柳州市智能建筑自动化的现状与发展

1、广西工学院鹿山学院课 程： 建筑设备自动化 课程题目： 柳州市智能建筑自动化的现状与发展 指导教师： 劳有兰 班 级： 楼宇102 姓 名： 基哥 学 号： 成绩评定： 指导教师签字： 2013 年 6 月 2 日柳州市智能建筑自动化的现状与发展目录：1、 智能建筑的概念2、 智能建筑系统的组成和主要功能3、 智能建筑的特点和作用四、我国智能建筑现状五、智能建筑发展趋势6、 中国智能建筑的发展趋势 7、 智能建筑发展的优势8、 我国智能建筑存在的问题9、 我国智能建筑发展的对策及建议10、 结束语 智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德 （Hartfor

2、d）市建成。我国于90年代才起步，但迅猛发展势头令世人瞩目。智能建筑是信息时代的必然产物，建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术（即Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术）。将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。2、 智能建筑的概念指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主

3、要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。国际定义通过将建筑物的结构,系统,服务和管理四项基本要求以及他们的内在关系进行优化,来提供一种投资合理,具有高效,舒适和便利环境的建筑物。国内标准修订版的国家标准智能建筑设计标准GB/T50314-2006）对智能建筑定义为“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”。原国家标准智能建筑设计标准（GB/T50314-2000）对智能建筑定义为“以建筑为平台，兼备建筑自动化设备BA、办公自动化

4、OA及通信网络系统CA，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。按照上海市的定义，智能家居“是采用现代计算机、信息通信和系统集成技术建立的家庭信息化平台，它通过家庭网络将与家居设备和系统互联并统一管理，以提供一个舒适、便利、安全、节能和环保的家居生活环境”内在联系，以最优化的设计， 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。3、 智能建筑系统的组成和主要功能现代智能建筑主要由建

5、筑物自动化系统(Building Automation System，BAS)（能源环境管理系统 、防灾与安保系统、电力供应管理系统、物业管理服务系统）、办公自动化系统(Office Automation System，OAS)（事务型办公自动化系统、管理型办公自动化系统、决策型办公自动化系统）、信息通信系统(Communication Automation System，CAS)以及结构化综合布线系统(Structured Cabling Systems，SCS)等三大系统组成。这三大系统中又包含各自的子系统。为了能使这三大系统的信息及软、硬件资源共享，建筑物内各种工作和任务共享，科学合理地

6、运用建筑物内全部资源，在智能建筑，这三个系统应实现一体化集成。即利用计算机网络和通信技术，在三大系统间建立起有机的联系。其核心功能是智能系统,智能系统设备通常放置在智能化建筑环境内的系统集成中心,通过综合布线与各种终端设备连接,并通过计算机对整栋大楼进行动态实时监控,从而实现高度智能化。智能系统主要由系统集成中心SIC(System Integrated Center)、设备管理自动化系统BAS(Building Management Automat ion System)、信息通信系统CAS(Communication Automation System)、办公自动化系统OAS(Office

7、 Automation System)、防火自动化系统FAS(Fire Automation System)、安全保卫自动化系统SAS(Safety Automation System)以及结构化综合布线系统SCS(Structured Cabling System)构成。智能建筑系统的功能 1.建筑物自动化系统，它采用现代传感技术、计算机技术和通信技术，对建筑物内所有机电设施进行自动控制。这些机电设施包括交配电、给水、排水、空气调节、采暖、通风、运输、火警、保安等系统设备。用计算机对设施实行全自动的综合监控管理，即空调自动化管理、出入口管理，以及对卡识别系统、防盗保安系统、火灾报警系统和各种

8、设备控制与监视系统等进行管理，以保证机电设备高效运行，安全可靠，节能长寿，给用户提供安全、健康、舒适、温馨的生活环境与高效的工作环境。 2.办公自动化系统 是智能建筑基本功能之一，是一门综合多种技术的新型学科，它涉及计算机科学、通信科学、系统工程学、人机工程学、控制学、经济学、社会心理学、人工智能等学科。它以行为科学、管理科学、社会学、系统工程学、人机工程学为理论，结合计算机技术、通信技术、自动化技术等，不断使人的部分办公业务活动物化于人以外的各种设备中，并由这些设备与办公人员构成服务于某种目标的人机信息处理系统。借助于先进的办公设备，提供文字处理、模式识别、图像处理、情报检索、统计分析、决策

