智能楼宇绪论

绪论第一节楼宇智能化技术的基本概念

第二节建设智能建筑楼宇的目标第三节智能楼宇的主要特征第四节楼宇智能化技术的主要内容教学基本要求：理解楼宇智能化技术的基本概念；了解智能楼宇的建设目标、主要特征及发展趋势；掌握楼宇智能化技术的主要内容。智能建筑是建筑技术与信息技术相结合的产物，起源于80年代初期的美国。当时大公司为满足本身办公业务和设施管理发展的需要，依靠通信和计算机技术迅速发展的条件，在自由竞争体制下发展起来的。1984年美国康涅狄格州哈特福特市的“城市广场”是世界上公认的第一座智能化大厦。1985年日本东京的一座智能大厦电报电话大楼落成。日本还于当年底成立了国家智能建筑专业委员会，准备将智能化建筑从单一扩大到整个城市、国家。新加坡政府的公共事业部门为推广智能建筑，专门制定了“智能大厦手册”。英国、法国、加拿大、瑞典、德国等也相继在80年代末90年代初建成了各具特色的智能建筑。据初步统计，在美国已有上万座智能建筑，日本在现在新建的大型建筑中60%以上是属智能型的。第一节楼宇智能化技术的基本概念

维也纳Millennium大厦背景资料大厦：高202米，50层全部楼层面积：100000平方米办公室，公寓，购物和休闲设施灵活的布线设备配置INSIGHT工作站11000物理数据点LONMARKS控制器AlgoRex防火系统优点：灵活的布线部分国家的智能建筑实例迪拜Jumeirah海滩度假胜地背景资料世界首家7星级酒店会议中心，运动中心，餐厅，Aqua公园娱乐场所设备配置：可通过光纤光缆传输26000数据点的楼宇管理系统可个别控制的房间由直接数字控制器控制的瀑布优点：为每位客人提供最大限度的舒适服务最大的可靠性BurjalArabTowerHotel21世纪广场沈阳，中国USBancorpTower

