建筑设备自动化(第一章)

1、建筑设备自建筑设备自动化动化第一章第一章 智能建筑概论智能建筑概论v 1.1 概论概论v 1.2 建筑智能化系统的组成与结构建筑智能化系统的组成与结构 科学技术对建筑影响的回顾科学技术对建筑影响的回顾外延规模扩张外延规模扩张( (摩天建筑摩天建筑SkyscraperSkyscraper) )内涵品质深化内涵品质深化( (智能建筑智能建筑Intelligent BuildingIntelligent Building) )原始建筑：简单材料 + 原始工艺古典建筑：石结构和木结构 + 复杂工艺现代建筑：钢铁、玻璃和混凝土 + 现代工艺1.1 概论概论1. 智能建筑智能建筑20世纪末诞生于美国世纪末

2、诞生于美国 1）第一幢智能大约1984年在美国哈特福德（Hartford）市市政大楼（City place Building） 2）次年日本东京的一座智能大厦相继建成。 3）中国智能建筑始于90年代，起步较晚，但以惊人的速度蓬勃发展。 1990年北京发展大厦我国智能建筑的锥形 建筑设备自动化 通信网络系统 三个子系统 办公自动化系统 没有统一控制 2. 智能建筑的内涵和定义智能建筑的内涵和定义: 智者见智，仁者见仁，没有统一的定义。智者见智，仁者见仁，没有统一的定义。 美国智能建筑学会美国智能建筑学会 结构、系统、服务和管理之间的最优化设计，投结构、系统、服务和管理之间的最优化设计，投资合理的

3、，高效、舒适、便利环境的建筑空间；资合理的，高效、舒适、便利环境的建筑空间； 日本智能研究会日本智能研究会 具备信息通信、办公室自动化信息服务，楼宇自具备信息通信、办公室自动化信息服务，楼宇自动化、便于进行智力活动需要的建筑物；动化、便于进行智力活动需要的建筑物； 欧洲智能建筑集团欧洲智能建筑集团 最高效率，最低保养成本，最有效地管理其自身最高效率，最低保养成本，最有效地管理其自身资源的建筑；资源的建筑； 新加坡新加坡 三个条件：三个条件：1）保安、消防与环境控制的自动控）保安、消防与环境控制的自动控制系统，调节温湿度灯光等的设备；制系统，调节温湿度灯光等的设备；2）通信网络）通信网络设施良好

4、；设施良好；3）足够的对外通信设施与能力；）足够的对外通信设施与能力； 国内国内 通信、办公、建筑设备自动化，系统结构、服务、通信、办公、建筑设备自动化，系统结构、服务、管理的优化组合，高效、舒适、便利的建筑环境。管理的优化组合，高效、舒适、便利的建筑环境。主要内容主要内容： 利用计算机技术、网络通信技术及自动化控制利用计算机技术、网络通信技术及自动化控制技术，经过系统综合开发，将楼宇设备自动化技术，经过系统综合开发，将楼宇设备自动化（BAS），通信自动化系统（），通信自动化系统（CAS）、办公自动化）、办公自动化系统（系统（OAS）与建筑和结构有机地集成为一体，为）与建筑和结构有机地集成为一

5、体，为人们提供理想的安全、舒适、节能高效的工作和生人们提供理想的安全、舒适、节能高效的工作和生活空间。活空间。3. 智能建筑的功能及特点：智能建筑的功能及特点：（一）服务功能（一）服务功能 三大功能三大功能：安全功能、舒适功能、便利高效安全功能、舒适功能、便利高效 1）安全性：）安全性：火灾自动报警、自动灭火、防盗报火灾自动报警、自动灭火、防盗报 警、保安巡更、闭路电视监控等警、保安巡更、闭路电视监控等 2）舒适性：）舒适性：空调监控、供热监控、给排水监控、空调监控、供热监控、给排水监控、供配电监控、卫星电缆电视、背景音乐等供配电监控、卫星电缆电视、背景音乐等 3）便捷性：）便捷性：综合布线、