9、支持、计算机辅助设计、印刷排版、文档管理、电子账务、电子函件、电子数据交换、来访接待、会议电视、同声传译等，以取代人工进行办公业务处理，最大限度地提高办公效率、办公质量，尽可能充分地利用信息资源，从而产生更高价值的信息，提高管理和决策的科学化水平，实现办公业务科学化、自动化。办公自动化系统能提供物业管理、酒店管理、商业经营管理、图书档案管理、金融管理、交通票务管理、停车场计费管理、商业咨询、购物引导等多方面综合服务。 3.信息通信系统 是以结构化综合布线系统为基础，以程控用户交换机 (Private Branch Automatic Exchange) 为核心，以多功能电话、传真、各类终端为主

10、要设备而建立起来的建筑物内一体化的公共通信系统。这些设备 (包括软件) 应用新的信息技术构成智能大厦信息通信的“中枢神经”。它不仅保证建筑物内的语音、数据、图像传输并通过专用通信线路和卫星通信系统与建筑物以外的通信网 (如公用电话网、数据网及其他计算机网)连接，而且将智能建筑中的三大系统连接成有机整体，从而成为核心。智能建筑中的信息通信系统主要包括语音通信系统、数据通信系统、图文通信系统、卫星通信系统以及数据微波通信系统等。信息通信系统发展的方向是综合业务数字网。综合业务数字网具有高度数字化、智能化和综合化能力，它将电话网、电报网、传真网、数据网和广播电视网、数字程控交换机和数字传输系统联合起

11、来，以数字方式统一，并综合到一个数字网中传输、交换和处理，实现信息收集、存储、传送、处理和控制一体化。用一个网络就可以为用户提供包括电话、高速传真、智能用户电报、可视图文、电子邮政、会议电视、电子数据交换、数据通信、移动通信等多种电信服务。用户只需要通过一个标准插口就能接入各种终端，传送各种信息，并且只占用一个号码，就可以在一条用户线上同时打电话、发送传真、进行数据检索等。 4.结构化综合布线系统 是建筑物中或建筑群间信息传递的网络系统。它的特点是将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的BAS、OAS、CAS三大子系统有机地联系在一起。

12、对于智能建筑来说，结构化综合布线系统，就如其体内的神经系统一样，起着极其重要的调控作用。 三、智能建筑的特点和作用1、 节能。这主要是通过BA系统来实现的。以现代化的大厦为例，空调和照明系统的能耗很大，约占大厦总能耗的70%，在满足使用者对环境要求的前提下，智能建筑能通过其“智慧”尽可能利用自然气候来调节室内温度和湿度，以最大限度减少能源消耗。如按事先确定的程序，区分“工作”和“非工作”时间、午间休息时间，部分区域降低室内照度和温、湿度控制标准；下班后，再降低照度和温、湿度或停止照明及空调系统。 2、能满足多种用户对不同环境功能的要求。老式建筑是根据事先给定的功能要求来完成其建筑和结构设计的，

13、要更换其使用功能，比较困难。智能建筑则是通过BA、OA、CA系统的设置，允许用户迅速而方便地改换建筑物内的使用功能或重新规划作用面积。办公室所必须的通讯和电力供应也具有极大的灵活性。在室内分布着多种标准化的弱电和强电插座，只要改变跳接线方式，就可快速改变插座功能。例如，变普通电话为计算机通讯接口等。3、提供现代化的通讯手段和办公条件。这主要是通过OA、CA共同实现的。在智能建筑中，用户通过国际电话、电子邮件、电视会议、信息检索等多种手段可及时获得全球性金融商贸情况、科技情报及各种数据库系统中的最新信息。通过国际互联通信网络（英特网），可随时与世界各地的企业或机构进行商贸洽谈等业务活动。这就是现

