楼宇自动化绪论

楼宇自动化

32学时2学分目录第1章绪论第2章楼宇自动化控制技术基础第3章空调系统自动化原理第4章给排水自动化原理第5章配电、照明及电梯系统监控自动化第6章楼宇设备自动化系统设计实例第7章火灾自动报警系统和消防控制系统第8章安全技术防范系统第9章停车场管理系统第10章楼宇自动化系统集成第11章智能小区绪论2、楼宇自动化系统的基本概念

1、楼宇自动化与智能建筑的起源与发展3、智能建筑的基本概念

教学基本要求：理解楼宇智能化技术的基本概念；了解智能楼宇的建设目标、主要特征及发展趋势；掌握楼宇智能化技术的主要内容。

建筑发展史：北京的故宫、天坛和法国的卢浮宫（实用性、艺术性、观赏性）西安半坡遗址（实用性：遮阳避热、防风御寒）现代建筑（实用性、艺术性、观赏性、功能性、服务性）（高效、舒适、快捷、安全）1、楼宇自动化与智能建筑的起源与发展楼宇自动化是随着建筑物的环境设备，尤其是暖通空调系统（HVAC&R）的发展而出现的。第一阶段：气动控制系统。能源是压缩空气，用于控制供热、供冷管道上的调节阀和空气调节系统的空气输配管道调节阀。第二阶段：电气控制系统。减少能源损耗。第三阶段：计算机控制系统。（SCC->DDC->DCS）第四阶段：网络化楼宇系统（NBS），纳入企业管理系统。“智能建筑”概念的形成于1984年1月美国康涅狄格州哈特福德市的都市大厦（CityPlace）的竣工。美国有智能大厦几万幢。日本在许多大城市建设了“智能化街区”、“智能化群楼”。新加坡政府计划将新加坡建成“智能城市花园”。印度也于1995年起在加尔各答的盐湖开始建设“智能城”。法国、瑞典、英国、泰国等国家也不断兴建智能建筑。中国香港相继出现了汇丰银行大厦、立法会大厦、中银大厦等一批智能化程度较高的智能建筑。中国大陆第一幢智能大厦是1989年建成的北京发展大厦，1992年中国进入了智能大厦的高速发展阶段。2、楼宇自动化系统楼宇自动化系统BAS，又称建筑设备自动化系统，是将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统。现代建筑建筑(construction)设备(equipment)建筑电气(bulidingpower)给排水(supplywateranddrainoffwater)暖通、空调(airconditioning)建筑供配电建筑照明接地与接零建筑物防雷消防系统CATV系统电梯通讯技术办公自动化系统安防系统●●●强电弱电智能建筑(综合布线系统)结构(structure)2.1楼宇自动化系统组成2.2楼宇自动化系统的功能自动监视并控制各种机电设备的起、停，显示或打印当前运转状态。自动检测、显示、打印各种机电设备的运行参数及其变化趋势或历史数据。根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备，使之始终运行于最佳状态。监测并及时处理各种意外、突发事件。实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制。能源管理：水、电、气等的计量收费、实现能源管理自动化。设备管理：包括设备档案、设备运行报表和设备维修管理等。监控服务管理3、智能建建筑3.1、智能建筑筑定义美国智能能建筑学学会：通过对建建筑物的的四个基基本要素素即结构构、系统统、服务务和管理理以及它它们之间间的内在在相互联联系的最最优化的的考虑，，来提供供一个投投资合理理又拥有有高效率率的优雅舒适适、便利利快捷、、高度安安全的环境空空间。欧洲智能能建筑组组织、日日本、新新加坡不不同的定定义。我国《智能建筑筑设计标标准》（GB/T50314－2000）：智能建筑筑是以建建筑为平平台，兼兼备建筑筑设备、、办公自自动化及及通信网络络系统，，集结构构、系统统、服务务、管理理和它们们之间的的最优化组合，，向人们们提供一一个安全全、高效效、舒适适、便利利的建筑筑环境。。其具体内内涵是：：以综合合布线为为基础，，以计算算机网络络为桥梁梁，综合合配置建建筑内的的各种功功能子系系统，全全面实现现对通信信系统，，办公自自动化系系统，建建筑内各各种设备备（空调调，供热热，给排排水，变变配电，，照明，，电梯，，消防，，公共安安全等））的综合合管理。。3.2、基本功能能①通过结结构、系系统、服服务和管管理的最最佳组合合提供一种种高效和和经济的的环境。。②能在上上述环境境下为管管理者实实现以最最小代价价提供最有有效的资资源管理理。