第一章智能建筑的构成与网络

1智能建筑信息网络系统

主讲人：张线媚

阿联酋迪拜塔

迪拜塔

(BurjDubai)

“迪拜塔”始建于2004年，原计划于2008年底竣工，实际在2010年1月4日正式对外开放。大厦最终高度为828米。

建成的“迪拜塔”有162层，56部电梯穿梭其间，速度达每秒18米，是世界上速度最快且运行距离最长的电梯。

台北101大搂

被称为“台北新地标”的101大楼于1998年1月动工，主体工程于2003年10月完工，高508米。有世界最大且最重的“风阻尼器”：一个悬挂在大楼内部楼顶的重达660吨的铁球，为了在台风到来时保持平衡，还有两台世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要39秒的时间。它保持世界上速度最快的电梯的纪录（每小时60.4公里）。

上海环球金融中心

位于上海浦东陆家嘴，与金茂大厦相距仅40米，2008年建成，高492米，地上101层，地下3层，工程总建筑面积377300平方米(逾10亿美元)。上海环球金融中心工程是一幢以办公为主，集商贸、宾馆、观光、展览及其他公共设施于一体的大型超高层建筑。它有世界上最高的观景台、一个五星级豪华旅馆，以及零售空间。

金茂大厦

位于上海，1994年5月10日动工，1997年8月28日结构封顶，1998年8月建成至1999年3月18日开张营业。占地236万平方米，建筑面积28·95万平方米。高420.5米，88层。这幢集现代办公楼、豪华五星级酒店、商业会展、高档宴会、观光、娱乐、商场等综合设施于一体，深富中华民族文化内涵，溶汇西方建筑艺术的智慧型摩天大楼，已成为当今沪上最方便舒适、最灵活安全的办公、金融、商贸、娱乐和餐饮的理想活动场所。

上海中心大厦项目，报告书显示大厦的地上124层地下5层总建筑面积约为578000M2(地上373000M2，总高为632米,主体屋面标高为595米,这两个高度均超过了上海环球金融中心，从而成为“上海第一高”。此外，机动车停车位布置在地下，可停放2000辆。环评公示显示，在主楼顶层计划布置72台10千瓦的风力发电设备，对冷却塔进行围护以降低噪音，而绿化率将达到31.1%。（2008年8月15日东方早报）7未来版诺亚方舟

目的：防止100年后海水淹没地球外形：百合花“花瓣”可任意组合容量：5万人陆地海底生活自由切换能源：智能生态岛实现自给自足新华网：据法国媒体18日报道，由于气候变暖冰山融化等因素，一些学者相信，到2100年，整个地球就将被海水淹没，变成一片汪洋。为了不让人类100年后遭受灭顶之灾，法国著名建筑设计师文森特·卡勒波特设计了一艘“未来版诺亚方舟”，它名叫“丽丽派德”，犹如一朵巨大的百合花盛开在海面上，可供5万人同时居住。8第一章智能建筑的构成与网络

主讲人：张线媚9主要内容智能建筑概念及其发展背景建筑智能化系统与技术智能建筑设计标准介绍智能建筑发展趋势10CityPalaceBuilding1984,ConnecticutState,Hartford,USA联合技术建筑系统公司

UnitedTechnologyBuildingSystemCorp楼内新增计算机、程控交换机、高速通信线路等基础设施暖通、给排水、消防、保安、供配电、照明、交通等系统均由计算机控制设备管理自动化，使用户感到更加舒适、方便、安全和高效世界上第一幢智能建筑1智能建筑概念及其发展背景11

