1 智能建筑基本概念

第一章智能建筑基本概念•应知：•了解智能建筑的发展历史，概念和组成，目前在楼宇智能化当中采用的一些主流技术，智能建筑的发展趋势。•应会：•智能建筑的组成和结构，主流技术。第一章智能建筑基本概念第一节智能建筑产生的背景第二节智能建筑定义与构成第三节智能建筑特征与发展第四节智能建筑技术的发展与趋势1234第一节智能建筑产生的背景智能建筑(IntelligentBuilding)，首次出现于1984年的美国康涅狄格州的哈特福德市改建的38层高的旧金融大厦（取名为CityPlace）1、特点：•装备了通信系统；•办公自动化系统；•自动监控和建筑设备管理系统。2、使得：•用户可享受到通讯自动化及办公自动化的服务；•空调、供水、防火防盗、供配电系统均为电脑控制；•实现了自动化综合管理。3、CityPlace以其全新的设计与服务成为智能建筑跨时代的里程碑如图1-1所示。图1-1世界上首幢智能建筑CityPlace大厦外观第一节智能建筑产生的背景•智能建筑在我们这个时代产生不是偶然的，而是有其深刻的经济、社会和技术背景的，归纳起来，有以下四个方面的主要原因：•一、经济背景•二、社会背景•三、技术背景•四、生产、生活的客观需求1234一经济背景经济背景•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智能建筑的产生——经济同样起到决定性的作用一经济背景•1．第三产业的崛起•世界经济发展到20世纪中期，一些老牌发达资本主义国家的第一、第二产业的发展已相对平缓，经营利润不高。•高利润附加值的第三产业——信息服务业，便得以蓬勃发展。在这些国家，特别是在一些经济中心城市中，第三产业往往在国民经济生产总值中占有很高的比重。•为这些人提供有利于提高劳动效率的舒适、高效办公场所，便成为社会的迫切需要，而第三产业的高利润也使这些人在租用这些高级办公楼时，在经济上有了保证与可能。一经济背景•2．世界经济全球化•20世纪80年代中期以来，区域经济被打破，各国经济利益被纳入世界经济体系。•世界金融市场已跨越国界，跨国公司的扩张使生产和科技国际化，加速了资金、技术、商品、人才的国际流动，大量国际化的办公人员产生，他们在世界各地办公，但彼此之间需要密切的信息交流与联系。•对办公室内公共手段与通讯手段的要求相应提高，这就为智能建筑提供了广阔的买方市场。一经济背景•3．世界经济由总量增长型向质量效益型转变•至20世纪90年代，世界生产技术由高消耗型向节约型转变，生产方式由单纯追求规模效益转化为重视产品性能和质量，产品本身包含更多的技术含量。•生产中脑力劳动成分大大高于体力劳动，这就需要由与之相适应的办公场所的大量出现。二社会背景社会背景社会变革——国家垄断经营的交通邮电、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。三技术背景技术背景•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硬件条件。•电脑普及程度大大提高，网络逐步实现国际化，办公设备种类及自动化水平也有了长足进步等等。•这一切都为智能建筑的实现创造了良好的物质技术条件。四生产、生活的客观需求工作和生活的客观需求•——随着现代生活水平的提高，人们对生产、生活场所的环境条件也提出了更高的要求，而智能建筑的出现正迎合了这种需求，它能为使用者提供更加方便、舒适、高效和节能的生产与生活条件。第二节智能建筑定义与构成•究竟什么是智能建筑？•什么样的建筑才能称之为智能建筑?•建筑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——“智能建筑”的定义是在不断地发展、补充和完善的。第二节智能建筑定义与构成•美国的定义：•——智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个多产的和成本低廉的环境。