智能建筑.ppt

Xdongsheng@sohu.com 楼宇自动化 QQ： 17041706 智能建筑 主讲教师：徐东升 廊坊师范学院 • 本课程主要内容 n 1.楼宇自动化 （建筑设备工程、建筑设备管理 系统） n 2.保安与消防自动化 n 3.通信自动化 n 4.办公自动化 n 5.综合布线 学习方法：预习 → 听课 → 复习， 网络 实践 考试 • 七大发展趋势 n 规模趋势； 住宅产业规模效益表现在开发成本的降低，全面物业管理 系统建立，即完善配套服务设施系统的形成和良好空间环境的创造。 n 绿色趋势； 为追求人，自然和社会的和谐统一，利用高科技手段营造 无污染的绿色居住环境，回收和利用资源，走住宅产业化持续发展之 路。 n 郊区化趋势；近郊环境优美，空气清新，因拓展空间巨大可大规模开 发，并获得巨大规模效益，随交通状况的改善、通迅技术的发展、居 民居住观念的改变，郊区将成为未来城市居民选择的理想居住地。 n 智能化趋势； 指具有完整建筑设备自动化系统，区域智能网络系统， 能更方便于居民的工作、学习、生活、提高生活质量。 n 全能化趋势； 住宅小区的功能逐步完善如通讯科技发展完善，呈现涵 盖工作，生活和学习等全能化趋势，家庭办公成为未来工作模式发展 的一种必然趋势。此外，小区住户可享受文化、休闲、体育、医疗等 多种设施。 n 阶层分离趋势；不同阶层住户有选择不同层次和水平的住宅，从而缓 解因收入、教育、消费等差别带来冲突，增进相互间的认同。 n 多元化趋势；建筑风格、结构、户型、室内装修等方面呈多元化发展 趋势，摆脱家家户户一个模式的状况。 第一章 绪论 • 1.1 智能建筑产生的发展历史 • 1.2 智能建筑的概念 • 1.3 智能建筑与传统建筑的区别 • 1.4 智能建筑的技术基础 • 1.5 智能建筑的发展前景 1.1 智能建筑产生的发展历史 • 产生背景 n 技术背景： 信息技术 飞速发展 n 经济背景： 信息经济的发展 。信息已成为经济发展的战略 资源，世界经济区域集团化趋势日益明显，各国经济日益 被纳入世界经济体系，加速了资金、技术、商品和人才的 国际流动。世界经济正由总量增长型向质量效益型转轨， 产业结构正向高增值型与知识集约型转变。智能建筑产业 适应潮流，适应了这种产业结构变化的需要。它以现代高 技术为基础，知识、技术密集，通过系统集成获得了很高 的增值。智能建筑不仅仅提高了建筑产业的技术含量和水 平，还将大大推动相关产业结构现代化和产品结构的升级 换代，故而得到极为迅速的发展。 n 社会背景：社会的客观需要促进了传统型建筑向智能型建 筑方向发展。 1.1 智能建筑产生的发展历史 • 第一座智能建筑：世界上第一座智能大厦是 1984年 1月在 美国康涅狄格（ Connecticut）卅哈特福德（ Hartford） 市诞生的。它是由美国联合技术建筑系统（ UTBS）公司 将一幢旧金融大厦进行改造，定名为 “都市大厦 ”（ City Place Building）。 38层高，总建筑面积达 10万多 m2 • 特点：运用当时的计算机及网络技术、电子技术和传感 器等技术对整个大厦的建筑设备（包括空调、照明、供 电、电梯、消防）等进行 自动化控制和管理 。客户不必 自选购置设备，便可获得语言通信、文字处理、电子邮 件、市场行情信息和情报资料检索等项服务。使客户感 受到舒适、方便和安全。因而在投资回收率、经济效益 等方面取得巨大成功。引起各国的重视和仿效，使智能 建筑在过去的十多年里得到迅速发展。 • 我国智能建筑的发展： n 时间：可 以认为智能建筑技术在 20世纪 80年代初期就部分地应 用于中国建筑。一般认为 20世纪 80 年末 90年代初智能建筑在我 国兴起，自 90年代中期迅速发展。 