6、程控交换机、办公自动化、综合布线、程控交换机、办公自动化、一卡通等一卡通等（二）特点：（二）特点： 1）系统集成）系统集成将智能建筑中分离的设备、子系将智能建筑中分离的设备、子系统、功能、信息通过计算机网络集成为一个相互关统、功能、信息通过计算机网络集成为一个相互关联的统一协调的系统，实现信息、资源、任务的重联的统一协调的系统，实现信息、资源、任务的重组和共享。组和共享。 2）降低人工成本）降低人工成本 通过科学化、智能化使建筑物内各类机电设备通过科学化、智能化使建筑物内各类机电设备的运行管理、保养维修更趋自动化。降低机电设备的运行管理、保养维修更趋自动化。降低机电设备维护成本、人员安排合理、

7、操作和管理高度集中。维护成本、人员安排合理、操作和管理高度集中。 3）安全、舒适和便捷的环境）安全、舒适和便捷的环境 防盗防盗(人财物安全人财物安全),环境环境(温湿度温湿度,新风灯光等新风灯光等),电话电话电视电视,计算机网络等计算机网络等) 4）节能）节能智能建筑的主要特点之一智能建筑的主要特点之一 通过智能技术，尽可能利用自然光和自然冷（热）通过智能技术，尽可能利用自然光和自然冷（热）源来调节室内环境，以最大限度地减少能源消耗。源来调节室内环境，以最大限度地减少能源消耗。4. 智能建筑的核心技术智能建筑的核心技术“3C”高新技术高新技术 现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术现代计算

8、机技术、现代通信技术、现代控制技术 1）现代计算机技术）现代计算机技术（Computr）智能建筑的智能建筑的“大脑大脑” （1）微处理器技术）微处理器技术 随着半导体集成电路制造工艺的飞速发展作为随着半导体集成电路制造工艺的飞速发展作为计算机计算机“大脑大脑”的中央处理器无论是从体积还是从的中央处理器无论是从体积还是从功能上都有了难以置信的变化。功能上都有了难以置信的变化。 微处理器微处理器30年的发展年的发展符合符合“摩尔定律摩尔定律” 工作速度增加工作速度增加1倍倍/18月（成本降低月（成本降低1半半/18月）月）（2）软件技术）软件技术 智能建筑中除采用微处理器为计算机硬件技术智能建筑中

9、除采用微处理器为计算机硬件技术产品外，也采用了很多先进的软件技术。产品外，也采用了很多先进的软件技术。 （3）多媒体技术）多媒体技术 基于计算机技术的综合技术，包括数字化信息基于计算机技术的综合技术，包括数字化信息处理技术、多媒体计算机系统技术、多媒体数据库处理技术、多媒体计算机系统技术、多媒体数据库技术、多媒体通信技术和多媒体人机界面技术。技术、多媒体通信技术和多媒体人机界面技术。 （4）信息安全技术）信息安全技术密码技术密码技术 反病毒技术反病毒技术 保证计算机正常运行保证计算机正常运行 防火墙技术防火墙技术 以及信息被授权合法使用。以及信息被授权合法使用。2）现代通信技术）现代通信技术智

10、能建筑及信息社会的智能建筑及信息社会的“神神 经系统经系统” 与计算机技术紧密结合，大大加快通信的发展速与计算机技术紧密结合，大大加快通信的发展速度，并使现代通信技术形成了许多分支如：度，并使现代通信技术形成了许多分支如： 卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信卫星通信、光纤通信、数据通信、移动通信 3）现代控制技术）现代控制技术 新的控制系统不断出现。如：新的控制系统不断出现。如： 模糊控制、自适应控制、专家控制、神经网络控制、模糊控制、自适应控制、专家控制、神经网络控制、遗传算法。遗传算法。5我国智能建筑设计标准我国智能建筑设计标准(GB/T 50314-2000) 将建筑物或建筑群的电力

11、、照明、空调、给排水、防火、保安、车库管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的，构成综合系统1.2 1.2 建筑智能化系统的组成与结构建筑智能化系统的组成与结构1. 组成组成 IBMS：智能建筑管理系统智能建筑管理系统 BMS：建筑设备管理系统：建筑设备管理系统 BAS：建筑设备自动化系统：建筑设备自动化系统 FAS：消防自动化系统：消防自动化系统 SAS：安防自动化系统：安防自动化系统 GCS：综合布线系统：综合布线系统 CNS：通信网络系统：通信网络系统 连接成一个完整的连接成一个完整的 OAS：办公自动化系统：办公自动化系统 智能化系统智能化系统 IBMSCNS局域网接入网电话电视