同时又指出：没有固定的特征来定义智能建筑，事实上所有智能建筑所共有的唯一特性是其结构设计可以适于便利、降低成本的变化。第二节智能建筑定义与构成欧洲的定义：——创造一种可以使住户有最大效率环境的建筑，同时该建筑可以使之有效地管理资源，而在硬件设备方面的寿命成本最小。第二节智能建筑定义与构成日本的定义：智能建筑可从以下四个方面来定义：1）作为收发信息和辅助管理效率的轨迹；2）确保在建筑里工作的人们满意和便利；3)建筑管理合理化，以便用低廉的成本，提供更周到的管理服务；4)针对变化的社会环境、复杂多样化的办公，以及主动地经营策略，做出快速灵活和经济的相应。第二节智能建筑定义与构成中国学术界对智能建筑的定义：——智能建筑系统是指利用系统集成方法，将智能计算机技术、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。第二节智能建筑定义与构成•2000年7月我国建设部正式颁布了智能建筑国家标准《智能建筑设计标准》，在标准中对智能建筑明确做出了如下的定义：•——智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。第三节智能建筑特征与发展•一、智能建筑的复杂性特征••二、智能建筑的集成化特征•三、智能建筑的开放性特征•四、智能建筑的先进性特征1234一智能建筑的复杂性特征复杂性特征•——从系统论的角度来看，根据人们为智能建筑给出的定义，可以确定任何一座大型的智能建筑（群），都可以把它看作是一个“复杂系统（ComplexSystems）”，因为它具备了复杂系统几乎所有的特征。一智能建筑的复杂性特征•一般来说，任何一个复杂系统，它首先是一个现实的系统，而现实的系统总是与周围的环境有着密切的交互作用，即可以进行物质、能量和信息的交换。•“智能建筑”，我们同样可以把它看作是一个复杂系统，从系统论的观点看，它是建筑、计算机、现代通信、自动控制以及人文、环境的有机集合体，通过互联网（Internet）与外部社会融合为一体，形成一个具有开放特征的复杂系统。一智能建筑的复杂性特征任何一个智能建筑（群），总是存在着一个建筑智能化系统。•它好像人体的心脏，在时时刻刻维系着智能建筑的运行，而存在于智能建筑（群）中计算机网络，犹如人体的神经系统，不停地与外界联系和进行交互作用，作为“复杂网络”的象征——Internet网，把智能建筑（群）融合在整个社会之中。二智能建筑的集成化特征集成化特征•——“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，它包含删除与连接、修整与统筹等意义，同时不排除软/硬件并行工作，智能建筑的集成化特征可从技术与服务两个方面加以说明。二智能建筑的集成化特征•智能建筑是由5个独立的自动化子系统组成的：•1)设备管理自动化系统（BAS）•2)安全防范自动化系统（SAS）•3)通信自动化系统（CAS）communication•4)火灾自动化系统（FAS）union•5)办公自动化系统（OAS）•这些子系统通过“系统集成中心（SIC）”有机的组合在一起，以满足用户不断提高的要求。二智能建筑的集成化特征•集成：OAS+CAS提高系统使用的方便性；•集成：BAS+CAS实现系统的快捷性；•集成：OAS+BAS+CAS确保系统高性能；•集成：OAS+BAS+FAS+SAS加强系统的安全性。•如果把FAS与SAS包含在BAS当中，BAS、OAS、CAS的相互集成关系可以用图1-2来形象的示意。•BAS•OAS•CAS•Ⅰ•Ⅱ•Ⅲ•Ⅳ•Ⅰ：BAS+OAS（安全性）•Ⅱ：OAS+CAS（方便性）•Ⅲ：BAS+CAS（快捷性）•Ⅳ：BAS+OAS+CAS（高性能）图1-2三智能建筑的开放性特征智能建筑的开放性特征•智能建筑具备开放性特征，其原因是应用在智能建筑工程建设中的现代科学技术与建筑科学及建筑艺术，是时时刻刻在不断发展的，不论是计算机网络技术、自动控制技术、现代通信技术，抑或是建筑科学技术及建筑艺术，都是在不停顿地向更高、更现代化水平飞速发展，新技术、新概念层出不穷。