第3章-4 智能建筑与楼宇自动化

1、3.4 智能建筑与楼宇自动化智能建筑与楼宇自动化主要内容主要内容l智能建筑概述智能建筑概述 智能建筑的含义、构成、智能建筑的含义、构成、主要特征、主要特征、 “5A”及及综合综合布线的内容布线的内容l楼宇自动化系统楼宇自动化系统 楼宇自动化系统的组成、楼宇自动化系统的组成、结构、基本功能、发展历结构、基本功能、发展历程程一、一、 智能建筑概述智能建筑概述 1. 智能建筑的概念智能建筑的概念 智能建筑（智能建筑（Intelligent Building）是在建筑）是在建筑设施基础上，综合运用现代信息技术和自动化设施基础上，综合运用现代信息技术和自动化技术，实现信息传输、信息资源管理、信息服技术，

2、实现信息传输、信息资源管理、信息服务、设备自动控制与建筑及艺术的有机结合及务、设备自动控制与建筑及艺术的有机结合及优化组合。优化组合。 智能建筑的构成智能建筑的构成 ：“3A”扩展到扩展到“5A”构成智能建筑的基础是综合布线系统构成智能建筑的基础是综合布线系统 综合布线系统综合布线系统通信自通信自动化系动化系统统办公自办公自动化系动化系统统防火自防火自动化系动化系统统保安自保安自动化系动化系统统楼宇自楼宇自动化系动化系统统智能建筑的主要特征智能建筑的主要特征l 体现于它的体现于它的“智能化、集成化、协调化智能化、集成化、协调化”，也即，也即体现于多元信息的采集、传输、处理、控制、管体现于多元信

3、息的采集、传输、处理、控制、管理以及一体化集成等；理以及一体化集成等；l 体现在信息、资源和任务的共享；体现在信息、资源和任务的共享；l 体现于其安全、舒适、高效、节能、方便灵活的体现于其安全、舒适、高效、节能、方便灵活的优势。优势。2. 智能建筑的智能建筑的 “5A”及及综合布线综合布线 建筑设备自动化或楼宇自动化建筑设备自动化或楼宇自动化 （BA） 是实现对楼宇内各种建筑设备和设施实施自动是实现对楼宇内各种建筑设备和设施实施自动控制的技术，控制方式通常采用计算机集散控制，控制的技术，控制方式通常采用计算机集散控制，即集中管理、分散控制。即集中管理、分散控制。 主要包括供配电、照明、暖通空调

4、、给水排水、主要包括供配电、照明、暖通空调、给水排水、电梯、停车场、防雷与接地以及能源管理和控制电梯、停车场、防雷与接地以及能源管理和控制等子系统。等子系统。 通信自动化（通信自动化（CA） 是智能建筑的是智能建筑的“中枢神经中枢神经”，由各种通信设备、，由各种通信设备、通信线路以及相关计算机软件组成，一般应包含通信线路以及相关计算机软件组成，一般应包含计算机局域网络、计算机局域网络、Internet网、有线电视、卫星网、有线电视、卫星通信等设施。通信等设施。 整个系统包括以下几个层次：最底层是传送现整个系统包括以下几个层次：最底层是传送现场控制参数、话音、数据和图像的基本通信网络；场控制参数

5、、话音、数据和图像的基本通信网络；其上是实现楼层内、楼层间各种微机、工作站和其上是实现楼层内、楼层间各种微机、工作站和终端之间通信的楼层局域网；再上一层是在楼内终端之间通信的楼层局域网；再上一层是在楼内各个局域网间通信的高速主干网；最高一层则是各个局域网间通信的高速主干网；最高一层则是与公共信息资源（如与公共信息资源（如Internet）通信的远程数据）通信的远程数据通信网。通信网。 办公自动化（办公自动化（OA） 借助现代办公设备，以实现办公过程与功能的借助现代办公设备，以实现办公过程与功能的自动化，提高办公质量、效率和办公水平。详细自动化，提高办公质量、效率和办公水平。详细内容可参见内容可

6、参见3.10。 是集火灾监控和自动灭火为一体的一项综合性是集火灾监控和自动灭火为一体的一项综合性消防技术；主要功能有：相关火灾参数的监测与消防技术；主要功能有：相关火灾参数的监测与预测、火灾信息的处理、火灾自动报警与消防设预测、火灾信息的处理、火灾自动报警与消防设备联动灭火等。备联动灭火等。 防火自动化（防火自动化（FA） 保安自动化（保安自动化（SA） 由闭路电视监视系统、门禁系统、电梯门禁系由闭路电视监视系统、门禁系统、电梯门禁系统、停车场门禁系统以及相应的声光报警系统组统、停车场门禁系统以及相应的声光报警系统组成，具有监视、防止非法入侵和非法行动的监视成，具有监视、防止非法入侵和非法行动

7、的监视侦测功能、记录功能、事后重放分析功能、报警侦测功能、记录功能、事后重放分析功能、报警功能等。功能等。 该系统有该系统有3个层次：个层次： 外部侵入保护，即防止外部侵入保护，即防止从外部侵入楼宇内；从外部侵入楼宇内； 区域保护，即探测是否有区域保护，即探测是否有人非法进入某些特殊监控区域；人非法进入某些特殊监控区域； 目标保护，即目标保护，即对特定目标，如保险柜、重要票据、重要文档等对特定目标，如保险柜、重要票据、重要文档等对象实施的重点保护。对象实施的重点保护。 综合布线综合布线 综合布线系统的主要类型有：综合布线系统的主要类型有： 以办公自动化环境和商务环境为主的建筑与建筑以办公自动化