波特兰，美国皇家图书馆

哥本哈根丹麦水上世界里斯本葡萄牙展览馆阿姆斯特丹荷兰CanaryWharfTowers，

伦敦，英国百事中心

丹佛美国东方文华酒店

香港，中国美国数据中心

达拉斯，美国耗能仅为传统房屋的1/4；70％建材使用可再生、可循环的3R材料；借助自然通风系统，每小时换气多达20次；每年屋内利用空调控温的时间将比原来减少2到3个月；房间无论朝南朝北，一年四季都将充满阳光。聪明屋——天然采光。从外型上看，生态办公楼的结构有些一反常态：长方形如火柴盒，中间一条走廊，南北两排办公室，东北向西南倾斜的中庭从一楼直达三楼，庭内绿树葱茏。为了让南北两楼共享阳光，整座大楼南低北高，中庭屋顶上盖着块巨大的透明玻璃天窗。冬天，灿烂的阳光从天窗射入，照耀着北面办公室，身在其中的办公族感受到的不仅是暖意，还有拥抱阳光的快乐。更神奇的是，通过玻璃天窗开启角度的随意调整，只要天气晴好，白天几乎用不着开灯。——自然通风。大老远，你就能看见北楼屋顶竖起的黑“烟囱”。这可不是工厂中浓烟滚滚的污染源，而是“为有源头清风来”的换气口。原来，生态办公楼在地下2米左右深处，间隔埋设着若干根数十米长的小管道，管道出口一头在中庭，另一头在数十米外的旷地。这头，热空气“飘飘然”直往上蹿，从屋顶通风口散逸而出，并形成烟囱效应，从地面管道中拔风；那头，从地面抽取的热风经过数十米长的地下管道时，管道外湿冷的泥土和恒温的地下水会给风不断降温，再经过滤处理，进入办公楼的永远是清新空气。——超低能耗。生态楼能节能75%：首先是墙面。在加厚的内外墙之间是一道5至8厘米厚的空气层，里面装有保温防水的反光材料，光是这样一层复合墙体就可节能25％。其次是屋顶。炎炎夏季，生态楼将戴双层帽：第一层是太阳能储热板，它将利用太阳能为大楼供冷；第二层是敷在屋顶的高密度泡沫板，它犹如一顶保温帽，能有效阻挡紫外线的入侵，使室内自然温度降低2.3℃。而每降低1℃，空调将减少能耗10％。再次是窗户。生态楼将采用低辐射玻璃，可有效阻断红外光。经过特殊处理后，窗玻璃还能顺从人意，把阳光折射到室内需要的角度。此外，窗外还将悬挂自动遮阳的电子百叶窗，不仅开合随意，其遮板上的细孔能让微风和光线畅通无阻。——健康空调。空调常被喻作大楼之肺，可传统空调，尤其是中央空调却往往是大楼藏污纳垢之处。比如，传统空调靠的是冷凝水除湿，这使得空调内部总是潮乎乎的，一到黄梅天，其中霉菌四溢。此番生态楼将彻底摈弃这种老式除湿法，还大楼一个健康的“肺”。除此之外，健康空调还能利用大楼散热循环制冷，降低能耗20％。而新型制冷剂的加入，更不会破坏人类共有的臭氧层。——绿色建材。数据显示，建筑能耗已占全国能耗的27.6％，建材生产能耗已占全国能源生产的13％，而建筑垃圾中有大量再生骨料尚未加以利用。生态楼将大批使用3R材料，最大限度地实现废物利用和资源循环。所谓3R，是指节约资源（Reduce）、可再生利用（Reuse）和可循环（Recycle）。此次作为大楼黏合剂的混凝土，将在3R上作足文章。废骨料、矿渣粉、粉煤灰，甚至栽培花草的小陶粒，都将成为水泥的完美“替身”，而大量旧木地板的回用，更将为房屋增添几分自然之感。一、定义：通过对建筑物的四个基本要素即结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在相互联系的最优化的考虑，来提供一个投资合理又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑具备的基本能力：（1）对环境和使用功能变化的感知能力。（2）将信号传递到控制设备的能力。（3）综合分析数据的能力。（4）作出判断和响应的能力。③能够帮助其业主、管理者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、长期的灵活性以及市场效应的目标。二、基本功能：①通过结构、系统、服务和管理的最佳组合提供一种高效和经济的环境。②能在上述环境下为管理者实现以最小代价提供最有效的资源管理。①现代计算机技术：应用此技术构成的建筑物管理控制网络系统具备了很强的集成性，同时又具备各种子系统的独立管理能力，极大地提高了建筑物的集中管理能力和系统的管理能力。三、技术基础②现代控制技术：以此技术构成的建筑物控制系统应付建筑物中种类繁多的输入/输出控制及其适用，同时由于该控制系统具有很强的软件控制功能，可很容易地实现诸如逻辑控制、PID控制功能，以满足控制精度和实现控制功能。③现代通信技术：建立在通信技术和计算机网络技术相结合的基础上，主要体现在ISDN通信网络（综合业务数字网）的应用。该网络能在一个通信网上同时实现语言、数据和图像的通信，在智能建筑中通过一体化的综合布线系统实现该功能。④现代图形显示技术：由文字显示为主逐步变以图形显示为主。通过窗口技术实现简单方便的屏幕操作，即可以完成开关量或模拟量的控制；信息的状态和参数变化，甚至信息所处的地理位置都可以通过动态图形和图形符号显示，达到对信息的采集和监视的目的；以动态图形显示为基础的人机界面使得监视和操作更为形象直观，同时多媒体技术的应用也是管理中心的人机界面更为简单生动。第二节建设智能建筑楼宇的目标智能建筑的核心(SIC—SystemIntegratedCenter)是系统集成。有线电视卫星有线通信InternetLAN视频会议移动通信电话传真给排水消防保安照明空调暖通电梯停车配电CASOASBAS资源信息管理系统决策支持管理系统日常事务管理系统SICPDS一、提供安全、舒适、快捷的优质服务1．安全性①防盗报警系统②出入口控制系统③闭路电视监视系统④安保巡更系统⑤火灾报警与消防联动系统⑥紧急广播系统⑦紧急呼叫系统⑧停车场管理系统2．舒适性①空调与供热系统②供电与照明控制系统③卫星及共用天线电视系统④背景音乐系统⑤多媒体音像系统3．便捷性①结构化综合布线系统②信息传输系统③通信网络系统④办公自动化系统⑤物业管理系统二、建立先进科学的综合管理机制重视智能楼宇的硬件设施，加强有关软件、管理和使用人员素质，并重视智能楼宇作为一种高度集成系统的系统技术的研究。在智能楼宇的工程实施以后，还需建立先进的综合管理机制，且系统与管理之间还存在着相辅相成的依赖关系，否则建成的智能楼宇也是不成功的。三、节省能耗与降低人工成本

