智能建筑系統(tǒng)集成的設(shè)計

（陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安，710100）

智能建筑系統(tǒng)集成的設(shè)計

蘇 湘

（陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安，710100）

智能建筑是集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理、服務(wù)等多種優(yōu)化組合于一體，為人們營造一個高校、安全、便捷、環(huán)保、節(jié)能、健康的良好建筑環(huán)境。本文闡述了智能化建筑系統(tǒng)集成的意義、目的及所要遵守的原則等基礎(chǔ)內(nèi)容，著重介紹了智能建筑的集成內(nèi)容及其關(guān)鍵技術(shù)。

智能；建筑；集成

1 智能建筑系統(tǒng)設(shè)計的意義

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)和信息技術(shù)已逐步應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，美國于20世紀(jì)80年代提出了智能建筑這一新型理念，并在1984年建立了世界第一座智能建筑City Place大廈，這一風(fēng)潮在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來。我國建筑相關(guān)部門對智能建筑對了如下定義：智能建筑是集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、管理、服務(wù)等多種優(yōu)化組合于一體，為人們營造一個高校、安全、便捷、環(huán)保、節(jié)能、健康的良好建筑環(huán)境。智能建筑主要由建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范自動化系統(tǒng)、火災(zāi)自動化報警系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成。這幾大子系統(tǒng)又包括多種不同功能的子系統(tǒng)，像BAS（建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)）是由以下幾個子系統(tǒng)構(gòu)成的：視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、空調(diào)控制子系統(tǒng)、防盜報警子系統(tǒng)等。智能建筑中的各子系統(tǒng)之間的設(shè)計安裝是相互獨立的，通過系統(tǒng)的集成可以有效的打破各子系統(tǒng)之間相互孤立的狀況，使系統(tǒng)之間的資源得以共享。通過系統(tǒng)的集成來協(xié)調(diào)不同組件、系統(tǒng)、廠家產(chǎn)品等相關(guān)技術(shù)和工程進度安排等內(nèi)容，保證系統(tǒng)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)合作、互聯(lián)互通，從而提高系統(tǒng)的工作效率。智能建筑系統(tǒng)集成的功能可以從以下兩方面體現(xiàn)出來：（1）智能建筑系統(tǒng)的管理層面。一個層面是自動化，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)本身、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)；（2）另一個層面是管理，主要體現(xiàn)在信息收集，處理和表現(xiàn)。

2 智能建筑系統(tǒng)集成的目的及所要遵守的原則

智能建筑系統(tǒng)是由設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、 安全防范系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)組合而成的，而智能建筑系統(tǒng)的集成指的是將以上這些相互關(guān)聯(lián)又相互獨立的子系統(tǒng)集成在一個總的系統(tǒng)下，各子系統(tǒng)的工作在總系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配、控制下實現(xiàn)應(yīng)有的功能，構(gòu)建智能化建筑管理系統(tǒng)（IBMS）,智能化建筑管理系統(tǒng)（IBMS）是由建筑管理系統(tǒng)（BMS）與信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組合而成的。智能建筑管理系統(tǒng)（IBMS)的建筑設(shè)備具有自動檢測和控制優(yōu)化等智能化功能， 實現(xiàn)了信息資源的共享和系統(tǒng)的優(yōu)化管理。在構(gòu)建智能化建筑系統(tǒng)過程中要結(jié)合我國國情，智能化建筑系統(tǒng)集成時應(yīng)該嚴(yán)格遵守“系統(tǒng)總的設(shè)計一步到位，分步實施建筑工程的各個環(huán)節(jié)”的原則。在建筑工程實施之前應(yīng)該制定整體規(guī)劃，在總的設(shè)計框架下，將總的系統(tǒng)化分成不同功能的子系統(tǒng)，逐步落實各個子系統(tǒng)的建設(shè)工作，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化管理，使用戶的多種需求得到極大的滿足。將各個子系統(tǒng)的建設(shè)工作落實之后，對各子系統(tǒng)進行有效的集成處理。

3 智能化建筑系統(tǒng)集成的工作內(nèi)容及其關(guān)鍵技術(shù)

智能建筑主要由建筑設(shè)備自動化監(jiān)控系統(tǒng)、安全防范自動化系統(tǒng)、火災(zāi)自動化報警系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成。某些智能化建筑系統(tǒng)的集成還包括自動化辦公系統(tǒng)。

