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第１章第１章 智能建筑技术概论智能建筑技术概论v1.1 智能建筑的发展智能建筑的发展　 智能建筑的概念；智能建筑的分类v1.2智能建筑的组成智能建筑的组成　智能大楼和智能小区的构成；智能建筑的技术基础v1.3 建筑智能化技术的发展与展望建筑智能化技术的发展与展望　建筑智能化的主流技术；建筑智能化技术的演变过程；我国建筑化技术发展及其展望本章主要内容21.1 智能建筑的发展 智能建筑是建筑技术与信息技术相结合的产物，起源于80年代初期的美国当时大公司为满足本身办公业务和设施管理发展的需要，依靠通信和计算机技术迅速发展的条件，在自由竞争体制下发展起来的1984年美国康涅狄格州哈特福特市的“城市广场”是世界上公认的第一座智能化大厦3      1985年日本东京的一座智能大厦电报大楼落成日本还于当年底成立了国家智能建筑专业委员会，准备将智能化建筑从单一扩大到整个城市、国家新加坡政府的公共事业部门为推广智能建筑，专门制定了“智能大厦手册”英国、法国、加拿大、瑞典、德国等也相继在80年代末90年代初建成了各具特色的智能建筑据初步统计，在美国已有上万座智能建筑，日本在现在新建的大型建筑中60%以上是属智能型的。

4维也纳Millennium大厦背景资料背景资料v大厦: 高202米, 50层v全部楼层面积: 100 000 平方米v办公室, 公寓, 购物和休闲设施v灵活的布线设备配置设备配置vINSIGHT工作站v11 000 物理数据点vLONMARKS控制器 vAlgoRex 防火系统优点优点:v灵活的布线部分国家的智能建筑实例5迪拜Jumeirah 海滩度假胜地背景资料背景资料v世界首家7星级酒店v会议中心, 运动中心, 餐厅, Aqua 公园娱乐场所设备配置设备配置:v可通过光纤光缆传输26000数据点的楼宇管理系统v可个别控制的房间v由直接数字控制器控制的瀑布优点优点:v为每位客人提供最大限度的舒适服务v最大的可靠性迪拜七星级宾馆621世纪广场 沈阳，中国南京国际会展中心 南京，中国中央电视台 北京，中国香港会展中心香港，中国“鸟巢”形体育馆 北京，中国7国家大剧院北京，中国中国人民银行，上海，中国东方文华酒店￿香港，中国香港中银大厦香港，中国81.1.1 智能建筑的概念1.  智能建筑具备的基本能力：  （1）对环境和使用功能变化的感知能力  （2）将信号传递到控制设备的能力。

  （3）综合分析数据的能力  （4）作出判断和响应的能力92.  智能建筑的定义  （1）美国智能建筑研究中心：通过对建筑物的结构、系统、服务和管理4个基本要素以及它们之间的内在联系的最优化组合，提供一个投资合理，又具有高效、舒适、便利的环境  （2）欧洲智能建筑集团：使用户发挥最大效益，同时以最低保养成本，最有效地管理本身资源的建筑应提供反应快速、效率高和支持力较强的环境，使用户迅速达到实现其业务的目的 10（3）国际智能工程学会：         在一座建筑中设计了可提响应的功能以及适应用户对建筑物用途、信息技术要求变动时的灵活性智能建筑应该是安全、舒适、系统综合、有效利用投资、节能和具备很强的使用功能，以满足用户实现高效率的需要  （4）日本电机工业协会智能建筑分会：       智能建筑的重点集中在如下4个方面：       ①作为收发信息和辅助管理效率的轨迹；      ②确保在里面工作的人满意和便利；      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的经营策略做出快速灵活和经济的响应    （5）中国认为智能建筑的重点是使用先进的技术对楼宇进行控制、通信和管理，强调实现楼宇三个方面自动化的功能，即建筑物的自动化BA（Building Automation）、通信系统的自动化CA(Communication Automation)、办公业务的自动化OA（Office Automation）。