12、SASFASBASBMS专用OAS通用OASOAS 建筑智能化系统的层次结构六、六、IB基本构成基本构成2. 综合布线系统（综合布线系统（GCS） 1）GCS建筑物或建筑群内部之间传输网络。建筑物或建筑群内部之间传输网络。 2）作用：使建筑物或建筑群内部的电话、电视、）作用：使建筑物或建筑群内部的电话、电视、计算机、办公自动化设备、通信网络设备、各种测计算机、办公自动化设备、通信网络设备、各种测控设备以及信息家电等设备之间彼此相连，并能接控设备以及信息家电等设备之间彼此相连，并能接入外部公共通信网络。入外部公共通信网络。目前国内实际工程中：（考虑技术复杂性、成本、目前国内实际工程中：（考虑技术

13、复杂性、成本、可靠性等因素可靠性等因素)通常使用通常使用GCS传输数据，语音信号传输数据，语音信号 电视信号、监控信号分别单独布线电视信号、监控信号分别单独布线 3）组成：）组成： （1）建筑群主干布线子系统建筑群主干布线子系统 多个建筑群之间的布线系统多个建筑群之间的布线系统 传输介质传输介质光纤光纤 （2）建筑物主干布线子系统建筑物主干布线子系统 贯穿建筑物上下各楼层的布线系统。贯穿建筑物上下各楼层的布线系统。 传输：光纤传输：光纤 5类以上非屏蔽电缆（类以上非屏蔽电缆（UTP） （3）水平布线系统水平布线系统 以楼层配线架到各信息插座的信息插口。以楼层配线架到各信息插座的信息插口。 （4

14、）工作区布线子系统工作区布线子系统 水平布线系统的信息插座延伸到工作站终端水平布线系统的信息插座延伸到工作站终端 设备处的连接线缆及适配器等器件。设备处的连接线缆及适配器等器件。3. 通信网络系统（通信网络系统（CNS） 1）智能建筑）智能建筑CNS 保证楼内的语音、数据、图像传输保证楼内的语音、数据、图像传输 与外部通信网相通与外部通信网相通 与世界各地互通信息与世界各地互通信息 2）组成）组成 电话通信系统电话通信系统 采用用户程控交换机采用用户程控交换机PABX 电话线路基于综合布线系统电话线路基于综合布线系统GCS 作用：作用：a. 提供传统的语音通信方式提供传统的语音通信方式 b.

15、满足用户对数据通信、计算机局域网满足用户对数据通信、计算机局域网网网 互互 互连，互连，N-ISDN通信的要求通信的要求 电缆电视系统电缆电视系统（CATV：Cable Television）智能建筑智能建筑CATV要求要求:电视图像信号的双向传输电视图像信号的双向传输 视频会议系统视频会议系统 利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算利用图像压缩编码和处理技术、电视技术、计算机网络通信技术、相关设备、线路实现点对点（多机网络通信技术、相关设备、线路实现点对点（多点间）点间）图像、语音、数据信号实时交互式通信。图像、语音、数据信号实时交互式通信。 广播电视卫星系统广播电视卫星系统 通过架设在

16、房顶的卫星地面站直接接收广播电视通过架设在房顶的卫星地面站直接接收广播电视的卫星信号。的卫星信号。 作用：作用：单向、双向传输数据、语音、图像及其他综单向、双向传输数据、语音、图像及其他综 合电信及电信业务。合电信及电信业务。 适用：适用：用户分散、业务量不大的专用或公用通信网用户分散、业务量不大的专用或公用通信网 同声传译系统同声传译系统 公共公共/应急广播系统应急广播系统 包括：服务性广播、应急广播、音乐广播包括：服务性广播、应急广播、音乐广播 计算机局域网计算机局域网 用户接入网：用户接入网： 解决智能建筑内部与外部世界的信息沟通。解决智能建筑内部与外部世界的信息沟通。4. 办公自动化系

