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浅谈智能建筑作者：胡凌云摘要 简要介绍了智能建筑的概念、定义，智能建筑的历史起源和组成智能建筑的六大部分，以及随着社会发展的情况，智能建筑将广泛应用的发展趋势。关键词 智能化 建筑一、 概述智能建筑产业是随着信息产业的发展而诞生，且迅速发展起来的。它是由电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感技术及多媒体技术等一系列最先进的技术飞速发展的结晶。1984年美国康涅狄格州哈特福市建成世界商第一座智能大厦“都市大厦”（City place building），在美国智能型建筑学会(AIBI)的推动下，美国、日本、西欧及亚洲相继建成了一大批智能建筑。日本的新建筑物中，60以上属智能型；美国自1995年以后建造、改造的办公楼70以上是智能建筑，到90年代后期智能建筑除单体智能建筑外，已向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”发展。我国的智能建筑建设始于1990年，随后便在全国各地迅速发展。北京的发展大厦是我国智能建筑的雏形，随着后来的上海金茂大厦、深圳地王大厦、广州中信大厦、南京金鹰国际商城等一批智能建筑的落成，我国的智能建筑开始逐步在全国推广，并向智能化住宅社区发展。二、 智能建筑的定义最早的智能大厦是美国根据华盛顿特区的“美国智能大厦协会”的内容，定义为：一幢建筑物通过对四个基本元素即结构、系统、服务和管理进行最优化的分析，为用户提供一个高效率和具在经济效益的工作环境。新加坡政府的公共工程部在其“智能大厦手册”内，则具体要求智能大厦应具备先进的自动控制系统、良好的通讯网络设施、提供足够的对外通讯设施。日本研究机构认为，智能建筑指兼备信息通信、办公自动化信息服务以及楼宇自动化各项功能，便于进行智力活动需要的建筑物。我国行业人士往往把其中三种自动化功能（3A）或五种自动化功能（5A）的大厦称为智能建筑。其“3A”是指通讯自动化（CA）、办公自动化（OA）、大楼管理自动化（BA）。通常因管理体制关系，人们又将火灾报警和安全保卫从“BA”中分出，形成独立的消防自动化（FA）和保安自动化（SA），这样就成为“5A”。三、 智能建筑的发展历史智能大厦的原始阶段是楼宇设备专项功能的单一监控。随着高层、超高层建筑中设备的多样化和复杂化，诸如空调、给排水、供暖、照明、变配电、安保、消防、电梯扶梯、停车场等众多系统的齐上共存，传统的中央监控、一对一配线和操作方式难免相形见绌。从80年代中后期开始，微电脑技术和信号传输技术日趋成熟，人们可利用一对信号线传送多路信号，便于在中央监控室内显示所有设备的运行状态，并可进行操作和管理，极大地节省了人力，提高了效率。但受当时设备控制器价格和功能局限的制约，凡涉及到系统运算和处理功能，仍需集中到中央控制室的计算机主机进行，因此占用了大量机时和数据运算工作，无法施展系统管理的本领。直到90年代，随着硬件技术的突飞猛进，高性能价格比的设备现场控制器取代了中央监控主机的工作，它可以根据操作人员的指令，自动地进行逻辑运算并控制相关设备，达到设定的要求，使中央监控主机卸掉了以往的大量数据运算工作而逐渐由监控改为提供各种数据报表、专项文件统计以及紧急应变处理。这样，中央监控室的功能由原先的集中监控扩大到集中监视、集中管理和分散式控制，成为大厦的信息和防灾中心，整个系统也从单一专门功能、多功能发展进步至一体化的集成系统，实现了智能建筑物管理系统（IBMS）。在我国，智能建筑真正形成规模的发展，是在1992年前后。在邓小平同志南巡讲话的鼓舞和鼓励之下，重申了我国改革开放的总方针，各地兴建了若干开发区，特别是房地产市场的开放，建设规模空前扩大。随着改革开放的不断深入，为适应国际化外来公司对建筑功能的需求，建设的标准、设施、规格的要求不断被提高，于是智能建筑开始迅猛发展。几年实践之后,一批精心设计、精心施工而且建成后运转良好的智能建筑已经出现,如前所说的北京的发展大厦、上海金茂大厦、深圳地王大厦、广州中信大厦、南京金鹰国际商城等，它们对行业的发展起到了示范作用。建设部在1996年成立了智能建筑开发推广中心；随后，中国自动化学会在2000年成立了智能建筑与楼宇自动化专业委员会；同期，建设部组织制定了智能建筑设计标准GBT50314-2000以规范智能建筑在设计建造上技术要求。