楼宇智能化技术.doc

一、智能楼宇（Intelligent Building）的概念1、智能楼宇的起源和发展现代社会对信息的需求量越来越大，信息传递速度也越来越快，二十一世纪是信息化的世纪，目前推动世界经济发展的主要是信息技术、生物技术和新材料技术，而其中信息技术对人们的经济、政治和社会生活影响最大，信息业正逐步成为社会的主要支柱产业，人类社会的进步将依赖于信息技术的发展和应用。近年来，电子技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，应用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合，于是产生楼宇智能化。 楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。1984年美国联合科技的UTBS公司在康涅狄格（Connecticut Stste）州哈伏特（Hartford）市将一座金融大厦进行改造并取名City Place（都市大厦），主要是增添了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等，使住户可以得到通信、文字处理、电子函件、情报资料检索、行情查询等服务。同时，对大楼的所有空调、给排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机进行控制，实现综合自动化、信息化，使大楼的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，使大厦功能发生质的飞跃，从而诞生了世界上第一座智能化楼宇。自此以后，世界上楼宇智能化建设走上了高速发展轨道。广州白云工商高级技工学校(技师学院) 培养智能楼宇管理师（290243292）2、智能化楼宇的基本要求智能化楼宇的基本要求是，有完整的控制、管理、维护和通信设施，便于进行环境控制、安全管理、监视报警，并有利于提高工作效率，激发人们的创造性。简言之，楼宇智能化的基本要求是：办公设备自动化、智能化，通信系统高性能化，建筑柔性化，建筑管理服务自动化。楼宇智能化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：舒适性。使人们在智能化楼宇中生活和工作（包括公共区域），无论是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或最佳状态。高效性。提高办公业务、通信、决策方面的工作效率，节省人力、时间、空间、资源、能耗、费用，以及建筑物所属设备系统使用管理的效率。方便性。除了集中管理，易于维护外，还应具有高效的信息服务功能。适应性。对办公组织机构、办公方法和程序的变更以及设备更新的适应性强，当网络功能发生变化和更新时，不妨碍原有系统的使用。安全性。除了要保证生命、财产、建筑物安全外，还要考虑信息的安全性，防止信息网中发生信息泄露和被干扰，特别是防止信息数据被破坏、被篡改，防止黑客入侵。可靠性。选用的设备硬件和软件技术成熟，运行良好，易于维护，当出现故障时能及时修复。3、智能化楼宇的功能从楼宇智能化的功能角度看，楼宇智能化提供的功能应包括：具有信息处理功能，而且信息范围不只局限于建筑物内，应该能在城市、地区或国家间进行。能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备进行综合自动控制。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。建筑物内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。4、智能化楼宇的优越性和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体系那体现在以下几个方面：具有良好的信息接收和反应能力，提高工作效率。提高建筑物的安全、舒适和高效便捷性。具有良好的节能效果。对空调、照明等设备的有效控制，不但提供了舒适的环境，还有显著的节能效果（一般节能达1520%）。节省设备运行维护费用。