智能樓宇緒論

緒論第一節(jié)樓宇智能化技術(shù)的基本概念

第二節(jié)建設(shè)智能建筑樓宇的目標(biāo)第三節(jié)智能樓宇的主要特征第四節(jié)樓宇智能化技術(shù)的主要內(nèi)容教學(xué)基本要求：理解樓宇智能化技術(shù)的基本概念；了解智能樓宇的建設(shè)目標(biāo)、主要特征及發(fā)展趨勢；掌握樓宇智能化技術(shù)的主要內(nèi)容。智能建筑是建筑技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，起源于80年代初期的美國。當(dāng)時大公司為滿足本身辦公業(yè)務(wù)和設(shè)施管理發(fā)展的需要，依靠通信和計算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的條件，在自由競爭體制下發(fā)展起來的。1984年美國康涅狄格州哈特福特市的“城市廣場”是世界上公認(rèn)的第一座智能化大廈。1985年日本東京的一座智能大廈電報電話大樓落成。日本還于當(dāng)年底成立了國家智能建筑專業(yè)委員會，準(zhǔn)備將智能化建筑從單一擴(kuò)大到整個城市、國家。新加坡政府的公共事業(yè)部門為推廣智能建筑，專門制定了“智能大廈手冊”。英國、法國、加拿大、瑞典、德國等也相繼在80年代末90年代初建成了各具特色的智能建筑。據(jù)初步統(tǒng)計，在美國已有上萬座智能建筑，日本在現(xiàn)在新建的大型建筑中60%以上是屬智能型的。第一節(jié)樓宇智能化技術(shù)的基本概念

維也納Millennium大廈背景資料大廈：高202米，50層全部樓層面積：100000平方米辦公室，公寓，購物和休閑設(shè)施靈活的布線設(shè)備配置INSIGHT工作站11000物理數(shù)據(jù)點(diǎn)LONMARKS控制器AlgoRex防火系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：靈活的布線部分國家的智能建筑實(shí)例迪拜Jumeirah海灘度假勝地背景資料世界首家7星級酒店會議中心，運(yùn)動中心，餐廳，Aqua公園娛樂場所設(shè)備配置：可通過光纖光纜傳輸26000數(shù)據(jù)點(diǎn)的樓宇管理系統(tǒng)可個別控制的房間由直接數(shù)字控制器控制的瀑布優(yōu)點(diǎn)：為每位客人提供最大限度的舒適服務(wù)最大的可靠性BurjalArabTowerHotel21世紀(jì)廣場沈陽，中國USBancorpTower