随着智能建筑技术不断更新、发展，建设部在总结实践经验，充分征求意见的基础上，对智能建筑设计标准GBT 503142000进行了修订，对原规范进行了技术上提升、补充和完善，并按照各类建筑物的功能予以分类，比之前更全面、科学、合理，更有效地满足各类建筑智能化系统工程设计的要求。四、 智能建筑的构成智能建筑由六个组成部分：楼宇自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统、安全保卫自动化系统、消防自动化系统及综合布线系统。1.楼宇自动化系统BAS楼宇自动控制系统(Building Automation System)，简称BAS。它是采用具有高信息处理能力的微处理机对整个建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、闭路电视、通信、防盗、巡更等进行全面监控。BAS涉及到数字量控制技术、模拟量控制技术、数/模转换技术、通信技术、远控技术。BAS性能的好坏是衡量高层建筑现代化管理水平的重要标志之一。国外重要的高层建筑物都采用了BAS，我国也逐步有了一些，例如厦门的闽南贸易大厦。BAS主要任务是采用电脑对整个建筑内多而分散的建筑设备实行测量、监视和自动控制。BAS的中央处理机通过通信网络对电力、照明、空调、给排水、电梯和自动扶梯、防火等数量众多的设备，通过各子系统实施测量、监视和自动控制。各自系统之间可互通信息，也可以独立工作，实现最优化的管理。BAS目的在于提高系统运行的安全可靠性，节省人力、物力和能源，降低设备运行费用，随时掌握设备状态及运行时间，能量的消耗及变化等。2.通信自动化系统CAS通信自动化系统CAS是智能型建筑物的“中枢神经”，可沿伸建筑物的每个角落。CAS包括通信网络、电缆电视、安全保卫监视、音响广播系统。(1) 通信网络系统智能型的通信网络是以数字程控交换机PABX为核心，以语言信号为主兼有数据信号、传真、图像资料传输的通信网络。通信网络不仅能够保障建筑内的语言、数据、图像的传输，而且能与建筑外的通信网络(电话网、用户电报网、传真网、公用数据网、卫星通信网、无线电话网及各种电脑网络相通，与国内外各地互通信息、查询资料、实现信息共享。(2) 电缆电视系统是在屋顶设置电视接收天线及卫星接收天线。电视信号采用放大-混合-分配串接分支方式传输到各客房、公寓、餐厅、娱乐中心、办公室等处的电视终端。(3) 安全保卫监视系统 报警子系统：有四个部分，即安全保障管理中心分路闯入报警装置、警戒门钥匙分路闯入报警装置、紧急通知或抢劫报警按钮、开动摄像机的区间红外线探测传感器。报警可以分为四级：第一级是和中央控制级有关的报警信号，例如远程处理机离线报警；第二级是各种液体越位报警；第三级是被控制参数越限报警；第四级是设备运行状态变更和动力设备维护期到报警。以上四级报警中的一、二级通常采用音响报警。 监视电视子系统：在电梯厅、电梯轿箱、主要出入口、总服务台等处共安装低照度黑白摄像机，带云台和自动变焦镜头。 安全保障对讲子系统：系统由装话筒的扬声器组成，设置在摄像机处。 安全巡更子系统 安全通信子系统：以便于通信点和安全保卫中心取得联系。上述五个子系统全部接入安全保卫中心。(4) 音响广播系统通常把一般广播与应急广播分开，当有火警时停止一般广播，打开应急广播系统。3.办公自动化系统OAS智能建筑中完整的办公自动化系统必然要完成信息的准备、输入、信息的保存、信息的处理、信息的分发和传输等基本环节的功能，能以最便捷的方式向各层次办公人员提供所需要的信息，尤其是对决策层人员提供管理控制信息，以便做出正确的决策。决策支持应用软件能以最优化的管理和最高的社会经济效益为目标，用智能化的方式提供专家咨询及决策模型的多种方案。办公自动化系统综合了人、机器和信息三者的关系，是多种学科的综合。办公自动化系统一般由电话机、传真机、PC机、文字处理机、声像存储等各类终端等各种办公所需要的设备和相应的软件构成，具有图文处理、文档管理、电子收银等基本功能，极大得提高了办公效率与经营管理水平。4.安全保卫自动化系统SAS安全保卫自动化系统具有双向对讲、系统提示、开启防盗门、信息记录、住户报警、楼宇管理、停电保护等功能。通常包括：巡逻保安系统、银行保安系统、闭路电视系统、人员出入监控系统、门窗安全防范系统、停车场管理系统。SAS是通过各种摄像机、探测器将所需信号采集过来，经过图像处理和显示系统处理后送至中央控制系统进行密码和模式识别，然后再通过控制系统实施相应的操作，以达到所要求的安全防范水平。(1) 入侵报警系统：根据各类建筑安全防范部位的具体要求和环境条件，应分别或综合设置周界防护、建筑物内区域或空间防护、重点实物目标防护系统。