智能建筑课件四

第1章智能建筑概述

1.1智能建筑的发展

1.1.1智能建筑的发展背景不断发展的人类社会活动需求是建筑不断发展的根本动力，科学技术则是实现建筑两大基本目标——功能与美观的前提和手段。

人们对建筑在信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性等诸多方面提出了更高要求。功能的扩展则主要是通过在建筑物内采用各种新型建筑设备来实现。1.1.2世界第一座智能建筑的诞生

智能建筑一语，首次出现于1984年。当时，由美国联合技术公司(UTC，UnitedTechnologyCorp．)的一家子公司——联合技术建筑系统公司(UnitedTechnologyBuildingSystemCorp．)在美国康涅狄格州的哈特福德市改建完成了一座名叫CityPlace(都市大厦)的大楼，“智能建筑”出现在其宣传词中。

该大楼以当时最先进的技术来控制空调设备、照明设备、防灾和防盗系统、电梯设备、通信和办公自动化设备等，除可实现舒适性、安全性的办公环境外，并具有高效、经济的特点，从此诞生了公认的第一座智能建筑。大楼用户可获得语音、文字、数据等各类信息服务，而大楼内的空调、供水、防火防盗、供配电系统均为电脑控制，实现了自动化综合管理，使用户感到舒适、方便和安全，引起了世人的注目。

1.1.3国外智能建筑的发展

自第一座智能大厦诞生后，智能建筑便蓬勃发展，以美国和日本兴建的最多。日本第1次引进智能建筑的概念是在1984年的夏天，10余年来，相继建成了墅村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、标致大厦、NEC总公司大楼、东京市政府大厦、文京城市中心、NIT总公司的幕张大厦、东京国际展示场等。在法国、瑞典、英国等欧洲国家和香港、新加坡、马来西亚等地的智能建筑也方兴未艾。据有关统计，美国的智能建筑将超过万幢，1986年日本就新建智能办公楼面积达89万m2，占新建办公楼总面积的6％，到1988年该比例已上升至18％，日本1995年新建的大楼中60％是智能建筑。

1.1.4国外智能住宅与智能小区的发展

德国弗劳恩霍夫研究会与11家公司联手合作，建成的世界首座样板“智能住宅”，向人们揭示了未来住宅的前景和计算机技术发展的新趋势。

西班牙隆卡建筑事务所最近推出一种旋转式公寓住宅

位于美国西雅图的Reflex通信公司，从1998开始以其独特的技术提供网络接入及信息访问等服务

美国建筑专家巧妙构思，研制出一种由计算机控制的旋转房屋

日本科技人员在东京的麻布地区修建了一座现代化的房屋，以解决与大自然如何协调的问题

1.1.5我国智能建筑的发展

1990年建成的北京发展大厦(18层)可认为是我国智能建筑的雏形

1995年3月14日，我国工程建设标准化协会正式颁布“建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范”

1995年7月，上海华东建筑设计研究院制订出“智能建筑设计标准”，1996年3月被上海市建委批准为上海市地方标准

1997年，建设部发布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》。1998年，建设部发布了《智能建筑设计及系统集成资质管理规定》。1999年，我国开始建设智能住宅小区。建设部于1999年12月，发布了《全国住宅小区智能化系统示范工程建筑要点与技术导则》。2000年，信息产业部先后主编了推荐性国家标准《建筑与建筑群布线系统工程设计规范(GB／T50311--2000)》和《建筑与建筑群布线系统工程验收规范(GB／T50312--2000)》。

2000年10月，国家建设部和国家质量监督局共同制定、颁布了我国第一个智能建筑设计国家标准《智能建筑设计标准(GB／T50314--2000)》。2001年，“城市规划、建设与管理数字化工程”列入国家“十五”科技攻关重点项目计划。2002年，我国颁布了《智能建筑工程质量验收规范(GB50307--2002)》。

1.1.6智能建筑的发展趋势

(1)建筑智能化的外延在扩展

①智能化的建筑材料

自修复混凝土、光纤混凝土

②智能化的建筑结构

(2)智能建筑的范围在扩大国外智能建筑的发展呈现出两方面的明显趋势。一是智能建筑已从办公写字楼向宾馆、医院、体育场馆、住宅、厂房等领域扩展；二是随着智能建筑建设范围的扩大与数量的增加，智能建筑正向智能小区、智能城市发展。

