智能建筑简介

1、7 智能建筑简介智能建筑简介7.1 智能建筑概述智能建筑概述7.2 综合布线系统综合布线系统7.3 智能建筑的智能建筑的3A系统系统7.1 智能建筑概述智能建筑概述智能化建筑是建筑艺术与计算机和信息技术有机结合的产物，是适应社会信息化与经济国际化的需要，随着全球性信息高速公路的推进，发展智能化建筑已是一个必然的趋势。智能建筑主要包括建筑设备自动化系统(Building Automation，缩写为BA)、通讯自动化系统(Communication Automation，缩写为CA)和办公自动化系统(Office Automation，缩写为OA)的三大功能系统，称为3A智能化建筑或3A大厦。

2、7.1.1 智能建筑的概念智能建筑的概念作为智能化建筑必须能够提供如下的服务功能：(1) 安全性 (2) 舒适性(3) 便捷性 7.1.2 智能化建筑的组成和功能智能化建筑的组成和功能由图7.1可知：智能化建筑是由智能化建筑环境内系统集成中心(System Integrated Center，缩写SIC)利用综合布线系统(Premises Distribution System，缩写PDS)的连接来控制 3A系统组成的。1) 智能化建筑的系统集成中心(SIC)。它具有各个智能化系统信息总汇集和各类信息的综合管理的功能。具体要达到以下三个方面要求：(1) 汇集建筑物内外各种信息。(2) 对建筑物

3、各个智能化系统的综合管理。(3) 对建筑物内各种网络管理，必须具有很强的信息处理及数据通讯能力。 2) 综合布线系统(PDS)。利用无屏蔽双绞线（UTP)或光纤来传输智能化建筑或建筑群内的语言、数据、监控图像和楼宇自控信号。它是智能化建筑连接3A系统各种控制信号必备的基础设施。PDS通常是由工作区(终端)子系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备子系统及建筑群室外连接子系统等6个部分组成。 3) 建筑设备自动化系统(BA)。 建筑设备自动化系统必须包括以下3个子系统：(1) 建筑物管理子系统。是对建筑物内所有机电设备完成运行状态监视，报表编制，起控制及维护保养，事故诊断分析的系统

4、。 (2) 安全保卫子系统。它采用身份卡，闭路电视、遥感、传感控制等来实现安全保卫要求。 (3) 能源管理子系统。它的任务是在不降低舒适性的前提下，达到节能 4) 通讯自动化系统(CA)。该系统能高速处理智能化建筑内外各种图像、文字、语言及数据之间的通讯。可分为卫星通讯、图文通讯、语言通讯及数据通讯等4个子系统。5) 办公自动化系统(OA)。智能化建筑中要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务、安全保卫业务、防灾害业务。这些业务特点是部门多、综合性强、业务量大、时效性高。 图7.1 智能化建筑结构示意图 7.1.3 智能化建筑的特点智能化建筑的特点1) 发展迅速、内涵容量大。 2)

5、灵活性大，适应变化能力强。 3) 能源利用率高，能运行在最经济、可靠的状态。 4) 由于3A系统相互配合而产生许多新功能，包括： (1)建筑物管理系统与远程通讯系统的配合；(2)建筑物管理系统与办公自动化系统的配合；(3)远程通讯系统与办公自动化系统的配合。7.2 综合布线系统综合布线系统综合布线成为智能建筑的一部分，可在建筑物建设阶段投入整个建筑资金的5左右，将连接线缆综合布设在建筑物内。我们可以统一规划和统一设计，至于楼内想增设什么应用系统，可以根据实际的发展需要来决定。要实现与时代同步，适应科技发展的需要，又不增加过多的投资，采用综合布线系统是最佳选择。 7.2.1 综合布线系统的组成综

6、合布线系统的组成综合布线是建筑物内或建筑群之间的一个模块化、灵活性极高的信息传输通道，是智能建筑的“信息高速公路”。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它按钮信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部通信网相连接，它包括建筑物外部网络和电信线路的连线点与应用系统设备之间的所有线缆以及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成，其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。 综合布线一般采用分层星型拓扑结构。综合布线采用模块化的结构。按每个模块的作用，可把综合布线划分成6个部分，如图7.2及图7.3所示。 (1) 工作区(2) 水平子系

7、统 (3) 干线子系统 (4) 设备间 (5) 管理区 (6) 建筑群干线子系统 图7.2 PDS结构示意图 图7.3 PDS系统图 7.2.2 综合布线的特点综合布线的特点(1) 兼容性 (2) 开放性 (3) 灵活性(4) 可靠性 (5) 先进性 (6) 经济性 7.2.3 综合布线工程常用线缆综合布线工程常用线缆目前，综合布线使用的线缆主要有两类：光缆和电缆。电缆有双绞电缆和同轴电缆。双绞电缆又分为非屏蔽双绞(UTP)电缆和屏蔽双绞(STP)电缆。 电缆护套有阻燃型和非阻燃型两种。(1) 同轴电缆(Coaxial Cable) 典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线，钢导线外面是绝缘层。无论

8、是粗缆还是细缆，综合布线均采用总线型拓扑结构。 (2) 双绞电缆 双绞电缆的电导体是铜导线，铜导线外有绝缘层包裹。 双绞电缆按其包缠的是否有金属层，可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。它们既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，见图7.4。 非屏蔽双绞电缆 屏蔽双绞电缆 (3) 光缆 光纤的物理特性光纤是光导纤维的简称。它是用石英玻璃或特制塑料拉成的柔软细丝，直径在几微米至120m(光波波长的几倍)。为了使光线的方向发生变化从而可以沿光纤传播，就在光纤芯外涂上折射率比光纤纤芯材料低的材料，通常把涂的这层材料称为包层。 当一定角度之内的入射光射入光纤芯后会在纤芯与包层的交界处发生全反射，经过这样