③能够帮帮助其业业主、管管理者和和住户实实现他们们的造价、舒舒适、便便捷、安安全、长长期的灵灵活性以及市场效应应的目标。。3.3、技术基础础①现代计算算机技术术（computer）：应用此此技术构构成的建建筑物管管理控制制网络系系统具备备了很强强的集成性，同时又又具备各各种子系统的的独立管管理能力力，极大地地提高了了建筑物物的集中中管理能能力和系系统的管管理能力力②现代控制制技术（（control）：以此技技术构成成的建筑筑物控制制系统应应付建筑筑物中种种类繁多多的输入/输输出控制制，同时由由于该控控制系统统具有很很强的软软件控制制功能，，可很容容易地实实现诸如如逻辑控制制、PID控制功能，以满足控制制精度和实现现控制功能。。③现代通信技术术（communication）：建立在通信信技术和计算算机网络技术术相结合的基基础上，主要要体现在ISDN通信网络（综合业务数字字网）的应用。该网络能在一一个通信网上上同时实现语言、数据和和图像的通信信，在智能建筑筑中通过一体化的综合合布线系统实现该功能。④现代图形显示示技术（CRT）：由文字显示为主逐步步变以图形显示为主。通过窗口技术术实现简单方方便的屏幕操操作，即可以以完成开关量或或模拟量的控控制；信息的状态态和参数变化化，甚至信息息所处的地理理位置都可以以通过动态图图形和图形符符号显示，达达到对信息的采集和和监视的目的的；以动态图形形显示为基础础的人机界面使得监视和操操作更为形象象直观，同时时多媒体技术的应用也是管管理中心的人人机界面更为为简单生动。△智能建筑与传传统建筑的区区别:智能建筑是在在传统建筑平平台上为实现现智能化而进进行全方位改改进的产物，，从而使冷冰冰冰的混凝土土建筑物成为为温暖的、人性性化的智慧型建筑筑。智能建筑筑与传统建筑筑相比，不但但功能更多、、更强，而且且更节约资源源，适应性和和灵活性更强强。相对于传传统建筑，智智能建筑一般般具有以下特特点：(1)工程规模和总总建筑面积都都比较大，如中、高层层建筑，小区区，广场，运运输枢纽中心心等。(2)具有重要性质质或特殊地位位，如电视台，，报社，政府府、军队、公公安的指挥中中心，通信枢枢纽楼宇等。。(3)应用系统配套套齐全，如网络、安安全、环境等等服务功能完完善。(4)资金和技术密密集，是现代化的的高科技产物物，需要一个个强大的工程程部门来管理理。(5)总体结构复杂杂，配合协调较较多，是一个个综合的集成成系统。3.4智能楼宇的构构成智能建筑的核核心(SIC—SystemIntegratedCenter)是系统集成。。有线电视卫星有线通信InternetLAN视频会议移动通信电话传真给排水消防保安照明空调暖通电梯停车配电CASOASBAS资源信息管理系统决策支持管理系统日常事务管理系统SICPDS智能建筑内涵涵BASOASCASPDS建筑环境CASOASBAS△建筑物与建筑筑群综合布线线系统PDS：以商务环境和和办公环境为为主，为满足综合合业务数字网网的需要而特特别设计的配配线系统,是智能建筑系系统集成的基基本传输网络络。以双绞线、同同轴电缆和光光纤为传输介介质。一、提供安全、舒适、快捷的优质服务1．安全性①防盗报警系统②出入口控制系统③闭路电视监视系统④安保巡更系统⑤火灾报警与消防联动系统⑥紧急广播系统⑦紧急呼叫系统⑧停车场管理系统3.5智能建筑的建建设目标2．舒适性①空调与供热热系统②供电与照明明控制系统③卫星及共用用天线电视系系统④背景音乐系系统⑤多媒体音像像系统3．便捷性①结构化综合合布线系统②信息传输系系统③通信网络系系统④办公自动化化系统⑤物业管理系系统二、建立先进科学学的综合管理理机制早在20世纪70年代后期便开开始推出办公公自动化产品品未能获得预预期的成效，，因此在工程程实施中不能能只重视智能能楼宇的硬件件设施，还要要加强有关软软件、管理和和使用人员素素质，并重视视智能楼宇作作为一种高度度集成系统的的系统技术的的研究和应用用软件的开发发。在智能楼宇的的工程实施以以后，还需建建立先进的综综合管理机制制，且系统与与管理之间还还存在着相辅辅相成的依赖赖关系，否则则建成的智能能楼宇也是不不成功的。三、节省能耗与降降低人工成本本建成智能化楼楼宇，就有可可能实现能源源的科学与合合理的利用，，从而达到最最大限度的节节省能源的目目的。同时，通过管管理的科学化化、智能化，，使得楼宇的的各类机电设设备的运行管管理、保养维维修更趋自动动化，从而节节省能源与降降低人工成本本。3.6楼宇智能化技技术的主要内内容智能建筑体系系参考模式1层和2层层属于建筑技技术范畴；3—7层统称称其为“楼宇宇智能化”部部分。其中：智能建筑体系系的参考模式式