       智能建筑的系统集成经历了从子系统功能级集成到控制系统与控制网络的集成，再到当前的信息系统与信息网络集成的发展阶段13   （6）近年又提出了智能建筑的新定义，认为智能建筑的核心是下列8优质环境模块：　　　① 环境友好――包括健康和能量；②  空间利用率和灵活性；③生命周期成本――使用与维修　；　　　④人的舒适性；⑤工作效率；⑥安全――火灾、保安与结构等；⑦文化； ⑧高科技的形象  1.1.2 智能建筑的分类（1） 智能大楼　　智能大楼的基本框架是将BA、CA、OA三个子系统结合成一个完整的整体，发展趋势则是向系统集成化、管理综合化和多元化以及智能城市化的方向发展2） 智能广场        智能建筑将从单幢大楼转变为成片开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称之为智能广场（plaza）15（3）  智能化住宅        智能化住宅是指通过家庭总线 HDS (Home Distribution System)将家居的通讯设备、家电和家庭保安装置等接入网络，进行集中或异地的监控和管理，提供工作、学习、娱乐等各项服务，营造出具有多功能的人性化、、信息化的居住空间　　发展分为三个层次:  家庭电子化，住宅自动化，住宅智能化。

美国称其为智慧屋（WH,Wise House )，欧洲则称为时髦屋（SH,smart Home ）16   （4） 智能化小区        一般定义为“居家生活信息化、小区物业管理智能化、IC卡通用化”智能小区除满足基本生活功能外，还要考虑安全、健康、节能、便利、舒适五大要素，以创造出各种环境（绿色环境、回归自然的环境、多媒体信息共享环境、优秀的人文环境等）．　　目前智能化小区有三个等级（一星，二星，三星）17（5） 智能城市        在实现智能化住宅和智能化小区后，城市的智能化程度将被进一步强化，出现面貌一新以信息化为特征的智能城市        智能城市的主要标志首先是通信的高度发达，光纤到路边FTTC(Fiber To The Curb)、光纤到楼宇FTTB、光纤到办公室FTTO、光纤到小区FTTZ、光纤到家庭FTTH；其次是计算机的普及和城际网络化;再次是办公作业的无纸化和远程化18        近年来又提出了数字城市的新观点：数字城市是指综合运用GIS、GPS、宽带多媒体网络及虚拟仿真技术，对城市基础设施功能机制进行动态监测管理以及辅助决策的技术体系　　①数字城市具备将城市地理、资源、环境、人口、经济、社会等复杂系统进行数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。

　　19　②它将使城市规划具有更高的效率，更为丰富的表现手法，更多的信息量，更高的分析能力和准确性，更具前瞻性、科学性和及时性，并能提高城市建设的时效性、城市管理的有效性、城市资源优化配置水平、城市综合实力以及城市生活质量，促进城市的可持续发展"城市数字化"建设，将给城市的政治、经济、文化和人民生活带来新的发展机遇，为城市的可持续发展提供重要的支撑 20（6）智能国家        智能国家是在智能城市的基础上将各城际网络互联成广域网，地域覆盖全国，从而可方便地在全国范围内实现远程作业、远程会议、远程办公也可通过Internet或其他通过手段与全世界相沟通，进入信息化社会，整个世界将因此而变成地球村一般 21 (7) 数字地球 数字地球是美国副总统戈尔于1998年1月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为“数字地球—新世纪人类星球之认识”演说时，提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物 22发展趋势智能大楼→智能社区（数字化社区） →智能城市（数字化城市） →智能国家（数字化国家） →智能地球（数字化地球）23发展趋势关系图241.2智能建筑的组成1.2.1智能大楼和智能小区的构成      1.智能大楼基本框架  （1）智能大楼基本框架（如图1.1所示）25图1.1 智能大楼的结构 262. 智能化小区的系统构成   　　（1）   小区智能化系统组成27(2)住宅小区智能化系统总体结构28 1.2.2 智能建筑的技术基础         智能建筑的发展，是建筑技术与信息技术相结合的产物，是随着科学技术的进步而逐步发展和充实的，现代建筑技术（Architecture）、现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Control)、现代通信技术(Communication)、现代图形显示技术（CRT），即A＋4C技术是智能建筑发展的技术基础。

