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楼宇自动化论文
摘要
智能建筑是一个大概念。
它包括信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统和机房工程。
原来的安防、消防、楼宇自控、电话/电视/计算机、网络统统收入囊中,包括信息通信、计算机、自动化控制、建筑电气等技术领域,涵盖新建、扩建和改建的办公、商业、文化、媒体、体育、医院、学校、交通和住宅等民用工业建筑等智能化系统的工程设计。
关键字:
智能自动化
Abstract
Intelligentbuildingisabigconcept.Itincludesinformationonfacilities,systems,informationtechnologyapplication,constructionequipmentmanagementsystem,publicsafetysystemsandengineroomworks.Theoriginalsecurity,fireprotection,buildingautomation,telephone/TV/computer,network,allinthebag,includinginformationandcommunication,computer,automationcontrol,buildingelectricalandothertechnicalareas,coveringnewconstruction,expansionandrenovationofoffice,commercial,cultural,media,Sports,hospitals,schools,transportandresidentialconstructionandotherindustriessuchascivilengineeringdesignofintelligentsystems.
Keywords:
intelligenceautomation
目录
摘要I
AbstractII
一、智能建筑的定义及组成1
1、智能建筑的定义1
2、智能建筑的组成1
二、智能建筑的功能2
三、智能建筑在国内外的发展3
四、智能建筑未来发展的三个方向4
参考文献6
附录7
论楼宇智能化技术在建筑的发展前景
一、智能建筑的定义及组成
1、智能建筑的定义
修订版的国家标准《智能建筑设计标准》(GB/T50314-2006)对智能建筑定义为“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。
2、智能建筑的组成
智能建筑由三部分组成,即:
楼宇自动化系统、通信网络系统和办公自动化系统。
楼宇自动化系统(BAS)
楼宇自动化系统实现建筑物(群)内的各种机电设备的自动控制,包括供暖、通风、空气调节、给排水、供配电、照明、电梯、消防、保安、车库管理等。
通过信息网络组成分散控制、集中监视与管理的监控管理一体化系统,实时检测、显示设备运行参数;监视、控制设备运行状态;根据外界条件、环境因素、负载变化情况自动调节各种设备,使其始终运行于最佳状态;自动实现对电力、供热、供水等能源的调节与管理;提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。
通信网络系统(CNS)
通信网络系统用来保证建筑物(群)内、外各种通信联系畅通无阻,并提供网络支持能力。
实现对话音、数据、文本、图像、电视及控制信号的收集、传输、控制、处理与利用。
通信网络包括:
以数字程控交换机(PABX)为核心的、以话音为主,兼有数据与传真通信的电话网,连接各种告诉数据处理设备的计算机局域网(LAN)、计算机广域网(WAN)、传真网、公用数据网、卫星通信网、无线电话网和综合业务数字网(ISDN)等。
借助这些通信网络可以实现建筑物(群)内外、国内外的信息互通、资料查询和资源共享。
我们也把通信网络系统称为通信自动化系统(CAS)。
办公自动化系统(OAS)
办公自动化系统是服务于具体办公业务的人机交互信息系统。
办公自动化系统由多功能电话机、高性能传真机、各类终端、PC、文字处理机、主计算机、声像存储装置等各种办公设备、信息传输与网络设备和相应配套的系统软件、工具软件、应用软件等组成。
办公自动化系统是应用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科学等先进技术,使人们的部分办公业务借助与各种办公设备,并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。
二、智能建筑的功能
1、创造了安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的办公环境
智能建筑首先确保环境的安全和健康,其防火与保安系统均已智能化;其空调系统能监测出空气中的有害污染物含量,并能自动消毒,使之成为“安全健康大厦”。
