專題一　認(rèn)知行業(yè)

一、樓宇智能化的認(rèn)識與發(fā)展

樓宇智能化是信息化的重要組成部分，在西方發(fā)達(dá)國家，樓宇智能化早已興起，但在我國，樓宇智能化還是近年才出現(xiàn)的新鮮事物。我們根據(jù)形勢的發(fā)展需要，及時組織科研力量，根據(jù)目前的實際國情，研究樓宇智能化這一新課題，并承擔(dān)了多項大型建筑的智能化系統(tǒng)的設(shè)計和實施任務(wù)，深受用戶好評。

什么樣的建筑才算是智能化樓宇？目前世界上對樓宇智能化的提法很多，歐洲、美國、日本、新加坡及國際智能工程學(xué)會的提法各有不同，其中，日本的國情與我國較為相近，其提法可以作為參考。日本電機(jī)工業(yè)協(xié)會樓宇智能化分會把智能化樓宇定義為：綜合計算機(jī)、信息通信等方面的最先進(jìn)技術(shù)，使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備等協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)建筑物自動化（BA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SAS）和消防自動化系統(tǒng)（FAS），將這5種功能結(jié)合起來的建筑，外加結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（SCS）、結(jié)構(gòu)化綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（SNS）、智能樓宇綜合信息管理自動化系統(tǒng)（MAS），就組成了智能化樓宇。

（一）智能樓宇的起源和發(fā)展

現(xiàn)代社會對信息的需求量越來越大，信息傳遞速度也越來越快，21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，目前推動世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要是信息技術(shù)、生物技術(shù)和新材料技術(shù)，而其中信息技術(shù)對社會生活的影響最大，信息業(yè)正逐步成為社會的支柱產(chǎn)業(yè)之一，人類社會的進(jìn)步將依賴于信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

近年來，電子技術(shù)（尤其是計算機(jī)技術(shù)）和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，使社會高度信息化，在建筑物內(nèi)部，應(yīng)用信息技術(shù)，將古老的建筑技術(shù)和現(xiàn)代化的高科技相結(jié)合，于是產(chǎn)生了“樓宇智能化”。樓宇智能化是采用計算機(jī)技術(shù)對建筑物內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行自動控制，對信息資源進(jìn)行管理，為用戶提供信息服務(wù)，它是建筑技術(shù)適應(yīng)現(xiàn)代社會信息化要求的產(chǎn)物。

1984年美國聯(lián)合科技的UTBS公司在康涅狄格州（Connecticut State）哈伏特（Hartford）市對一座金融大廈進(jìn)行改造并取名City Place（都市大廈），主要是增添了計算機(jī)設(shè)備、數(shù)據(jù)通信線路、程控交換機(jī)等，使住戶可以得到通信、文字處理、電子函件、情報資料檢索、行情查詢等服務(wù)。同時，對大樓的所有空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電設(shè)備、防火系統(tǒng)、保安設(shè)備進(jìn)行計算機(jī)控制，實現(xiàn)全面的自動化、信息化，使大樓的用戶獲得了經(jīng)濟(jì)舒適、高效安全的環(huán)境，大廈功能也發(fā)生了質(zhì)的飛躍，從而誕生了世界上第一座智能化樓宇。自此，樓宇智能化建設(shè)走上了高速發(fā)展的軌道。

（二）智能化樓宇的基本要求

智能化樓宇的基本要求是：有完整的控制、管理、維護(hù)和通信設(shè)施，便于進(jìn)行環(huán)境控制、安全管理、監(jiān)視報警，并有利于提高工作效率，激發(fā)人們的創(chuàng)造性。簡言之，樓宇智能化的基本要求是辦公設(shè)備自動化、智能化，通信系統(tǒng)高性能化，建筑柔性化，建筑管理服務(wù)自動化。

樓宇智能化提供的應(yīng)該是一種優(yōu)越的生活環(huán)境和高效率的工作環(huán)境。

1.舒適性

舒適性是指使人們在智能化的樓宇中生活和工作（包括公共區(qū)域），無論是心理上還是生理上均感到舒適。為此，空調(diào)、照明、噪聲、綠化、自然光及其他環(huán)境條件應(yīng)達(dá)到較佳或最佳的狀態(tài)。

2.高效性

提高辦公、通信、決策等方面的工作效率，節(jié)省人力、時間、空間、資源、能耗、費用以及提高建筑物所屬的設(shè)備系統(tǒng)使用管理的效率。

3.方便性

除了集中管理，易于維護(hù)外，還應(yīng)具有高效的信息服務(wù)功能。

4.適應(yīng)性

對辦公組織機(jī)構(gòu)、辦公方法和程序的變更以及設(shè)備更新的適應(yīng)性強(qiáng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)生變化和更新時，不妨礙原有系統(tǒng)的使用。