上世纪九十年代，中国开始了智能建筑（IB）热：“即将到来的２１世纪，建筑界所能提供的大厦将不再是冰冷无知的混凝土建筑物了，代之而起的是温暖人性化的智慧型建筑，随着信息技术的发展，现代化的建筑已被赋予思想能力。”我国智能建筑兴起12我国智能建筑应用办公用建筑：中、高档写字楼，政府及企事业单位办公楼等；公共建筑：饭店、图书馆、博物馆、医院、大型商厦、学校、体育场馆、展览中心等；民用建筑：中、高档住宅及住宅小区，高档公寓等。13我国智能建筑发展地区分布图14智能建筑是……是信息时代的必然产物，是高科技与现代建筑的巧妙集成，是综合国力的具体表征。是以计算机和网络为核心的信息技术向建筑行业的应用与渗透，体现了建筑艺术与信息技术完美的结合。是当今世界各类建筑特别是大型建筑的主流。15智能建筑基本组成土建机电装璜弱电(智能化)智能化设备计算机网络人之躯体人之器官人的衣着人之大脑人的神经16我国早先对智能建筑的描述以大厦内自动化设备的配备作为智能建筑的定义如3A智能大厦内设有CA、OA、BA若再把消防自动化设备（FA）与安保自动化设备(SA)从BA中划分出来，则成5A智能大厦。特点：直观、容易界定注意：其描述必须随着技术与设备功能的进步同步更新17GB50314-2006最新定义GB50314-2006《智能建筑设计标准》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。18建筑智能化系统CASSCSOASBAS2建筑智能化系统与技术20

建筑智能化系统的核心

3A+GCS+IBMS

BAS

建筑设备自动化系统

BuildingAutomationSystem

CNS

通信网络系统

Communication

NetworkSystem

INS

信息网络系统

InformationNetworkSystem

GCS综合布线系统

GenericCablingSystem

IBMS智能建筑集成管理系统

Integrated

BuildingManagementSystem21建筑设备自动化系统BAS

BAS通常包括设备控制与管理自动化（BA）、安全自动化（SA）、消防自动化（FA）。但也有时把安全自动化（SA）和消防自动化（FA）和设备控制与管理自动化（BA）并列，形成所谓的“5A”系统。

智能建筑的BAS构架图23照明供配电

温控器空调/冷冻机

给排水设备EBIServer通信接口楼宇自控系统BA24安全自动化系统

SA

安全自动化系统（SA）常设有闭路电视监控系统（CCTV）、通道控制（门禁）系统、防盗报警系统、巡更系统等。系统24小时连续工作，监视建筑物的重要区域与公共场所，一旦发现危险情况或事故灾害的预兆，立即报警并采取对策，以确保建筑物内人员与财物的安全。

25消防自动化

FA

消防自动化（FA）具有火灾自动报警与消防联动控制功能，系统包括火灾报警、防排烟、应急电源、灭火控制、防火卷帘控制等，在火灾发生时可以及时报警并按消防规范启动相应的联动设施。

26通信网络系统

CNS数字程控交换机程控电话系统电视会议系统多媒体声像服务系统计算机局域网络卫星通信系统广域网城域网智能建筑CN平台CNS是通过数字程控交换机PABX来转接声音、数据和图像，借助公共通信网（电话网，长途电话网，数据通信网）与建筑物内部PDS的接口来进多媒体通信的系统。信息网络系统INS信息网络系统INS主要由计算机网络、数据库、服务器、工作站、网关、路由器等网络设备及软件构成。在网络应用的基础上，可以通过管理信息系统MIS和决策支持系统DSS为人们的工作带来方便，使人们的部分办公业务借助各种办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。28三表自动抄表系统组成及网络结构图30综合布线系统

GCS

GCS是在智能建筑中构筑信息通道的设施。GCS可以低速到高速各种速率，传送话音、图像、数据信息。OA、CA、BA及SA的信号从理论上都可由GCS沟通。智能建筑的神经系统。

31智能建筑集成管理系统IBMS

IBMS是在建筑物内组建的计算机管理的一体化集成系统。它将智能建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上、和功能上连接在一起，以实现信息综合与资源共享。IBMS由前述各部分有机集成构建而成，可实现对BAS、CNS、INS、的监控与实时管理，因此是智能建筑控制和管理的核心。

