学习情境1 智能建筑工程认知

LOUYUZHINENGHUAJISHU1楼宇智能化技术学习情境1智能建筑工程认知2任务1智能建筑的形成及展望1任务2智能建筑认识2任务3智能化家居的认知3任务4智能建筑设计标准、规范应用规定4学习情境1智能建筑工程认知3智能建筑（IntelligentBuilding），作为建筑工程与艺术、自动化技术、现代通信技术和计算机网络技术相结合的复杂系统工程学科，是现代高新技术与建筑艺术相结合的产物，是一门多学科交叉且具有高科技含量的新领域技术。楼宇控制系统的主要功能是对建筑物内部的能源使用、环境、交通以及供电进行统一监控与管理，以便提供一个既安全可靠、节约能源又舒适宜人的工作和居住环境，主要包括对中央空调、给排水、变配电、照明、电梯等系统的监控，这些系统一般运用在商场、宾馆、体育馆等大型的公共场所里。学习情境1智能建筑工程认知4【能力目标】▲初步了解智能建筑的发展背景及现状；▲明白智能建筑的基本概念、功能、特点及涉及的核心技术；▲会使用智能化相关标准；▲掌握智能化工程的业务范围；▲能对智能化工程图有初步认识。任务描述初步了解智能建筑的发展背景及现状，明白智能建筑的概念、功能、特点及涉及的核心技术、相关标准等，增强对智能化领域及智能化专业所涉及的知识范围和业务领域的认识，为学好本领域的相关内容打下良好的基础。学习情境1智能建筑工程认知51.1.1.1智能建筑在全球的发展状况世界上第一幢智能大楼于1984年在美国康州首府哈特福德市的城市广场建成。从第一座智能大楼诞生后，20世纪80年代后期，智能建筑风靡全球，并以蓬勃发展的势头在世界范围形成。日本从1985年开始建设智能大厦，并制订了一系列的发展计划，成立了智能化组织，到20世纪末已有65%的建筑实现智能化。也就是说，智能建筑是科技发展的产物，尤其是现代计算机(Computer)技术、现代控制(Control)技术、现代通信(Communication)技术和现代图形显示技术(CRT)，即所谓4C技术的历史性突破和在建筑平台上的应用。1.1.1智能建筑的发展史任务1智能建筑的形成及展望61.1.1.2中国智能建筑的发展20世纪80年代末90年代初，中国科学院计算技术研究所就曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”，对智能办公楼的发展进行了探讨。建设部在1997年10月发布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》1998年10月又颁布了《建筑智能化系统工程设计和系统集成专项资质管理暂行办法》以及与之相应的《执业资质标准》。1998年6月在建设部勘察设计司领导下成立了建筑智能化系统工程设计专家委员会，协助政府进行一些行业管理和推进智能建筑事业的工作。任务1智能建筑的形成及展望7综上可见，近20年的建筑智能化发展之所以如此迅猛，是因为它首先是人性化的重要体现，然后才是在现有的经济和技术发展的前提下实现的。1社会背景(1)进入信息化时代，产业结构的变化需要智能建筑。(2)建筑物本身的现代化发展，对建筑提出更多、更高的条件与要求，这也包括一系列对建筑智能化的要求。结论：社会变革，国家垄断经营的交通、邮电等行业转向自由竞争，国际贸易和市场开放，使得信息技术市场的竞争日趋激烈，为智能建筑的技术和设备选择提供了更多的机会。任务1智能建筑的形成及展望82技术背景智能建筑的诞生是电子信息技术发展的结果。高新技术在智能建筑中的应用将建立在互联网网络基础之上，并且有良好的人机交互多维信息处理能力。在技术上，发展的重点是可视化技术、虚拟技术和协同工作技术，必须密切结合应用需求，强调综合集成。结论：计算机技术、微电子技术、信息网络技术促使智能建筑的实现具备了技术基础。任务1智能建筑的形成及展望93经济背景在现代化的今天，世界经济区域集团化趋势日益显现，各国经济逐步纳入世界经济体系，资金、商品、人才和技术的国际化流动正在加速。