3.1自動化辦公系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成

智能化建筑系統(tǒng)中最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一為計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，用戶可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺開展各種活動、運行業(yè)務(wù)。一般的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由建筑物外部廣域網(wǎng)和建筑物內(nèi)部的局域網(wǎng)組合而成的。目前一般建筑內(nèi)部局域網(wǎng)采用的以太網(wǎng)具有“千兆主干、百兆到桌面”的網(wǎng)絡(luò)性能。自2002年世界頒布萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以來，與萬兆以太網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備、技術(shù)都日漸成熟起來，很多對網(wǎng)絡(luò)性能具有較高需求的建筑場合，“千兆主干、百兆到桌面”的網(wǎng)絡(luò)性能已經(jīng)無法滿足建筑的內(nèi)部需求，而改用具有更高網(wǎng)絡(luò)性能的“萬兆核心、千兆到樓、百兆到桌面”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。并且為系統(tǒng)配置了集中式的數(shù)據(jù)中心(IDC)，數(shù)據(jù)中心（IDC）的配備方便了系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中管理、存儲操作，并實現(xiàn)了信息資源的共享和系統(tǒng)的優(yōu)化管理。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸成熟起來，與有線網(wǎng)絡(luò)相比它具有靈活、價格低廉等顯著優(yōu)勢，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建集成過程中充分運用了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建集成過程中還應(yīng)該充分考慮建筑所屬單位的工作性質(zhì)，像政府等機要單位所入住的建筑物，集成計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，應(yīng)該區(qū)別非涉密業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、涉密業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、和外部公共網(wǎng)絡(luò)的特點及其用途，綜合以上問題進一步優(yōu)化整合網(wǎng)絡(luò)的集成工作。為了確保智能化建筑系統(tǒng)中的計算機網(wǎng)絡(luò)可以正常安全的運行，結(jié)合智能建筑系統(tǒng)所制定的的安全等級目標(biāo)，對整個系統(tǒng)進行嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的安全論證，在此基礎(chǔ)上為系統(tǒng)制訂安全方案和規(guī)劃， 并對系統(tǒng)進行集成處理。計算機網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)主要包括以下幾部分內(nèi)容：IPS、防火墻、網(wǎng)絡(luò)的安全審計、漏洞的掃描等， 通過軟硬件相結(jié)合的方式為智能化建筑系統(tǒng)構(gòu)筑一個安全的防范系統(tǒng)。一般情況下建筑物外部的接入網(wǎng)指的是通過ISP或公網(wǎng)運行商所提供的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)， 系統(tǒng)集成時也應(yīng)該區(qū)別非涉密業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、涉密業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)等問題，可能還會用到均衡器等設(shè)備， 以此來確保網(wǎng)絡(luò)之間的集成平滑、無縫。 智能化建筑系統(tǒng)中處于整個體系結(jié)構(gòu)較高層面的基礎(chǔ)設(shè)施之一為自動化辦公子系統(tǒng)，自動化辦公系統(tǒng)是在設(shè)計經(jīng)費允許的情況下根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求設(shè)計而成的。在系統(tǒng)應(yīng)用過程中還會對其進行改善優(yōu)化處理，系統(tǒng)建設(shè)之初會將其建設(shè)成事務(wù)型和物業(yè)管理的自動化辦公系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進行改善優(yōu)化，使自動化辦公系統(tǒng)具備綜合的管理能力以及輔助決策功能。

3.2建筑管理系統(tǒng)的集成

系統(tǒng)在通信過程中要統(tǒng)一通信協(xié)議和通信接口，在符合國際和國家相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，要確保建筑管理系統(tǒng)集成的通信協(xié)議和通信借口具備較好的通用性，而且要確保建筑物中的機電設(shè)備具有較高的互聯(lián)性能。設(shè)備之間的互聯(lián)通信和設(shè)備的控制一般是通過通信信息的交互實現(xiàn)完成的， 在系統(tǒng)集成過程中通過LAN、電話網(wǎng)、WAN等多種形式的通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)設(shè)備之間的通信和設(shè)備的控制能力，實現(xiàn)系統(tǒng)信息資源的共享功能和設(shè)備的聯(lián)動控制功能。當(dāng)前功能較為完善的建筑設(shè)備管理系統(tǒng)產(chǎn)品包括HONEYWELL、西門子、JHONSON CONTROL等。

