楼宇自动化讲稿-第1章-绪论

第一章 绪论本章内容：1.1 智能建筑的发展历史1.2 智能建筑的概念1.3 智能建筑的组成1.4 智能建筑与传统建筑的区别1.5 智能建筑的技术基础1.6 智能建筑的发展前景1.1 智能建筑的发展历史1、发展历史：1) 智能建筑的概念诞生于20世纪80年代。2) 1984年在美国康涅狄格州哈特福德市建成世界上公认的第一幢智能大厦。3) 美国、日本的智能建筑获得最突出发展，法国、瑞士、英国、新加坡、马来西亚、中国香港等国家和地区的智能建筑也迅速发展。4) 我国智能建筑建设始于1990年，目前已建成的典型智能建筑举例如下：l 北京电视中心2006年12月建成，高236米，投资35亿元，在楼顶200米处，还设有停机坪，可停放一架采访用直升机l 上海金茂大厦投资5.6亿美元，88层，建筑高420.5米，152层为办公用房，5387层为五星级宾馆，88层为观光层l 台北101大厦位于中国台北，2004年建成，地上101层，地下3层，楼高1671英尺(509米)。以实际建筑物高度来计算，台北101已在2007年7月21日时，被当时兴建到141楼的迪拜塔（位于阿拉伯联合大公国迪拜）所超越。但是由于迪拜塔在正式完工或至少有部份厂商、住户进驻之前，仍只能被视为是一座人工建筑结构而非摩天大楼，因此台北101仍能暂时保有世界最高摩天楼头衔直到新的对手完工并取而代之为止。l 上海2010年世博会l 中国馆的顶部、外墙装有太阳能电池；运用冰蓄冷技术整个场馆将比国家规范节能近10%。（2010年上海世博会中国国家馆，以城市发展中的中华智慧为主题，表现出了“东方之冠，鼎盛中华，天下粮仓，富庶百姓”的中国文化精神与气质。）l 主题馆顶部天窗可引入阳光、便利通风；东西两侧外墙上则遍植7000平方米垂直绿化，为墙体保温；屋面雨水收集系统在回收灌溉时，能带走建筑物的热量。2、发展阶段：（1）单功能/专用系统阶段各个子系统的运作相互独立，彼此之间几乎没有联系。（2）多功能系统合成阶段在单功能子系统之间建立通信和互动关系，形成具有多个功能的合成系统。（3）系统综合集成阶段将一些多功能系统进一步进行综合集成，形成具有某种综合目标与功能的复杂大系统。（4）一体化集成管理系统阶段以计算机网络为核心，以智能信息处理和智能控制为手段，立足全系统的高度，对各个子系统的功能及其相互关系进行统一规格和协调，以达到全系统总体性能最佳的目的。1.2 智能建筑的概念智能化楼宇的定义，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。修订版的国家标准智能建筑设计标准GB/T50314-2006）对智能建筑（楼宇）的定义：以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。（教材P2）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。 智能建筑的本质是指用系统集成的方法，将现代控制技术、计算机技术、通信技术等信息与建筑技术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理、处理和对使用者的信息服务及其与建筑结构的优化组合，设计出的投资合理，适合信息社会需要，并具有安全、高效、节能、舒适、便利等特点的建筑物。理解：（智能楼宇的概念不能机械得来理解，对智能楼宇下一个准确的定义是困难的！）a) 与时俱进：技术发展，生活水平提高b) 因地制宜：楼宇智能化程度与当地经济发展水平有关c) 因用制宜：不同应用目的对同一设备的要求不同d) 适度超前：切忌生搬硬套，不顾当地实际应用*1.3 智能建筑的组成智能建筑系统的组成按其基本功能可分为三大块即“3A”系统1）楼宇自动化系统或建筑设备自动化系统(BASBuilding Automation System) BAS按工作范围有两种定义方法，即广义的BAS和狭义的BAS。广义BAS即建筑设备自动化系统，包括建筑设备监控系统、火灾自动报警与消防联动系统、安全技术防范系统；狭义BAS即建筑设备监控系统，不包括火灾自动报警与消防联动和安全技术防范系统。l 狭义BAS对下列子系统进行设备运行和建筑节能的监测与控制：n 冷冻水及冷却水系统；n 热交换系统n 采暖通风及空气调节系统n 给谁与排水系统n 供配电系统n 公共照明系统n 电梯和自动扶梯系统狭义BAS以中央计算机为核心，连续不断地对建筑物内的环境及其各种建筑设备的运行状况进行监控和管理，采集各处现场数据，自动加以处理、制表或报警，并按预置程序和人的指令进行控制，从而营造出一个温度、适度和光的照度稳定且空气清新、安全舒适、便捷的建筑环境。l 火灾自动化报警与消防联动系统的组成与基本功能由火灾自动化报警系统与消防联动控制系统两部分组成，以实现“以防为主，防消结合”的主旨。高层建筑要求具有完善的火灾自防自救功能，通过选用合适的火灾探测器，火灾自动报警系统能够实现早期发现火灾的自防目标；消防联动控制系统具有必要的自救手段，能够在火灾形成后及时通知楼内人员疏散，控制火灾蔓延，甚至可以在不借助外力的情况下扑灭火灾。