5.安全性

除了要保證生命、財產(chǎn)、建筑物的安全外，還要考慮信息安全，防止信息網(wǎng)中發(fā)生信息泄露和信息干擾，特別是防止信息數(shù)據(jù)被破壞、篡改，防止黑客入侵。

6.可靠性

選用的設(shè)備硬件和軟件技術(shù)成熟，運(yùn)行良好，易于維護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時能及時修復(fù)。

（三）智能化樓宇的功能

從樓宇智能化的功能角度看，樓宇智能化提供的功能應(yīng)包括以下幾方面。

（1）具有信息處理功能，而且其范圍不局限于建筑物內(nèi)，應(yīng)該能在城市、地區(qū)或國家間進(jìn)行。

（2）能對建筑物內(nèi)照明、電力、暖通、空調(diào)、給排水、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行綜合自動控制。

（3）能實現(xiàn)各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和統(tǒng)計記錄的設(shè)備管理自動化，并實現(xiàn)以安全狀態(tài)監(jiān)視為中心的防災(zāi)自動化。

（4）建筑物內(nèi)應(yīng)具有充分的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。

（5）建筑物內(nèi)的所有功能應(yīng)能隨著技術(shù)進(jìn)步和社會需要而發(fā)展。

（四）智能化樓宇的優(yōu)越性

和普通建筑相比，智能化樓宇的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）具有良好的信息接收和反應(yīng)能力，提高工作效率。

（2）提高建筑物的安全性、舒適性和高效便捷性。

（3）具有良好的節(jié)能效果。對空調(diào)、照明等設(shè)備的有效控制，不但提供了舒適的環(huán)境，還有顯著的節(jié)能效果（一般節(jié)能達(dá)15%～20%）。

（4）節(jié)省設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費用。一方面，系統(tǒng)能正常運(yùn)行發(fā)揮其作用，可降低機(jī)電系統(tǒng)的維護(hù)成本；另一方面，由于系統(tǒng)的高度集成，操作和管理也高度集中，人員安排更合理，從而使人工成本降到最低。

（5）滿足用戶對不同環(huán)境功能的需求。

（6）高新技術(shù)的運(yùn)用將大大提高工作效率。

（五）樓宇智能化系統(tǒng)（BAS）的主要組成

樓宇自動化系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成大廈中的空調(diào)制冷系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)及電梯等的計算機(jī)監(jiān)控管理。樓宇自動化系統(tǒng)由計算機(jī)對各子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測、控制、記錄，實現(xiàn)分散節(jié)能控制和集中科學(xué)管理，為大廈中的用戶提供良好的工作環(huán)境，為大廈的管理者提供方便的管理手段，為大廈的經(jīng)營者降低能耗并節(jié)約管理成本，為物業(yè)管理現(xiàn)代化提供物質(zhì)基礎(chǔ)。它的主要控制部件如下。

1.空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)

其監(jiān)控要求為：溫度控制、濕度控制、新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)的控制、制冷器的防凍監(jiān)控、過濾器的狀態(tài)監(jiān)測、風(fēng)機(jī)的狀態(tài)及故障報警等。

2.冷凍站監(jiān)控系統(tǒng)

包括對冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的自動控制以及冷水機(jī)組臺數(shù)的節(jié)能控制和冷凍水系統(tǒng)的壓差控制，還包括中央管理站對冷凍站的控制。因此需解決如下問題：冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、控制和故障報警，冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、控制和故障報警，冷水機(jī)組冷卻水進(jìn)水溫度及流量監(jiān)測及控制，分水器、集水器壓差監(jiān)測和控制，冷水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、控制和故障報警。

3.給排水監(jiān)控系統(tǒng)

對大廈生活用水、消防用水、污水、冷凍水箱等給排水裝置進(jìn)行監(jiān)測和啟停控制。其中包括壓力測量點、液位測量點以及開關(guān)量控制點，并要求顯示各監(jiān)測點的參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和非正常狀態(tài)的故障報警，并控制相關(guān)設(shè)備的啟停。

4.變配電監(jiān)控系統(tǒng)