(2) 配电视监控系统：根据各类建筑物安全技术防范管理的需要，电视监控系统应对现场情况进行有效的监视和记录，并可提供对各类报警信号及时、迅速和可靠的复核手段。 (3) 出入口控制系统：智能建筑的主要出入口、通道、财务室、金库及重要的办公室等处设置出入口控制装置。出入口控制系统由出入口对象(人、物)识别装置、出入口信息处理、控制、通信装置和出入口控制执行机构等三部分组成。(4) 巡更系统：巡更点应设在主要出入口、主要通道、紧急出入口和各主要部门。安防人员的巡查报告方式可以采用在线或离线方式。对实时性要求高的项目应采用在线方式。 (5) 汽车库(场)管理系统：在汽车库(场)的人口区应设置出票机或读卡器，并应在汽车库(场)的出口区设置验票机或读卡器。 5.消防自动化系统FAS在我国智能建筑的5A标准中，消防自动化是单独列出来的，但有时也可以在楼宇自动化中包含。排风系统在正常情况下由楼宇自动化控制风机启停。在火灾发生时，排风系统转为排烟系统，由消防自动化系统控制。这部分兼作排烟的风机采用双路电源供电，电力线路采用耐火电缆，配电方式需满足消防要求。在火灾发生时为确保消防人员进入现场灭火并防止触电，必需切断火灾区域的非消防用电，如空调机、通风机、照明、设备等。同时启动消防水泵、喷洒水泵、排烟风机、加压见机等消防设备，这些都是由消防自动化系统来控制的。6. 综合布线系统随着技术的发展，传统的话音如数据系统对信息共享的需求日益迫切。经过AT&T等公司多年的研制并在取得成绩的基础上提出了综合布线系统。建筑物综合布线系统是指建筑物或建筑群内的传输网络，它既使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，也使这些设备与外部通信网络相连接。它包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线点与工作区的话音或数据终端之间所有电缆及相关部件。根据用户的需求不同，推出了以办公自动化环境和商务环境为主的建筑与建筑群综合布线系统PDS、以大楼自控环境与舒适为主的智能大楼布线系统IBS、以特殊信息和适应快速变化的工业通信为主的工业布线系统IDS。综合布线系统可划分为六个子系统：工作区子系统；配线（水平）子系统；干线（垂直）子系统；设备间子系统；管理子系统；建筑群子系统。综合布线系统是把三大要素BAS、CAS、OAS有机地联系在一起，以实现信息、数据、图像等的快速传递，是智能型现代建筑三大支柱之间不可缺少的传输网络。五、智能建筑的发展及趋势智能建筑是一个国家的综合国力和科技水平的具体体现之一，被认为是本世纪建筑发展的主流。在21世纪的智能建筑领域里，信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等等，都将会有更加深入广泛地具体发展应用，具体来讲，智能建筑会有以下的发展趋势： 1. 智能化小区及数字化社区。近年来智能建筑的概念引入了居住小区，智能化居住小区发展非常迅速，日前在大城市几乎所有的新建的居住小区都对智能化提出了需求，随着住宅建设的发展，对智能化、数字化的需求愈来愈高。家庭电器数量和品种的日益增多，电视、电话的普及，计算机的普及以及网络的开通，相对智能办公楼而言，智能小区尚属起步阶段，在网络联通之后，住户更多着眼在网络所提供的现实功能，也就是说智能小区的建设绝不仅是其硬件的设置，如社区布线、接入网、节点建设等等，还要注意到网络接通后的信息资源建设和提供的服务功能建设，网上购物、网上医疗，保健咨询、网上教育、生活顾问等，智能住宅小区的建设充满着无限生机。2. 智能建筑的节能和绿色环保。如何采用高科技的手段，节约能源和降低污染应成为智能建筑永恒的话题，在某种意义上，智能建筑也可称为生态智能建筑或绿色智能建筑，生态智能建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间环境，同时又要保护好周围的大环境，绿色智能建筑则要符合“安全、舒适、方便、节能、环保”的原则。3. 开放式的智能化建筑。智能建筑是一个动态的、发展的系统，开放式系统的智能大厦能够不断吸收新的技术，更新旧的设备，从而使整个智能化系统设施运行得更好。4. 智能建筑的个性化。个性化设计就是坚持以大系统、动态运行的角度进行建筑对象和使用对象的系统分析，针对特定建筑的具体需求，根据系统运行状态，深入到特定细节的设计。以大系统的角度进行个性化设计就是贴近环境条件的差异性，贴近用户能力的差异性，贴近应用需要的差异性，还要贴近管理的差异性，对不同管理模式采取不同设计，还应该细化到对同一幢建筑里不同功能区域的差异性。当然，智能建