专题一　认知行业

一、楼宇智能化的认识与发展

楼宇智能化是信息化的重要组成部分，在西方发达国家，楼宇智能化早已兴起，但在我国，楼宇智能化还是近年才出现的新鲜事物。我们根据形势的发展需要，及时组织科研力量，根据目前的实际国情，研究楼宇智能化这一新课题，并承担了多项大型建筑的智能化系统的设计和实施任务，深受用户好评。

什么样的建筑才算是智能化楼宇？目前世界上对楼宇智能化的提法很多，欧洲、美国、日本、新加坡及国际智能工程学会的提法各有不同，其中，日本的国情与我国较为相近，其提法可以作为参考。日本电机工业协会楼宇智能化分会把智能化楼宇定义为：综合计算机、信息通信等方面的最先进技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作，实现建筑物自动化（BA）、通信自动化（CA）、办公自动化（OA）、安全保卫自动化系统（SAS）和消防自动化系统（FAS），将这5种功能结合起来的建筑，外加结构化综合布线系统（SCS）、结构化综合网络系统（SNS）、智能楼宇综合信息管理自动化系统（MAS），就组成了智能化楼宇。

（一）智能楼宇的起源和发展

现代社会对信息的需求量越来越大，信息传递速度也越来越快，21世纪是信息化的世纪，目前推动世界经济发展的主要是信息技术、生物技术和新材料技术，而其中信息技术对社会生活的影响最大，信息业正逐步成为社会的支柱产业之一，人类社会的进步将依赖于信息技术的发展和应用。

近年来，电子技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，应用信息技术，将古老的建筑技术和现代化的高科技相结合，于是产生了“楼宇智能化”。楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内部的设备进行自动控制，对信息资源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适应现代社会信息化要求的产物。

1984年美国联合科技的UTBS公司在康涅狄格州（Connecticut State）哈伏特（Hartford）市对一座金融大厦进行改造并取名City Place（都市大厦），主要是增添了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等，使住户可以得到通信、文字处理、电子函件、情报资料检索、行情查询等服务。同时，对大楼的所有空调系统、给排水系统、供配电设备、防火系统、保安设备进行计算机控制，实现全面的自动化、信息化，使大楼的用户获得了经济舒适、高效安全的环境，大厦功能也发生了质的飞跃，从而诞生了世界上第一座智能化楼宇。自此，楼宇智能化建设走上了高速发展的轨道。

（二）智能化楼宇的基本要求

智能化楼宇的基本要求是：有完整的控制、管理、维护和通信设施，便于进行环境控制、安全管理、监视报警，并有利于提高工作效率，激发人们的创造性。简言之，楼宇智能化的基本要求是办公设备自动化、智能化，通信系统高性能化，建筑柔性化，建筑管理服务自动化。

楼宇智能化提供的应该是一种优越的生活环境和高效率的工作环境。

1.舒适性

舒适性是指使人们在智能化的楼宇中生活和工作（包括公共区域），无论是心理上还是生理上均感到舒适。为此，空调、照明、噪声、绿化、自然光及其他环境条件应达到较佳或最佳的状态。

2.高效性

提高办公、通信、决策等方面的工作效率，节省人力、时间、空间、资源、能耗、费用以及提高建筑物所属的设备系统使用管理的效率。

3.方便性

除了集中管理，易于维护外，还应具有高效的信息服务功能。

4.适应性

对办公组织机构、办公方法和程序的变更以及设备更新的适应性强，当网络功能发生变化和更新时，不妨碍原有系统的使用。

5.安全性

除了要保证生命、财产、建筑物的安全外，还要考虑信息安全，防止信息网中发生信息泄露和信息干扰，特别是防止信息数据被破坏、篡改，防止黑客入侵。

6.可靠性

选用的设备硬件和软件技术成熟，运行良好，易于维护，当出现故障时能及时修复。

（三）智能化楼宇的功能

从楼宇智能化的功能角度看，楼宇智能化提供的功能应包括以下几方面。

（1）具有信息处理功能，而且其范围不局限于建筑物内，应该能在城市、地区或国家间进行。

（2）能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备进行综合自动控制。

（3）能实现各种设备运行状态监视和统计记录的设备管理自动化，并实现以安全状态监视为中心的防灾自动化。

（4）建筑物内应具有充分的适应性和可扩展性。

（5）建筑物内的所有功能应能随着技术进步和社会需要而发展。

（四）智能化楼宇的优越性

和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体现在以下几方面。

（1）具有良好的信息接收和反应能力，提高工作效率。

（2）提高建筑物的安全性、舒适性和高效便捷性。

（3）具有良好的节能效果。对空调、照明等设备的有效控制，不但提供了舒适的环境，还有显著的节能效果（一般节能达15%～20%）。

（4）节省设备运行维护费用。一方面，系统能正常运行发挥其作用，可降低机电系统的维护成本；另一方面，由于系统的高度集成，操作和管理也高度集中，人员安排更合理，从而使人工成本降到最低。