智能建筑组成结构分解图智能建筑集成管理系统信息流向图智能建筑系统集成的途径智能建筑系统集成：英文IntelligentBuildingSystemIntegration，指以搭建建筑主体内的建筑智能化管理系统为目的，利用综合布线技术、楼宇自控技术、通信技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安全防范技术等将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持。当今的系统集成特别要求网络化的集成，而不再是以处理器或服务器为中心。典型的智能建筑系统集成智能建筑的系统集成有两个层面，即中央的集成和子系统的集成。系统集成应根据需要采用功能集成、网络集成、软件界面集成等多种集成技术。智能建筑的系统集成可采用以BAS为中心、通过LonWorks或BACnet技术实现的集成模式方案。通信的集成技术是标准化通信的集成是智能建筑系统集成的基础。通信的集成目标是实现多种设备业务相互能交换数据，有通路而不能通信就谈不上数据的共享和子系统之间的连的联动。控制的集成技术控制的集成目标是希望所有的监控单元纳入一个系统框架内。要解决子系统之间的互联，目前有一种解决方案：OPC技术。管理信息的集成技术管理信息的集成目标是在实现各类数据共享的基础上构建智能建筑的信息管理系统和信息发布系统最终实现数字城市，数字国家，数字地球。基

于

OPC

和

ODBC

的

集

成

技

术

模

型一卡通系统硬件结构一卡通门禁子系统美国AndoverControls公司的BAS网络结构多种OPC服务器应用Web服务模式基于Web架构的智能建筑系统集成结构图智能建筑中的网络和集成信息网络通常是指在建筑物内办公和通信等领域广泛采用的计算机局域网络及综合布线，可以采用成熟的网络技术进行构建，如采用快速以太网、千兆以太网、万兆以太网、FDDI、ATM等网络技术来进行构建。现代的智能大厦信息网络通常会利用内联网Intranet技术。网络协议通信协议之间的关系网络协议：是指网络中不同计算机系统之间通信时必须遵守的规则。一般由语法、语义和时序三个主要部分组成。OSI参考模型TCP/IP协议TCP/IP是指一整套数据通信协议，其名字是由这些协议中的两个协议组成的，即传输控制协议（TransmissionControlProtocol：TCP）和网间协议（InternetProtocol：IP），TCP/IP还包含很多其他协议，但是TCP和IP是两个最重要的协议。TCP/IP技术实质上是在低层网络技术与高层应用程序之间增加一个中间软件层，以屏蔽和抽象硬件细节，这样互联的网络变以一个一致性的大网的面目出现。TCP/IP与OSI的关系TCP/IP协议OSI应用层TELNET、SMTP、FTP、SNMP等各种应用协议应用层表示层对话层传输层TCP协议UDP协议传输层网际层IP协议网络层网络接口层网络接口协议数据链路层物理网络物理层IP提供了将数据分组从源计算机传送到目的计算机的方法，TCP提供了解决数据在Internet中传送丢失数据报、重复传送数据报和数据报失序的方法，从而保证了数据的可靠传输。IP提供了灵活性，TCP提供了可靠性。智能建筑中的网络控制BACnet（BuildingAutomationandControlNetwork）现场总线LonWorks现场总线网络技术组成：LonWorks节点和路由器LonTalk协议LonWorks收发器LonWorks网络和节点开发工具神经元芯片：LonWorks技术的核心是神经元芯片。神经元芯神经元芯片片包含3150和3120两大系列。3150支持外部存储器，适合更为复杂的应用。3120本身带有ROM，不支持外部存储器。协议数据单元：MPDU（MAC层协议数据单元）帧LPDU（链路层协议数据单元）帧NPDU（网络层协议数据单元）报文TPDU（传输层协议数据单元）消息应答SPDU（会话层协议数据单元）请求/响应NMPDU（网络管理协议数据单元）DPDU（网络检测协议数据单元）APDU（应用层协议数据单元）LonTalk与OSI7层协议的比较LON总线特点：支持多种通信介质，视现场环境选择收发器和介质。智能建筑中控制网络与信息网络集成可能的途径（1）在控制网络和信息网络之间加入转换接口通过硬件实现，在底层网段与中间监控层之间加入中继器、网桥、路由器等专门的硬件设备，使控制网络作为信息网络的扩展与之紧密集成。转换接口的集成方式功能较强，但实时性较差（2）在控制网络和信息网络之间采用动态数据交换（DDE）技术实质是各应用程序通过共内存来交换信息，中间系统中的信息处理机是控制网络的工作站，另外也是信息网络中的工作站。LonWorksBA系统的数据通信机制图（3）控制网络采用LonWorks和BACnet的集成方