智能建筑及智能建筑系統(tǒng)淺析

摘要：隨著人類的不斷進步，人們對生活及辦公環(huán)境的要求越來越高。而科技的進步，尤其是計算機技術、信息技術、電子技術、控制技術、通信技術的迅速發(fā)展，在建筑領域誕生了智能建筑的概念。文章從智能建筑的概念出發(fā)，介紹了智能建筑的特點和目標要求，詳細分析了智能建筑系統(tǒng)的構成，對我國智能建筑發(fā)展中存在的問題及展望進行了闡述。

關鍵詞：智能建筑；智能大廈；樓宇自動化；辦公自動化

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2009）16-0183-03

隨著人類的不斷進步，人們對生活及辦公環(huán)境的要求越來越高。隨著科技的進步，尤其是計算機技術、信息技術、電子技術、控制技術、通信技術的迅速發(fā)展，在建筑領域誕生了智能建筑的概念。智能建筑是通過對建筑物結構、系統(tǒng)、服務和管理以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系4個基本要素，以最優(yōu)化的設計提供一個投資合理又有高效的幽雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。它能幫助建筑物的主人、財產(chǎn)的管理者和擁有者意識到，他們在諸如費用開支、生話舒適、商務活動和人身安全等方面得到最大利益的回報。文章對智能建筑概念、智能建筑系統(tǒng)構成及我國智能建筑發(fā)展存在問題和展望進行了論述。

一、智能建筑概念

世界上第一座智能大廈于1984年在美國建成，它利用計算機與通訊設施連接，廉價地向住戶提供計算機和通訊服務，在為地產(chǎn)開發(fā)商帶來利潤的同時也為用戶帶來了優(yōu)質服務。它是時代發(fā)展和國際競爭的產(chǎn)物，它的建成正式拉開了智能建筑的序幕。為了適應信息時代的要求，各高科技公司紛紛建成或改建具有高科技裝備的高科技大樓（HI- Tech Building），我國的第一座智能大廈被認為是北京的發(fā)展大廈。此后，相繼建成了一批準智能大廈，如深圳的地王大廈、北京西客站等。

（一）智能建筑的定義

我國智能建筑設計標準（GB/T50314-2000）把智能建筑定義為：以建筑為平臺，兼?zhèn)浣ㄖO備、辦公自動化及通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，集結構、系統(tǒng)、服務、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。美國智能建筑學會（AIBI. American Intelligent Building Institute）給出的定義：“智能建筑是將結構、系統(tǒng)、服務、運營及其相互聯(lián)系全面綜合，并達到最佳組合，獲得的高效率、高功能與舒適性的建筑物”。它利用集成方法，將智能型計算機技術、通信技術、信息技術與建筑藝術有機結合，通過對設備的自動監(jiān)控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建筑的優(yōu)化組合，所獲得的投資合理、適應信息社會與知識經(jīng)濟發(fā)展需要并具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的建筑物。

（二）智能建筑的特點

根據(jù)智能建筑的定義，智能建筑具有如下功能特點：（1）性能良好的通信設備，具有多種內(nèi)部及外部信息交換手段；（2）能對建筑物內(nèi)部機械電氣設備進行綜合自動控制，實現(xiàn)運行狀態(tài)監(jiān)視和統(tǒng)計記錄的自動化以及安全狀態(tài)監(jiān)視為中心的防災自動化；（3）具有電子計算機系統(tǒng)，能實現(xiàn)辦公自動化；（4）具有充分的適應性和可擴展性；（5）所有的功能能隨技術進步和社會需要而發(fā)展。

與普通建筑相比，智能建筑的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下方面：（1）具有良好的信息接收、處理及通信能力，提高了工作效率；（2）提高了建筑物的安全性，可對災害和非法入侵及時發(fā)出警報并自動采取措施，排除或制止災害蔓延；（3）提高了建筑物的舒適性，具有良好的節(jié)能效果；（4）改進了對建筑物的處理，為用戶提供優(yōu)質服務并能節(jié)約勞動力。

（三）智能建筑的目標要求

智能建筑要滿足兩個基本要求：

1．對使用者其應能提供安全、舒適、快捷的優(yōu)質服務，有一個有利于提高工作效率、激發(fā)人的創(chuàng)造性環(huán)境。

2．對管理者其應當建立一套先進科學的綜合管理機制，不僅要求硬件設施先進，軟件方面和管理人員（使用人員）素質也要相應配套，以達到節(jié)省能耗和降低人工成本的效果。