四智能建筑的先进性特征智能建筑的先进性特征•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四智能建筑的先进性特征•1．无线通信技术的充分应用•1)无线局域网（WLAN，Wireless）是计算机网络与无线通信技术相结合的产物•2)WLAN的最大特点是：它不受电缆束缚、可移动、组网灵活、扩容方便能与多种网络标准兼容、投资小、应用范围广。•3)WLAN可实现计算机局域联网、远端接入、图文传真、电子邮件等多项功能，它为智能建筑的通信自动化系统的发展注入了新的活力，尤其以“蓝牙技术”（Bluetooth）为代表的短距离WLAN，对智能化小区家庭数字化系统联网，更是有着无限发展的前景。四智能建筑的先进性特征•2．数字化视频传输技术的推广使用•视频监控技术发展过程已经经历了三代。•第一代的“模拟监控系统”•第二代的“数字化监控系统”•第三代“网络视频监控系统（前端专家”、“服务器”和“客户器”三个部分组成）•网络视频监控中心负责该系统的运行，连接在网络中的任何一台计算机，只需要安装了客户端软件，并授予合法的身份和权限，就可以成为网络视频监控系统的诊断。四智能建筑的先进性特征•网络视频监控系统的特点是非常明显的，具体来说，有以下几个方面：•(1)利用现有网络可轻松实现远程监控。•(2)在监控点、监控中心、监控终端之间实现真正的全程数字化，与智能建筑的业务系统、管理系统实现无缝联接、共享资源。•(3)监控点可随意增加。四智能建筑的先进性特征•(4)只要有网络连接的，就可实现异地监控，不受任何环境、地理等条件的限制。•(5)前端设备采用嵌入式的系统、高性能、高可靠性、低功耗和免维护。•(6)即插即用的设备操作简单方便、易于培训、适合不同层次人员操作。•(7)系统可扩展性强，方便与报警设备、门禁设备视频会议设备连接。四智能建筑的先进性特征•3．控制系统的全数字化技术•从自动控制领域的技术发展方向上看，基于以太网的测控系统将是未来自动化测量与控制领域的一个重要发展方向，也是智能建筑系统集成的一种简单可行的有效方案，它完全符合IEEE802.3（Ethernet）标准。第四节智能建筑技术的发展与趋势•自1984年建成第一座智能建筑以来，世界各国纷纷效仿，智能建筑迅速在世界各地展开。•集中体现了信息社会的特征，它给居住在大楼里的人们创造出一个安全、舒适、快速、便捷、节能等及具增值服务的空间。•近年来我国智能建筑行业得到了迅速发展，呈现出巨大的市场潜力，社会效益和经济效益不断提高。我国智能建筑已进入成熟发展阶段。第四节智能建筑技术的发展与趋势•一、智能建筑发展概况•二、智能建筑及智能化小区发展的主流技术•三、我国智能建筑的发展趋势123一智能建筑发展概况•国际智能建筑发展：•（1）1985年～1990年的单一功能专用系统阶段；•（2）1990年～1995年的多功能系统综合阶段；•（3）1995年～2000年系统集成阶段，及目前正在进行的一体化集成管理系统阶段。一智能建筑发展概况•我国智能建筑从整体上看有初级阶段和发展阶段：•（1）1990年～1995年初始阶段，是从单一功能专用系统开始，并有多功能系统综合出现；•（2）1995年～2000年进入了系统集成阶段，主要是BMS集成，即以楼宇管理系统为中心的集成，并已见成效，发展较快；•（3）2000年到目前为止是一体化集成管理系统，现正在进行中，发展较慢。一智能建筑发展概况•智能大楼的出现不仅引发了智能小区的出现和智能交通的出现，同时给数码社区和数码城市的建设打下了基础。•世界各国建筑发展均是分两部分:•(1)一是自上而下的建设，即国家投资的广域网和城域网建设；•(2)二是大楼的智能化和小区住宅的智能化建设部分•从计算机网络看，它属于局