动系统，停车场系统，文本数据处理系统，无线通信系统，

11、有线通信系统等。19901995年，发展为开发和应用集成系统，包括BMS小区（楼宇）管理系统，OAS办公自动化系统，CNS通信与网络系统。19952001年，发展为开发和应用一体化集成管理系统，即IBMS智能建筑管理系统。其中，控制、信息两大部分可通过数据库实现数据的共享、分析及决策；彩色界面可立体、动态显示，并可使用Web网页及Web浏览器。现在，我国的智能建筑正在发展中规范，在规范中发展。为了推动智能建筑的发展，国家有关部门制定了实施计划，即20022005年，我国进入智能建筑的规模实验和推广阶段；2010年，我国大中城市60%的住宅要实现智能化。二、智能建筑的分类。智能建筑的发展已经并将

12、继续呈现出多样化的特征，从单幢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规划分散的居民小区，均被统称为智能建筑。智能建筑能使人与人之间的距离拉得更近，实现零时间、零距离的交流。对智能建筑可进行如下层次性分类：（一）智能大楼智能大楼主要是指将单幢办公类大楼建成综合智能化大楼。智能大楼的基本框架是将楼宇控制自动化（BA）、楼宇通信和网络系统自动化（CA）、办公自动化（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办公和生活的理想场所。（二）智能广场在未来，智能建筑开发会从单幢转变为成片

13、开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称之为智能广场。而且不再局限于办公类大楼，将会向公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑物种类扩展。智能广场除具备智能大楼的所有功能外，还有系统更大、结构更复杂的特点，一般应有智能建筑集成管理系统（IBMS），能对智能广场中所有楼宇进行全面和综合的管理。（三）智能住宅智能住宅的发展分为三个层次：首先是家庭电子化；其次是住宅自动化；最后是住宅智能化。美国称其为智慧屋，欧洲则称为时髦屋。智能住宅是指通过家庭总线把家庭内的各种与信息相关的通信设备、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

14、工作、学习和娱乐等各项服务，营造出具有多功能的信息化居住空间。智能住宅强调人的主观能动性，重视人与居住系统的协调，从多方面方便居住者的生活环境，全面提高生活的质量。（四）智能小区智能小区是对有一定智能程度的住宅小区的笼统称呼。智能小区的基本智能被定义为“居家生活信息化、小区物业管理智能化；IC卡通用化。”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、便利及舒适五大要素，以创造出各种环境（绿色环境、回归自然的环境、多媒体信息共享环境及优秀的人文环境等），从而使小区智能化有着不同的等级。（五）智能城市在楼宇和小区实现了智能化后，城市的智能化程度进一步被强化，将会呈现以信息化为特征的

15、智能城市。智能城市的主要标准首先是通信的高度发达，光纤到路边、光纤到楼宇、光纤到办公室、光纤到小区、光纤到家庭；其次是计算机的普及和城际网络化，在经历了“统一的连接”、“实时业务的集成”、“完全统一”三个发展阶段后，将出现在网络的诸多方面进行统一的“统一网络”。计算机网络将主宰人们的生活、工作、学习、办公、购物、炒股、休闲等几乎所有的领域，电子商务成为时尚；再次是办公作业的无纸化和远程化。三、智能建筑的组成。智能按不同的划分标准有不同的组成：如果按系统分层可分为几个子系统；如果按功能划分，可分为硬件和软件两部分；如果按位置划分，可分为机房设备、终端设备、中间设备及传输介质。下面主要介绍按系统分

16、层的智能建筑的组成。图1-2为智能建筑系统的组成图。智能建筑管理系统由安全防范子系统、设备自动化控制子系统和通信与网络自动化子系统组成。其中安全防范子系统包括防盗报警子系统、电视对讲门禁子系统、闭路电视监控子系统、周界防范子系统、消防报警子系统、可燃气体泄露报警子系统、紧急求助子系统等；设备自动化控制子系统由中央空调控制子系统、门禁控制子系统、水电气热控制子系统、家用电器自动控制子系统、四表（水表、电表、煤气表和热量表）远程抄送子系统、停车场管理子系统、社区设备管理子系统等；通信与网络自动化子系统包括家庭办公子系统、网上购物子系统、语音与传真（电子邮件）服务子系统、远程教育子系统、股票操作子系