7层楼宇专用信息

6层楼宇共用信息处理

5层楼宇运营信息

4层楼宇设备自动监控

3层楼宇通信

2层智能建筑环境一般环境

1层一般建筑①建筑空间体体量组合，建建筑体型组合合和立面处理理，平面及空空间布局，内部部及外部装修修等。②建筑结构，，包括建筑物物支撑承重、、内外维护结结构(基础、、柱、梁、板、、墙)及材料料。③建筑机电设设备及设施，，它们为建筑筑物内人们生生活和生产提提供必需的环境境，如照明、、动力、采暖暖空调、给水水排水、电话、电梯、煤煤气、消防、、安全防范等等设备及设施施。智能建筑环境境①提供“楼宇宇智能化部分分”的使用空空间、建筑平平面、空间布布局，这与一般般建筑有所不不同。②使“楼宇智智能化部分””镶嵌到建筑筑物中所需的的特殊结构及材料。③保证“楼宇宇智能化部分分”运行条件件，并为住户户提供更方便、更舒适的的工作、生活活环境。这将将使建筑物在在声、光、色、热、、安全、交通通、服务等方方面有某些新新特点。（智能建筑环境境指“楼宇智智能化部分””所需的特殊殊空间和环境境）建筑物具有智智能化意味着着：(1)对环境和使用用功能的变化化具有感知能力力，如室温、光光照的感知等等。(2)具有传递、处处理感知信息息的能力，如温控、闭闭路监控等。。(3)具有综合分析析、判断的能力，如根据用户户授权提供不不同的信息访访问能力。(4)具有做出决定定并且发出指指令信息，提提供动作响应应的能力，如消防处理理系统。以上上四四种种能能力力建建立立在在““3A””有机机结结合合、、系系统统集集成成的的基基础础上上，，系系统统集集成成程程度度的的高高低低决决定定了了建建筑筑智智能能化化程程度度的的高高低低。。““3A””各子子系系统统的的简简单单堆堆积积不不能能实实现现高高智智能能化化的的建建筑筑，，反反而而只只会会导导致致系系统统的的复复杂杂化化和和资资源源的的浪浪费费。。△智能能楼楼宇宇①建建筑筑基基体体，，包包括括一一般般建建筑筑和和智智能能建建筑筑环环境境相相结结合合而而成成的智智能能楼楼宇宇的的建建筑筑体体②楼楼宇宇通通信信网网，，或或称称建建筑筑物物网网、、室内内通通信信网网③楼楼宇宇设设备备自自动动监监控控系系统统④楼楼宇宇运运营营管管理理系系统统⑤楼楼宇宇共共用用信信息息处处理理系系统统⑥用用户户专专用用信信息息处处理理系系统统楼宇宇通通信信系系统统(CAS)楼宇宇共共用用办办公公自自动动化化系系统统(OAS)楼宇宇自自动动化化系系统统(BAS)楼宇宇智智能能化化楼宇宇通通信信①支支持持楼楼宇宇设设备备监监控控、、楼楼宇宇运运营营管管理理、、住住户户共共用用信信息息处处理理、、住户户专专用用信信息息处处理理等等系系统统中中设设备备之之间间的的数数据据通通信信。。②支支持持建建筑筑物物内内部部有有线线电电话话、、有有线线电电视视、、电电信信会会议议等等话话音音和和图像像通通信信。。③支支持持各各种种广广域域网网连连接接，，包包括括具具有有与与公公用用电电话话网网、、公公用用数数据据网、、用用户户电电报报网网、、智智能能用用户户电电报报网网、、移移动动通通信信网网、、视视频频通通信网网和和各各种种计计算算机机网网的的接接口口。。楼宇宇运运营营管管理理①面面向向住住户户的的服服务务，，包包括括楼楼宇宇内内各各种种服服务务设设施施(如如会会议议室、、室室内内游游泳泳池池等等)的的预预约约、、使使用用分分配配、、调调度度、、提提供供服务务信信息息以以及及有有关关的的财财务务管管理理。。②面面向向楼楼宇宇管管理理者者的的服服务务，，包包括括通通常常的的管管理理信信息息系系统统的的功能能，，诸诸如如人人事事、、工工资资、、统统计计市市场场分分析析等等。。楼宇宇设设备备自自动动监监控控:将将建建筑筑机机电电设设备备和和设设施施作作为为自自动动控控制制和和管管理理的的对对象象，，实实现现单单机机级级、、分分系系统统级级或或系系统统级级的的自自动动控控制制、、监监视视和和管管理理。