17、统（办公自动化系统（OAS） 1）发展）发展 第一代第一代以数据处理为中心的传统的以数据处理为中心的传统的MIS系统系统 第二代第二代以工作流为中心的办公自动化系统以工作流为中心的办公自动化系统 第三代第三代以知识管理为核心的新一代办公自动以知识管理为核心的新一代办公自动化系统化系统 2）OAS的类型的类型 a. 通用办公自动化系统通用办公自动化系统 建筑物的物业管理营运信息建筑物的物业管理营运信息 电子财务电子财务 电子邮件电子邮件 信息发布信息发布 信息检索信息检索 电子会议电子会议 b. 专用办公自动化系统专用办公自动化系统 针对各个不同用户的办公业务需求而开发的，如：针对各个不同用户的

18、办公业务需求而开发的，如：证券交易系统、银行业务系统、商场证券交易系统、银行业务系统、商场POS系统系统。3）OAS的硬件的硬件 办公设备办公设备辅助办公人员完成办公活动的各辅助办公人员完成办公活动的各 种专用装置。种专用装置。 可分为：输入设备、输出设备、处理设备、存储可分为：输入设备、输出设备、处理设备、存储设备、复制设备、通信设备、销毁设备设备、复制设备、通信设备、销毁设备 网络设备网络设备 网络互连设备，包括网卡、中继器、集成器网络互连设备，包括网卡、中继器、集成器（Hub）、交换机、路由器等。）、交换机、路由器等。 4）OAS的软件的软件 系统软件系统软件管理计算机而提供的软件管理计

19、算机而提供的软件 主要是操作系统，如主要是操作系统，如Unix, Windows等。等。 支撑软件支撑软件通用的用于开发办公自动化系统通用的用于开发办公自动化系统 应用软件的工具软件。应用软件的工具软件。 如如 各种数据库管理系统各种数据库管理系统 通用数据库应用程序开发工具通用数据库应用程序开发工具 压缩压缩/解压软件解压软件 浏览器软件等浏览器软件等 应用软件应用软件 根据具体用户的需求而研制的根据具体用户的需求而研制的 5. 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BAS） 1）建筑设备自动系统的功能）建筑设备自动系统的功能 设备监控与管理设备监控与管理对各种建筑设备实现运行状态监视、起

20、停、运行对各种建筑设备实现运行状态监视、起停、运行 控制，并提供设备运行管理。控制，并提供设备运行管理。 节能控制节能控制 对空调、供配电、照明、给排水等设备的控制，对空调、供配电、照明、给排水等设备的控制，在保证舒适性的前提下，达到节能、降低运行费用在保证舒适性的前提下，达到节能、降低运行费用的目的。的目的。 2）BAS的范围及内容的范围及内容 电力系统电力系统 安全、可靠的供电是智能建筑正常运行的先决条安全、可靠的供电是智能建筑正常运行的先决条 件。件。-实现全面能量管理实现全面能量管理 照明系统照明系统 照明系统的能耗很大，仅次于空调系统，智能照照明系统的能耗很大，仅次于空调系统，智能照

21、明控制应十分重视节能。明控制应十分重视节能。 暧通空调与冷热源系统暧通空调与冷热源系统 这块耗能最大，应尽量降低能耗这块耗能最大，应尽量降低能耗是是BAS重点内重点内容容 给排水系统给排水系统 实现智能建筑给排水设备的可靠、节能进行运实现智能建筑给排水设备的可靠、节能进行运 行具有积极意义。行具有积极意义。 电梯系统电梯系统: :实现群控实现群控, ,达到舒适达到舒适, ,快速快速, ,安全安全, ,节能节能. . 3）BAS的自动监测与控制的自动监测与控制 BASBAS的自动测量的自动测量 a a 选择测量选择测量 b b 扫描测量扫描测量 c c 连续测量连续测量 BASBAS的自动监视的自动监视 i) i) 状态监视：起停状态、开关状态、切换状状态监视：起停状态、开关状态、切换状态态 ii) ii) 故障、异常监视故障、异常监视 iii) iii) 火灾监视火灾监视 iv) iv) 暖通、空调系统的监视暖通、空调系统的监视 BAS的自动控制的自动控制 i) 控制方式控制方式:开环控制开环控制一种预定程序的控制方一种预定程序的控制方 法，根据预确定的控制一步一步地实施控制。法，根据预确定的控制一步一步地实施控制。 闭环控制闭环控制 负反馈控制负反馈控制 ii) BAS的系统结构的系统结构: 集散控制系统：集散控制系统：