建筑智能化技术综合实训

建筑智能化技术综合实训《建筑智能化技术综合实训》课程简介《建筑智能化技术综合实训》课程由8个独立单元构成。该课程全面地介绍了建筑智能化技术，其中包括：智能建筑概论；中央空调冷冻站、给排水控制系统；VAV变风量空调控制技术；综合布线技术；消防报警控制系统；安全防范系统；建筑供、配电系统；电梯控制技术。该课程具有以下特点：学时短，教学内容丰富全面，涵盖建筑智能化主要内容；理论与实践相结合，对照实际系统边讲授、边动手、边操作、边演示；采用多媒体、面对面讨论式教学，由教师和实验室教师同时辅导；由教学经验丰富的教授、副教授及实验教师10多人参与该课程的教学。第1章智能建筑概论1．1智能建筑的由来及背景建筑物的特征：1.符合人们的一般使用要求并适应人们的特殊活动要求；（办公楼、工厂）2.构造坚固耐久；（安全、经济）3.通过形式传达经验感受和思想情操。（学校、剧院、教堂）建筑物的变化:结构的变化功能的变化追求目标:信息交换、安全性、舒适性、便利性和节能性等1．1智能建筑的由来及背景发展的背景:技术背景电子技术的进步，使计算机技术、通信技术和控制技术发展迅猛。与计算机技术相关的产品的性能价格比逐年下降，计算机技术在各行业领域得到了快速普及。经济背景第三产业在国民生产总值中所占比例日趋增加，从事金融、贸易、保险、房地产、咨询服务、综合技术服务等人员比例逐年提高，为这些人提供舒适、方便、高效、安全的工作场所就有了很大的市场需求。社会背景信息时代带来的国家竞争，信息领域内争得领先地位，就能在高科技上获得最大的成就；经济上获得最大的利益，能够提高社会物质文明发展水平。智能建筑作为信息社会的一个节点存在。1．2智能建筑的定义国际上至今对智能建筑还没有一个统一的定义美国智能建筑学会对智能建筑的定义为：通过对建筑物的四个要素，即结构、系统、服务和管理以及它们之间相互关联的最优考虑,为用户提供一个高效率、高功能、高舒适性和有经济效益的环境。欧洲智能建筑集团定义：创造一种可以使住户有最大效益环境的建筑，同时该建筑可以使之有效地管理资源，而在硬件和设备方面的寿命成本最小。1．2智能建筑的定义日本智能大楼研究会定义：智能建筑提供商业支持功能、通信支持功能等在内的高度通信服务，并通过高度的大楼管理体系，保证舒适的环境和安全，以提高工作效率。新加坡政府的公共设施署对智能建筑定义：智能建筑必须具备三个条件：一是具有保安、消防与环境控制等自动化控制系统以及自动调节建筑内的各温度、湿度、灯光等参数的各种设施，以创造舒适安全的环境；二是具有良好的通信网络设施，使数据能在建筑物内各区域之间进行流通；三是能够提供足够的对外通信设施与能力。1．2智能建筑的定义我国建筑业普遍认同的定义为：智能建筑以建筑为平台，兼备通信、办公设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之间的最优化组合，提供一个高效、舒适、安全、便利的建筑环境。智能建筑是一个发展中的概念，它随着科学技术的进步和人们对其功能要求的变化而不断更新、补充内容。我们认为美国和我国对智能建筑定义比较准确。1．2智能建筑的定义智能建筑的四个基本要素，及其内涵：1．结构建筑环境结构。它涵盖了建筑物内外的土建、装饰、建材、空间分割与承载。2．系统实现建筑物功能所必备的机电设施。如给水排水、暖通、空调、电梯、照明、通讯、办公自动化、综合布线等。3．管理是对人、财、物及信息资源的全面管理，体现高效、节能和环保等要求。4．服务提供给客户或住户居住生活、娱乐、工作所需要的服务，使用户获得到优良的生活和工作的质量。1．3智能建筑的特点1．提供安全、舒适和高效便捷的环境提高建筑物使用人员的工作效率与生活的舒适感、安全感和便利感，使建造者与使用者都获得很高的经济效益。2．节约能源节能是智能建筑的基本功能，也是高效高回报率的具体体现。一般来讲，利用智能建筑能源控制与管理系统可节省能源30%左右。3．节省设备运行维护费用建筑智能化系统的正常运行，可降低机电设备的维护成本。