波特蘭，美國皇家圖書館

哥本哈根丹麥水上世界里斯本葡萄牙展覽館阿姆斯特丹荷蘭CanaryWharfTowers，

倫敦，英國百事中心

丹佛美國東方文華酒店

香港，中國美國數(shù)據(jù)中心

達(dá)拉斯，美國耗能僅為傳統(tǒng)房屋的1/4；70％建材使用可再生、可循環(huán)的3R材料；借助自然通風(fēng)系統(tǒng)，每小時換氣多達(dá)20次；每年屋內(nèi)利用空調(diào)控溫的時間將比原來減少2到3個月；房間無論朝南朝北，一年四季都將充滿陽光。聰明屋——天然采光。從外型上看，生態(tài)辦公樓的結(jié)構(gòu)有些一反常態(tài)：長方形如火柴盒，中間一條走廊，南北兩排辦公室，東北向西南傾斜的中庭從一樓直達(dá)三樓，庭內(nèi)綠樹蔥蘢。為了讓南北兩樓共享陽光，整座大樓南低北高，中庭屋頂上蓋著塊巨大的透明玻璃天窗。冬天，燦爛的陽光從天窗射入，照耀著北面辦公室，身在其中的辦公族感受到的不僅是暖意，還有擁抱陽光的快樂。更神奇的是，通過玻璃天窗開啟角度的隨意調(diào)整，只要天氣晴好，白天幾乎用不著開燈?！匀煌L(fēng)。大老遠(yuǎn)，你就能看見北樓屋頂豎起的黑“煙囪”。這可不是工廠中濃煙滾滾的污染源，而是“為有源頭清風(fēng)來”的換氣口。原來，生態(tài)辦公樓在地下2米左右深處，間隔埋設(shè)著若干根數(shù)十米長的小管道，管道出口一頭在中庭，另一頭在數(shù)十米外的曠地。這頭，熱空氣“飄飄然”直往上躥，從屋頂通風(fēng)口散逸而出，并形成煙囪效應(yīng)，從地面管道中拔風(fēng)；那頭，從地面抽取的熱風(fēng)經(jīng)過數(shù)十米長的地下管道時，管道外濕冷的泥土和恒溫的地下水會給風(fēng)不斷降溫，再經(jīng)過濾處理，進(jìn)入辦公樓的永遠(yuǎn)是清新空氣。——超低能耗。生態(tài)樓能節(jié)能75%：首先是墻面。在加厚的內(nèi)外墻之間是一道5至8厘米厚的空氣層，里面裝有保溫防水的反光材料，光是這樣一層復(fù)合墻體就可節(jié)能25％。其次是屋頂。炎炎夏季，生態(tài)樓將戴雙層帽：第一層是太陽能儲熱板，它將利用太陽能為大樓供冷；第二層是敷在屋頂?shù)母呙芏扰菽?，它猶如一頂保溫帽，能有效阻擋紫外線的入侵，使室內(nèi)自然溫度降低2.3℃。而每降低1℃，空調(diào)將減少能耗10％。再次是窗戶。生態(tài)樓將采用低輻射玻璃，可有效阻斷紅外光。經(jīng)過特殊處理后，窗玻璃還能順從人意，把陽光折射到室內(nèi)需要的角度。此外，窗外還將懸掛自動遮陽的電子百葉窗，不僅開合隨意，其遮板上的細(xì)孔能讓微風(fēng)和光線暢通無阻?！】悼照{(diào)?？照{(diào)常被喻作大樓之肺，可傳統(tǒng)空調(diào)，尤其是中央空調(diào)卻往往是大樓藏污納垢之處。比如，傳統(tǒng)空調(diào)靠的是冷凝水除濕，這使得空調(diào)內(nèi)部總是潮乎乎的，一到黃梅天，其中霉菌四溢。此番生態(tài)樓將徹底擯棄這種老式除濕法，還大樓一個健康的“肺”。除此之外，健康空調(diào)還能利用大樓散熱循環(huán)制冷，降低能耗20％。而新型制冷劑的加入，更不會破壞人類共有的臭氧層?！G色建材。數(shù)據(jù)顯示，建筑能耗已占全國能耗的27.6％，建材生產(chǎn)能耗已占全國能源生產(chǎn)的13％，而建筑垃圾中有大量再生骨料尚未加以利用。生態(tài)樓將大批使用3R材料，最大限度地實(shí)現(xiàn)廢物利用和資源循環(huán)。所謂3R，是指節(jié)約資源（Reduce）、可再生利用（Reuse）和可循環(huán)（Recycle）。此次作為大樓黏合劑的混凝土，將在3R上作足文章。廢骨料、礦渣粉、粉煤灰，甚至栽培花草的小陶粒，都將成為水泥的完美“替身”，而大量舊木地板的回用，更將為房屋增添幾分自然之感。一、定義：通過對建筑物的四個基本要素即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理以及它們之間的內(nèi)在相互聯(lián)系的最優(yōu)化的考慮，來提供一個投資合理又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。智能建筑具備的基本能力：（1）對環(huán)境和使用功能變化的感知能力。（2）將信號傳遞到控制設(shè)備的能力。（3）綜合分析數(shù)據(jù)的能力。（4）作出判斷和響應(yīng)的能力。③能夠幫助其業(yè)主、管理者和住戶實(shí)現(xiàn)他們的造價、舒適、便捷、安全、長期的靈活性以及市場效應(yīng)的目標(biāo)。