二、智能建筑系統(tǒng)構成

智能建筑并不是特殊的建筑物，而是以最大限度激勵人的創(chuàng)造力、提高工作效率為中心，配置了大量智能化設備的建筑。我國2003年10月1日開始施行的《智能建筑工程質量驗收規(guī)范》（GB/T50339-2003）中規(guī)定，智能建筑由建筑設備自動化系統(tǒng)（BAS）、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)（CNS）、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)（INS）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、安全防范系統(tǒng)（（SAS）、結構化綜合布線系統(tǒng)（SCS）和智能建筑管理集成系統(tǒng)（IBMS）七大部分組成。其中，BAS包括空調、給水排水、供配電、照明、電梯等子系統(tǒng)，CNS包括語音通信、衛(wèi)星通信、有線電視、公共廣播、電子會議等子系統(tǒng)，INS包括計算機網(wǎng)絡、服務器、工作站、網(wǎng)關、路由器、數(shù)據(jù)庫等硬件及軟件，F(xiàn)AS包括火災探測、火災自動報警及消防聯(lián)動、自動滅火等子系統(tǒng)，SAS包括閉路電視監(jiān)控、防盜報警、門禁、防盜等子系統(tǒng)，SCS包括傳輸介質、相關連接硬件和電氣保護沒備等部件。

通常情況下，智能建筑系統(tǒng)是由樓宇自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)和結構化綜合布線系統(tǒng)組成。

（一）樓宇自動化系統(tǒng)BAS

BAS的功能是調節(jié)、控制建筑內(nèi)的各種設施，包括變配電、照明、通風、空調、電梯、給排水、消防、安保、能源管理等，檢測、顯示其運行參數(shù)，監(jiān)視、控制其運行狀態(tài)，根據(jù)外界條件、環(huán)境因索、負載變化情況自動調節(jié)各種設備，使其始終運行于最佳狀態(tài)；自動監(jiān)測并處理諸如停電、火災、地震等意外事件；自動實現(xiàn)對電力、供熱、供水等能源的使用、調節(jié)與管理，從而保障工作或居住環(huán)境既安全可靠，又節(jié)約能源，而且舒適宜人。

BAS按建筑設備和設施的功能劃分為十個子系統(tǒng)：

1．變配電控制子系統(tǒng)包括：高壓配電、變電、低壓配電、應急發(fā)電等。

2．照明控制子系統(tǒng)（包括工作照明、事故照明、舞臺藝術照明、障礙燈等特殊照明）。

3．通風空調控制子系統(tǒng)包括空調及冷熱源、通風環(huán)境監(jiān)測與控制等。

4．交通運輸控制子系統(tǒng)包括客用電梯、貨用電梯、電動扶梯等。

5．給排水設備控制子系統(tǒng)。

6．停車庫自動化子系統(tǒng)（Parking Automation System，簡稱PA）。

7．消防自動化子系統(tǒng)（Safety Automation System，簡稱FA）。

8．安保自動化子系統(tǒng)（Safety Automation System，簡稱SA）。

9．公共廣播與背景音樂系統(tǒng)。

10．多媒體音像系統(tǒng)。

（二）通信自動化系統(tǒng)CAS

CAS是在保證建筑物內(nèi)語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A上，同時與外部通信網(wǎng)（如電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、計算機網(wǎng)、衛(wèi)星以及光電網(wǎng)）相連，與世界各地異地互通信息的系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的功能包括語音通信、數(shù)據(jù)通信和圖形圖像通信。CAS主要由程控數(shù)字用戶交換機網(wǎng)（Private Automation Branch exchange，簡稱PABX）和有線電視網(wǎng)CATV）兩大網(wǎng)構成。CAS按功能劃分為八個子系統(tǒng)：

1．固定電話通信系統(tǒng)，設PABX或采用公網(wǎng)的集中小交換機。

2．聲訊服務通信系統(tǒng)（語音信箱和語音應答系統(tǒng)）。

3．無線通信系統(tǒng)。

4．衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

5．多媒體通信系統(tǒng)包括（Internet和Intranet）。

6．視訊服務系統(tǒng)，（包括可視圖文系統(tǒng)、電子信箱系統(tǒng)、電視會議系統(tǒng)）。

7．有線電視系統(tǒng)，可接收加密的衛(wèi)星電視節(jié)目以及加密的數(shù)據(jù)信息。

8．計算機通信網(wǎng)絡系統(tǒng)，由網(wǎng)絡結構、網(wǎng)絡硬件、網(wǎng)絡協(xié)議和網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡安全等部分組成。

（三）辦公自動化系統(tǒng)OAS

辦公自動化系統(tǒng)是應用計算機技術、通信技術、多媒體技術和行為科學等先進技術，使人們的部分辦公業(yè)務借助于各種辦公設備，并使這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公日標的人機信息系統(tǒng)。