包括低壓配電系統(tǒng)、計算機(jī)不間斷UPS電源系統(tǒng)、冷凍站配電、變壓器、高壓系統(tǒng)和高壓二次線中的各個點進(jìn)行監(jiān)測控制。它主要包括電流量、電壓量、有功電度、無功電度、功率因數(shù)、溫度等的測量和開關(guān)量的控制，并要求實時監(jiān)測和計量供電系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，顯示主接線圖、交直流系統(tǒng)和UPS系統(tǒng)運(yùn)行圖及運(yùn)行參數(shù)，對系統(tǒng)各開關(guān)變位和故障變位進(jìn)行正確區(qū)分，對參數(shù)超限報警，并對事故、故障進(jìn)行順序記錄，可查詢事故原因，并顯示、制表和打印，可繪制負(fù)荷曲線，并顯示、打印運(yùn)行報表。

5.熱力站監(jiān)控系統(tǒng)

由中央監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測熱交換器的熱水出水溫度、熱水流量和控制熱水泵的啟停。

6.照明監(jiān)控系統(tǒng)

由中央監(jiān)控系統(tǒng)按每天預(yù)定的時間順序進(jìn)行開關(guān)控制，監(jiān)視其開關(guān)狀態(tài)，工作狀態(tài)可用文字、圖形顯示，并經(jīng)打印機(jī)打印。

7.安全防范監(jiān)控系統(tǒng)

安全防范系統(tǒng)是智能大廈必不可少的部分，它為大廈提供了安全監(jiān)視、侵入報警、出入門控制管理。安全監(jiān)視系統(tǒng)采用計算機(jī)控制矩陣系統(tǒng)，集中完成視頻切換控制、水平/俯仰/變焦控制及自備檢測功能。系統(tǒng)可設(shè)分控鍵盤以便于管理。安全監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)主要表現(xiàn)為：侵入報警系統(tǒng)通過各類傳感器，如主動紅外探測器、被動紅外探測器、紅外微波雙鑒探測器、玻璃破碎傳感器、振動傳感器以及各類手動、腳動開關(guān)等，可獲得大廈的主要通道、出入口、重要部位及周邊情況，以利防范工作。

8.出入門控制系統(tǒng)

是對出進(jìn)門的人員進(jìn)行識別和選擇，即所有人員的出入都得到監(jiān)控。系統(tǒng)識別人員的身份后，根據(jù)所儲存的數(shù)據(jù)決定是否允許其出入。每一項出入都作為一個事件記錄存儲，根據(jù)需要，這些數(shù)據(jù)可以有選擇地輸出。整個防范系統(tǒng)組成一個有機(jī)的整體，當(dāng)侵入報警或出入門非授權(quán)侵入時，在中央控制室接到有關(guān)報警信息，通過信息交換，安全監(jiān)視系統(tǒng)打開報警地點附近的攝像機(jī)，并切換到指定監(jiān)視器上監(jiān)視，同時打開視頻錄像機(jī)自動記錄現(xiàn)場情況，以便查詢使用。

9.背景音樂、消防廣播系統(tǒng)

設(shè)計的要點為：背景音樂系統(tǒng)主要為大廈工作區(qū)及公共場所提供平時播放背景音樂、語音廣播等功能。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)或緊急事故時，則可作為事故報警廣播，引導(dǎo)疏散，指揮處理事故。公共廣播音響的設(shè)計應(yīng)與消防報警系統(tǒng)相互配合，實行分區(qū)控制。在出現(xiàn)非常事件或火災(zāi)時，系統(tǒng)能夠接受消防中心的強(qiáng)制切換，并自動投入事故廣播和火災(zāi)報警廣播，將著火區(qū)平時播放的背景音樂立即切換為事故廣播。在技術(shù)性能上要求揚(yáng)聲器基本上按間隔等于2～2.5倍層高的要求分布；滿足消防報警的要求，即揚(yáng)聲器間隔小于25米，功率不小于3W，能滿足實現(xiàn)本層和上下兩層的同時報警；性能上要求最大響度不小于80分貝，聲場均勻度不小于8分貝，語音清晰度大于85%。

10.火災(zāi)報警消防系統(tǒng)

該系統(tǒng)將涉及建筑設(shè)計、保衛(wèi)和公安部門，這些部門需要協(xié)調(diào)努力。掌握的原則是：充分了解廠商的產(chǎn)品性能特點、廠商的現(xiàn)場安裝技術(shù)支持程度、公安、保衛(wèi)、樓宇建筑者和用戶對產(chǎn)品的認(rèn)可度、性價比等。