通过建设智能化大厦，就有可能实现能源的科学与合理的消费，从而达到最大限度的节省能源的目的。同时，通过管理的科学化、智能化，使得楼宇的各类机电设备的运行管理、保养维修更趋自动化，从而节省能源与降低人工成本。第三节智能楼宇的主要特征智能楼宇内涵BASOASCASSCSSCS建筑环境CASOASBAS开放式的体系、灵活的模块化结构、符合国际工业标准的设计原则，可支持众多厂家的系统及网络，同时兼容未来的先进技术与应用，根据应用环境不同，又可分为PDS（PremisesDistr智能建筑utionSystem）、智能建筑S（Intelligent

Building

System）及IDS（Industry

Cabling

System）。△结构化综合布线系统SCS：是建筑物中或建筑群间信息传输的网络系统。它可以把建筑物内模拟与数字的语音信号、高速与低速的数据信号、电视会议与安全监视系统的视频信号及建筑物的安全报警与空调控制系统的传感器信号的配线经过统一的规划设计，综合到一套标准的配线系统上，而且在结构上采用模块化设计和分层星形网络。几个定义：△工业布线系统IDS：以传输各类特别信息和适应快速变化的工业通信为主，用来解决工业厂房中特种信息传输问题的结构化布线系统。△建筑物与建筑群综合布线系统PDS：以商务环境和办公环境为主，为满足综合业务数字网的需要而特别设计的配线系统。△智能大厦布线系统智能建筑S：以大楼环境控制和管理为主，在PDS的基础上发展起来的模块化式的建筑物布线系统。它可以把目前应用于大厦中的许多相互独立的智能系统统一规划设计，形成一个完整的布线系统。第四节楼宇智能化技术的主要内容智能建筑体系参考模式1层和2层属于建筑技术范畴；3—7层属于信息技术范畴，统称其为“楼宇智能化”部分。其中：一、智能建筑体系的参考模式

7层楼宇专用信息

6层楼宇共用信息处理

5层楼宇运营信息

4层楼宇设备自动监控

3层楼宇通信

2层智能建筑环境一般环境

1层△智能建筑与传统建筑的区别：智能建筑是在传统建筑平台上为实现智能化而进行全方位改进的产物，从而使冷冰冰的混凝土建筑物成为温暖的、人性化的智慧型建筑。智能建筑与传统建筑相比，不但功能更多、更强，而且更节约资源，适应性和灵活性更强。相对于传统建筑，智能建筑一般具有以下特点：

(1)工程规模和总建筑面积都比较大，如中、高层建筑，小区，广场，运输枢纽中心等。(2)具有重要性质或特殊地位，如电视台，报社，政府、军队、公安的指挥中心，通信枢纽楼宇等。

