智能建筑及智能建筑系统浅析

摘要：随着人类的不断进步，人们对生活及办公环境的要求越来越高。而科技的进步，尤其是计算机技术、信息技术、电子技术、控制技术、通信技术的迅速发展，在建筑领域诞生了智能建筑的概念。文章从智能建筑的概念出发，介绍了智能建筑的特点和目标要求，详细分析了智能建筑系统的构成，对我国智能建筑发展中存在的问题及展望进行了阐述。

关键词：智能建筑；智能大厦；楼宇自动化；办公自动化

中图分类号：TU855文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）16-0183-03

随着人类的不断进步，人们对生活及办公环境的要求越来越高。随着科技的进步，尤其是计算机技术、信息技术、电子技术、控制技术、通信技术的迅速发展，在建筑领域诞生了智能建筑的概念。智能建筑是通过对建筑物结构、系统、服务和管理以及它们之间的内在联系4个基本要素，以最优化的设计提供一个投资合理又有高效的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。它能帮助建筑物的主人、财产的管理者和拥有者意识到，他们在诸如费用开支、生话舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。文章对智能建筑概念、智能建筑系统构成及我国智能建筑发展存在问题和展望进行了论述。

一、智能建筑概念

世界上第一座智能大厦于1984年在美国建成，它利用计算机与通讯设施连接，廉价地向住户提供计算机和通讯服务，在为地产开发商带来利润的同时也为用户带来了优质服务。它是时展和国际竞争的产物，它的建成正式拉开了智能建筑的序幕。为了适应信息时代的要求，各高科技公司纷纷建成或改建具有高科技装备的高科技大楼（HI- Tech Building），我国的第一座智能大厦被认为是北京的发展大厦。此后，相继建成了一批准智能大厦，如深圳的地王大厦、北京西客站等。

（一）智能建筑的定义

我国智能建筑设计标准（GB/T50314-2000）把智能建筑定义为：以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。美国智能建筑学会（AIBI. American Intelligent Building Institute）给出的定义：“智能建筑是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合，并达到最佳组合，获得的高效率、高功能与舒适性的建筑物”。它利用集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适应信息社会与知识经济发展需要并具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。

（二）智能建筑的特点

根据智能建筑的定义，智能建筑具有如下功能特点：（1）性能良好的通信设备，具有多种内部及外部信息交换手段；（2）能对建筑物内部机械电气设备进行综合自动控制，实现运行状态监视和统计记录的自动化以及安全状态监视为中心的防灾自动化；（3）具有电子计算机系统，能实现办公自动化；（4）具有充分的适应性和可扩展性；（5）所有的功能能随技术进步和社会需要而发展。

与普通建筑相比，智能建筑的优越性主要体现在以下方面：（1）具有良好的信息接收、处理及通信能力，提高了工作效率；（2）提高了建筑物的安全性，可对灾害和非法入侵及时发出警报并自动采取措施，排除或制止灾害蔓延；（3）提高了建筑物的舒适性，具有良好的节能效果；（4）改进了对建筑物的处理，为用户提供优质服务并能节约劳动力。

（三）智能建筑的目标要求

智能建筑要满足两个基本要求：

1．对使用者其应能提供安全、舒适、快捷的优质服务，有一个有利于提高工作效率、激发人的创造性环境。

2．对管理者其应当建立一套先进科学的综合管理机制，不仅要求硬件设施先进，软件方面和管理人员（使用人员）素质也要相应配套，以达到节省能耗和降低人工成本的效果。

二、智能建筑系统构成

智能建筑并不是特殊的建筑物，而是以最大限度激励人的创造力、提高工作效率为中心，配置了大量智能化设备的建筑。我国2003年10月1日开始施行的《智能建筑工程质量验收规范》（GB/T50339-2003）中规定，智能建筑由建筑设备自动化系统（BAS）、通信网络系统（CNS）、信息网络系统（INS）、火灾报警系统（FAS）、安全防范系统（（SAS）、结构化综合布线系统（SCS）和智能建筑管理集成系统（IBMS）七大部分组成。其中，BAS包括空调、给水排水、供配电、照明、电梯等子系统，CNS包括语音通信、卫星通信、有线电视、公共广播、电子会议等子系统，INS包括计算机网络、服务器、工作站、网关、路由器、数据库等硬件及软件，FAS包括火灾探测、火灾自动报警及消防联动、自动灭火等子系统，SAS包括闭路电视监控、防盗报警、门禁、防盗等子系统，SCS包括传输介质、相关连接硬件和电气保护没备等部件。

通常情况下，智能建筑系统是由楼宇自动化系统、通信自动化系统、办公自动化系统和结构化综合布线系统组成。

（一）楼宇自动化系统BAS

BAS的功能是调节、控制建筑内的各种设施，包括变配电、照明、通风、空调、电梯、给排水、消防、安保、能源管理等，检测、显示其运行参数，监视、控制其运行状态，根据外界条件、环境因索、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；自动监测并处理诸如停电、火灾、地震等意外事件；自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理，从而保障工作或居住环境既安全可靠，又节约能源，而且舒适宜人。