二、基本功能：①通過結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理的最佳組合提供一種高效和經(jīng)濟(jì)的環(huán)境。②能在上述環(huán)境下為管理者實(shí)現(xiàn)以最小代價提供最有效的資源管理。①現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)：應(yīng)用此技術(shù)構(gòu)成的建筑物管理控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具備了很強(qiáng)的集成性，同時又具備各種子系統(tǒng)的獨(dú)立管理能力，極大地提高了建筑物的集中管理能力和系統(tǒng)的管理能力。三、技術(shù)基礎(chǔ)②現(xiàn)代控制技術(shù)：以此技術(shù)構(gòu)成的建筑物控制系統(tǒng)應(yīng)付建筑物中種類繁多的輸入/輸出控制及其適用，同時由于該控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的軟件控制功能，可很容易地實(shí)現(xiàn)諸如邏輯控制、PID控制功能，以滿足控制精度和實(shí)現(xiàn)控制功能。③現(xiàn)代通信技術(shù)：建立在通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，主要體現(xiàn)在ISDN通信網(wǎng)絡(luò)（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）的應(yīng)用。該網(wǎng)絡(luò)能在一個通信網(wǎng)上同時實(shí)現(xiàn)語言、數(shù)據(jù)和圖像的通信，在智能建筑中通過一體化的綜合布線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該功能。④現(xiàn)代圖形顯示技術(shù)：由文字顯示為主逐步變以圖形顯示為主。通過窗口技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單方便的屏幕操作，即可以完成開關(guān)量或模擬量的控制；信息的狀態(tài)和參數(shù)變化，甚至信息所處的地理位置都可以通過動態(tài)圖形和圖形符號顯示，達(dá)到對信息的采集和監(jiān)視的目的；以動態(tài)圖形顯示為基礎(chǔ)的人機(jī)界面使得監(jiān)視和操作更為形象直觀，同時多媒體技術(shù)的應(yīng)用也是管理中心的人機(jī)界面更為簡單生動。第二節(jié)建設(shè)智能建筑樓宇的目標(biāo)智能建筑的核心(SIC—SystemIntegratedCenter)是系統(tǒng)集成。有線電視衛(wèi)星有線通信InternetLAN視頻會議移動通信電話傳真給排水消防保安照明空調(diào)暖通電梯停車配電CASOASBAS資源信息管理系統(tǒng)決策支持管理系統(tǒng)日常事務(wù)管理系統(tǒng)SICPDS一、提供安全、舒適、快捷的優(yōu)質(zhì)服務(wù)1．安全性①防盜報警系統(tǒng)②出入口控制系統(tǒng)③閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)④安保巡更系統(tǒng)⑤火災(zāi)報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)⑥緊急廣播系統(tǒng)⑦緊急呼叫系統(tǒng)⑧停車場管理系統(tǒng)2．舒適性①空調(diào)與供熱系統(tǒng)②供電與照明控制系統(tǒng)③衛(wèi)星及共用天線電視系統(tǒng)④背景音樂系統(tǒng)⑤多媒體音像系統(tǒng)3．便捷性①結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)②信息傳輸系統(tǒng)③通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)④辦公自動化系統(tǒng)⑤物業(yè)管理系統(tǒng)二、建立先進(jìn)科學(xué)的綜合管理機(jī)制重視智能樓宇的硬件設(shè)施，加強(qiáng)有關(guān)軟件、管理和使用人員素質(zhì)，并重視智能樓宇作為一種高度集成系統(tǒng)的系統(tǒng)技術(shù)的研究。在智能樓宇的工程實(shí)施以后，還需建立先進(jìn)的綜合管理機(jī)制，且系統(tǒng)與管理之間還存在著相輔相成的依賴關(guān)系，否則建成的智能樓宇也是不成功的。三、節(jié)省能耗與降低人工成本