(3)建筑智能化与绿色生态建筑的结合

①绿色生态建筑

②建筑智能化对生态建筑的支持

1.1.7智能建筑发展存在的问题

智能建筑运行不正常的原因有如下几个方面：

①概念原因②建筑师不了解智能建筑③设计图不完善④供货商的原因⑤技术力量原因

1.2智能建筑的概念

1)美国智能建筑学会定义

智能建筑是通过对建筑物的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进行最优化设计，从而提供一个投资合理、具有高效、舒适、便利环境的建筑空间。

2)日本智能大楼研究会定义

智能大楼是指具备信息通信、办公自动化信息服务以及楼宇自动化各项功能的、满足进行智力活动需要的建筑物。

3)欧州智能建筑集团定义

智能化建筑是使用户发挥最高效率，同时又以最低的保养成本，最有效地管理其本身资源的建筑。

4)新加坡定义

智能建筑必需具备3个条件，一是具有保安、消防与环境控制等自动化控制系统，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流通；三是能够提供足够的对外通信设施与能力。

5)国内定义

①定义1：智能建筑是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。②定义2：智能建筑是以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化等功能，集系统结构、服务、管理及它们之间的优化组合，向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。

智能建筑的本质，简单说就是为人们提供一个优越的工作与生活环境，这种环境具有安全、舒适、便利、高效与灵活的特点。

1.3智能建筑的功能

智能建筑通过大量采用信息技术及设备从而具有了许多崭新功能。智能建筑可提供3大方面的服务功能，即安全性、舒适性和便利高效性。智能建筑可以满足人们在社会信息化新形势下对建筑物提出的更高的功能需求。

安全性功能舒适性功能便利高效性功能火灾自动报警空调监控综合布线自动喷淋灭火供热监控用户程控交换机防盗报警给排水监控卫星通信闭路电视监控供配电监控Internet保安巡更卫星电视宽带接入电梯运行监控背景音乐物业管理出入控制装饰照明一卡通应急照明视频点播办公自动化智能建筑3大服务功能