n 北京发展大厦认为是中国智能建筑的雏形 w 一是为办公自动化创造的条件：一部分楼板荷载定为 300kg/m2；在楼 层高度和平面管井布局中予留配管空间。 w 二是提高大厦的舒适性：宽敞的门厅、休息厅、绿地、水池、庭园。 在办公室和整个大厦内部的空间环 境、色彩环境和光环境设计中尽求 舒适宜人。 w 三是在节能方面：外窗及玻璃幕墙用双层中空反射玻璃，外墙、屋顶 、地下一层车库与首层之间做好保 温。 n 之后，建成了目前亚洲第一世界第二高楼上海金茂大厦（ 88F） 、深圳地王大厦（ 81F）、广州中信大厦（ 80F）等一批智能化 程度较高的智能建筑。据不完全统计到 20世纪末，国内已建成 1400多幢智能建筑，其中上海约 400幢、北京约 300幢、广东约 250幢、江苏约 200幢。其中 180米以上的智能建筑已达 40多幢 。 金茂大厦 深圳地王大厦北京发展大厦 广州中信大厦 • 主要规范： n 我国第一部 《 智能建筑设计标准 》 GB/T50314— 2000 于 2000年 10月 1日开始实施。 n 《 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 》 和 《 建 筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 》 于 2000年 8 月 1日开始实施。 n 标志着我国智能建筑已步入规范有序健康的时期。 1.2 智能建筑的概念 • 日本智能建筑的定义 • 美国智能建筑的定义 • 欧洲智能建筑的定义 • 智能建筑的基本内涵 日本智能建筑的定义 •建筑市场的特点 n 日本曾经是个能源匮乏的国家， 节能 是首要的要求。 n 日本是个自然灾害频发的国家，频繁的地震和台风要 求 建筑物有很周密的安全考虑 。 n 日本的公司都曾经是家族领导的合作型企业，大型企 业一般集中在一幢大厦中工作，这就要求大厦 功能多 样、保安严密，并且有严格的等级制度 。 n 日本民族提倡节约和合作的精神，要求 建筑物内安装 的每件设施都必须发挥最大效率 。 n 日本公司职员的工作面积一般较小，而工作强度大， 要求 大厦提供良好的办公环境 。 • 日本智能建筑的特点： n 大厦必须能够 随时 “知道 “内部发生的情况，并 且必须能够立即向外部报告。 n 大厦必须能够 立即 “选择 “最有效的途径，为大 厦居住者提供方便、舒适和适宜工作的环境。 n 大厦必须能够 迅速 “满足 “大厦居住者提出的任 何要求。 • 日本智能建筑的定义： 智能建筑 就是高 功能大厦，其功能是： （ 1）方便 有效地 利用信息和通信设备； （ 2）采用楼宇自动控制技术，使其具有 高 度的综合管理 功能。 美国 智能建筑的定义 • 智能建筑特点： n 美国是全球的金融贸易中心，大厦非常注重 获取行情的速度和准确性 。 n 美国是世界上信息功能最强的地区， 信息服务 在美国是至关重要的 n 美国的智能大厦有很大的部分是出租的，因此大厦一般非常注意 适应不 同用户的各种要求，特别是一些高技术的要求 。 n 美国的电信行业被一些超级的大公司垄断，因此大厦一般比较注意建成 先进的 综合通信系统 。 n 美国公司的职员比日本公司活跃，办公环境大，使用的 办公设备更加多 种多样 。 n 美国公司有使用计算机系统作为决策和办公工作辅助设备的习惯和基础 ，绝大多数公司和职员在日常工作中不能离开 计算机和计算机网络 设备 。 n 美国社会中 无纸化 程度很高，这就要求大厦拥有所有相应的功能。 • 美国智 能建筑的定义：智能化建筑通过 对建筑物的四个基本要素，即 结构、系 统、服务、管理 以及它们之间的内在关 联的最优化考虑，来提供一个 投资合理 的但又拥有高效率的舒适、温馨、便利 的环境，并帮助建筑物业主、物业管理 人员和租用人 实现在费用、舒适、便利 和安全等 方面的目标，当然还要考虑长 远的系统灵活性及市场能力。 