《建筑外环境》-第八章

第一节智能建筑概述智能建筑主要包括通信自动化（CA）、办公自动化（OA）和建筑物自动化（BA）三大系统（简称3A系统）。一、智能建筑的组成（一）智能建筑的硬件组成智能建筑是以现代计算机技术、现代通信技术、现代控制技术和现代图形显示技术等高新技术为基础的，以现代建筑为载体的各种功能系统的集成。智能建筑的硬件既包括建筑物本身，还包括各种机电设备、控制设备、通信和网络系统的传输设备和媒体，以及由此而开发的各种管理系统，包括楼宇设备的自动监控系统、办公自动化系统和数据传输通信服务系统等。（二）智能建筑的软件组成智能建筑的软件由系统软件和应用软件两部分组成。系统软件是指一般的操作系统及语言处理软件；而应用软件则是根据各种系统的管理功能和管理范围而建立的。下一页返回第一节智能建筑概述二、智能建筑的主要功能（一）建筑物自动化功能对于智能建筑而言，特别应考虑其自动运行控制、安全性、检测和计量、运输设施的高效运行功能等。（二）远程通信功能对智能建筑来说，大楼应有高度信息处理功能，还应与外部通信系统联网，具有高度信息通信能力。（三）办公自动化功能在办公自动化方面，进展最为显著的是办公用计算机、个人计算机、文字处理机、传真机、复印机等。三、智能建筑的结构体系智能建筑的结构体系如图8-1所示。返回上一页第二节办公自动化系统一、办公自动化系统的硬件环境办公自动化是以提高办公效率、保证工作质量和舒适性为目标的综合性、多学科的实用技术。其内容包括语音、数据、图像、文字信息等的一体化处理。（一）单机系统模式单机系统模式适用于小型单位的OA系统，一般配置1台PC来进行一些辅助办公和管理，不过随着硬件价格下降和OA系统的推广使用，这种模式已逐步被微机局域网模式所代替。（二）微机局域网系统模式微机局域网是一种中等耦合程度的多机系统，它具有的分布式处理和客户／服务器运算环境的特性，代表着当前先进的系统构成模式和发展方向。其通过数字程控交换机将各种设备连接起来，组成一种十分有效的模式，如图8-2所示。下一页返回第二节办公自动化系统（三）系统集成模式对于一些大型企业或智能建筑中专用楼来说，其OA系统地理位置分散，自动化程度要求高，信息处理要求速度快、容量大。二、办公自动化系统的主要设备（一）主计算机OA系统中必须有一台或多台微机以上的主计算机系统，在OA系统中通过局域网起控制作用，同时还为各工作站提供集中的数据库。（二）通信设备OA系统的通信设备分为本地通信和远程通信两部分。本地（大楼内）通信一般采用局域网,远程通信则通过一些专用通信装置。下一页返回上一页第二节办公自动化系统（三）工作站工作站是OA系统最基本也是使用最多的设备。通常概念的具有一定处理能力的工作站分为五类，即：文字处理机、资料图像处理工作站、设计工作站、事务处理工作站以及声音工作站等。三、办公自动化系统的通信网络（一）通信网络的体系结构办公自动化系统的通信网络的体系结构如图8-3所示。（二）数字交换机数字交换机(PBX)是办公自动化中最重要的智能化通信设备。下一页返回上一页第二节办公自动化系统先进的数字交换机具有如下特征：（1）混合交换系统：除了能处理电话外，还能正确操纵与PBX相接的各种类型的数据终端。（2）在PBX网络中能有效传输和转换多媒体通信口的音频、数据和图像信号。（３）两路同时转接：能分别操纵与一双股扩展线相接的两个终端，同时还能将这两终端转接到不同的目的。（４）公共通道信号系统：使用该系统能提高一组PBX之间的转换和信号发送中的灵活性，并能共用PBX的一些功能设备。（５）通信量高：要处理各种非电话通信，如数据通信、监控信息等，每端点的通信量有时有0.5erl，故而，数字交换机能处理较小百分率的信息组的大通信量。