29   1.   现代计算机技术         现代计算机技术是发展智能建筑的核心技术并行处理、分布式计算机系统是计算机网络发展的高级阶段，是计算机技术发展的主导方向它采用统一的分布式操作系统，把多个数据处理系统的通用部件合并为一个“整体”，各软、硬件资源管理没有明显的主从管理关系，强调分布式计算和并行处理，整个网络软硬件资源不仅共享，而且任务和负载也实现共享30  2  现代控制技术           现代控制技术包括线性最优控制、自适应控制、变结构控制、微分几何控制、神经网络控制、专家系统控制、数控技术、模糊控制技术、集散控制技术（DCS）、现场总线控制技术（FCS）等           　　　目前，国际上最先进的控制系统应为集散型监控系统（Distibuted Control System，DCS）,又称分布式控制系统313   现代通信技术（1）CA系统的支撑技术主要包括：、专用交换机技术；高速数字传输技术；电子信箱技术；会议电视技术；影像图像通信技术；卫星的通信技术等 （2）OA系统的支撑技术主要包括：LAN组网技术；文件处理技术；决策支持技术；调度管理技术；信息管理技术；事务处理技术；智慧卡运用技术；公共信息服务技术；CAD　/CAM技术；软件开发服务技术；数据库技术等。

32（3）BA系统的支撑技术① 大楼管理系统主要包括：温湿度、热源、空调设备最佳控制技术；调度运转控制技术；外气量控制技术；电梯组管理技术；大楼的环境、设备状态测定记录技术；能源计测、计费技术；远程控制技术② 安保系统主要包括：远程监视技术；出入口控制技术；火灾自动报警技术；煤气漏泄探测、报警技术；漏水探测技术；停车场自动管理技术；地震监视技术；停电控制技术33③ 节省能源系统主要包括：照明自动调光•照明自动开关技术；窗帘集中控制•自动控制技术；供电需求控制技术；节约用水卫生设备技术；太阳能利用技术；外气冷气方式空调技术；热回收空调技术；供电设备高效率控制技术④ 与建筑环境相关的应用技术主要包括：有关LAN组网的建筑技术；地板配线技术；墙板配线技术；顶棚配线技术；空调方式可变技术；照明线路可变方式技术；文件搬运技术；抗震设备技术；防止电磁干扰技术34（4）现代图形显示技术（CRT）         现代图形显示技术主要体现在计算机操作和信息显示的图形化，即窗口技术与多媒体技术的完善结合　　　　　　总之，智能大厦是以计算机技术为核心的集成产物，形成IBMS（智能大厦管理系统），使未来的智能大厦满足人们越来越多的需求，实现科技“以人为本”的根本要求。

 351.2. 3智能建筑的信息通信（CA）          智能建筑的信息通信系统是保证楼内的语音、数据、图像传输的基础，它同时与外部通信网（如公用网、数据网及其他计算机网）相连，并与世界各地互通信息 　　　CA系统主要包括：通讯网；局城网及广城网；综合业务数据网（ISDN/B－IS－DN）；卫星通讯网等36 1.2.4智能建筑的办公自动化(OA) 　　　OA系统提供先进的信息处理功能，具有决策支持体系．　　　主要包括共用信息处理系统和用户专用信息处理系统共用信息处理系统包括：公用数据库、主计算机系统（如计算中心或信息中心的计算机系统）及会议电视系统等371.2.5 智能建筑的设备管理自动化(BA)    BA系统从功能上可以分为：  （1）   物业管理    包括大楼内各种空间服务设施的预约，使用分配、调度及费用管理   （2）  节能控制   包括空调、供配电，照明、冷排水等系统的控制管理  （3）  安全防范   包括消防报警系统、防盗保安系统、出入管理系统等381.2.6智能建筑的结构化综合布线                    结构化综合布线系统的特点是：将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一规划的设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的三大子系统有机地连接起来。