通過建設(shè)智能化大廈，就有可能實(shí)現(xiàn)能源的科學(xué)與合理的消費(fèi)，從而達(dá)到最大限度的節(jié)省能源的目的。同時，通過管理的科學(xué)化、智能化，使得樓宇的各類機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行管理、保養(yǎng)維修更趨自動化，從而節(jié)省能源與降低人工成本。第三節(jié)智能樓宇的主要特征智能樓宇內(nèi)涵BASOASCASSCSSCS建筑環(huán)境CASOASBAS開放式的體系、靈活的模塊化結(jié)構(gòu)、符合國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計原則，可支持眾多廠家的系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)，同時兼容未來的先進(jìn)技術(shù)與應(yīng)用，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同，又可分為PDS（PremisesDistr智能建筑utionSystem）、智能建筑S（Intelligent

Building

System）及IDS（Industry

Cabling

System）。△結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)SCS：是建筑物中或建筑群間信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以把建筑物內(nèi)模擬與數(shù)字的語音信號、高速與低速的數(shù)據(jù)信號、電視會議與安全監(jiān)視系統(tǒng)的視頻信號及建筑物的安全報警與空調(diào)控制系統(tǒng)的傳感器信號的配線經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計，綜合到一套標(biāo)準(zhǔn)的配線系統(tǒng)上，而且在結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計和分層星形網(wǎng)絡(luò)。幾個定義：△工業(yè)布線系統(tǒng)IDS：以傳輸各類特別信息和適應(yīng)快速變化的工業(yè)通信為主，用來解決工業(yè)廠房中特種信息傳輸問題的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)?！鹘ㄖ锱c建筑群綜合布線系統(tǒng)PDS：以商務(wù)環(huán)境和辦公環(huán)境為主，為滿足綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的需要而特別設(shè)計的配線系統(tǒng)?！髦悄艽髲B布線系統(tǒng)智能建筑S：以大樓環(huán)境控制和管理為主，在PDS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的模塊化式的建筑物布線系統(tǒng)。它可以把目前應(yīng)用于大廈中的許多相互獨(dú)立的智能系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，形成一個完整的布線系統(tǒng)。第四節(jié)樓宇智能化技術(shù)的主要內(nèi)容智能建筑體系參考模式1層和2層屬于建筑技術(shù)范疇；3—7層屬于信息技術(shù)范疇，統(tǒng)稱其為“樓宇智能化”部分。其中：一、智能建筑體系的參考模式

7層樓宇專用信息

6層樓宇共用信息處理

5層樓宇運(yùn)營信息

4層樓宇設(shè)備自動監(jiān)控

3層樓宇通信

2層智能建筑環(huán)境一般環(huán)境

1層△智能建筑與傳統(tǒng)建筑的區(qū)別：智能建筑是在傳統(tǒng)建筑平臺上為實(shí)現(xiàn)智能化而進(jìn)行全方位改進(jìn)的產(chǎn)物，從而使冷冰冰的混凝土建筑物成為溫暖的、人性化的智慧型建筑。智能建筑與傳統(tǒng)建筑相比，不但功能更多、更強(qiáng)，而且更節(jié)約資源，適應(yīng)性和靈活性更強(qiáng)。相對于傳統(tǒng)建筑，智能建筑一般具有以下特點(diǎn)：

(1)工程規(guī)模和總建筑面積都比較大，如中、高層建筑，小區(qū)，廣場，運(yùn)輸樞紐中心等。(2)具有重要性質(zhì)或特殊地位，如電視臺，報社，政府、軍隊、公安的指揮中心，通信樞紐樓宇等。

(3)應(yīng)用系統(tǒng)配套齊全，如網(wǎng)絡(luò)、安全、環(huán)境等服務(wù)功能完善。(4)資金和技術(shù)密集，是現(xiàn)代化的高科技產(chǎn)物，需要一個強(qiáng)大的工程部門來管理。

(5)總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配合協(xié)調(diào)較多，是一個綜合的集成系統(tǒng)。建筑物具有智能化意味著：(1)對環(huán)境和使用功能的變化具有感知能力，如室溫、光照的感知等。(2)具有傳遞、處理感知信息的能力，如溫控、閉路監(jiān)控等。(3)具有綜合分析、判斷的能力，如根據(jù)用戶授權(quán)提供不同的信息訪問能力。(4)具有做出決定并且發(fā)出指令信息，提供動作響應(yīng)的能力，如消防處理系統(tǒng)。以上四種能力建立在“3A”有機(jī)結(jié)合、系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)集成程度的高低決定了建筑智能化程度的高低?！?A”各子系統(tǒng)的簡單堆積不能實(shí)現(xiàn)高智能化的建筑，反而只會導(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜化和資源的浪費(fèi)。一般建筑