（６）简便的终端操作：借助于智能电话机和先进的人—机接口能降低多功能PBX服务的操作复杂程度。下一页返回上一页第二节办公自动化系统（三）局域网局域网(LAN)是一种限定地区范围的计算机网络。常见的基本拓扑结构有五种：环形、星形、总线形、树形和网状形结构，作为LAN产品，网络拓扑结构大多数是总线形和环形，而这两种形式又以总线形居多。（四）通信协议联网的各个工作站要进行有效的通信、互相交换信息时，必须使用共同的通信语言。按照共同的通信格式，遵守共同的通信规则，即遵守彼此一致的约定，建立起共同遵守的网络通信协议。返回上一页第三节建筑设备管理自动化系统建筑物自动化系统（BAS）有时称为建筑设备管理自动化系统，实质上是一套中央监控系统，是智能建筑不可缺少的重要组成部分。一、建筑设备自动化系统的组成（一）变配电系统安全、可靠的供电是智能建筑正常运行的先决条件。电力系统除要满足继电保护与备用电源自动投入等功能要求外，还必须具备对开关和变压器的状态，系统的电流、电压、有功功率和无功功率等参数的监测，进而实现全面的能量管理。（二）照明系统照明系统能耗很大，在大型高层建筑中仅次于供热、通风与空调（HVAC）系统，并导致冷气负荷增加。智能照明控制应十分重视节能工作。下一页返回第三节建筑设备管理自动化系统（三）空调与冷热源系统空调系统在建筑物中的能耗最大，故在保证提供舒适环境的条件下，应尽量降低能耗。（四）环境监测与给水排水系统除空调系统外，尚需监测空气的洁净与卫生度，进而采取排风与消毒等措施。我国有很多城市为缺水城市，除应保证饮用水外，尚需重视水的再利用控制。（五）电梯系统大型建筑均配备多组电梯。需要利用计算机实现群控，以达到优化传送、控制设备平均使用率与节约能源运行管理等目的。（六）停车场管理系统停车场管理常采取读卡方式。内部车库不计费时，汽车经读卡器确认属该系统后，即可进入停车场。下一页返回上一页第三节建筑设备管理自动化系统二、建筑设备自动化系统的功能（一）整体功能在一个建筑物内设置BAS的目的，是使建筑物成为具有最佳工作与生活环境、设备高效运行、整体节能效果最佳，而且是舒适、安全的场所。整体功能可以归纳为以下四个方面：（1）对建筑设备实现以最优化控制为中心的过程控制自动化；（2）以运行状态监视和积算为中心的设备管理自动化；（3）以安全状态监视和灾害控制为中心的防灾自动化；（4）以节能运行为中心的能量管理自动化。（二）建筑设备监控系统的基本功能建筑设备监控系统用于对智能建筑内各类机电设备进行监测、控制及自动化管理，以达到安全、可靠、节能和集中管理的目的。建筑设备监控系统的基本功能可用图8-4来表示。下一页返回上一页第三节建筑设备管理自动化系统三、建筑自动化系统的基本结构建筑自动化系统的基本结构如图8-5所示。建筑设备监控系统采用集散型的计算机控制系统（即分散控制与集中监视、管理的计算机局域网），一般具有三个层次：（1）最下层是现场控制器，每台现场控制器监控若干台设备，对设备实行自动监测、自动保护、自动故障报警和自动调节控制。（2）中间层是系统监督控制器，它负责对某一类设备子系统的监督控制，管理该子系统内的所有现场控制器。监督控制器接受系统内各现场控制器传送的信息，按照预定的程序与管理人员的指令对设备控制管理，并将子系统的信息传到中央管理级计算机。（3）最上层为中央管理系统，它是整个BA系统的核心，负责对整个BA系统实施组织、协调、监督、管理和控制。返回上一页第四节综合布线系统综合布线系统(PDS)又称开放式布线系统,是建筑物或建筑群内部之间的传输网络，以一套单一的配线系统，综合了整个通信，包括语音、数据、图像、监控等设备需要的配线。