9、若干次全反射之后，光线就损耗极少地到达了光纤的另一端。 光缆的结构所谓的模其实就是光的入射角。入射角大的称为高次模，入射角小的称为低次模。多模光纤的外径为62.5m，可以使光线从多种角度射入，因此称为多模。单模光纤的纤芯只有几微米，应用于单模光纤的光源一般为激光，进入纤芯的光线是与轴线平行的只有一种角度，所以称为单模。 图7.5是光纤的典型结构，自内向外为纤芯、包层及涂覆层。 图7.4 双绞电缆 图7.5 光纤结构 7.2.4 吹光纤技术吹光纤技术(1) 吹光纤原理所谓“吹光纤”即预先在建筑物中敷设特制的管道，在实际需要使用光纤时，才将光纤通过压缩空气吹入管道中，吹制速度可达40m/min。

10、(2) 吹光纤技术的特点 分期投资 安装灵活、方便 便于升级换代 节省投资 7.3 智能建筑的智能建筑的3A系统系统建筑设备自动化系统(BA)是对建筑物内的各种机电设备、消防保安装置等进行自动化管理和控制。 BA系统主要对大厦内部的下列各项进行监控： 消防系统的自动报警和联动监控系统； 空调及通风监控系统； 变配电及备用应急电站的监控系统； 电力和照明监控系统；7.3.1 建筑设备自动化系统（建筑设备自动化系统（BA） 电梯监控系统； 紧急广播系统； 保安监视闭路电视系统、巡更对讲系统以及各种特殊保安系统； 给水、排水监控系统； 锅炉监控系统； (10) 紧急电话系统； (11) 停车场自动监

11、控管理系统。 建筑设备自动化系统必须包括以下三个子系统：(1) 建筑物管理子系统建筑物管理子系统是对建筑物内空调、冷热源、电力及照明、给排水、电梯、消防等所有机电设备完成运行状态监视、报表编制、启停控制及维护保养、事故诊断分析的系统。 (2) 安全保卫子系统 出入口警卫、防盗、防灾、防火、车库管理、商业秘密等都属于安全保卫系统，它采用了身份卡、闭路电视、遥感、传感控制技术等来实现安全保卫要求。(3) 能源管理子系统它的任务是在不降低舒适性的前提下，达到节能进而降低运行费用的目的。BA系统的结构：BA系统一般由中央主机、外围设备、传输通道、数据收集站和监测元件等部分组成。示意图如图7.6所示。

12、图7.6 BA系统结构框图 7.3.2 通信自动化系统（通信自动化系统（CA）通信自动化系统的功能是调整处理智能型建筑内外各种语言、图像、文字及数据之间的通信。通信自动化系统可分为语音通信、图文通信、卫星通信及数据通信等四个子系统。1) 语音通信(1) 程控电话(2) 移动通信 (3) 无线寻呼 (4) 磁卡电话2) 卫星通信它利用装有微波转发器的同步人造地球卫星作中继站，把地球上若干信号接收站构成通信网，转接通信信号，实现长距离大容量的区域通信，乃至全球通信。 卫星通信系统主要由同步通信卫星和各种卫星地球站组成，为保证系统正常运行，还必须有监测、管理系统和卫星测控系统。卫星通信系统的主要特点

13、是通信距离远、覆盖面积大、通信质量高、不受地理环境限制、组网灵活，便于多址连接，以及容量大、投资省、见效快等 。3) 图文通信图文通信主要传送文字和图像信号。传统的文字通信有用户电报、传真，新发展的有电子信箱。(1) 用户电报 (2) 传真通信(3) 电子信箱(4) 图文通信4) 数据通信操作人员使用数据终端设备与计算机，或计算机与计算机，通过通信线路和按照一定的通信协议，实现远程数据信息通信。 5) 智能建筑与综合业务数字网综合业务数字网就是具有高度数字化、智能化和综合化的通信网。它将电话网、电报网、传真网、数据网和广播电视网用数字程控交换机和数字传输系统联合起来，实现信息收集、存贮、传送、

14、处理和控制一体化。 6) 国际互联网(Internet)国际互联网是美国当今信息高速公路的主干网，同时也是世界最大的信息网。Internet网称为国际互联网，它除了具有资源共享和分布式处理的特点以外，它最大的特点就是交互性，即每一个联网终端既可以接受信息，又可以在网上发布自己的信息，每个入网的用户既是网络的使用者，同时又是信息的提供者。 7.3.3 办公自动化系统（办公自动化系统（OA）办公自动化系统(OA)是利用先进的科学技术，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，其目的是尽可能充分利用信息资源，提高劳动生产率和工作质量，辅助决策，求得更好的效果，以达到既定目标。 1) 办公自动化系统的任务(1) 事务处理(EDP)(2) 信息管理(MIS)(3) 辅助决策(DDS)包括上述三项任务的智能型办公自动化系统功能示意图如图7.7所示。2) 办公自动化系统中通常使用的信息形式(1) 声音：其中有电话、语言输入输出、声音文件；(2) 数据：其中有数据文件、报表和记录；(3) 报表图形：指照片、传真图像和统计图表；(4) 影像：电视监视和会议；(5) 文字：主要指文件、