BAS按建筑设备和设施的功能划分为十个子系统：

1．变配电控制子系统包括：高压配电、变电、低压配电、应急发电等。

2．照明控制子系统（包括工作照明、事故照明、舞台艺术照明、障碍灯等特殊照明）。

3．通风空调控制子系统包括空调及冷热源、通风环境监测与控制等。

4．交通运输控制子系统包括客用电梯、货用电梯、电动扶梯等。

5．给排水设备控制子系统。

6．停车库自动化子系统（Parking Automation System，简称PA）。

7．消防自动化子系统（Safety Automation System，简称FA）。

8．安保自动化子系统（Safety Automation System，简称SA）。

9．公共广播与背景音乐系统。

10．多媒体音像系统。

（二）通信自动化系统CAS

CAS是在保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础上，同时与外部通信网（如电话网、数据网、计算机网、卫星以及光电网）相连，与世界各地异地互通信息的系统。通信系统的功能包括语音通信、数据通信和图形图像通信。CAS主要由程控数字用户交换机网（Private Automation Branch exchange，简称PABX）和有线电视网CATV）两大网构成。CAS按功能划分为八个子系统：

1．固定电话通信系统，设PABX或采用公网的集中小交换机。

2．声讯服务通信系统（语音信箱和语音应答系统）。

3．无线通信系统。

4．卫星通信系统。

5．多媒体通信系统包括（Internet和Intranet）。

6．视讯服务系统，（包括可视图文系统、电子信箱系统、电视会议系统）。

7．有线电视系统，可接收加密的卫星电视节目以及加密的数据信息。

8．计算机通信网络系统，由网络结构、网络硬件、网络协议和网络操作系统、网络安全等部分组成。

（三）办公自动化系统OAS

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于各种办公设备，并使这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公日标的人机信息系统。

OAS分为办公设备自动化系统和物业管理系统。办公设备自动化系统要具有数据处理、文字处理、邮件处理、文档资料处理、编辑排版、电子报表和辅助决策等功能。对具有通信功能的多机事务处理型办公系统，应能担负起电视会议、联机检索和图形、图像、声音等处理任务。物业管理系统不但包括原传统物业管理的内容，即日常管理、清洁绿化、安全保卫、设备运行和维护，也增加了新的管理内容，如固定资产管理（设备运转状态记录及维护、检修的预告，定期通知设备维护及开列设备保养工作单、设备的档案管理等）、租赁业务管理、租务管理，同时赋予日常管理、安全保卫、设备运行和维护新的管理内容和方式（如水、电、煤气远程抄表等）。

（四）结构化综合布线系统

SCS又称综合布线系统（Premises Distribution System，简称PDS），它是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。它把建筑物内部的语音交换、智能数据处理设备及其广义的数据通信设施相互连接起来，并采用必要的设备同建筑物外部数据网络或电话局线路相连接。其系统包括所有建筑物与建筑群内部用以交连以上设备的电缆和相关的布线器件。综合布线系统以一种传输线路满足多种通信业务终端的要求，再加上多媒体终端集话音、数据、图像于一体的通信应用方式，给用户带来更多方便和经济实用的效果。同时，由于综合布线系统在信息插座的布局上采取均布和冗余的设计，具有很好的灵活性，用户更换办公位置，综合布线系统可以快速地进行配合。可以说，只要传输频率符合各类电缆规定的范围，指标符合要求，各种通信业务都可应用综合布线系统。因此，综合布线系统是一种通用的、开放式的传输平台，具有广泛的应用价值。

传统上所说的3A建筑，即是上述的CAS、OAS、BAS的简称，5A建筑是3A又加上防火自动化系统FAS（Fire Automation System）和保安自动化系统SAS （safe Automation System）。国际上，FAS和SAS通常包含在BA中，国内由于管理原因，通常把FAS、SAS与BAS分开。

三、我国智能建筑发展存在的问题及发展展望

我国智能建筑开始于20世纪80年后期与90年代初。1991年开始，我国建成不少智能建筑，但根据有关资料介绍，我国已建成的智能建筑有70%以上运行不正常。其运行不正常，最严重的情况是系统处于停运状态，要么系统仍在运行，但只能进行显示与手动控制，这种情况比较多，这就造成了投资的巨大浪费。另外，还存在理论研究跟不上智能建筑的发展、智能建筑概念不清楚、智能建筑设计缺乏可依据的设计标准和规范、智能建筑工程技术人员缺乏专业知识、管理水平低下、智能建筑市场缺乏政府部门的统一管理等等问题。

进入21世纪，智能建筑领域中的各种技术都会有更加深入广泛的发展及应用，但智能化技术只是一种手段，就整体建筑物业产品的技术发展来说，智能和生态是今日社会对建筑材料的两大需求，在实际中必须配合互补，不能顾此失彼，智能建筑设计应与具有智能、生态功能的建材同时使用，会出现一种全新的生态智能建筑，即可持续发展技术和“绿色建筑”，这应该是智能建筑发展史上的一个新的阶段，也是21世纪世界建筑与建材的发展趋势。

四、结语

总之，智能建筑是建筑业发展的主流方向。随着科技及社会的不断进步，智能建筑必定以“可持续发展”和“绿色建筑”为发展趋势，促进人和环境的和谐可持续发展。

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作者简介：曾丽君（1968－），女，河南郏县人，平煤建工集团有限公司土建处工程师，研究方向：智能建筑。