建筑管理系統(tǒng)一般是由以下幾種類型的設(shè)備集合而成的：（1）HVAC類(像York、Carrier、Mcquay、Daikin等)。（2）消防系統(tǒng)類( 像Edwards、Simplex等)。（3）安報系統(tǒng)類( 像Siemens、 Maxim等)。（4）電力系統(tǒng)類( 像Siemens、Merlin、Square等)。建筑設(shè)備具有多樣性，不同廠家所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品各不相同，多數(shù)生產(chǎn)廠家一般使用的是Mod Bus、BACnet、Lonworks 等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的網(wǎng)關(guān)。有的系統(tǒng)所使用的設(shè)備通信協(xié)議和通信接口與建筑管理系統(tǒng)有所不同，甚至有的設(shè)備接口不符合國際和國家相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)，在集成過程中應(yīng)該加配必要的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，以此來確保通信的順暢。 建筑管理系統(tǒng)會以圖形界面的形式體現(xiàn)出來，操作人員通過操控后端控制中心中相關(guān)的終端軟件及其設(shè)備，來觀察系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的實時信息，根據(jù)系統(tǒng)實際需求對建筑管理系統(tǒng)子系統(tǒng)進行有效的監(jiān)視并對其加以控制。

3.3智能化建筑管理系統(tǒng)的集成

建筑智能化系統(tǒng)集成的高級階段為智能建筑管理系統(tǒng)，智能建筑管理系統(tǒng)在正確把握用戶使用需求、建筑需求和管理需求的基礎(chǔ)上，通過硬件技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建一個功能完整、分工協(xié)調(diào)的智能集成系統(tǒng)，優(yōu)化智能建筑系統(tǒng)的控制功能和管理功能，為用戶營造一個高效、快捷、節(jié)能、舒適、安全的優(yōu)良環(huán)境。智能化建筑系統(tǒng)與火災(zāi)自動化報警子系統(tǒng)、建筑管理自動化子系統(tǒng)、安全防范自動化子系統(tǒng)、計算機通信自動化子系統(tǒng)等子系統(tǒng)之間保持著良好的通信，它們具有良好的通信聯(lián)網(wǎng)性能，以此來確保各個子系統(tǒng)之間圖像、數(shù)據(jù)等資源的共享。各個子系統(tǒng)在智能化建筑系統(tǒng)集成后還可以

保留自身獨立的監(jiān)控功能。各個子系統(tǒng)會將運行過程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至集成控制中心，集成控制中心根據(jù)需要在按照設(shè)定程序和算法的基礎(chǔ)上分析、計算相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)果下達指令，將指令反饋到子系統(tǒng)中，將系統(tǒng)的控制和管理功能進行優(yōu)化。各個子系統(tǒng)的性質(zhì)、特點有所差異，集成中心在與子系統(tǒng)進行通信過程中應(yīng)該考慮這一個體差異，通過采用不同的連接方式和通信方式來確保通信的順暢。像視頻會議系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)等多種子系統(tǒng)在運行過程中所要傳送給集成控制中心的相關(guān)數(shù)據(jù)非常有限，只需要傳送與子系統(tǒng)相關(guān)的狀態(tài)信息，集成控制中心根據(jù)傳送的數(shù)據(jù)來監(jiān)控這些子系統(tǒng)的運行狀況，對其不進行控制操作，對這些子系統(tǒng)采用“只監(jiān)不控”的簡單通信方式。而對那些較為復(fù)雜的子系統(tǒng)來說，像辦公管理、物業(yè)管理等，這些子系統(tǒng)本身就是一個能夠獨立運行的軟件系統(tǒng)，可以實現(xiàn)某種特定的管理功能，這些子系統(tǒng)可以接收控制中心或其它子系統(tǒng)傳送過來的通訊信息，并對這些信息進行分析處理，根據(jù)分析結(jié)果來調(diào)控其它子系統(tǒng)。

[1] 伍洋.智能建筑系統(tǒng)集成的設(shè)計與實現(xiàn)[D].華南理工大學(xué),2013.

[2] 李鋒博.基于Web的智能建筑系統(tǒng)集成的設(shè)計與應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用,2009,07:38-41.

[3] 李鋒博,李晉,楊威. 基于Web的智能建筑系統(tǒng)集成方式的探討[J]. 四川建筑科學(xué)研究,2009,06:265-268.

[4] 肖莉.基于子系統(tǒng)平等模式的智能建筑系統(tǒng)集成的研究[D].西安建筑科技大學(xué),2007.

[5] 劉載文，方平，張曉力．控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其實時性分析[J]．北京工商學(xué)學(xué)報，2005，23(1):22-26

蘇湘，女，1983，陜西省商洛商南縣人，助教，主要研究方向：建筑力學(xué)教學(xué)、建筑工程計量計價教學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

Design of Intelligent Building System Integration

Su Xiang
(Shaanxi Vocational and Technical College，Xi'an，710100)

Intelligent building is a system,structure,management,service,and other optimized combination in one,for people to create a university,safe,convenient,environmentally friendly,energy-saving,healthy good built environment.This paper describes the intelligent building system integration meaning,purpose and principle-based content to be observed,such as,highlighting the integration of content and key technologies of intelligent buildings.

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