14、代化的公司或机构竞争租用或购买智能大厦原因之一。4、能创造安全、有利于健康的办公环境。这主要是通过BA系统来实现的。现在，有些大厦的中央空调系统不符合卫生要求，往往成为传染疾病的媒介。智能大厦的空调系统能监测出空气中的有害污染物含量，并能自动消毒。智能建筑的防火自动化FA和保安自动化系统SA则为大厦提供了一个安全、可靠的办公环境。因此，智能建筑也被称作是一座“安全健康型建筑”。四、我国智能建筑现状 我国智能建筑建设始于1990年,据2004年的统计数据,中国(不包括港澳台地区)共有不低于4500幢智能大厦,大部分建筑规模均在3万平方米以上,北京发展大厦、上海金茂大厦(88层)、深圳地王大厦(8

15、1层)、广州中信大厦(80层)、南京金鹰国际商城(58层)等一批智能大厦世界闻名。由于经济、技术、人为等各方面因素,我国智能建筑的基本状况为:“瘫痪型”智能建筑系统占总数的30%左右,智能建筑系统根本无法开通,投资百万、千万的智能系统,系统操作完全由人工完成,瘫痪如一堆废铁。“弱智型”智能建筑系统占总数的50%左右,系统即使开通也是部分开通,“不健全”的系统难以满足用户对建筑物的功能需求。“基本型”智能建筑系统占总数的15%左右,虽然具备必需的子系统,开通情况良好,但系统集成度不够,在事件联动、全局处理、信息共享方面能力较弱。“先进型”智能建筑系统占总数的5%左右,系统开通情况良好,有一定的系

16、统集成度,系统的扩展和提升能力较强。智能建筑的理论研究滞后。国内对智能建筑理论和相关技术的研究开发起步较晚且未能得到足够的重视,大多数研究停留在国外相关成果上,与中国国情有一定的差距,我国的智能建筑设计标准(GB/T503142000)在2000年才出台,许多根据自己理解的“智能大厦”没有成熟的理论指导,不符合统一的设计规范。电气施工图设计不完善。智能建筑中涉及到的办公自动化系统、通信自动化系统与楼宇自动化系统都是当前世界的先进技术,设计单位难以完全掌握,设计单位对选用的系统不熟悉,施工图设计困难,对各系统应包括内容有分歧。在国外,防火自动化系统(FAS)和安全保卫自动化系统(SAS)包括在自

17、动化系统(BAS)中,我国由于消防部分的要求,SAS必须单独设计,否则无法通过审批,OAS和CAS在设计时,因资金等因素订货产品发生变化,在匹配上容易出现问题,造成智能建筑不能正常运行。缺少国产化系统集成产品。目前我国还没有开发出一套智能建筑系统集成产品,国外如美国江森自控、I BM、朗讯科技等公司产品占据国内智能建筑市场。国外楼宇自动化系统的供货都是从敏感元件、执行机构、阀门、变送器、现场控制站、子站、网络服务器及所有软件成套供货,产品质量有保证,但现场调试、人员培训、后期服务等方面不完善,在与甲方及施工单位配合上有难度。自身的技术力量薄弱。在施工过程中,接线、安装等低级错误引起设备损坏的现

18、象时有发生,对国外产品不熟悉和技术壁垒给智能建筑的正常运行带来隐患。五、智能建筑发展趋势 进入21世纪,智能建筑领域中的信息网络技术、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,都会有更加深入广泛的具体发展及应用。但智能化技术只是一种手段,就整体建筑物业产品的技术发展来说,可持续发展技术和“绿色建筑”才是21世纪智能建筑技术发展的长远方向。因此,新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学、新材料学等技术都会逐步渗透到建筑智能化多学科多技术领域中,实现人类聚居环境的可持续发展目标。绿色智能建筑。现代绿

19、色智能建筑除须具备传统住宅遮风避雨、通风采光等基本功能外,还要具备协调环境、保护生态的特殊功能。因此,现代绿色建筑的建造应遵循生态学原理,体现可持续发展的原则,在规划设计、营建方式、选材用料方面按区别于传统建筑的特定要求进行。无线技术。智能建筑选用无线技术是未来的发展趋势,随着Internet的无线访问、无线局域网、无线家居(如蓝牙技术)等技术的成熟,近年来采用GPRS技术实现无线监控越来越普遍。甚至实现了无线数字闭路电视监控。特别是近年来出现了W MAX技术一种宽带无线接入技术,受到众多网络基础建设和终端设备厂商的广泛支持,并获得全球网络运营商的认可。由于遵循I EEE技术,可确保不同网络、