11.大樓信息管理自動化系統(tǒng)（MA）

這是對各個系統(tǒng)集成后的集中監(jiān)控管理，掌握的原則是權(quán)限集中、界面友好、靈敏度高、反應(yīng)快速、功能齊全。

12.通信自動化系統(tǒng)（CA）

通信自動化系統(tǒng)是智能大廈的“中樞神經(jīng)”，它是集成了電話、計算機(jī)、監(jiān)控報警、閉路電視監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)管理等系統(tǒng)的綜合信息網(wǎng)。

13.辦公自動化系統(tǒng)（OA）的組成

為了適應(yīng)業(yè)主辦公自動化的要求，智能大廈的系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)應(yīng)是簡單、實用、方便、安全。智能大廈辦公自動化系統(tǒng)的基本功能主要有以下幾方面。

①人事、財務(wù)類：人事檔案管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)。

②領(lǐng)導(dǎo)辦公類：公文管理系統(tǒng)、領(lǐng)導(dǎo)要事安排管理系統(tǒng)、文檔管理系統(tǒng)、總經(jīng)理查詢系統(tǒng)、本行業(yè)國內(nèi)外商情系統(tǒng)。

③管理類：大廈大事記系統(tǒng)、樓層管理系統(tǒng)、大廈運(yùn)行管理系統(tǒng)、大事記。

④公共服務(wù)類：公共信息服務(wù)系統(tǒng)（如民航、郵政、火車、電話等）查詢、音樂廣播管理系統(tǒng)、電子布告管理系統(tǒng)、其他用戶提出的管理軟件等。

綜合樓宇智能化各子系統(tǒng)的通信需要，統(tǒng)一考慮通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與施工。選擇計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對大廈進(jìn)行綜合布線。對通信自動化系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出的要求有如下幾方面。

1.標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化

選擇符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或事實工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、操作系統(tǒng)、網(wǎng)管平臺、系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)布線、連接件及布線所用的材料、器件、器材。布線施工過程中也必須遵守國際上通用的網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)范及國家建筑、電氣工程實施標(biāo)準(zhǔn)。采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化設(shè)計，系統(tǒng)才具有開放性，才能保證用戶能在系統(tǒng)上進(jìn)行有效的開發(fā)，并為以后的發(fā)展提供一個良好的環(huán)境。

2.先進(jìn)性與成熟性

為了確保整個通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和樓宇管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)先進(jìn)性、可靠性，選擇合理的、實用的、便于擴(kuò)展與升級的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和技術(shù)先進(jìn)、有信譽(yù)保證、并得到廣大用戶認(rèn)可的可靠廠家的產(chǎn)品。

3.安全性和可靠性

樓宇自動化管理、通信網(wǎng)絡(luò)和辦公自動化是一個復(fù)雜的綜合系統(tǒng)，需要在軟、硬件兩個方面采取措施，以保證整個系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。首先要保證作為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的安全與可靠。從結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)方案設(shè)計到材料與器材的選擇以及工程實施各個階段都必須考慮到影響整個系統(tǒng)安全、可靠性的各種因素。結(jié)構(gòu)化綜合布線施工完成后，必須按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的測試。軟件方面則按照系統(tǒng)類型、數(shù)據(jù)類型加密、設(shè)置權(quán)限等手段實現(xiàn)系統(tǒng)的安全性。

4.可管理性和可維護(hù)性

樓宇自動化管理、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和辦公自動化是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)。在設(shè)計組建時，必須采用先進(jìn)的、標(biāo)準(zhǔn)的、用戶界面良好的管理軟件，合理的設(shè)備布局，做到走線規(guī)范、標(biāo)記清楚、文檔齊全，以便提供對整個系統(tǒng)的可管理性和可維護(hù)性。

5.靈活性和可擴(kuò)充性

為了保證用戶的已有投資及用戶不斷增長的業(yè)務(wù)需求，整個系統(tǒng)必須具有靈活的結(jié)構(gòu)，并留有合理的擴(kuò)充余地，以便用戶根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)刈儎优c擴(kuò)充。

6.優(yōu)化性價比

考慮到系統(tǒng)性能、功能以及在可預(yù)見期間內(nèi)仍不失其先進(jìn)性的前提下，盡量使整個系統(tǒng)所需投資合理，以便構(gòu)成一個性價比高的系統(tǒng)。

7.實用性和可行性

根據(jù)系統(tǒng)需求和資金投入綜合考慮，方案設(shè)計采用成熟技術(shù)，保證技術(shù)的可行性。

8.開放性與兼容性

系統(tǒng)設(shè)計中采用了支持和符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，使系統(tǒng)具有很好的兼容性，有利于設(shè)備、器材的選型，便于施工、維護(hù)和降低成本。