1．4智能建牺筑的特籍点（1）辽系统高淋度集成从技术狡角度看龄，智能沙建筑与邻传统建宏筑最大射的区别戴就是智施能建筑社各智能冠化系统幅的高度饰集成。智能剂建筑街系统托集成哀，就屈是将免智能酸建筑叙中分孩离的老设备酱、子坛系统拆、功泥能、辟信息御，通煤过计护算机轻网络杰集成成为一鉴个相输互关康联的放统一译协调失的系备统，喊实现攻信息既、资择源、喘任务傅的重现组和橡共享赖。智恐能建叼筑安裁全、秩舒适竞、便谢利、即节能警、节佩省人滚工费遇用的旷特点并必须床依赖塑集成符化的剩建筑娇智能姜化系鞋统才肢能得母以实共现。（2）青节能以现代严化商厦检为例，睁其空调遍与照明记系统的铺能耗很是大，约除占大厦乓总能耗盲的70％。在凡满足使择用者对凉环境要竿求的前聪提下，泪智能大豪厦应通笨过其“泥智能”仁，尽可遍能利用待自然光愉和大气守冷量(或热皱量)来调洞节室停内环雪境，心以最述大限梢度地两减少灰能源舟消耗柄。按也事先惊在日壶历上偿确定身的程着序，厚区分偏“工蛛作”狮与“逆非工汽作”陪时间竹，对熔室内慕环境婆实施眠不同习标准暑的自晒动控犹制，齐下班本后自伏动降忆低室卷内照缴度与葡温湿菜度控搅制标醒准，绍已成庆为智段能大绿厦的戒基本隔功能克。利液用空可调与旬控制拢等行种业的宣最新邮技术分，最误大限动度地届节省趟能源席是智纠能建侍筑的摇主要渐特点捐之一胜，其络经济远性也枕是该蚂类建蜜筑得讯以迅庸速推姨广的肆重要顺原因悄。（3）榴节省运澡行维护蚀的人工极费用根据逆美国熔大楼伟协会险统计滚，一趁座大乱厦的摘生命另周期霞为60年，切启用辛后60年内的庸维护及千营运费育用约为喜建造成烫本的3倍。再醉依据日桑本的统弯计，大智厦的管泰理费、霞水电费客、煤气膨费、机惹械设备岂及升降宁梯的维汪护费，屈占整个跨大厦营误运费用菊支出的60％左右岗；且其兴费用还意将以每宇年4％的速哑度增加丑。所以帆依赖智岸能化系究统的智热能化管惊理功能琴，可发即挥其作缸用来降好低机电安设备的柏维护成删本，同装时由于筐系统的悼高度集谋成，系阁统的操辉作和管暮理也高蒜度集中任，人员谊安排更显合理，守使得人集工成本圆降到最圾低。（4）墓安全、鹊舒适和级便捷的易环境智能建土筑首先悲确保人给、财、完物的高倘度安全排以及具恳有对灾伟害和突拉发事件枪的快速呢反应能当力。智泡能建筑事提供室考内适宜乖的温度绣、湿度勾和新风奴以及多哲媒体音替像系统企、装饰芝照明，货公共环唐境背景盯音乐等邮，可大艇大提高邀人们的堂工作、干学习和种生活质缴量。智穷能建筑塘通过建扑筑内外竞四通八扒达的电见话、电奥视、计酒算机局勇域网、店因特网疲等现代夫通信手帖段和各覆种基于叫网络的壳业务办查公自动公化系统艇，为人省们提供盲一个高秃效便捷湖的工作读、学习污和生活烧环境。1．5智能建舰筑的环凶境条件建筑易环境——梨开放筝的建雾筑空渔间、棚综合三布线耍方式仗、色俩彩合组理组部合、因降低就噪声喊措施泰等。空调环史境——温概度、湿踢度、风断速等。照明然环境——煮照度滑标准俊、装锤饰照尿明等头。1)珠建筑甘环境建筑环陡境设计膜的内容闹包括很秋多方面牵，如空阻间的处瞧理、家醉具布置愤、办公充设备的副放置、焰配线方胃式、噪敏音的控霉制、色茄彩的组灯合以及痒地板等贝内容；在现行粪设计中汽，配线颈主要分湖为垂直园方向和漂水平方纵向。对伟于垂直汤方向的象配线，远大多是菜通过垂细直管道吧井敷线达。垂直贝配线喜仅仅红是解面决了隙智能拌建筑较内的闪配线破干线汇的敷吃设，您而大收量的弓支干淘线和摧分支焰线是分沿水域平方既向敷渠设的镇。如浑果要贞将这斜些大肉量的墓支干羽线和猾分支霉线都鞭预埋头在楼鲜板内您敷设两，是呆不可敏想象趟的。2)空厅调环境良好的打空调环觉境是智柄能型建呢筑舒适孙环境的降重要条咱件之一掠，要形蛙成良好觉的空调箱环境就闸必须有稿适当的绿室内温证湿度、近较均匀拦的气流干分布、挥设备能感正常工舍作和噪垫音小等记，以及另空调系符统要经典济合理蜡，能根倘据办公种功能或恼出租的验要求，浪灵活改举变空调酸分区。空调环躬境内容情见P9表1捞．2捷。3)翻视觉命环境智能究建筑忠的视野觉环盯境，铅不能扮简单寄地理局解为复只是酿为办粉公室爆提供皂足够鸽的照柿度就搁可以精了，密作为装环境鸽，它品必须妻与建侮筑师蚀的总泉体构赏思相蛾符合谋，必踢须与早室内职的色笼彩、章家具戒相协搂调，本这样润就要都求我念们在血设计蹲时，默对采脚用什佛么样绑的灯环具、叼什么朴样的牲照明破方式各、灯黄具如却何布案置以本及如缩慧何控幕制光讽源等率加以筛认真述研究籍，为奇办公些人员杜提供膊舒适但的、户工作横效率周高的幼视觉罗环境委。1．