17、统、VOD视频点播子系统、电视电话子系统等。从表面看，智能建筑管理系统的组成部分似乎有着平等的地位，但是从全局看，地位是不同的，各部分的重要性等级由高到低如图1-3所示。由图可知：消防报警子系统的重要性等级最高，对大楼可否使用有着最高的否决权；其次是安全防范子系统，它决定了BAS是整个大楼的基础，是大楼能否投入使用的先决条件。四、智能建筑的功能。根据上面智能建筑管理系统的组成，其功能也主要体现为安全防范、设备自动化控制和通信与网络自动化三个方面。（一）安全防范根据智能建筑类型的不同和风险防护的需要，为保障业主与租户的人身与财产安全，运用计算机通信技术、电视监控及报警系统等形成综合的安全防范体系

18、，是小区（楼宇）的首要任务。这具体包括以下内容：1小区（楼宇）周边的防范小区（楼宇）周边的防范由红外主动探测器、电子篱笆等构成，是小区（楼宇）安全的第一道屏障。2电子巡更新型的电子巡更子系统采用模块化设计的信息钮和接触棒，信息钮固定在每个巡更点，接触棒内含有CPU模块和存储单元，由巡更人员携带。当巡更人员到达每个巡更点时，以接触棒碰触信息钮，自动记录下巡更的日期、时间及位置等信息。需要时将接触棒通过接口模块与计算机相连，用专用软件即可读出和查询巡更时间。3楼宇可视对讲及IC卡门禁在每幢楼宇的每个单元入口设置可视对讲系统和非接触式IC智能卡门禁系统，楼内住户通过出示其非接触式IC卡，便可控制门禁

19、系统，开门进入；而对外人来访，住户可在户内通过对讲可视系统看清来访者，并与其通话，待确认其身份后，决定是否开门让其进入楼宇。该系统应具有高保密性和使用方便等特点。4小区（楼宇）停车场管理小区（楼宇）停车场管理系统一般采用较流行的感应式IC卡作为管理手段，同时，具有红外遥控车库门开关和防盗报警及倒车限位等功能。5闭路电视监控在小区（楼宇）的出入口、主要通道、车库等重要场所安装摄像机，将检测区域的情况以图像方式实时传送到管理中心，值班人员通过电视墙可以随时了解这些重要场所的情况。6家庭防灾报警及应急联动防灾主要是指防火、防盗和防煤气泄露（“三防”）。小区（楼宇）火灾采用以烟感探测器为主的消防报警连

20、动控制，并与消防局联网。防盗报警系统由常规门磁开关、双监探测器及玻璃破碎报警器等组成。煤气泄露探测器安装在厨房内离地面1米高处，当煤气浓度大于国家规定标准时产生报警。设在小区（楼宇）控制中心的监控主机通过报警接受机或者专用通信网络，产生声像报警。“三防”设备要求可靠，以免产生误报。物业管理和设备自动化控制通信和网络服务五、智能建筑的优越性与效益智能建筑是计算机和网络技术发展到一定阶段的必然产物，是多学科知识、高新技术的巧妙集成，是理想的办公和生活场所，它能节省更多的能源，更及时、全面地实现商贸电子交易，从而比其他的建筑具有更强的优越性，可以使用户获得更大的经济效益、社会效益和环境效益。1、智能