（5）满足用户对不同环境功能的需求。

（6）高新技术的运用将大大提高工作效率。

（五）楼宇智能化系统（BAS）的主要组成

楼宇自动化系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录，实现分散节能控制和集中科学管理，为大厦中的用户提供良好的工作环境，为大厦的管理者提供方便的管理手段，为大厦的经营者降低能耗并节约管理成本，为物业管理现代化提供物质基础。它的主要控制部件如下。

1.空调监控系统

其监控要求为：温度控制、湿度控制、新风、回风、排风的控制、制冷器的防冻监控、过滤器的状态监测、风机的状态及故障报警等。

2.冷冻站监控系统

包括对冷却水泵、冷却塔风机的自动控制以及冷水机组台数的节能控制和冷冻水系统的压差控制，还包括中央管理站对冷冻站的控制。因此需解决如下问题：冷却塔风机运行状态监测、控制和故障报警，冷却水泵运行状态监测、控制和故障报警，冷水机组冷却水进水温度及流量监测及控制，分水器、集水器压差监测和控制，冷水机组运行状态监测、控制和故障报警。

3.给排水监控系统

对大厦生活用水、消防用水、污水、冷冻水箱等给排水装置进行监测和启停控制。其中包括压力测量点、液位测量点以及开关量控制点，并要求显示各监测点的参数、设备运行状态和非正常状态的故障报警，并控制相关设备的启停。

4.变配电监控系统

包括低压配电系统、计算机不间断UPS电源系统、冷冻站配电、变压器、高压系统和高压二次线中的各个点进行监测控制。它主要包括电流量、电压量、有功电度、无功电度、功率因数、温度等的测量和开关量的控制，并要求实时监测和计量供电系统的运行参数，显示主接线图、交直流系统和UPS系统运行图及运行参数，对系统各开关变位和故障变位进行正确区分，对参数超限报警，并对事故、故障进行顺序记录，可查询事故原因，并显示、制表和打印，可绘制负荷曲线，并显示、打印运行报表。

5.热力站监控系统

由中央监控系统监测热交换器的热水出水温度、热水流量和控制热水泵的启停。

6.照明监控系统

由中央监控系统按每天预定的时间顺序进行开关控制，监视其开关状态，工作状态可用文字、图形显示，并经打印机打印。

7.安全防范监控系统

安全防范系统是智能大厦必不可少的部分，它为大厦提供了安全监视、侵入报警、出入门控制管理。安全监视系统采用计算机控制矩阵系统，集中完成视频切换控制、水平/俯仰/变焦控制及自备检测功能。系统可设分控键盘以便于管理。安全监视系统技术主要表现为：侵入报警系统通过各类传感器，如主动红外探测器、被动红外探测器、红外微波双鉴探测器、玻璃破碎传感器、振动传感器以及各类手动、脚动开关等，可获得大厦的主要通道、出入口、重要部位及周边情况，以利防范工作。

8.出入门控制系统

是对出进门的人员进行识别和选择，即所有人员的出入都得到监控。系统识别人员的身份后，根据所储存的数据决定是否允许其出入。每一项出入都作为一个事件记录存储，根据需要，这些数据可以有选择地输出。整个防范系统组成一个有机的整体，当侵入报警或出入门非授权侵入时，在中央控制室接到有关报警信息，通过信息交换，安全监视系统打开报警地点附近的摄像机，并切换到指定监视器上监视，同时打开视频录像机自动记录现场情况，以便查询使用。