一方面系统能正常运行，发挥其作用可降低机电系统的维护成本，另一方面由于系统的高度集成，操作和管理也高度集中，人员安排更合理，从而使人工成本降到最底。满足用户对不同环境功能的需求。高薪技术的运用能大大提高工作效率。5、智能化楼宇的定义什么样的建筑才算是智能化楼宇？目前世界上的对楼宇智能化的提法很多，欧洲、美国、日本、新加坡及国际智能工程学会的提法各有不同，其中，日本的国情与我国较为相近，其提法可以参考，日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：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，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），将这5种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS），结构化综合网络系统（SNS），智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS）组成，就是智能化楼宇。二、楼宇智能化5A系统详细解释补充楼宇智能化系统(BAS)的主要组成楼宇自动化系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为大厦中的用户提供良好的工作环境,为大厦的管理者提供方便的管理手段,为大厦的经营者减少能耗并降低管理成本,为物业管理现代化提供物质基础。它的主要控制部件如下:空调监控系统：其监控要求为:温度控制、湿度控制、新风、回风、排风的控制、制冷器的防冻监控、过滤器的状态监测、风机的状态及故障报警 冷冻站监控系统：包括对冷却水泵、冷却塔风机的自动控制,以及冷水机组台数的节能控制和冷冻水系统的压差控制,还包括中央管理站对冷冻站的控制,因此需解决如下问题:冷却塔风机运行状态监测，控制和故障报警、 冷却水泵运行状态监测，控制和故障报警、冷水机组冷却水进水温度监测及控制、冷却水泵运行状态监测，控制及故障报警、冷水机组冷却水出水温度，流量监测及控制、分水器，集水器压差监测和控制、冷水机组运行状态监测，控制和故障报警 给排水监控系统：对大厦生活用水、消防用水、污水、冷冻水箱等给排水装置进行监测和启停控制。其中包括压力测量点、液位测量点以及开关量控制点,并要求显示各监测点的参数、设备运行状态和非正常状态的故障报警,并控制相关设备的启与停。 变配电监控系统：包括低压配电系统、计算机不间断UPS电源系统、冷冻站配电、变压器、高压系统和高压二次线中的各个点进行监测控制。它主要包括电流量、电压量、有功电度、无功电度、功率因数、温度等的测量和开关量的控制,并要求实时监测和计量供电系统的运行参数,显示主接线图、交直流系统和UPS系统运行图及运行参数,对系统各开关变位和故障变位进行正确区分,对参数超限报警,并对事故、故障进行顺序记录,可查询事故原因,并显示、制表和打印,可绘制负荷曲线,并显示、打印运行报表 热力站监控系统：由中央监控系统监测热交换器的热水出水温度、热水流量和控制热水泵的启停 照明监控系统：由中央监控系统按每天预定的时间顺序进行开关控制,监视其开关状态,工作状态可用文字、图形显示,并经打印机打印。 安全防范监控系统：安全防范系统是智能大厦必不可少的部分,它为大厦提供了安全监视、侵入报警、出入门控制管理。安全监视系统采用微机控制矩阵系统,集中完成视频切换控制、水平/俯仰/变焦控制及自备检测功能。系统可设分控键盘便于管理。 安全监视系统技术主要表现为:侵入报警系统通过各类传感器,如主动红外探测器、被动红外探测器、红外微波双鉴探测器、玻璃破碎传感器、振动传感器,以及各类手动、脚动开关等,可获得大厦的主要通道、出入口、重要部位及周边的情况,以利防范工作。出入门控制系统是对出进门的人员进行识别和选择,即所有人员的出入都得到监控。系统识别人员的身份后,根据所储存的数据决定是否允许其出入。每一项出入都作为一个事件记录存储,根据需,这些数据可以有选择的输出。整个防范系统组成一个有机的整体,当侵入报警或出入门非授权侵入时,在中央控制室接到有关报警信息,通过信息交换,安全监视系统打开报警地点附近的摄像机,并切换到指定监视器上监视,同时打开视频录像机自动记录现场情况,以便查询使用。 