21、建筑的优越性智能建筑的优越性主要体现在以下几个方面：（一）提供安全、舒适、能提高工作效率的办公环境目前，不少高楼大厦的中央空调系统不符合卫生要求，往往成为传染疾病的媒介。在国外，将引起用户头疼、精神萎靡不振，甚至频繁生病的大楼称为“患有楼宇综合症”的大厦。而智能建筑中装有消防报警自动化系统和保安自动化系统，其所具备的智能化可确保大楼的人身和财产安全；其空调系统能检测出空气中有害污染物的含量并能自动消毒，使之成为安全健康的大楼；智能大楼对温度、湿度、照度及空气中含氧量均能自动调节，甚至控制音响和色彩，使楼内人员心情舒畅，从而大大提高工作效率。此即从安全保障上带来的效益和节约。（二）节省能耗 节能

22、是智能建筑高效和高回报率的具体体现。据统计，在发达国家中，建筑物的耗能占全国总耗能的30%40%左右。而在建筑物的耗能构成中，采暖、空调及通风设备的耗能占65%左右，是耗能大户；生活热水耗能占15%；照明、电梯及电视耗能占14%；厨事耗能占6%。在满足使用者对环境要求的前提下，智能建筑可通过其内含的高技术，尽可能地利用自然光、大气冷热量来调节室内环境，最大限度减少能耗，并按事先编好的程序，区分工作和非工作时间，对室内的温度和湿度进行不同标准的自动控制。（三）提供现代化的通信和信息服务 信息时代，时间就是金钱。在 智能建筑中，用户可通过国际直拨电话、电子邮件、电视会议、卫星接收、信息检索与统计分

23、析等多种手段，及时获得全球性金融信息、商业情报、科技情报等最新动态。并可借助国际互联网和企业网，及时发布信息，并随时与世界各地的企业进行电子商贸等业务活动。这是信息的收集与传播更及时更准确而带来的效益。（四）建立先进与科学的综合管理机制智能建筑内各类系统同时运行，其管理具有相当的难度。“智能建筑综合管理系统”为整幢大楼提供了高度集成的实时监控以及全方位的物业管理，是先进与科学的大楼综合管理机制，从而更方便用户。这是采用新技术而带来的节约和效益的提高。（五）能满足多种用户对不同环境功能的要求一般建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计，而智能建筑要求建筑结构设计必须具有多方面的功能，除

24、支持3A功能的实现外，还必须是开放式、大跨度框架结构，允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能，室内办公和生活所需要的通信与电力供应也应具有极大的灵活性，通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱电与强电插座，只要改变跳接线，就可以快速改变插座的功能，如变程控电话接口为计算机通信接口等。2、智能建筑的效益智能建筑建成后，将会产生巨大的经济效益、社会效益和环境效益。（一）经济效益1能源的节约智能建筑的中枢是以计算机为主的控制管理中心，它通过结构化综合布线系统与各种终端，如通信终端（电话、计算机、传真和数据采集等）和传感终端（如烟雾、压力、温度、湿度传感等）相连接，“感知”建筑物内各个空间

25、的“信息”，并通过计算机处理给出相应的对策，再通过通信终端或控制终端作出相应的反应，使得该大楼好像具有“智能”。这样，大楼内的所有设施都实行按需控制，提高了大楼的管理和使用效率，降低了能耗。2管理的改善据有关资料统计，智能建筑中智能系统的投资回收期为3年左右，远远低于建筑中的其他部分；智能建筑的运行费和能耗比常规建筑低30%45%，而售房率和出租率比常规建筑高出15%。智能建筑经济效益分析的两种观点如图1-4和图1-5所示。智能建筑经济效益分析的第一种观点图1-5 智能建筑经济效益分析的第二种观点智能建筑开发在一定程度上是节省成本的策略，使用了建筑的智能体系，可降低设备成本20%30%，节省工