20、不同厂商终端设备之间的互通,今后在数字城市管理、数字社区、智能化建筑群和智能建筑中都将得到广泛应用。网络控制技术。从现场控制总线走向控制网络是一个必然趋势,使用网络控制可以改善智能建筑内各系统异构网络环境的控制与联动结构,增强楼宇各实时监控计算机系统之间的互操作性与集成的相关信息,还可以使所有设备和安全监控信息进入各种计算机平台和桌面系统,大大改进对智能建筑内监控信息的利用和共享“群体环境”的综合数据,实现对智能建筑内机电设备与安全报警管理的远程控制监控和数据采集。 六、中国智能建筑的发展趋势 在新的世纪信息技术将会迅猛发展，作为信息技术产物的建筑智能化系统也会发生深刻变化。同时随着中国加入W

21、TO，管理制度与国际接轨，对建筑智能化系统的管理方式也必然相应进行调整。这都将进一步促进建筑智能化系统的变革和发展，这将主要体现在以下三个方面。 1）信息技术的进步将会改变建筑智能化系统的体系结构 建筑智能化系统是信息技术发展的产物，建筑中各种智能化系统无非是各种服务信息采集、传输和处理的工具。当今建筑智能化系统的技术基础计算机技术、控制技术和通信技术都在迅速发展中，其中通信技术的发展更为明显，互联网技术、移动通信技术以及作为信息载体的智能卡技术已深入人们生活和工作的各个方面，建筑智能化也应该顺应信息技术的发展，利用这些技术来解决智能建筑中的问题，把这些技术作为智能建筑的技术基础。 目前完全可

22、以利用这些技术构筑一个统一的信息平台，并以此为建筑和建筑中的人们提供过去需要多个系统提供的服务；并且这个信息平台及其相应的服务可以从一栋建筑扩展到整个社区乃至整个城市。按此技术路线，建筑智能化系统将成为这个社会化信息平台的一个组成部分，而建筑智能化系统所提供的各种服务也将成为这个信息平台的一种服务功能。因此随着技术的进步，过去那种根据不同服务功能构成各种不同系统的体系结构将会发生根本改变，这不仅可以充分发挥系统的功能，还可以避免重复投资，提高经济效益。 2）管理制度的变革将会消除建筑智能化系统发展的障碍 在过去制约建筑智能化系统成为统一系统是原有管理制度的不适应，建筑智能化工程涉及到公安、消防

23、、电信、广电和建设等多个行政主管部门，过去那种层层审批，一件事多个部门管理的管理模式已严重制约智能建筑的发展，随着中国加入WTO，这一障碍将逐步得到消除。根据“职权一致”和“权责一致”的原则，国务院要求一件事只能由一个部门负责管理，如：产品质量管理按照产品质量法和国家质监总局5号令规定由国家质监总局管理、工程设计和施工安装资质管理按照建筑法和建筑法实施细则的规定由建设部负责；而与建筑智能化系统相关的业务如通信、消防、安防等则分别由信息产业部、公安部消防局、公安部技防办等管理。同时管理的手段将从控制市场准入、行政审批转为制订技术标准、规范市场公正竞争。 这种管理方式的变革有利于把建筑智能化系统作

24、为统一的系统来实施，更为重要的是这将促进建筑智能化系统各项业务的发展，如公安部在放弃对安防产品质量监督和工程管理的同时，将大力发展安防报警服务业。可以预见消防服务业、物业管理服务业、电信及其增值服务业等都也将得到长足发展，这也必将促进建筑智能化系统工程的发展。 3）对建筑智能化系统的功能、作用和服务模式需要重新认识和调整 从建筑智能化系统的发展历程可以看出，建筑智能化系统的功能已经发生很大变化，起初建筑智能化系统主要作为建筑和机电设备的一部分，以满足对建筑及其机电设备管理的需要；后来建筑智能化系统用来全面提升建筑的形象和提高建筑的服务、管理及安全功能；最后建筑智能化系统已经成为一个营运系统，为