欧洲智能建筑的定义 • 建筑市场特点 n 英国的情况与美国基本相同，而法国、德国和北欧国家则具有很多特色。 n 北欧国家特别注重智能建筑能否充分 体现其传统的建筑风格 ，楼宇自动化系 统的主要作用是 监视大厦内部有限的现代化系统 的运作。 n 北欧国家十分注重 突出和保持智能建筑自身的特点 ，建筑物的设施和结构并 不要求做很大的调整。 n 北欧国家注重个人工作的不公开要求，要求建立 通用的弱电设备安装平台 。 n 北欧和德国的智能建筑对 办公自动化 的要求，以及对办公环境的通用性和共 用性要求大大超过日本，至少同美国一样。 n 法国十分注重 IC卡 在智能大厦中的应用，首先提出在智能大厦中使用统一的 IC卡实现各种出入控制、费用支付、专用设备的使用控制和商业活动。 n 欧洲的智能建筑十分注重广域计算机通信功能的设计，优良的 远程通信能力 使办公人员足不出户就可以完成很多工作。 n 欧洲的智能大厦也非常重视办公环境的舒适和效率，但与日本和美国不同， 欧洲的智能大厦一般都允许每一个单独的办公室可以调整各自的照明系统、 空气调节和其他设备，最先提出 办公自动化系统与楼宇自动化系统联动 。 n 欧洲一般还对智能大厦提出 易于安装的要求 ，在需要时可以以最快的速度移 动庞大的公司机构，并且不对公司的运作有任何影响。 n 欧洲的智能大厦还注意 办公自动化系统的可扩充性 ，办公人员可以随时更换 和增添办公设备。 • 建筑物特点 : n 高度智能化的办公环境 ，由大厦用户、大厦拥有者和 大厦管理者使用，包括本地计算机网络、内部信息高 速公路、信用卡、电子档案、电子日记和其他高技术 办公设备。 n 优秀的远程通信能力 ，包括综合业务数字网、宽带远 程服务、多媒体通信系统、传真，以及电话会议、可 视会议和计算机会议系统。 n 综合的大厦自动化管理能力 ，包括管理系统、安全系 统、能源控制系统和数据传输系统。 n 灵活的系统扩充和移动能力 ，这是超越时间因素、大 厦使用者个性独特要求因素和组织结构因素的能力 • 欧洲 智能建筑 定义为： “使其用户发挥最 高效率，同时又以最低的保养成本，最 有效地管理本身资源的建筑 ”。智能化建 筑应提供 “反应快、效率高和有力支持力 的环境，使用户能达到其业务目标 ”。 智能建筑的基本内涵 • 以综合布线系统为基础，以计算机网络 为桥梁，综合配置建筑及建筑群内的各 功能子系统，全面实现对通信网络系统 、办公自动化系统、建筑及建筑群内各 种设备（空调、供热、给排水、变配电 、照明、电梯、消防、公共安全）等的 综合管理。 1.3 智能建筑的组成 CAS BAS OASGCS Office Automation System 办公自动化系统 Generic Cabling System 结构化布线系统 Communication Automation System 通信自动化系统 Building Automation System 建筑自动化系统 SIC System Integrated Center 系统集成中心 建筑设备自动化系统（ BAS） •BAS的功能： n 设备监控和管理：提供设备运行和建筑物的经营 和管理，包括建筑内各种空间服务设施的 预约 ， 使用分配、调度及费用管理 。能够对建筑物内各 种建筑设备实现运行状态监视，报表编制，起停 控制、维护保养及事故诊断分析 n 节能控制：包括空调、配供电、照明、给排水等 系统的控制管理。