①电力力供应应与管管理子子系统统(高高压配配电、、变电电、低低压配配电、、应急急发电)②照明明控制制与管管理子子系统统(工工作、、事故故、艺艺术、、障碍碍灯等等特殊殊照明)③环境境控制制与管管理子子系统统(空空调及及冷热热源、、通风风环境境监测测与控控制、给给水、、排水水、卫卫生设设备、、污水水处理理)④消防防报警警与控控制子子系统统(自自动监监测与与报警警、灭灭火、、排烟烟、联联动控制制、紧紧急广广播)⑤安保保监控控子系系统(防盗盗报警警、电电视监监控、、出入入查证证确认认分析、电电子巡巡更)⑥交通通运输输子系系统(电梯梯、停停车场场、车车队)⑦广播播子系系统(背景景音乐乐、事事故广广播)楼宇共共用信信息处处理（出租租型智智能楼楼）住户共共用的的办公公自动动化设设施：：支持持楼宇宇住户户共用用的主主计算机机系统统、电电子会会议室室、电电信会会议室室等设设施自用型型智能能建筑筑：指指该单单位的的计算算机中中心或或信息息处理部门门的计计算机机系统统，以以及公公用的的电子子会议议室、、电信会会议室室等设设施用户专专用信信息处处理大型智智能楼楼宇中中通常常有多多种多多样的的住户户，各各自处处理不不同的的业务务，智智能楼楼宇应应当为为之提提供适适合于于各用用户建建立各各自的的专用用信息息处理理系统统所需需的建建筑环环境和和设施施。这这些设设备和和设施施是由由各用用户自自备的的，其其功能能也是是由各各用户户自行行设计计的，，但对对建筑筑的要要求必必须在在智能能建筑筑之前前提出出。△智能建建筑的的发展展前景景：智能建建筑是是现代代高科科技技技术的的结晶晶，它它赋予予了建建筑物物更强强的生命力力，提提高了了其使使用价价值。。随着着信息息化社社会进进程的的发展展，智智能建筑中中所包包含的的智能能化和和自动动化的的水平平将进进一步步提高高。在国际际上，，智能能建筑筑已经经向““智能能建筑筑群””和““智能能城市市”发发展，如韩韩国的““智能半半岛”计计划，新新加坡的的“智能能花园””计划，，日本的“海上上智能城城”和美美国的““月球智智能城市市”计划划等等。。随着科学学技术的的发展，，“3A”的重点发发展方向向可综述述如下：：(1)BAS：智能物物业管理理系统；；事故监监测控制制系统；；开放协协议/面向对象象技术；；性能测测量及查查对控制制系统；；大范围围的报警警/监视系统统；面貌貌识别系系统。(2)OAS：办公公公文结构构；基于于网络的的办公系系统；智智能化专专家系统统；自然然语言理理解；多多媒体数数据库技技术。(3)CAS：高带宽宽网络系系统；语语音识别别与语音音合成；；智能通通信服务务；无线线和私人人通信系系统。总之，智智能建筑筑将不断断地利用用成熟的的新技术术实现人人、自然然、环境境的和谐谐统一。。智能化化建筑具具有广泛泛的使用用前景，，其发展展是社会会进步的的必然。。我国智能能建筑概概况我国智能能建筑的的发展（1）起始阶阶段1989年北京发发展大厦厦建成——第一栋智智能大楼楼（2）普及阶阶段1992年前后形形成规模模的发展展，在九九十年代代后期沿沿海一带带新建的的高层建建筑几乎乎全都自自称是智智能建筑筑，并迅迅速向两两部扩展展。（3）发展阶阶段上世纪90年代末，，形成全全球最大大最快的的智能建建筑市场场。“节节资、节节能、环环保、安安全、舒舒适”——主要趋势势。我国智能能建筑基基本状况况“瘫痪型型”(30%)：智能建建筑系统统无法开开通，投投资百万万、千万万的智能能系统，，操作完完全由人人工完成成，瘫痪痪如一堆堆废铁。。“弱智型型”(50%)：系统即即使开通通也是部部分开通通，不健健全的系系统难以以满足用用户对建建筑物的的功能需需求。“基本型型”(15%)：虽然具具备必需需的子系系统，开开通情况况良好，，但系统统集成度度不够，，在事件件联动、、全局处处理、信信息共享享方面能能力较弱弱。“先进型型”(5%)：系统开开通良好好，有一一定的系系统集成成度，系系统的扩扩展和提提升能力力较强。。产生的原原因智能建筑筑理论研研究滞后后：国内对对智能建建筑理论论和相关关技术的的研究开开发起步步较晚，，并停留留在国外外相关成成果上，，许多根根据自己己理解的的“智能能大厦””没有成成熟的理理论指