背景音乐、消防广播系统：消防系统的设计必须征询公安、消防部门并得到认可,切不可自作主张,自行其事。设计的要点为:背景音乐系统主要为大厦工作区及公共场所提供平时播放背景音乐、语音广播等 功能。当发生火灾或紧急事故时,则可作为事故报警广播,引导疏散,指挥处理事故。公共广播音响的设计应与消防报警系统相互配合,实行分区控制。在出现非常事件或火灾时,系统能够接受消防中心的强制切换,并自动投入事故广播和火灾报警广播,将着火区平时播放的背景音乐立即切换为事故广播。在技术性能上要求扬声器基本上按间隔等于22.5倍层高的要求分布;满足消防报警的要求,即扬声器间隔小于25米,功率不小于3W,能满足实现本层和上下两层的同时报警;性能上要求最大响度不小于80分贝,声场均匀度不小于8分贝,语音清晰大于85%。 FA火灾报警消防系统：该系统将涉及建筑设计、保卫和公安部门,这些部门需要协调努力。掌握的原则是:充分了解厂商的产品性能特点、厂商的现场安装技术支持程度、公安、保卫、楼宇建筑者和用户对产品的认可度、性能/价格比。 MA大楼信息管理自动化：这是对各个系统集成后的集中监控管理,掌握的原则是权限集中、界面友好、灵敏度高、反应快速、功能齐全。 5.2 通信自动化系统(CA)系统组成通信自动化系统是智能大厦的中枢神经,它集成了电话、计算机、监控报警、闭路电视监视、网络管理等系统的综合信息网。智能大厦通信自动化系统的主要内容是:综合BA、CA、OA、MA、FA的通信需要,统一考虑通信网络的设计与施工。 选择计算机网络的拓扑结构,对大厦进行综合布线。 对通信自动化系统的计算机网络提出的要求有:标准化和规范化：选择符合工业标准或事实工业标准的网络通讯协议、操作系统、网管平台、系统软件、网络通信介质、网络布线、联接件及布线所用的材料、器件、器材。布线施工过程中也必须遵守国际上通用的网络工程规范及国家建筑、电气工程实施标准。采用标准化、规范化设计,系统才具有开放性,才能保证用户能在系统上进行有效的开发,并为以后的发展提供一个良好的环境。 先进性与成熟性：为了确保整个通信网络系统和楼宇管理系统结构的技术先进性、可靠性,选择合理的、实用的、便于扩展与升级的网络拓扑结构和技术先进、有信誉保证、并得到广大用户认可的可靠厂家的产品。 安全性和可靠性：楼宇自动化管理、通信网络和办公自动化是一个复杂的综合系统,需要在软、硬件两个方面采取措施,以保证整个系统安全可靠地运行。首先要保证作为基础的结构化综合布线系统的安全与可靠。从结构化综合布线系统方案设计到材料与器材的选择,以及工程实施各个阶段都必须考虑到影响整个系统安全、可靠性的各种因素。结构化综合布线施工完成后,必须按照标准严格进行有关参数的测试。软件方面则按照系统类型、数据类型加密、设置权限等手段实现系统的安全性 可管理性和可维护性：楼宇自动化管理、计算机网络和办公自动化是一个比较复杂的系统。在设计组建时,必须采用先进的、标准的、用户界面良好的管理软件,合理的设备布局,做到走线规范、标记清楚、文档齐全,以便提供对整个系统的可管理性和可维护性。 灵活性和可扩充性：为了保证用户的已有投资及用户不断增长的业务需求,整个系统必须具有灵活的结构,并留有合理的扩充余地,以便用户根据需要进行适当的变动与扩充。 优化性能价格比：考虑到系统性能、功能以及在可预见期间内仍不失其先进性的前提下,尽量使整个系统所需投资合理,以便构成一个性能价格比高的系统。 实用性和可行性：根据系统需求和资金投入综合考虑,方案设计采用成熟技术,保证技术的可行性。 开放性与兼容性：系统设计中采用支持和符合标准的产品,使系统具有很好的兼容性,有利于设备、器材的选型,便于施工、维护和降低成本。5.3 办公自动化系统(OA)的组成为了适应业主办公自动化的要求,智能大厦的系统设计目标应是简单、实用、方便、安全。智能大厦办公自动化系统的基本功能主要有:人事、财务类：人事档案管理系统、财务管理系统、固定资产管理系统。 领导办公类：公文管理系统、领导要事安排管理系统、文档管理系统、总经理查询系统、本行业国内外商情系统。 管理类：大厦大事记系统、楼层管理系统、大厦运行管理系统、大事记。 公共服务类：公共信息服务系统(如民航、邮政、火车、电话等)查询、音乐，广播管理系统、电子布告管理系统、其他用户提出的管理软件。 