(3)应用系统配套齐全，如网络、安全、环境等服务功能完善。(4)资金和技术密集，是现代化的高科技产物，需要一个强大的工程部门来管理。

(5)总体结构复杂，配合协调较多，是一个综合的集成系统。建筑物具有智能化意味着：(1)对环境和使用功能的变化具有感知能力，如室温、光照的感知等。(2)具有传递、处理感知信息的能力，如温控、闭路监控等。(3)具有综合分析、判断的能力，如根据用户授权提供不同的信息访问能力。(4)具有做出决定并且发出指令信息，提供动作响应的能力，如消防处理系统。以上四种能力建立在“3A”有机结合、系统集成的基础上，系统集成程度的高低决定了建筑智能化程度的高低。“3A”各子系统的简单堆积不能实现高智能化的建筑，反而只会导致系统的复杂化和资源的浪费。一般建筑

①建筑空间体量组合，建筑体型组合和立面处理，平面及空间布局，内部及外部装修等。②建筑结构，包括建筑物支撑承重、内外维护结构(基础、柱、梁、板、墙)及材料。③建筑机电设备及设施，它们为建筑物内人们生活和生产提供必需的环境，如照明、动力、采暖空调、给水排水、电话、电梯、煤气、消防、安全防范等设备及设施。智能建筑环境

①提供“楼宇智能化部分”的使用空间、建筑平面、空间布局，这与一般建筑有所不同。②使“楼宇智能化部分”镶嵌到建筑物中所需的特殊结构及材料。③保证“楼宇智能化部分”运行条件，并为住户提供更方便、更舒适的工作、生活环境。这将使建筑物在声、光、色、热、安全、交通、服务等方面有某些新特点。（智能建筑环境指“楼宇智能化部分”所需的特殊空间和环境）楼宇通信

①支持楼宇设备监控、楼宇运营管理、住户共用信息处理、住户专用信息处理等系统中设备之间的数据通信。②支持建筑物内部有线电话、有线电视、电信会议等话音和图像通信。③支持各种广域网连接，包括具有与公用电话网、公用数据网、用户电报网、智能用户电报网、移动通信网、视频通信网和各种计算机网的接口。楼宇运营管理

①面向住户的服务，包括楼宇内各种服务设施(如会议室、室内游泳池等)的预约、使用分配、调度、提供服务信息以及有关的财务管理。②面向楼宇管理者的服务，包括通常的管理信息系统的功能，诸如人事、工资、统计市场分析等。楼宇设备自动监控：将建筑机电设备和设施作为自动控制和管理的对象，实现单机级、分系统级或系统级的自动控制、监视和管理。①电力供应与管理子系统(高压配电、变电、低压配电、应急发电)②照明控制与管理子系统(工作、事故、艺术、障碍灯等特殊照明)③环境控制与管理子系统(空调及冷热源、通风环境监测与控制、给水、排水、卫生设备、污水处理)④消防报警与控制子系统(自动监测与报警、灭火、排烟、联动控制、紧急广播)⑤安保监控子系统(防盗报警、电视监控、出入查证确认分析、电子巡更)⑥交通运输子系统(电梯、停车场、车队)⑦广播子系统(背景音乐、事故广播)楼宇共用信息处理

（出租型智能楼）住户共用的办公自动化设施：支持楼宇住户共用的主计算机系统、电子会议室、电信会议室等设施自用型智能建筑：指该单位的计算机中心或信息处理部门的计算机系统，以及公用的电子会议室、电信会议室等设施

用户专用信息处理大型智能楼宇中通常有多种多样的住户，各自处理不同的业务，智能楼宇应当为之提供适合于各用户建立各自的专用信息处理系统所需的建筑环境和设施。这些设备和设施是由各用户自备的，其功能也是由各用户自行设计的，但对建筑的要求必须在智能建筑之前提出。△智能楼宇

①建筑基体，包括一