OAS分為辦公設備自動化系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)。辦公設備自動化系統(tǒng)要具有數(shù)據(jù)處理、文字處理、郵件處理、文檔資料處理、編輯排版、電子報表和輔助決策等功能。對具有通信功能的多機事務處理型辦公系統(tǒng)，應能擔負起電視會議、聯(lián)機檢索和圖形、圖像、聲音等處理任務。物業(yè)管理系統(tǒng)不但包括原傳統(tǒng)物業(yè)管理的內(nèi)容，即日常管理、清潔綠化、安全保衛(wèi)、設備運行和維護，也增加了新的管理內(nèi)容，如固定資產(chǎn)管理（設備運轉狀態(tài)記錄及維護、檢修的預告，定期通知設備維護及開列設備保養(yǎng)工作單、設備的檔案管理等）、租賃業(yè)務管理、租房事務管理，同時賦予日常管理、安全保衛(wèi)、設備運行和維護新的管理內(nèi)容和方式（如水、電、煤氣遠程抄表等）。

（四）結構化綜合布線系統(tǒng)

SCS又稱綜合布線系統(tǒng)（Premises Distribution System，簡稱PDS），它是建筑物或建筑群內(nèi)部之間的傳輸網(wǎng)絡。它把建筑物內(nèi)部的語音交換、智能數(shù)據(jù)處理設備及其廣義的數(shù)據(jù)通信設施相互連接起來，并采用必要的設備同建筑物外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡或電話局線路相連接。其系統(tǒng)包括所有建筑物與建筑群內(nèi)部用以交連以上設備的電纜和相關的布線器件。綜合布線系統(tǒng)以一種傳輸線路滿足多種通信業(yè)務終端的要求，再加上多媒體終端集話音、數(shù)據(jù)、圖像于一體的通信應用方式，給用戶帶來更多方便和經(jīng)濟實用的效果。同時，由于綜合布線系統(tǒng)在信息插座的布局上采取均布和冗余的設計，具有很好的靈活性，用戶更換辦公位置，綜合布線系統(tǒng)可以快速地進行配合?？梢哉f，只要傳輸頻率符合各類電纜規(guī)定的范圍，指標符合要求，各種通信業(yè)務都可應用綜合布線系統(tǒng)。因此，綜合布線系統(tǒng)是一種通用的、開放式的傳輸平臺，具有廣泛的應用價值。

傳統(tǒng)上所說的3A建筑，即是上述的CAS、OAS、BAS的簡稱，5A建筑是3A又加上防火自動化系統(tǒng)FAS（Fire Automation System）和保安自動化系統(tǒng)SAS （safe Automation System）。國際上，F(xiàn)AS和SAS通常包含在BA中，國內(nèi)由于管理原因，通常把FAS、SAS與BAS分開。

三、我國智能建筑發(fā)展存在的問題及發(fā)展展望

我國智能建筑開始于20世紀80年后期與90年代初。1991年開始，我國建成不少智能建筑，但根據(jù)有關資料介紹，我國已建成的智能建筑有70%以上運行不正常。其運行不正常，最嚴重的情況是系統(tǒng)處于停運狀態(tài)，要么系統(tǒng)仍在運行，但只能進行顯示與手動控制，這種情況比較多，這就造成了投資的巨大浪費。另外，還存在理論研究跟不上智能建筑的發(fā)展、智能建筑概念不清楚、智能建筑設計缺乏可依據(jù)的設計標準和規(guī)范、智能建筑工程技術人員缺乏專業(yè)知識、管理水平低下、智能建筑市場缺乏政府部門的統(tǒng)一管理等等問題。

進入21世紀，智能建筑領域中的各種技術都會有更加深入廣泛的發(fā)展及應用，但智能化技術只是一種手段，就整體建筑物業(yè)產(chǎn)品的技術發(fā)展來說，智能和生態(tài)是今日社會對建筑材料的兩大需求，在實際中必須配合互補，不能顧此失彼，智能建筑設計應與具有智能、生態(tài)功能的建材同時使用，會出現(xiàn)一種全新的生態(tài)智能建筑，即可持續(xù)發(fā)展技術和“綠色建筑”，這應該是智能建筑發(fā)展史上的一個新的階段，也是21世紀世界建筑與建材的發(fā)展趨勢。

四、結語

總之，智能建筑是建筑業(yè)發(fā)展的主流方向。隨著科技及社會的不斷進步，智能建筑必定以“可持續(xù)發(fā)展”和“綠色建筑”為發(fā)展趨勢，促進人和環(huán)境的和諧可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：曾麗君（1968－），女，河南郟縣人，平煤建工集團有限公司土建處工程師，研究方向：智能建筑。