二、智能化楼宇的优越性和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体系那体现在以下几个方面：具有良好的信息接收和反应能力，提高工作效率。提高建筑物的安全、舒适和高效便捷性。具有良好的节能效果。对空调、照明等设备的有效控制，不但提供了舒适的环境，还有显著的节能效果（一般节能达1520%）。节省设备运行维护费用。一方面系统能正常运行，发挥其作用可降低机电系统的维护成本，另一方面由于系统的高度集成，操作和管理也高度集中，人员安排更合理，从而使人工成本降到最底。满足用户对不同环境功能的需求。高薪技术的运用能大大提高工作效率。三、家居自动化网络 家居最早的功能是为人类提供遮风避雨和安全防护的功能。随着人类改造自然能力的不断提高，相应对家居的要求也不断提高。人们期望所生活的家居能够不断满足其对舒适、安全、高效、便捷等方面的要求，而这些要求的实现直接需要新的技术网络技术来支持。伴随信息时代的到来，网络技术不再是工业、电信等领域的专利技术，它已经开始逐步进入普通百姓的家庭。家庭保安系统、照明系统、环境控制系统、家电控制系统、DVD以及MP3等家庭娱乐系统和家庭远程教育系统等，都是在信息时代人们对家居提出的新的功能要求，所有这些功能都需要借助飞速发展的计算机技术、自动化控制技术和现代通讯技术来实现，而其中信息的传递形式为数字代码，所以一般把具有上述功能的家居环境也称为数字家居。利用上述的家庭自动化网络系统，人们可以方便地通过计算机或其它网络接入设备，远程获取家庭内各种信息，包括各种计量表读数和费用、家庭各种家电设备和监测设备的状况，并实现远程遥控各种家电设备和装置，实现家居的能量管理等。所有这些都极大地提高了人类的生活质量，同时它也是人类所追求的生活目标。无线网络技术的发展 最早的网络技术网络技术是通过专门的通讯线路实现其通讯功能的，这些专用的通讯线路包括电话线、双绞线等，需要事先铺设和安装施工。在很多场合都广泛地采用这种通讯媒介，主要是因为它的实现方便。而在那些难于布线、危险、或需要美观的地方进行连网，如远程办公场所，历史性建筑、无吊顶的办公场所、不安全的生产空间等，它却是难以实现的，如通讯设备需要移动或无法铺设通讯线以及美观要求等，此时就不得不考虑无线网络技术。人们对无线系统的需求不断增加，主要是因为它设计方便，相比有线技术安装和运行费用低，可以很快装好并运行。同时无线网络技术服务的最大优势还在于它可以为移动用户提供接入服务，而在某些情况下对于静止用户同样具有吸引力。无线技术的媒介包括红外和射频等。一般而言其实现成本要比有线网络技术稍高一些，这主要是用于通讯信号的转换处理方面的开支。但随着通讯技术和大规模集成电路技术的迅猛发展，其实现成本目前已逐渐具有与有线网络技术竞争的实力，而且应用的规模也在不断地扩大，对美国目前家庭自动化网络系统中三种主要通讯媒介应用规模的统计和预测，可以十分明显地看出，无线网络技术的应用和需求比例正在不断地上升，而相应地有线网络技术总量所占比例在不断下降，这是一个总的技术发展趋势。无线网络技术在家庭自动化网络的应用 随着无线网络技术与有线网络技术（主要是与电话线产品）价格差的缩小，以及对室内移动操作设备需求的增加，无线网络技术的应用不断增加。在家庭中主要有三大类无线网络技术的应用，包括家电控制、语音/数据设备、多媒体应用。其中家电控制，数据通讯速率一般不大于10Kbps；语音/数据通讯，通讯速率一般为 12Mbps（有些场合仍可以通过模拟拨号连接Internet）；多媒体应用中，视频需要较高的通讯速率，一般DVD需要大约 38Mbps，HDTV系统需要大约19Mbps。近期无线网络产品应能满足8Mbps，以便应用于多媒体应用。而且应注意目前所给出的 WLAN（Wireless Local Area Network）速率都只是理论速率，并非真正速率，只有借助于压缩技术才能真正适用于HDTV类型的视频流。未来的数字家居 结合当前信息技术的发展和人类对居住环境的要求，可以预见未来的数字家居应能提供以下功能：1） 收发和保存信息：通过家庭网络，主人可以方便的收发电子邮件、浏览各种网上信息，订阅各种电子期刊或杂志等；2） 管理个人或家庭的经济情况：通过家庭网络配套管理系统，主人可以方便地查阅自己的各种帐目和收支情况，管理系统