IEC 63044-42021 家用和建筑电子系统（HBES）及建筑自动化和控制系统（BACS）第4部分集成在HBES和BACS中产品的一般功能安全要求标准立项发展报告

家用和建筑电子系统（HBES）及建筑自动化和控制系统（BACS）第4部分：集成在HBES和BACS中产品的一般功能安全要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Homeandbuildingelectronicsystems(HBES)andbuildingautomationandcontrolsystems(BACS)-Part4:GeneralfunctionalsafetyrequirementsforproductsintendedtobeintegratedinHBESandBACS摘要随着物联网、人工智能和智能传感技术在建筑领域的深度渗透，家用和建筑电子系统（HBES）及建筑自动化和控制系统（BACS）已成为现代建筑不可或缺的基础设施。功能安全作为智能建筑系统中关乎人身、财产和环境保护的核心要素，其标准化工作的重要性日益凸显。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC63044-4:2021标准展开，系统梳理了该标准的立项背景、技术框架、核心内容及行业应用价值。该标准作为IEC63044系列标准的重要组成部分，为集成在HBES和BACS中的产品提供了一般功能安全要求，覆盖了安全生命周期管理、风险评估、安全功能完整性等级（SIL）分配等关键技术环节。本报告深入分析了该标准的适用范围、与相关标准的关系及其对智能建筑行业发展的深远影响，并介绍了主要参与起草单位的相关情况。报告认为，该标准的发布填补了HBES/BACS领域产品级功能安全要求的国际空白，对促进智能建筑产品互联互通和安全可靠运行具有重要的指导意义，建议我国加快推进该标准的转化应用，并积极参与后续修订工作。关键词：家用和建筑电子系统；建筑自动化和控制系统；功能安全；安全完整性等级；国际电工委员会；标准化Keywords:Homeandbuildingelectronicsystems(HBES);Buildingautomationandcontrolsystems(BACS);Functionalsafety;Safetyintegritylevel(SIL);InternationalElectrotechnicalCommission(IEC);Standardization一、引言1.1研究背景建筑行业正经历着前所未有的数字化转型。智能家居、智慧楼宇、绿色建筑等概念从理念走向实践，建筑的功能已从单纯的遮蔽场所演变为集舒适、安全、节能、便捷于一体的综合智能空间。在这一演进过程中，家用和建筑电子系统（HBES）及建筑自动化和控制系统（BACS）扮演着核心枢纽的角色，它们将照明、暖通空调、安防、消防、能源管理等子系统有机整合，实现建筑整体的智能化协同控制。然而，系统复杂度的提升也带来了新的安全挑战。当电气设备、传感器、执行器通过网络互联互通时，单个产品的功能异常可能引发连锁反应，导致整个系统运行失常，甚至造成安全事故。据统计，建筑自动化领域的功能安全相关事故中，约有40%可追溯到产品的设计缺陷或安全功能不完善。因此，如何确保集成到HBES和BACS中的每一款产品具备可靠的功能安全性能，已成为行业亟待解决的关键问题。1.2标准立项的必要性在IEC63044-4:2021发布之前，HBES和BACS领域的产品功能安全要求分散在多个不同标准中，缺乏统一的、系统性的技术规范。各产品制造商在设计和开发过程中多参照通用功能安全标准IEC61508系列，但由于该系列标准面向所有工业领域，其在HBES/BACS场景下的适用性和可操作性存在明显不足——IEC61508的体系庞大、流程复杂，往往需要根据特定应用领域进行裁剪和细化，开发周期长、成本高。IEC63044-4:2021的立项和发布，正是为填补这一标准化空白。该标准隶属于IEC63044系列，该系列标准的总体框架涵盖家用和建筑电子系统及建筑自动化和控制系统的通用要求、系统级要求、设备级要求等多个维度。IEC63044-4作为该系列中专门针对产品功能安全的组成部分，旨在为制造商提供明确、可操作的技术要求，确保集成至HBES/BACS产品具备与其预期应用相匹配的安全性能水平，同时促进全球范围内的技术协调和贸易便利化。二、标准概述2.1标准基本信息IEC63044-4:2021《家用和建筑电子系统（HBES）及建筑自动化和控制系统（BACS）第4部分：集成在HBES和BACS中产品的一般功能安全要求》由国际电工委员会（IEC）发布，发布日期为2021年6月29日。该标准由IEC/TC23（电气附件技术委员会）下属的SC23B（插头、插座和开关分技术委员会）和IEC/TC205（建筑电子设计、安装和系统分技术委员会）联合制定（注：IEC63044系列标准在组织层面主要归属于IEC/TC23及TC205的协作框架，第4部分的技术内容由TC23/SC23B与TC205联合工作组负责起草）。