①建筑空間體量組合，建筑體型組合和立面處理，平面及空間布局，內(nèi)部及外部裝修等。②建筑結(jié)構(gòu)，包括建筑物支撐承重、內(nèi)外維護(hù)結(jié)構(gòu)(基礎(chǔ)、柱、梁、板、墻)及材料。③建筑機(jī)電設(shè)備及設(shè)施，它們?yōu)榻ㄖ飪?nèi)人們生活和生產(chǎn)提供必需的環(huán)境，如照明、動力、采暖空調(diào)、給水排水、電話、電梯、煤氣、消防、安全防范等設(shè)備及設(shè)施。智能建筑環(huán)境

①提供“樓宇智能化部分”的使用空間、建筑平面、空間布局，這與一般建筑有所不同。②使“樓宇智能化部分”鑲嵌到建筑物中所需的特殊結(jié)構(gòu)及材料。③保證“樓宇智能化部分”運(yùn)行條件，并為住戶提供更方便、更舒適的工作、生活環(huán)境。這將使建筑物在聲、光、色、熱、安全、交通、服務(wù)等方面有某些新特點(diǎn)。（智能建筑環(huán)境指“樓宇智能化部分”所需的特殊空間和環(huán)境）樓宇通信

①支持樓宇設(shè)備監(jiān)控、樓宇運(yùn)營管理、住戶共用信息處理、住戶專用信息處理等系統(tǒng)中設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。②支持建筑物內(nèi)部有線電話、有線電視、電信會議等話音和圖像通信。③支持各種廣域網(wǎng)連接，包括具有與公用電話網(wǎng)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、用戶電報網(wǎng)、智能用戶電報網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、視頻通信網(wǎng)和各種計算機(jī)網(wǎng)的接口。樓宇運(yùn)營管理

①面向住戶的服務(wù)，包括樓宇內(nèi)各種服務(wù)設(shè)施(如會議室、室內(nèi)游泳池等)的預(yù)約、使用分配、調(diào)度、提供服務(wù)信息以及有關(guān)的財務(wù)管理。②面向樓宇管理者的服務(wù)，包括通常的管理信息系統(tǒng)的功能，諸如人事、工資、統(tǒng)計市場分析等。樓宇設(shè)備自動監(jiān)控：將建筑機(jī)電設(shè)備和設(shè)施作為自動控制和管理的對象，實(shí)現(xiàn)單機(jī)級、分系統(tǒng)級或系統(tǒng)級的自動控制、監(jiān)視和管理。①電力供應(yīng)與管理子系統(tǒng)(高壓配電、變電、低壓配電、應(yīng)急發(fā)電)②照明控制與管理子系統(tǒng)(工作、事故、藝術(shù)、障礙燈等特殊照明)③環(huán)境控制與管理子系統(tǒng)(空調(diào)及冷熱源、通風(fēng)環(huán)境監(jiān)測與控制、給水、排水、衛(wèi)生設(shè)備、污水處理)④消防報警與控制子系統(tǒng)(自動監(jiān)測與報警、滅火、排煙、聯(lián)動控制、緊急廣播)⑤安保監(jiān)控子系統(tǒng)(防盜報警、電視監(jiān)控、出入查證確認(rèn)分析、電子巡更)⑥交通運(yùn)輸子系統(tǒng)(電梯、停車場、車隊)⑦廣播子系統(tǒng)(背景音樂、事故廣播)樓宇共用信息處理

（出租型智能樓）住戶共用的辦公自動化設(shè)施：支持樓宇住戶共用的主計算機(jī)系統(tǒng)、電子會議室、電信會議室等設(shè)施自用型智能建筑：指該單位的計算機(jī)中心或信息處理部門的計算機(jī)系統(tǒng)，以及公用的電子會議室、電信會議室等設(shè)施

用戶專用信息處理大型智能樓宇中通常有多種多樣的住戶，各自處理不同的業(yè)務(wù)，智能樓宇應(yīng)當(dāng)為之提供適合于各用戶建立各自的專用信息處理系統(tǒng)所需的建筑環(huán)境和設(shè)施。這些設(shè)備和設(shè)施是由各用戶自備的，其功能也是由各用戶自行設(shè)計的，但對建筑的要求必須在智能建筑之前提出。△智能樓宇

①建筑基體，包括一