9.背景音乐、消防广播系统

设计的要点为：背景音乐系统主要为大厦工作区及公共场所提供平时播放背景音乐、语音广播等功能。当发生火灾或紧急事故时，则可作为事故报警广播，引导疏散，指挥处理事故。公共广播音响的设计应与消防报警系统相互配合，实行分区控制。在出现非常事件或火灾时，系统能够接受消防中心的强制切换，并自动投入事故广播和火灾报警广播，将着火区平时播放的背景音乐立即切换为事故广播。在技术性能上要求扬声器基本上按间隔等于2～2.5倍层高的要求分布；满足消防报警的要求，即扬声器间隔小于25米，功率不小于3W，能满足实现本层和上下两层的同时报警；性能上要求最大响度不小于80分贝，声场均匀度不小于8分贝，语音清晰度大于85%。

10.火灾报警消防系统

该系统将涉及建筑设计、保卫和公安部门，这些部门需要协调努力。掌握的原则是：充分了解厂商的产品性能特点、厂商的现场安装技术支持程度、公安、保卫、楼宇建筑者和用户对产品的认可度、性价比等。

11.大楼信息管理自动化系统（MA）

这是对各个系统集成后的集中监控管理，掌握的原则是权限集中、界面友好、灵敏度高、反应快速、功能齐全。

12.通信自动化系统（CA）

通信自动化系统是智能大厦的“中枢神经”，它是集成了电话、计算机、监控报警、闭路电视监视、网络管理等系统的综合信息网。

13.办公自动化系统（OA）的组成

为了适应业主办公自动化的要求，智能大厦的系统设计目标应是简单、实用、方便、安全。智能大厦办公自动化系统的基本功能主要有以下几方面。

①人事、财务类：人事档案管理系统、财务管理系统、固定资产管理系统。

②领导办公类：公文管理系统、领导要事安排管理系统、文档管理系统、总经理查询系统、本行业国内外商情系统。

③管理类：大厦大事记系统、楼层管理系统、大厦运行管理系统、大事记。

④公共服务类：公共信息服务系统（如民航、邮政、火车、电话等）查询、音乐广播管理系统、电子布告管理系统、其他用户提出的管理软件等。

综合楼宇智能化各子系统的通信需要，统一考虑通信网络的设计与施工。选择计算机网络的拓扑结构，对大厦进行综合布线。对通信自动化系统的计算机网络提出的要求有如下几方面。

1.标准化和规范化

选择符合工业标准或事实工业标准的网络通信协议、操作系统、网管平台、系统软件、网络通信介质、网络布线、连接件及布线所用的材料、器件、器材。布线施工过程中也必须遵守国际上通用的网络工程规范及国家建筑、电气工程实施标准。采用标准化、规范化设计，系统才具有开放性，才能保证用户能在系统上进行有效的开发，并为以后的发展提供一个良好的环境。

2.先进性与成熟性

为了确保整个通信网络系统和楼宇管理系统结构的技术先进性、可靠性，选择合理的、实用的、便于扩展与升级的网络拓扑结构和技术先进、有信誉保证、并得到广大用户认可的可靠厂家的产品。

3.安全性和可靠性

楼宇自动化管理、通信网络和办公自动化是一个复杂的综合系统，需要在软、硬件两个方面采取措施，以保证整个系统安全可靠地运行。首先要保证作为基础的结构化综合布线系统的安全与可靠。从结构化综合布线系统方案设计到材料与器材的选择以及工程实施各个阶段都必须考虑到影响整个系统安全、可靠性的各种因素。结构化综合布线施工完成后，必须按照标准严格进行有关参数的测试。软件方面则按照系统类型、数据类型加密、设置权限等手段实现系统的安全性。

4.可管理性和可维护性

楼宇自动化管理、计算机网络和办公自动化是一个比较复杂的系统。在设计组建时，必须采用先进的、标准的、用户界面良好的管理软件，合理的设备布局，做到走线规范、标记清楚、文档齐全，以便提供对整个系统的可管理性和可维护性。

5.灵活性和可扩充性

为了保证用户的已有投资及用户不断增长的业务需求，整个系统必须具有灵活的结构，并留有合理的扩充余地，以便用户根据需要进行适当地变动与扩充。

6.优化性价比

考虑到系统性能、功能以及在可预见期间内仍不失其先进性的前提下，尽量使整个系统所需投资合理，以便构成一个性价比高的系统。

7.实用性和可行性

根据系统需求和资金投入综合考虑，方案设计采用成熟技术，保证技术的可行性。

8.开放性与兼容性

系统设计中采用了支持和符合标准的产品，使系统具有很好的兼容性，有利于设备、器材的选型，便于施工、维护和降低成本。