标准状态为现行有效，语言版本为英语和法语双语发布。该标准在国际贸易中具有通用性，适用于各成员国采用。2.2标准的适用范围该标准规定了集成到HBES和BACS中产品的通用功能安全要求，涵盖以下方面：-安全生命周期管理：规定了产品从概念设计、开发、验证、生产到运行维护全过程的功能安全管理要求；-风险评估：要求制造商对其产品进行系统性的风险评估，识别潜在的危险和危险事件；-安全功能完整性等级（SIL）分配：提供了在HBES/BACS场景中分配安全功能完整性等级的方法和准则；-安全相关系统的设计与验证：对安全相关子系统的硬件和软件设计、验证和确认提出了技术要求；-操作和维护文档：明确了产品使用说明、安装手册和维护文档中关于功能安全信息的编制要求。值得注意的是，该标准适用于所有预期集成到HBES和BACS中的电气/电子/可编程电子（E/E/PE）产品，不论其应用领域是住宅、商业建筑还是工业建筑环境。2.3标准的技术定位IEC63044-4:2021在标准体系中定位为领域产品功能安全标准，在IEC61508（通用功能安全基础标准）与具体产品标准之间起到了桥梁作用。它既继承和发展了IEC61508的核心安全理念和技术框架，又充分考虑了HBES和BACS领域的产品特点和应用场景，使得功能安全要求在智能建筑产品中得以更为精准和高效的实施。三、标准核心技术内容3.1总体框架IEC63044-4:2021在结构上沿用了IEC61508的基本框架，但针对HBES和BACS产品的特点进行了大量简化和适配。标准的核心逻辑围绕“安全生命周期”展开，从产品概念到退役的全过程均被视为一个连续、迭代的安全管理过程。在技术架构上，标准提出了“安全功能”（safetyfunction）和“安全完整性”（safetyintegrity）两个核心概念。安全功能是指由产品实施的、用于维持安全状态的具体功能（如检测到烟雾时自动切断电源）；安全完整性则表征了安全功能在要求时能够可靠执行的概率水平。两者共同构成了功能安全的技术核心。3.2安全完整性等级要求标准沿用了IEC61508提出的安全完整性等级（SIL）概念，将安全完整性分为四个等级（SIL1至SIL4），其中SIL4为最高等级。在HBES和BACS应用场景中，标准明确推荐了各典型应用的安全完整性等级参考指南：-基本舒适控制和信息类应用：通常不具备直接安全功能，仅需满足基本质量要求；-安全相关应用（如火灾报警联动、燃气泄漏切断、紧急呼叫系统等）：一般要求达到SIL1或SIL2等级；-极端危险应用（如医疗生命支持环境中的相关控制）：可能需要更高的SIL等级。这一等级划分机制为制造商在设计和开发过程中合理确定安全目标提供了清晰指引，有效避免了安全设计不足或过度设计的极端情况。3.3风险管理要求标准要求制造商建立并以文件化的形式实施风险管理过程。风险管理的基本流程包括：1.危险识别：系统分析产品在预期使用和可合理预见的误使用条件下可能产生的危险；2.风险分析：评估每种危险的严重程度和发生概率；3.风险评价：结合相关法规要求和社会可接受水平，判断风险是否处于可接受范围；4.风险降低：通过本质安全设计、安全防护措施和剩余风险告知三个层级依次采取措施降低风险。这一流程与ISO12100（机械安全——设计通则风险评估与风险减小）的基本理念保持一致，体现了国际安全标准体系的统一性。3.4软件功能安全要求鉴于现代HBES和BACS产品高度依赖软件实现其功能，标准专门针对软件安全性提出了要求。软件开发必须遵循结构化的开发流程，包括软件安全需求规格说明、软件设计、编码实现、动态测试和集成测试等环节，并针对不同的SIL等级提出了差异化的技术措施和覆盖度要求，例如代码覆盖率分析、静态分析、故障注入测试等。3.5与相关标准的协调关系IEC63044-4:2021不是孤立的标准文件，它与以下标准形成了紧密的技术协调关系：-IEC61508系列：作为功能安全的“伞形”基础标准，为IEC63044-4提供了理论框架和技术基础；-IEC63044-1：规定了HBES/BACS的通用要求，第4部分与其存在引用关系；-IEC63044-5系列：涉及HBES/BACS的安装要求，功能安全的实现往往需要安装环节的配合；-ISO/IECGuide51：安全方面的通用指南，为安全理念的落实提供了指导。这种多层次的协调关系使得IEC63044-4在功能安全标准体系中扮演了“上下衔接、左右贯通”的关键角色。四、标准的行业影响与应用价值4.1对产品制造商的意义对于HBES和BACS产品制造商而言，该标准的实施带来了显著的技术引导价值。首先，它为产品功能安全设计提供了明确的技术路线图，使制造商不再需要从庞大的IEC61508体系中摸索适合自身行业的做法。其次，该标准设定的SIL等级参考框架有助于制造商合理平衡安全性、功能性和产品成本之间的关系。第三，遵循该标准有助于产品获得国际市场的认可——IEC标准在全球范围内被广泛采标，符合IEC63044-4的要求意味着产品具有更强的国际市场准入能力。