世界经济由总量增长型向质量效益型转制，产业结构也向知识集约型与高增值型转变。经济背景概括为如下几方面：（1）第三产业的崛起；（2）世界经济全球化；（3）世界经济由总量增长型向质量效益型转变。结论：智能建筑的产生，经济同样起到了决定性的作用。任务1智能建筑的形成及展望10随着房地产事业的发展，智能建筑已经成为建筑现代化的标志之一，许多开发商和业主都以自己的产品冠以“智能建筑”为荣。智能建筑的发展趋势主要体现在以下几个方面：1向规范化发展2智能建筑材料与智能建筑结构的发展３智能建筑向多元化发展４建筑智能化技术与绿色生态建筑的结合５信息技术的标准化必将提升智能化的素质1.1.2智能建筑展望任务1智能建筑的形成及展望backbackbackback11任务描述明确智能建筑的定义，熟悉其所包含的内容，并通过案例分析对智能建筑的优势和特征及功能有所掌握。任务分析从智能建筑的定义入手，分析智能建筑BAS、CAS、OAS与PDS的相互关系及其内容，最后阐述智能建筑的功能及优势。任务2智能建筑认识121.2.1.1智能建筑的定义智能建筑的定义：智能建筑是指利用系统集成方法，将计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。智能建筑的形象描述：钢筋混凝土结构是建筑物的躯体，装饰装潢是建筑物的衣服，智能控制中心是建筑物的大脑，各种智能探测器是建筑物的感觉器官，通信网络是建筑物的神经系统。1.2.1智能建筑的定义与特征任务2智能建筑认识131.2.1.2智能建筑的特征1复杂性特征从系统论的角度来看，可以把它看做是一个复杂系统（ComplexSystem），因为它具备了复杂系统几乎所有的特征。2开放性特征系统集成的关键问题是解决不同子系统、不同产品间接口和协议的标准化，以使它们之间能达到“互联性”和“互操作性”。它应提供数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性的特征是：集成接口遵循开放、通用的国际标准；集成接口互换性好。任务2智能建筑认识143技术先进性特征（1）无线通信技术的充分应用；（2）数字化视频传输技术的推广使用；（3）控制系统的全数字化技术。任务2智能建筑认识154集成化特征集成（Integrated）是指把各个自成体系的硬件和软件加以集中，并重新组合到统一的系统之中。它由五个独立的自动化子系统组成：（1）设备管理自动化系统（BAS）；（2）安全防卫自动化系统（SAS）；（3）通信自动化系统（CAS）；（4）防止火灾自动化系统（FAS）；（5）办公自动化系统（OAS）。任务2智能建筑认识16智能建筑（大厦）是由建筑的结构、系统、服务和管理四个基本要素以及它们之间的内在关联进行最优化组合（系统集成），提供一个投资合理而且高效、舒适、方便的建筑环境空间。智能建筑是指在现代建筑内综合利用目前国际上最先进的计算机技术、控制技术、通信技术、图形（图像）显示技术，建立一个由计算机统一管理的集成化系统平台。建筑智能化结构与内容如图1.1所示，智能化建筑各级工作关系如图1.2所示。1.2.2建筑智能化的内容任务2智能建筑认识17智能建筑是实施了智能化工程的一个单体建筑(或建筑群)的统称。在实际智能化工程项目中，由于建筑的用途不同，对智能化的功能要求有较大差异，不同行业、不同业务用途的建筑物对智能化功能要求的侧重点也有非常大的区别。图1.1所示的建筑智能化结构基本上涵盖了多数建筑智能化需求的内容，实际工程中应根据用户的一般需求和重点进行合理的增减。从本质上看，智能建筑是以现代控制技术、现代计算机技术、现代通信技术和现代图形显示技术等高新技术为基础，以现代建筑为载体的各种功能的系统集成，是由硬件部分和软件部分构成。任务2智能建筑认识18图1.1智能化建筑工程结构与内容任务2智能建筑认识19图1.2智能化工程各级工作关系任务2智能建筑认识201.2.2.1建筑设备自动化系统（ＢＡ）1建筑设备监控系统该子系统是十分重要的，占全部智能化子系统设计工作量的三分之一，还要与水、电、暖等设备专业密切配合。