智能大厦对温度、湿度、照度均加以自动调节,甚至控制色彩、背景噪声,使人们心情舒畅,从而能大大提高工作效率。
2、节能
以现代化的商厦为例,其空调与照明系统的能耗很大,约占大厦总能耗的70%。
在满足使用者对环境要求的前提下,智能大厦应通过其“智能”,尽可能利用自然光和大气冷量(或热量)来调节室内环境,以最大限度减少能源消耗。
按事先在日历上确定的程序,区分“工作”与“非工作”时间,对室内环境实施不同标准的自动控制,下班后自动降低室内照度与温湿度控制标准,已成为智能大厦的基本功能。
利用空调与控制等行业的最新技术,最大限度地节省能源是智能建筑的主要特点之一。
其经济性也是智能建筑得以迅速推广的重要原因之一。
3、能满足多种用户对不同环境功能的要求
传统建筑是根据事先给定的功能要求,完成其建筑与结构设计。
智能建筑要求其建筑结构设计必须具有智能功能,必须是开放式结构,允许用户迅速而方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。
室内办公所必需的通信与电力供应也具有极大的灵活性,通过结构化综合布线系统,在室内分布着多种标准化的弱点与强电插座,只要改变跳接线,就可快速改变插座功能,如变程控电话为计算机通信接口等。
智能建筑的灵活性与机动性极强,一天之内,使办公环境面目一新已不足为奇。
4、现代化的通信手段与办公条件
在信息时代,时间就是金钱。
在智能建筑中,用户通过国际直拨电话、可视电话、电子邮件、声音邮件、视频会议、信息检索与统计分析等多种手段,可及时获得全球性金融商业情报、科技情报及各种数据库系统中的最新信息;通过计算机通信网络,可以随时与世界各地的企业或机构进行商贸等各种业务工作。
三、智能建筑在国内外的发展
20世纪中叶以来,科学技术飞速发展,特别是电子技术,尤其是在微电子技术基础上发展起来的计算机技术、通信技术和控制技术的迅猛发展,已经对有数千年历史的建筑行业形成重大的改革性影响。
它使建筑不仅是一个遮风挡雨,保暖防寒的庇护所,进而使建筑物成为一个有感觉、能反应、能传递信息、能判断决策,特别是能适应各种变化条件的一个安全,高效,舒适的生活、工作环境。
先进的科学技术能够保证这些设备系统的运行安全可靠。
而且,由于科技的不断发展,智能建筑的内涵在不断地发展,赋与建筑的新功能也在不断丰富完善的过程之中。
所以,我们说:
智能建筑的发展是大势所趋。
现在公认世界上第一幢智能大楼是1984年出现在美国康州首府哈特福德市的城市广场,这是一栋38层的办公建筑,原来就有比较好的建筑设备系统,例如,较早地应用了数字程控交换机;办公自动化机器的集中使用;设置计算中心;消防、安保的自动监控等。
这些设备系统应当说都不是什么特别新的东西。
但是,就当时来说,将通信系统集成后引进来。
中国科学院计算技术研究所就曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”,对智能办公楼的发展进行了探讨。
在此期间,一些报刊上亦曾出现了一些介绍智能建筑的论文。
80年代后儿年出现了较早的一批智能设施和系统较为完备的建筑物。
尽管那时在一些建筑中已有了一些功能先进的系统,但由于当时“智能建筑”这个名词还未风行。
很少有人叫它们为“智能建筑”。
中国大陆上“智能建筑,,的真正的普及和推广是在1992年改革开放大潮中。
面对信息时代,智能建筑的发展必然性己广泛地被业界人仕所瞩目,对此方面知识和技术的渴望和追求已成为业界人士的共识,目前国内由各种机构举办的智能建筑培训班为数甚多,少者数十人,多者上百人,涉及到各种行业和各种层次的技术人员、业主、管理人员等等,足见大家对此方面要求之迫切。
由于对办班条件并无严格规定,因此,在众多的培训班中难免良莽莠不齐,如何提高办班质量是一重要课题。
由于中国智能建筑的市场发展的规模和速度均为世界之最。
所以世界上此方面的著名品牌产品儿乎已全部进入中国市场之中,无论楼宇自动控制系统,综合布线系统,消防系统,安保系统,通信系统,广播系统,闭路电视系统,车管系统等,均已成为外国名牌产品角逐的天下,国产的设备和系统力量十分微弱。
因此,如何培植国产品牌与国际名牌产品一争高下,也是当前一个突出的问题。
一方面要提高自己的实力,同时也要有一定政策的支持,形成自己的精品市场。
总而言之,在这么大的智能建筑市场面前,国产品牌不能没有一席之地。
四、智能建筑未来发展的三个方向
智能建筑的未来发展,将主要体现在智能建筑技术及其相关技术的发展、智能建筑应用领域的发展和智能建筑及其相关产业的持续发展三个方面。
1、智能建筑技术及其相关技术将会以更快的速度发展
电子技术、自动化技术、通信技术、计算机技术等IT技术和新材料、新设备等与建筑业直接相关的技术的发展为智能建筑技术的发展提供了全方位的技术支持。
智能建筑已取得的成就和可预见的发展前景,吸引了大量的优秀人才,为智能建筑技术的发展提供了雄厚的人力资源。
以国内的情况为例,在智能建筑技术刚进入国内时,从事相关工作的技术人员屈指可数,有经验的专业人士及其缺乏。