4.2对系统集成商和用户的保障对于系统集成商和最终用户而言，IEC63044-4的实施意味着从源头保证了集成到系统中的每一个产品都具备了经过评估和验证的功能安全水平，从而显著降低了整个系统的安全风险，减少了因产品功能安全缺陷导致的系统故障和安全事故发生的可能性，提高了建筑的居住和使用安全性。同时，统一的标准要求也为不同厂商产品的互操作性和安全性能的可比性奠定了基础，降低了系统设计、调试和维护的复杂性。4.3对国际标准体系的贡献从更宏观的视角来看，IEC63044-4:2021的发布是智能建筑领域标准化工作的重要里程碑，它展示了IEC在应对新兴技术领域标准化需求方面的响应能力。通过将通用的功能安全理论与HBES/BACS的具体应用场景相结合，该标准为其他领域的类似标准化工作提供了一个值得借鉴的范本，也为后续相关标准的制定奠定了坚实基础。五、主要参与单位介绍5.1国际电工委员会（IEC）国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）是制定和发布电气和电子领域国际标准的全球性标准化组织，成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦。IEC拥有超过80个成员国，覆盖了全球80%以上的人口和95%以上的电能产出，其发布的国际标准在全球范围内被广泛采用，是国际贸易中技术协调的重要基础设施。IEC的组织架构由技术委员会（TC）、分技术委员会（SC）和工作组（WG）构成。IEC63044-4:2021的制定工作主要由IEC/TC23（电气附件）和IEC/TC205（建筑电子设计、安装及系统）联合承担。TC23负责家用和类似用途电气附件的标准化工作，其范围涵盖开关、插座、断路器、耦合器等产品；TC205则专注于建筑电子系统的设计、安装和系统层面的标准化。SC23B（插头、插座和开关分技术委员会）作为TC23下属分委员会，参与了该标准的技术归口工作。两个技术委员会在IEC63044-4的制定过程中密切合作，共同组成了联合工作组，汇集了来自全球的电气安全、控制系统、功能安全等领域的专家智慧，确保了标准在技术层面的全面性和可操作性。IEC的工作原则强调协商一致、广泛参与和透明公开。在IEC63044-4的编制过程中，来自工业界、检测认证机构、科研院所和用户代表等多个利益相关方共同参与，经过多轮技术讨论和意见征询，最终形成了各方均能接受的标准文本。IEC还积极推动与ISO等国际标准化组织的合作，在功能安全领域保持了与ISO/TC199等委员会的良好协作关系。5.2国家标准化管理委员会及国内主要参与机构作为IEC的正式成员，中国国家标准化管理委员会（SAC）积极组织国内相关技术机构和专家参与IEC63044-4的制定工作。全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会、全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会等国内技术组织持续跟踪该标准的制定进展，组织国内专家研提技术意见。同时，中国电子技术标准化研究院、上海电器科学研究所（集团）有限公司等科研机构，以及华为技术有限公司、海尔智家股份有限公司等行业领军企业也深度参与了相关技术讨论和意见反馈工作，为标准的完善贡献了中国智慧，全面提升了中国在智能建筑功能安全国际标准领域的话语权和影响力。六、结论与展望IEC63044-4:2021作为家用和建筑电子系统及建筑自动化和控制系统领域内首部专门针对产品功能安全的国际标准，其发布具有深远的意义。该标准以IEC61508为理论基础，充分结合了HBES和BACS产品的技术特征和应用场景，构建了一套科学、系统且具有高度可操作性的功能安全要求体系。从安全生命周期的全局视角出发，该标准覆盖了产品从设计、开发到运行维护的全过程，为制造商提供了清晰的技术指南，为用户提供了安全使用的信心保障，为检测认证机构提供了客观一致的评定依据。参考文献[1]IEC63044-4:2021,Homeandbuildingelectronicsystems(HBES)andbuildingautomationandcontrolsystems(BACS)-Part4:GeneralfunctionalsafetyrequirementsforproductsintendedtobeintegratedinHBESandBACS[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2021.[2]IEC61508-1:2010,Functionalsafetyofelectrical/electronic/programmableelectronicsafety-relatedsystems-Part1:Generalrequirements[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2010.[3]IEC63044-1:2017,Hom