节能控制是在不降低舒适性的 前提下达到节能、降低运行费用的目的 通信网络系统 (CNS) • 作用：智能建筑的信息通信系统是保证建筑 物内语音、数据、图像传输的基础，同时与 外部通信网（如电话公网、数据网、计算 机 网、卫星以及广电网）相连，与世界各地互 通信息 • 智能建筑中的通信系统要由两大系统组成： n 程控数字用户交换机：电信系统方面发展 而来的 n 有线电视网 (CATV )：广电系统方面发展至今的。 今后随着 4C技术发展将有可能使智能建筑的通信 自动化系统统一。 办公自动化系统（ OAS） • 目的：实现办公自动化就是要利用先进的技术和设备来提高 办公效率和办公质 量，改善办公条件，减轻劳动强度，实现 管理和决策的科学化，防止或减少人为的差错和失误 • 办公自动化的模式： 事务型办公系统： 应具有：文字处理、文字安排、文件库管 理、行文处理、邮件处理、文档资料处理、编辑排版、电子 报表和其他数据处理。对具有通信功能的多机事务处理型办 公系统，应能担负起电视会议、联机检索和图形，图象，声 音等处理任务。 管理型办公系统： 具备事务型的全部功能，应增加管理信息 系统（ MIS）功能。 决策型办公系统： 具备管理型的功能，增强辅助决策功能， 具有专家系统和人工智能组成的决策功能。 综合布线系统（ GCS） • 综合布线系统是一个用于传输语音、数据、影像和其他信息的 标准结构化布线系统。是建筑物或建筑群内的传输网络，它使 语音和数据通信设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连 接。 • 组成： n 工作区子系统：由终端设备 (PC、电话等 )和信息插座之间的连接组成 n 水平区子系统：实现信息插座和管理子系统 (配线架 )间的连接，一般 处在同一楼层。 n 垂直干线子系统：将主配线架与各楼层配线架系统连接起来。 n 管理子系统：由配线架和色标规则组成，用于连接垂直干线子系统 与各楼层水平区子系统 n 设备间子系统：将各种公共设备 (如计算机主机、数字程控交换机、 各种控制系统、网络互连设备 )等与主配线架连接起来。 n 建筑子系统：实现室外连接 系统集成中心（ SIC） • SIC(可以看作 GCS的一部分 )应具有各个智能 化系统信息汇集和各类信息综合管理功能， 并要达到以下三方面的具体要求： n a. 汇集建筑物内外各类信息。接口界面要标准化 、规范化，以实现各子系统之间的信息交换及通 信。 n b. 对建筑物各个子系统进行综合管理。 n c. 对建筑物内的信息进行实时处理，并且具有很 强的信息处理及信息通信能力。 BAS的组成 楼宇机 电设备监 控系 统 空 调 系 统 给 水排水系 统 供配 电 系 统 照明与 动 力系 统 电 梯管理系 统 保安系 统 防盗 报 誓系 统 闭 路 电视监视 系 统 巡更管理系 统 消防 报 警系 统 消防 报 警 消防 灭 火 广播音响系 统 停 车场 管理系 统 车辆进场 管理 车辆 出 场 管理 • 智能建筑必须具备以下四个条件： n 一套先进的楼宇设备控制系统 。能够对大楼或小区的各 种电气设备进行自动控制，营造一种温馨、回归大自然 的生活环境。 n 一个现代化的通讯系统 ，能够提供全方位的、立体的、 大容量高密度的双向通读条件，满足现代信息社会高效 率的工作需求。 n 一套结构化布线系统 ，该系统将整幢大楼或整个小区的 语音通信、数据通信、多媒体通信融为一体，并为高效 率的通信提供硬件条件。 n 一个系统集成平台 。该平台能够对大楼和小区的强电设 备和弱电系统进行统一监视和管理，并能为住户提供良 好的物业管理和一流服务。 1.4 智能建筑与传统建筑的区别 • 智能建筑的特点： n 工程规模面积比较大 n 具有重要性和特殊的地位 n 应用系统配套齐全 n 资金技术密集 n 机构复杂，配合协调较多