其主要描述内容有：设计原则；本工程建筑机电设备设置情况，如冷暖空调机组；热源锅炉（热水器）；油系统；通风设备；变配电设备；给排水设备；照明设备，包括公共照明、室外照明、泛光照明等；电梯、自动扶梯等；各机电设备的控制要求。建筑设备监控系统的组成案例如图1.3所示。任务2智能建筑认识21图1.3建筑设备监控系统(a)建筑设备监控系统(b)通风与空调系统任务2智能建筑认识22供配电监测分高压侧检测和低压侧检测。高压侧检测项目：高压进线主开关的分合状态及故障状态；高压进线三相电流检测；高压进线AB、BC、CA线电压检测；频率检测；功率因数检测；电量检测；变压器温度检测。以上参数送入供配电系统监测节点中，由系统自动监视及记录，为电力管理人员提供高压运行的数据，便于管理及分析。监视主开关的状态，发生故障及时报警。监视大厦的用电情况和负荷的变化情况，便于管理人员分析。任务2智能建筑认识23低压侧检测项目：变压器二次侧主开关的分合状态及故障状态；变压器二次侧AB、BC、CA线电压；母线开关的分合状态及故障状态；母线的三相电流；各低压配电开关的分合状态及故障状态；各低压配电出线三相电压、电流、电量、谐波电压、浪涌电流、功率参数等。任务2智能建筑认识24中央空调、通风系统的监控：对中央空调的监控，可分成中央空调的水循环系统和中央空调的空气调节系统两部分。对通风及排烟系统（包括厕所楼顶排风系统、地下机房、人防及地下车库送/排风系统以及空调新风进风系统、防烟系统、排烟系统及加压送风系统）采集每个风机的运行状态和故障状态，以便进行集中的监视。给排水系统监控：从节能方面考虑，给排水系统采用变频工作模式。对给排水的监控主要是对给排水系统的工作参数进行采集，监视给水池、排污池的水位高低以及管网的流通状况（堵塞、泄漏），污水过滤网的状态，水泵的工作状态和故障状态等，以保证设备的正常运行。任务2智能建筑认识25电梯集群管理系统：通过通信接口与电梯控制系统联网来实现对电梯的集群管理。对电梯的集群管理主要是显示电梯的运行状态和故障状态，电梯运行时的楼层号显示，电梯的启/停控制，累计电梯运行时间对到达指定时间的电梯自动提示维护信息，在发生火警时电梯要求与消防联动停在首层（消防电梯除外）。照明系统的监控：用电设备是仅次于中央空调的第二用电大户，对照明系统的集中监控在保证照明稳定可靠的前提下还要考虑它的节能性。任务2智能建筑认识262安全防范系统安全防范系统包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、保安周边防范与巡更系统、出入口控制及门禁系统、紧急报警系统和模拟显示系统等。闭路电视监控系统的主要功能是辅助保安系统对于建筑物内的现场实况进行监视。如图1.4所示。摄像机的安装位置：在建筑的各出入口、主要通道、车库及停车场出入口、贵重设备机房等重要场所。监视及控制：将监测区的情况以图像方式实时传送到管理中心，值班人员通过对中心控制设备的操作（或程控），从电视墙可以时时刻刻地了解这些重要场所的实时情况。任务2智能建筑认识27监视及控制：将监测区的情况以图像方式实时传送到管理中心，值班人员通过对中心控制设备的操作（或程控），从电视墙可以时时刻刻地了解这些重要场所的实时情况。图像记录：对一些重要场所采用数字压缩技术进行实时图像记录，一般场所采用非实时记录，以便发生意外事件后为公安部门侦察破案提供依据，为防盗报警系统提供图像复核手段（报警联动将自动显示报警区域的实时场面）。任务2智能建筑认识28图1.4闭路电视监控系统任务2智能建筑认识293消防报警及消防联动消防报警及消防联动由火灾自动报警系统和消防联动系统组成，实现火灾报警、人员疏散、防排烟控制、消防灭火等。火灾自动报警系统设备如图1.5所示。4停车场管理系统大型公共建筑设置地下停车场的建筑工程需要设置该系统。在汽车通道出入口设置管理室，安装系统主机。如图1.6所示。5IC卡管理系统该系统包括IC卡管理系统、IC卡登记结算系统、宾馆IC卡门锁系统和IC卡门禁管理系统