25、建筑内的人们提供各种增值服务。随着技术的进步和制度的变革，这种认识会不断得到强化，可以预见，在不久的将来，建筑智能化系统会成为一种基础设施，为生活和工作在建筑中的人们提供安防报警、消防报警、物业管理、远程抄表、电子商务、网上娱乐、远程教育、远程医疗、视频点播、信息查询、通讯交流等增值业务，成为一个具有投资价值服务系统。 为了实现这一目标，除了需要对建筑智能化系统重新认识以外，更重要的是需要对建筑智能化系统的投资、建设、运行和管理模式进行调整。建立起一套社会化服务体系，从而满足不同的服务需求，降低智能化设施维护管理成本，提高建筑智能化系统价值。 七、智能建筑发展的优势智能控制与传统的或常规的控制

26、有密切的关系,不是相互排斥的. 常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。 1. 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的,而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性,即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动,比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测,致使无法建立其模型,这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决. 2. 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便,希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信

27、息输入装置,能够更加深入而灵活地和系统进行信息交流,同时还要扩大输出装置的能力,能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息. 另外,通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况. 为扩大信息通道,就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器,即文字、声音、物体识别装置. 可喜的是,近几年计算机及多媒体技术的迅速发展,为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统.3. 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统) ,要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统) ,因此具有控

28、制任务单一性的特点,而智能控制系统的控制任务可比较复杂,例如在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力,有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等. 对于这些具有复杂的任务要求的系统,采用智能控制的方式便可以满足.4. 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论,而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用,但不尽人意. 而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路,成为解决这类问题行之有效的途径. 工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外,又有另外一些特点,如被控对象往往是动态的,而且控制系统在线运动,一般要求有较高的实时响应速度等,恰恰是这些特点又

29、决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别,决定了它的控制方法以及形式的独特之处.5. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。 6. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式.7. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力.8. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力.总之,智能控制系

30、统通过智能机自动地完成其目标的控制过程,其智能机可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人机交互地完成拟人任务。八、我国智能建筑存在的问题 1.智能建筑在我国刚刚起步，与国外相比智能化水平普遍不高。大多数建筑单位并不了解何为智能大厦，只是抓住这个时耀的词汇套用在自己的建筑物上，致使我国真正意义上的智能化建筑甚少。比如综合布线系统是智能建筑连接3A系统各种控制信号必备的基础设施，但调查中只有少数单位考虑了综合布线。大多数建筑楼宇、消防、保安自控等系统相互独立，自成体系分散布线，互联性差，没有实现真正意义上的计算机网络管理，使资源、设备重复设置，造成极大浪费。一座建筑物一经建成，其主要结构及外形不会发生

31、变化，但随着社会、技术、经济发展及用户日益增长的需求，建筑物智能程度也应不断地提高，如不具有适应情况变化的能力就算不上智能建筑。 2.智能化技术和产品过分依赖进口。随着社会进步，中国的智能建筑市场十分巨大，但智能建筑技术及产品都由外国公司控制，工程也由外国公司把持，如：霍尼维尔、江森、玛斯特公司等。我国现今还没有一家自己的智能建筑技术工程公司来承担国内大型智能化工程任务，使大量外汇流失。而且很多设备往往由不同的国外厂家提供，产品兼容性差，以致单个产品性能不错，但组成系统后效果较差。加上系统建成后的后期维护和系统升级也缺乏一个国内的队伍予以支持和配合，使整个系统运行效果往往不佳。 3.智能建筑市场缺乏政府部门的统一管理，智能建筑设计没有可依据的设计规范和标准。现在我国智能建筑技术的发展处于一种分割管理无序的状态，牵制了我国智能技术的发展。比如消防设备是消防部门管理，供配电由供电部门管理，保安部分由安全部门管理，楼宇部分由建设部门管理，邮电、电子等部门也都欲把“智能建筑”纳入自己的行业管理中。各个部门分管一块，没有一个统一的部门加以协调