l 安全技术防范系统的组成与基本功能一般包括入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、电子巡更系统、停车库（场）管理系统。主要功能体现在：n 外部侵入保护-安防系统提供的第1层保护n 区域保护-安防系统提供的第1层保护n 重点目标保护。-安防系统提供的第1层保护安全技术防范系统最好在罪犯有侵入的意图和动作时便及时发出信号，以便尽快采取措施。当罪犯进入防范区域时，保安人员应当通过安全技术防范系统了解他的活动；当罪犯犯罪时，安全技术防范系统的最后防线要马上起作用。如果所有的防范措施都失败，应有事件发生前后的信息记录，以便帮助有关人员对犯罪经过进行分析。2）办公自动化系统(OASOffice Automation System)形象描述OAS，就是在办公室工作中，以微型计算机为中心，采用传真机、复印机和电子邮件等一系列现代办公及通信设备，利用网络（数据通信系统）全面而广泛地收集、整理、传递和使用信息，为科学管理和科学决策提供服务。其目的是充分利用信息资源，提高劳动生产率和工作质量，也可利用计算机信息管理系统辅助决策，以获得更好地信息处理效果。主要承担三项任务：n 电子数据处理n 信息管理系统n 决策支持系统3）通信自动化系统或通信网络系统(CASCommunication Automation System)通信自动化系统（CAS）是智能建筑的“中枢神经”系统，是建筑智能化系统的纽带技术。n 语音通信系统n 图文通信系统n 数据通信系统但智能建筑并不是在上述三个系统简单叠加的基础上形成的，而是经过系统集成，将BAS、CAS、OAS与建筑和结构形成为一个有机整体，以实现对整个建筑的综合管理。3A以外还应包括：n 综合布线系统（PDS，Premises Distribution System）：综合布线系统是建筑物内所有信息的传输通道，是智能建筑的“信息高速公路”。n 系统集成中心（SIC，System Integrated Center）：系统集成中心把各个分离的设备、功能和信息等集成为一个相互关联的、统一的和协调的系统，使资源达到充分的共享，从而实现了集中、高效和方便的管理和控制。1.4 智能建筑与传统建筑的区别1、技术特征：（1）复杂性特征从系统论的角度来看，可以把它看作是一个“复杂系统（Complex Systems）”，因为它具备了复杂系统几乎所有的特征。复杂系统是具有中等数目基于局部信息做出行动的智能性、自适应性主体的系统 1）中等大小数目的主体：具有一定的规模2）智能性和自适应性：个体具有一定的智能化3）局部信息：基于局部信息做出行动（2）集成化特征集成（Integrated）是指把各个自成体系的硬件和软件，加以集中，并重新组合到统一的系统之中。（3）技术先进性特征u 无线通信技术的充分应用u 数字化视频传输技术的推广使用u 控制系统的全数字化技术 u 模式识别技术2、功能特征：l 完善的通信功能l 自动监控设备运行l 现代安防和消防l 现代管理3、与传统建筑的区别与传统建筑相比，智能建筑的优越性主要体现在以下几个方面（六性） 提供了安全、健康、舒适和高效便捷的工作、生活环境。 节约能源。 能够满足不同用户的使用要求。 节省设备运行维护费用。 高新技术的应用能大大提高工作效率。 为用户提供了优质服务。1.5 智能建筑的技术基础楼宇智能化技术经过20多年的发展，已经成为一个新的综合应用技术学科，一方面是实际工程需求，另一方面则涉及许多基础研究，无论是建筑学科还是信息学科，都是无法替代的。1、楼宇智能化技术学科：（1）学科特色：多学科交叉l 现代建筑技术l 信息技术l 自动化技术l 电子技术。（2）关键问题系统集成（将不同的系统，根据应用需要，有机地组合成一个一体化的、功能更加强大的新型系统的过程和方法。）l 联动功能：例如：消防联动：报警开消防水泵开加压泵报警解除停消防水泵停加压泵l 测、控、管一体化l 集中管理，提高效率l 提高软、硬件互连性，优化系统方案2、技术基础：“A+4C”“A+4C”是IB的技术基础。“A”即现代建筑技术(Architecture)。下面分别介绍“4C”的含义。(1) 现代计算机技术(Computer)，其核心是并行的分布式计算机网络技术。(2) 现代控制技术(Control)，主要指集散型的监控系统(DCSDistribution Control System)。(3) 现代通信技术(Communication)，通过无线、有线通信技术，实现数据、语音、视频的快速传递。(4) 现代图像显示技术(CRT)，能在计算机上快速实现开关量、模拟量的形象化显示，通CRT图像化显示实时参数，实现临场感很强的实时控制。1.6 智能楼宇的发展趋势发展趋势主要表现在以下几个方面。 智能建筑向规范化方向发展。 智能建筑正迅速发展成为一个新兴产业。 智能建筑向多元化方向发展。 建筑智能化技术与绿色生态建筑的结合。 智能化水平不断提高。随着科学技术的发展，“3A”