一、综合布线系统的组成综合布线系统由六个独立的子系统组成，采用星形结构，每一个子系统均可视为一个独立的单元组，一旦要更改其中任一子系统时，不会影响其他的子系统。这六个子系统依次为：水平子系统；干线（垂直干线）子系统；工作区子系统；管理子系统（包括楼层电信间子系统）；设备间子系统；建筑群子系统（即入口处子系统）。综合布线系统的结构如图8-6所示。（一）水平子系统水平布线系统由每一个工作区的信息插座开始，经水平布置一直到管理区的内侧配线架的线缆所组成，如图8-7所示。下一页返回第四节综合布线系统（二）工作区子系统工作区子系统处在用户终端设备（包括电话机、计算机终端、监视器、数据终端等）和水平子系统的信息插座（TO）之间，起着搭桥的作用。工作区子系统包括带有多芯插头的连接线缆和连接器（适配器），起到工作区的终端设备与信息插座插入孔之间的连接匹配作用，如图8-8所示。（三）管理区子系统管理是指线路的交接、互连控制。管理区子系统是结构化综合布线系统中用于实现不同功能的重要组成部分，它在不同的通信系统之间建立起可以灵活管理的“桥梁”。管理区子系统由交叉连接、直接连接配线的（配线架）连接硬件等设备所组成(图8-9)。下一页返回上一页第四节综合布线系统（四）干线子系统干线子系统是指每个建筑物内从主交换间配线架（BD）至楼层交换间配线架（FD）之间的电缆及配套设施组成的系统。它采用大对数的电缆馈线或光缆，两端分别接在设备间和管理间的跳线架上，如图8-10所示。（五）设备间子系统设备间是在每一栋建筑物大楼的适当地点设置电信设备、计算机网络设备以及建筑物配线设备，以进行网络管理的场所。（六）建筑群子系统建筑群子系统（或建筑群接入子系统）是指楼群配线架与其他建筑物的大楼至交换间配试架之间的电缆及配套设施组成的系统。它包括各种线缆、连接硬件、保护设备和其他将建筑物之间的线缆与建筑物内的布线系统相连接所需要的各种设备，如图8-11所示。下一页返回上一页第四节综合布线系统二、综合布线系统的特点综合布线系统是为了综合业务数据网（ISDN）的发展需求而特别设计的一种布线系统，它采用一系列高质量的标准材料，以模块化的组合方式，把语音、数据、图像和部分控制信号系统，用统一的传输媒介进行综合，在智能建筑中非常方便地组成一套标准、灵活的布线系统。综合布线系统具有如下特点：（1）必要性。（2）实用性。（3）灵活性。（4）模块化。（5）经济性。（6）扩充性。下一页返回上一页第四节综合布线系统三、综合布线系统传输介质（一）介质分类1．水平布线传输介质的分类传输介质水平区用线如图8-12所示。2．干线布线传输介质的分类传输介质干线区用线如图8-13所示。（二）综合布线用铜缆用于综合布线的铜缆有很多规格，按屏蔽类型分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆；按阻抗值分为100Ω和150Ω双绞电缆；按电缆芯数分为4对双绞电缆和大对数电缆；按应有系统分为3类、4类、5类、6类、7类……（三）综合布线用光缆用于综合布线工程的光纤有两种：8.3/125μm单模光纤；62.5/125μm多模光纤。下一页返回上一页第四节综合布线系统四、综合布线产品及部件选择布线系统的标准及等级选择不仅要考虑满足当前网络通信对布线的需要，还要考虑面向未来高速网络技术的发展对布线系统的要求。选择传输性能和电气参数一致的高性能布线材料是保障智能化建筑质量的重要生命线。按照电子工业协会／电信工程协会EIA／TIA586标准(ISO/IEC11801标准），综合布线产品等级及应用支持的传输速率见表8-1。综合布线系统在实际应用中仅仅是指通信和计算机网络链路，而非全部弱电系统的物理链路。返回上一页图8-1智能建筑工程结构体系图返回图8-2