8、环境和商务环境为主的建筑与建筑群综合布线系统；群综合布线系统； 以大楼设备监控环境与舒适性为主的智能大楼布以大楼设备监控环境与舒适性为主的智能大楼布线系统；线系统； 以适应实时快速处理的工业通信为主的工业布线以适应实时快速处理的工业通信为主的工业布线系统等。系统等。 将建筑物将建筑物“5A”的所有弱电线缆作为一个整体来考的所有弱电线缆作为一个整体来考虑，以最大限度地减少线缆、节省成本、便于管理，虑，以最大限度地减少线缆、节省成本、便于管理，并可使语音、数据、视频并可使语音、数据、视频“三网合一三网合一”成为现实。成为现实。综合布线的主要特点：综合布线的主要特点：l 兼容性兼容性. 将语音、文字

9、、数据、图像与控制设备将语音、文字、数据、图像与控制设备的信号等经过统一的规划和设计，采用相同的传的信号等经过统一的规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些类别不同的信号综合到一套标准布线中去。些类别不同的信号综合到一套标准布线中去。l 开放性开放性. 指计算机、交换机等设备无论更改其品指计算机、交换机等设备无论更改其品牌甚至供应厂商时均无须更换布线系统。牌甚至供应厂商时均无须更换布线系统。l 灵活性灵活性. 指不同设备开通或更换时均不需改变布指不同设备开通或更换时均不需改变布线，只需增减相应的应用设备即可。线，只需增减相应

10、的应用设备即可。l 可靠性可靠性. 采用高品质的材料和严格的组装方式，采用高品质的材料和严格的组装方式，所有信息传输通道部件均通过国际标准化组织所有信息传输通道部件均通过国际标准化组织ISO认证。认证。二、二、 楼宇自动化系统楼宇自动化系统1. 楼宇自动化系统的组成楼宇自动化系统的组成通常包含以下子系统：通常包含以下子系统：(1) 供配电与照明控制；供配电与照明控制； (2) 空调与暖通控制；空调与暖通控制；(3) 给排水控制；给排水控制； (4) 电梯与停车场监控；电梯与停车场监控；(5) 卫星接收和有线电视；卫星接收和有线电视；(6) 多媒体音像控制；多媒体音像控制；(7) 防雷与接地；防

11、雷与接地； (8) 能源管理和控制等。能源管理和控制等。 广义的楼宇自动化系统还包括火灾报警与消防广义的楼宇自动化系统还包括火灾报警与消防联动控制系统、公共安全防范系统。联动控制系统、公共安全防范系统。2. 楼宇自动化系统的楼宇自动化系统的结构：集散控制结构：集散控制楼宇控制局域网楼宇控制局域网楼宇控制局域网楼宇控制局域网智能智能建筑建筑主干主干通信通信网网操作站操作站操作站操作站监控中心监控中心系统数据库系统数据库楼宇控制局域网楼宇控制局域网控制器控制器控制器控制器控制器控制器监控管理计算机监控管理计算机控制器控制器控制器控制器控制器控制器监控管理计算机监控管理计算机设备控制网设备控制网连接

12、至连接至Internet等网络等网络3. 楼宇自动化系统的楼宇自动化系统的基本功能基本功能l 管理、调度、控制并监视系统的运行，实现对管理、调度、控制并监视系统的运行，实现对大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制；大楼内各种机电设备的统一管理、协调控制；l 自动控制各种机电设备运行，根据外界条件、自动控制各种机电设备运行，根据外界条件、环境因素、负载变化等情况按要求进行调节，环境因素、负载变化等情况按要求进行调节，使之始终运行于最佳状态；使之始终运行于最佳状态；l 监测、记录和显示运行状况，处理各种意外、监测、记录和显示运行状况，处理各种意外、突发事件，必要时给出报警；突发事件，必要时给出报警

13、；l 对全部设备进行有效管理，包括设备档案、设对全部设备进行有效管理，包括设备档案、设备运行状况报表和设备维护、保养、维修等；备运行状况报表和设备维护、保养、维修等；l 实现对水、电、气等能源的自动化管理，包括实现对水、电、气等能源的自动化管理，包括计量收费等；计量收费等；4. 楼宇自动化系统的发展历程楼宇自动化系统的发展历程 分散在建筑物现场各处的信息采集站通过总线分散在建筑物现场各处的信息采集站通过总线与中央计算机连接在一起组成中央监控型自动化与中央计算机连接在一起组成中央监控型自动化系统，一台中央计算机操纵着整个系统的工作，系统，一台中央计算机操纵着整个系统的工作，缺点是控制风险大。缺点

14、是控制风险大。Central Control and Monitoring System第一代第一代 中央监控系统中央监控系统CCMS（20世纪世纪70年代）年代）第二代第二代 集散控制系统集散控制系统DCS（20世纪世纪80年代）年代）一般由一般由4级组成，分别是现场、分站、中央站、级组成，分别是现场、分站、中央站、管理系统，各分站的直接数字控制器管理系统，各分站的直接数字控制器DDC（Direct Digital Controller）可以独立完成所有）可以独立完成所有控制工作，中央站完成监视，分站完成自治控制，控制工作，中央站完成监视，分站完成自治控制，不完全依赖中央站，保证了系统的可靠性。不完全依赖中央站，保证了系统的可靠性。Distributed Control System第三代第三代 开放式集散系统（开放式集散系统（20世纪世纪90年代）年代）该阶段的特点是现场总线开始应用，控制网络该阶段的特点是现场总线开始应用，控制网络形成了形成了3层结构，分别是管理层（中央站）、自层结构，分别是管理层（中央站）、自动化层（动化层（DDC分站）和现场网络层。分布式输入分站）和现场网络层。分布式输入输出现场网络层使系统的配置更加灵活，使分站输出现场网络层使系统的配置更加灵