同时，由于系统的高度集成，系统的操作和管理也高度集中，使得人工成本降低。4．提供现代通信手段和信息服务智能建筑中功能完备的通信系统。以多媒体方式高速处理各种图、文、音、像信息，突破了传统的地域观念，以零距离、零时差与世界联系；1．4我国智能建筑的发展与现状1．起始阶段1）研究始于1986年。国家“七五”重点科技攻关项目中就将“智能化办公大楼可行性研究”列为其中之一，2）1990年建成的18层北京发展大厦可认为是我国智能建筑的雏形。3)1993年建成的位于广州市的广东国际大厦可称为我国大陆首座智能化商务大厦。它具有较完善的“3A’系统。初始阶段的特点是：建筑智能化普及程度不高，主要是产品供应商、设计单位以及业内专家推动建筑智能化的发展。1．4我国智能建筑的发展与现状2．普及阶段在20世纪90年代中期房地产开发热潮中，开发商的商业炒作对智能建筑的发展产生重要推动作用，也有负面影响。这一时期，政府和有关部门开始重视智能建筑的规范，加强了对建筑智能化系统的管理。出台了一系列标准与管理办法。3．发展阶段根据我国人群多集中居住于小区的特点，20世纪末在中国开展的智能住宅小区的建设成为中国智能建筑的特色之一。1．5建筑物中的智能化系统智能建筑的“智商”是由安装于建筑物内的各智能化系统（包括内容、功能、质量）和管理水平确定的。2000年建设部出台的国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000）将智能建筑中的各智能化系统按其使用功能、管理要求和建设投资划分为甲、乙、丙三级，实际上就是确定了智能建筑的“先天智能”等级。这些系统主要包括：建筑设备自动化系统（BAS）（或称楼宇自动化）、通信网络系统（CNS）、办公自动化系统（OAS）、综合布线系统（GenericCablingSystem，GCS）和系统集成（SystemsIntegration，SI）等。不同等级的智能建筑都应具有可扩展性、开放性和灵活性。它们的适用特征一般为：甲级：适用于配置智能化系统标准高而齐全的建筑；乙级：适用于配置基本智能化系统而综合型较强的建筑；丙级：适用于配置部分主要智能化系统，并有发展和扩充需要的建筑。1．5建筑物中的智能化系统智能建筑的智能化构成通常包括三大要素：建筑设备自动化系统BAS通信网络系统CNS（也有人称通信自动化系统CASCommunicationAutomationSystem）办公自动化系统OAS以上的“3A”的有机结合构成建筑智能化水平。1．5建筑物中的智能化系统1．建筑设备自动化系统BAS（BuildingAutomationSystem）BAS是通过中央计算机系统的网络将分布在各监控现场的设备、设施，各子系统之间也可有信息相互联动。BAS运行的目标是对建筑物内所有建筑设备进行全面有效的监控和管理，以保证建筑物内所有设备处于高效、节能和最佳运行状态。空调与通风系统变配电系统公共照明系统给排水系统热泵与热交换系统冷冻与冷却系统电梯与扶梯系统1．5建筑物中的智能化系统国内有些学者从管理体制和安全性等方面因素考虑，把火灾报警系统FAS（FireAlarmSystem也有人译为是FireAutomationSystem）和安全防范系统SAS（SecurityAutomationSystem也有人译为是Security&ProtectionSystem）从建筑设备自动化系统划分出来，称所谓“5A”型智能建筑。FAS(火灾报警系统）是自动监测区域内火灾发生时的热、光和烟雾，从而发出声光报警信号，并联动其它相关设备，控制自动灭火系统、紧急广播、事故照明、电梯、消防给水和排烟系统等，实现监测、报警灭火的自动化。SAS（安防系统）通常是由闭路电视监控系统、门禁系统、防盗报警系统、停车库（场）管理系统和保安人员巡更管理系统等构成。1．5建筑物中的智能化系统2．通信网络系统CNS（CommunicationNetworkSystem）通信网络系统（CNS）分散于建筑物的各个“角落”，是建筑智能化的“中枢神经”。