6建筑娇智能狮化系反统的欧层次倦结构建筑察智能置化系房诚统的任结构拢由上楼层的毛智能花建筑职综合艳管理搂系统(IB府MS：Int哄ell传ige栏nt持Bui帽ldi付ng碧Man验age渡men篮tS归yst折em)和下层悦的3个智述能化勉子系询统构苍成：建筑设议备管理反系统(BM扯S：Bu呆il晃di较ng笨M糠an替ag纠em饶en啄t顶Sy绒st花em亏)，通信届网络描系统(CNS：Co敬mm剩un弓ic锐at阵io捷n汪Ne扫tw沉or序k缴Sy伯st虫em瓣)和办公自梢动化系匹统(OA针S：Of进fi再ce稻A免ut挤om迟at它io叙n腔Sy汪st钳em牌)。BM谷S、CNS和OA虚S专3个子系留统通过践综合布毒线系统(GC狗S：Gen脊eti告cC阁abl兴ing端Sy歼ste韵m)连接成尘一个完时整的智葛能化系罢统，由IB饶MS统一住监管藏。BMS包括末建筑白设备津自动必化系创统(BAS：Bui姿ldi躺ng殊Aut派oma弊tio幸nS开yst慕em)、消防自省动化系涉统(FA防S：Fi票re枕A塑ut石om缸at塌io恐n兴Sy摆st刮em兄)、安防自撞动化系馒统(SAS：Saf煎ety段Au具tom筐ati叠on机Sys躺tem饰)。IBMSBMSCNSOASFASSAS电话电视LAN接入网FASFASBAS建筑智能化系统结构图1．7建筑磁智能邻化系食统的夺核心猜技术从技术溉角度看狱，相对嗽于传统亲建筑，姐智能建居筑主要寇是广泛拢采用了费“3C”高新技鹊术，即现代计拣算机技嘉术(Com胁put赚er)、现代通盲信技术(Co拼mm楚un误ic抹at蔬io肿n)和现代嫁控制狮技术(Co便nt烤ro左l)。由于午现代暖控制淹技术姨是以层计算她机技远术、趋信息宇传感洋技术扶和人稀工智沉能技悼术为灶基础龄的，粪现代暴通信既技术顾也是游基于介计算盟机技饮术发客展起辫来的谦，所轧以“3C”技术越的核裤心是姥信息甘技术渗。1)删现代绸计算浙机技吼术(1)微处坟理器小技术(2附)软件技腹术(3江)多媒贴体技埋术(4)信息安乞全技术2)白现代针通信志技术3)夹现代婚控制袍技术集散控跳制技术模糊灵控制蚂技术神经湾网络认控制饺技术1．8建筑智汁能化系嫁统的集译成智能脖建筑蝴一体霸化集滩成管柿理的奖能力护是智谎能建刊筑最并重要呈的特折点，传是区快别智货能建膨筑与检传统故建筑台的分衫水岭乡丰。同粱样一培体化买集成扣管理驼的能全力大扑小，阔也反春映了粥智能呢建筑笔的“盛智商榆”程爬度。1．8．1系统盖集成寻的概态念系统集剩成是指畅在一个腹大系统锁环境中获，为了刊整个系跪统的协泪调和优趁化，在罚相同的包总目标址之下，像将相互昆之间存瓣在一定尿关联的截各子系稼统，通劳过某种坝方式或惨技术结赢合在一案起1．8．2智能棋建筑劝系统铃集成吉的发菊展背脱景随着现占代通信蛛、计算惜机及其历网络技微术的飞鲁速发展粱，智能挡建筑中鼻的各个却系统正逮向着规唐模大、肢控制对窃象多且卡分散，酸各个子狮系统之忧间以及趁建筑物唇内、外拍对信息此传递速允率和共什享程度井提出了钓很高的个要求。础另外，覆由于建绝筑物内直语音、消数据和袖控制等太各类信笋号的传箩输线缆赵大量、截重复的顷敷设，唤给管理链维护工馅作带来策了极大康的不便同，所有抓这一切胆都对智影能建筑烘的发展访提出了扫新的挑价战。将离智能建虎筑中各援类设备竭和子系粘统通过蛇一定的巾技术方美式集成筋在一起驴，产生巷了智能制建筑系腿统集成头这一新嘴的概念忠和技术算。1．8．3智能建墙筑的系冈统集成智能母建筑业系统搏集成挂，就省是将设智能或建筑溉中分醉离的幻玉设备戏、功灶能、防信息未通过剑计算虏机网郊络集剧成为川一个钳相互转关联夹的、粥统一灰协调液的系奴统，她实现侧信息捎、资刊源、宾任务沉的重俘组和开共享革，达熄成一聚个安矛全、政舒适窜、高湾效、尚便利照的工锹作环绪境和去生活摩环境秤。系统绞集成做不是纯目的奔，也夕不是找一套炎系统括、设晨备、苗软件介，而闲是一蔑种思铜想、吊方法墓和技旱术手塌段。1．8．4系统督集成盼的意送义通过喇对智之能建饿筑各把子系袍统进悦行系笨统集刷成，栋可以近对各胡个子僵系统骡进行箩集中烛监控阿，从拜而提臣高管街理和耀服务摊效率速、节热省成本本、胁降低巴运行不和维泽护费交用。通过时综合肠设计蒜集成晶系统者，可子以优络化总辜体设浓计，轰减少霜各个跃子系迹统中纷的硬荐件和晃软件咱重复投资。采用叉统一炼的硬滔件和区软件贝结构围，使蓝操作能和管苍理人克员更备容易颗地掌嚼握其恩操作薪和维惑护技坦术。为业主瓶或租赁辉户提供偏高效率包、高质铁量的物敌业管理信服务，笛提升建巨筑物的谦档次，晌使建筑咸物售前茎升值和亦售后保虚值。为业主乱或租赁论户提供乖一条建腊筑物内故外四通坑八