26、程造价成本30%，节省劳动力成本60%。增加功能、改善服务、提高效益及降低成本已经成为建筑业的一种发展趋势。（二）社会效益智能建筑的社会效益是多方面的，有的明显，有的隐蔽而影响深远，可概括为以下几个方面：1智能建筑工程的建设，将改变传统建筑的建设方式，克服技术不规范、实用性差、投资不合理、市场混乱等不良现象，推动建筑行业朝着健康、有序和协调的方向发展，形成具有中国特色的新的建筑行业，从而在整体上有利于我国建筑业的科技进步。2通过智能建筑工程的建设，将逐步形成一个完整、科学和实用的智能化信息网，这对建立和完善我国城市现代化管理体系，促进建筑学科发展，具有重要的推动作用。3在智能建筑建设过程中，可

27、形成大量的工程技术研究成果，这些成果对有关部门制定智能建筑建设的各项政策、法规具有重要作用。（三）环境效益智能建筑的环境效益至少体现在以下两方面：一是在房屋内部，自动控制的温度、湿度及新风量，可为人们提供安全舒适的办公环境，通信的现代化也可以提高办公效率；二是对外而言，智能建筑的节能性可直接减少能耗，从而对减少环境污染作出贡献。国外的所谓绿色照明工程，其实质就在于此。所以，搞智能建筑，是发展我国环保技术、美化城市环境的一项行之有效的措施。智能建筑是信息时代的必然产物 ，是高科技精灵与现代建筑的巧妙集成，它已成为综合经济国力的具体表征，并将以龙头产业的面貌进入21世纪。近年来，“智能建筑”这一名

28、词已不陌生，但无论在国际上，或在国内，“智能建筑”至今均无统一的定义。其重要原因之一是智能建筑是信息时代的产物，当今科学技术正处于高速发展阶段，其中相当多的成果将应用于智能建筑，使其具体内容与形式相应提高并不断发展。时至今日，国外新建的大型建筑多数已属该范畴；近年世界大型建筑的半数将出现在中国大陆。因此，有必要统一认识，给“智能建筑”下个定义。美国智能建筑学会（AIBI，American Intelligent Building Institute）定义“智能建筑”是将结构、系统、服务、运营及相互联系全面综合，并达到最佳组合，所获得的高效率，高功能与高舒适性的大楼。该定义的特点是较概括与抽象。

29、在日本建筑杂志载文中，突出智能建筑就是高功能大楼，是方便有效地利用现代信息与通信设备，并采用楼宇自动化技术，具有高度综合管理功能的大楼。在新加坡，规定智能大厦必须具备3个条件：一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动化控制系统，以及自动调节大厦内的温度、湿度、灯光等参数的各种设施，以创造舒适安全的环境；二是具有良好的通信网络设施，使数据能在大厦内进行流通；三是能提供足够的对外通信设施与能力。智能大厦具有多学科、多技术系统综合集成的特点，故推荐如下定义：智能建筑系指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服

30、务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理，适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。智能建筑是社会信息化与经济国际化的必然产物；是多学科、高新技术的巧妙集成；也是综合经济实力的象征。大量高新技术竞相在此应用，多功能可视电话、多媒体技术、电子邮件、卫星通信、计算机国际通信网络、智能保安与环境控制已不陌生；未来的信息高速公路、能量无管线传输等最尖端的高科技也会首先在这片沃土上扎根成长。用图通俗地描述智能建筑的定义，也许更形象且易于被更多的朋友接受。图示表示法。下图中，BAS（Building Automation System）为建筑设备自动化系统；OAS(Office A

31、utomation System)为办公自动化系统；CAS(Communication Automation System)为通信自动化系统；SCS（Structured Cabing System）为结构化综合布线系统，它包括综合布线系统PD(Premises Distribution System)。定义框图一 关于智能建筑智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 （Hartford）市建成。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。智能建筑是信息时代的必然产物，建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术

32、（即Computer计算机技术、Contro控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）。将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。 智能建筑应当是：“通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计， 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。” 建筑智能化结构是由三大系统组成：楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)二、楼宇自动化系统简介楼宇自动化系统也叫建筑设备自动化系统(Buidin