           结构化综合布线系统为智能建筑的系统集成提供了物理介质391.2.7智能建筑与建筑环境的关系           建筑（环境）是智能建筑的平台，离开了建筑这个平台，就无从谈起智能建筑，建筑环境包括：           建筑环境――开创的建筑空间、网络布线方式、色彩合理组合、降低噪声措施等           空调环境――温度、湿度、风速等           照明环境――照度标准等401.3 建筑智能化技术的发展与展望建筑智能化技术的发展与展望      1.3.1 建筑智能化的主流技术    1. 信息网络技术         ISDN网是目前正在实用的网络　　  XDSL交换机较适合旧楼改造，目前新建大楼和小区内并不多用         有线电视和双向网络是目前实现图像、未来数字及图像传输的不可缺的网络         无线宽带网络在智能建筑中有着广泛应用前景412. 控制网络技术　　控制网是底层网络，它是智能小区和智能大楼重要网之一3.建筑电气总线技术 用于楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络.４４. 综合布线技术       目前主要应用于智能大楼的通信系统．425．系统集成技术　　（1）以计算机网络为基础核心的系统集成，对内是处理局域网问题，对外着重与城域网、广域网、卫星网或GSM、CDMA卫星网的接口接入的问题．            （2）系统集成实现的关键在于解决各系统之间的互联性和互操作性，这就需要解决各系统之间的接口、协议、系统平台、应用软件等问题。

436. 办公自动化技术       目前，我国的办公自动化系统正朝着集成化、网络化、多媒体和智能化的国际水平发展，最终实现“无纸”办公7 7．建筑节能环保技术 在满足居住舒适性要求的前提下，在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备，达到节约能源、减少能耗、提高能源利用效率之目的441.3.2 建筑智能化技术的演变过程        智能大楼的各个部分由独立走向整合，以计算机网络而构成集成化和智能化的一体化系统，实现统一的资源调度与全局性管理，满足智能建筑运行的各种要求，突显出建筑的“智能”水平图1.4 建筑智能化技术演变过程 451.3.3 我国建筑化技术发展的瓶颈、          趋势及其展望（1）主要瓶颈：我国颁布的《智能建筑设计标准》、《智能小区建设技术导则》等标准规范技术文件，仅对智能建筑、智能化小区的设计与施工起到指导和导向作用但在建筑智能化系统研制方面，我国缺少技术标准与规范．        在已建的智能建筑中，其智能化系统的开通率很低，有的功能开通率不到20％46（2）市场需求决定了我国建筑智能化技术的发展趋势随着多年的改革开放及市场经济规则的需求，正在一天天的要求智能建筑及智能化小区的规划、设计、投资、规范管理要与市场相适应，无论是设计院、集成公司、房地产开发商都应以系统工程的科学管理方法面对蓬勃发展的智能建筑市场。

47（3）建筑智能化技术的发展采用高科技势在必行          信息网TCP/IP的应用将进行与控制网技术互联互融；信息网和控制网的硬件集成水平可靠性、保密性、稳定性将大大提高，产品将规模化，价格将进一步降低；智能建筑网络宽带化，互联互融，产生出更简便实用产品；今后无论是信息网、控制网、还是电视网，将更进一步使产品数字化，向智能化发展；实现统一少数协议，使软件提高抗干扰能力、保密性和防病毒能力；实现全业务网络通信48思考题与习题1.1  简述智能建筑的定义1.2  简述智能建筑的分类及发展趋势1.3  智能建筑应具有哪几项基本能力？1.4  以国内的某智能建筑为例，分析其组成和功能1.5  智能建筑和智能小区一般由哪些部分组成？1.6  智能建筑的BA系统、CA系统、OA系统分别是指什么？1.7  5A+4C技术是指什么？1.8  简述智能建筑与数字化城市的关系1.9  简述智能建筑的主流技术1.10 结合你的认识，谈谈智能建筑技术的发展趋势1.11为什么在发达国家注重住宅智能化，而国内强调数字化社区？49开动脑筋想想？      随着科学技术的进步和社会的发展，你认为五年、十年后智能建筑和智能化小区应该具备什么样的功能。

对本课程的问题？51。