它可保证建筑物内的语音、数据、图像的传输，它同时与外界公共通信网络（如公用电话网、综合业务数字网、计算机互联网、数据通信网、卫星通信网及广电网）相联，确保信息畅通，为建筑物内外提供有效的信息服务。1．5建筑物中的智能化系统3．办公自动化系统OAS（OfficeAutomationSystem）办公自动化系统OAS是应用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科学等先进技术、使人们的部分办公业务借助于各种办公设备，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。OAS需要有计算机网络与数据库技术作支撑，利用计算机多媒体技术，提供集文字、声音、图像为一体的图文式办公手段，为各种行政、经营的管理与决策提供统计、规划、预测支持，实现信息库资源共享与高效的业务处理。建筑智能化工程通信网络系统信息网络系统建筑设备监控系统安全防范系统火灾报警及消防联动系统住宅智能化智能化系集成通信系统卫星数字电视有线电视系统公共广播及紧急广播系统计算机网络应用软件信息安全办公系统空调与通风系统变配电系统公共照明系统给排水系统热泵与热交换系统冷冻与冷却系统电梯与扶梯系统电视监控系统入侵报警系统巡更管理系统出入门禁系统停车场管理系统火灾报警及消防联动系统安全防范系统通信网络系统管理与监控系统家庭控制系统综合布线系统室外设备与网管综合布线系统电源与接地、环境、管理图1-1智能建筑工程体系结构图1．5建筑物中的智能化系统4．综合布线系统GCS（GenericCablingSystem）综合布线系统GCS是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相连，也能使建筑物内通信网络设备与外部通信网络相联。GCS由六个子系统组成：(1)工作区子系统（WorkArea）(2)配线子系统（水平子系统）（HorizontalSubsystem）(3)干线子系统(垂直子系统）（BackboneSubsystem）(4)设备间子系统（EquipmentRoom）(5)管理子系统（Administration）(6)建筑群子系统（CampusSubsystem）1．5建筑物中的智能化系统5．建筑物管理系统BMS（BuildingManagementSystem）如前所述，智能建筑的智能化主要取决于BAS、CNS和OAS三大要素，而建筑物管理系统BMS是在这三要素的基础上开发和设置的用于对建筑设备运营和信息组织实现自动化管理的专用计算机系统。1．5建筑物中的智能化系统6．系统集成SI（SystemsIntegration）智能建筑是将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、资源共享，它体现了人、资源与环境三者的关系。人是加工过程的操作者与成果的享用者，资源是加工手段与被加工对象，环境是智能化的出发点和归宿目标。由于建筑智能化系统是多学科、多技术的综合渗透运用，系统集成要体现总体规划和系统工程的思想。1．6建筑智能化与建筑设计的关系实现建筑智能化的目的是为使用者创造一个安全、方便、舒适、合理的投资和低能耗、足够的灵活性以及具有市场意义的环境（生活、工作、增值），在建筑物内设置的任何设施与系统都只能服从于这个目标。（不能离开建筑存在的本意为智能而智能，集成而集成）因此要用系统工程的观点正确处理好人-智能系统-建筑之间的关系，处理好人-信息-机器-环境的关系。人与信息、机器、环境之间的关系图机器信息环境人5123461.人机接口、人类工程学；2.家具、声、光、热、色；3.舒适性，使人精力集中，恢复疲劳快，充满创造性；4.可视界面上的交互、通信与作业；5.文挡、网络、信息处理；6.信息共享的安全性及个人调用的私密性1．7智能建筑与数字化城市1．数字化城市的提出2．数字化城市的基本内涵3．数字化城市建设的目的4．数字化城市的基本单元