经过多年的发展,智能建筑及其相关技术与行业的专业技术人员数量与当年已不可同日而语,已有数量可观的从事智能建筑研究的专业机构先后成立;不少大专院校开设与智能建筑相关的课程,有的大学已开设相关的专业,培养从专科到研究生不用层次的专业人才,为智能建筑技术的持续发展提供可靠的人力资源保证。
2、智能建筑及其领域的持续发展
“智能建筑”概念来自于“智能大厦”,早期智能大厦主要是指“楼宇自动化系统”。
随着计算机网络系统及与之相关的办公自动化系统、现代通信系统在现代建筑中的重要性不断显现,就自然形成了以“3A”为标志的智能建筑新概念。
随着时代的前进与发展,“智能建筑”范围也在不断地发展与充实。
由于建筑智能化技术在住宅建筑中的大量应用,供人们居住的具有智能化、信息化、数字化功能的住宅小区不断涌现,智能化住宅(小区)动态地改变了“智能建筑”原有的涵义,成为“智能建筑”的另一重要组成部分。
智能化住宅(小区)的建设与发展,不仅已经成为一个国家经济实力的体现,而且也是一个国家科学技术水平的综合标志之一,它也成为人类社会住宅建设发展的必然趋势
3、智能建筑及其相关产业的持续发展
国内近几年智能建筑的发展,已经带动和促进了相关行业的迅速发展,已经成为高新技术产业重要的组成部分。
智能建筑技术的不断迅速发展和智能建筑领域的持续扩展将会使相关的产业规模不断壮大和发展速度不断加快。
近年来不断壮大产业队伍和已形成的产业规模就是例证。
智能建筑的发展,也带动了建筑设备智能化技术的快速发展。
近年来制冷机组、电梯、变配电、照明等系统与设备的控制系统的智能化程度越来越高。
智能建筑及其相关高新技术产业得以在世界范围内高速发展,绝非个人意志所及,其适应时代发展需要的固有优势,尤其是巨大的经济效益,使之充满活力,方兴未艾,并将成为21世纪的主要高技术产业之一。
结论
智能建筑是信息时代的必然产物,是信息技术与现代建筑的有机集成。
因此,智能建筑可简称为3A建筑,某些房地产开发商为吸引客户,提出FAS(消防自动化系统)、SAS(安全防范自动化系统)或MAS(维保自动化系统),加上3A,还有号称5A、6A建筑或者更多A的建筑。
但从国际惯例来看,BAS也包括FAS、SAS,OAS也包括MAS,因此,还有采用3A的概念比较合适,否则难免有人会提出更多A,反而容易引起混乱,不利于全面理解“智能建筑”定义的内涵。
智能建筑发展的核心是可持续发展战略,随着我国智能建筑进程的不断加快,市场竞争激烈,如何全方位提高建筑品质,是一个焦点问题,也是供需双方的共同目标,开发商和消费者都把注意力投向智能化建筑的同时,“绿色”“生态”建筑才是最终追求的目标。
参考文献
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中国建筑工业出版社,2004:
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[5]徐选才,马达,张楠.采暖空调水系统常见运行故障诊断析论.工程质量,2001(9):
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附录
随着开放系统通讯协议的开发和研究,楼宇自控系统进入了一个崭新时代。
系统间的互操作性成为时代主流,许多厂家和协会都为这一目标而努力,其中影响最大的是BACNET以及LonWorks技术的LonTalk协议。
楼宇自控的发展趋势要求其布线系统具有开放、灵活及高度集成等特点。
下面,我们来分析一下当前楼宇自控系统对布线的要求:
●管理层网络:
楼宇自控的管理层可使用办公自动化的网络,例如以太网、快速以太网等。
这一层网络布线显然可以通过结构化布线来解决。
楼宇自控系统承包商习惯上使用总线拓扑网络。
这样施工相对简单、但可靠性差,一个节点故障可造成总线上所有节点失败。
所以当网络技术发展到今天,总线型同轴电缆布线早已被UTP星型布线系统所取代。
在这一点上楼宇自控布线已落后于计算机网络技术的发展。
●监控层网络:
楼宇自控监控层网络通常选用工业控制现场总线,如RS485或LonWorks。
RS485采用菊花链状的连接方式,将同一网段上的所有DDC连接起来。
DDC所在之处一般也是结构化布线路由经过之处,若用综合布线支持RS485通讯,则可充分利用楼内已有公共路由和管线,无须另建。
DDC这一层的布线系统可使用信息插座来支持应用,也可使用开放办公室集合点或区域跳接点的方式来实现。
此外,还有一些智能传感器/变送器,本身支持网络传输,它们可以直接到网络上。
●现场信号:
现场信号有以下四种:
(1)DI:
数字量输入
(2)DO:
数字量输出
(3)AI:
模拟量输入
(4)AO:
模拟量输出
这些现场信号的特点是:
●低压弱电信号:
0-10VDC,4-20MA,24VAC/DC电源
●距离较近:
由于集散控制系统要求DDC靠近受控设备,所以这些连接DDC与传感器/执行器的线缆通常在几米、十几米、多则数十米的范围之内。
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