智能小区-楼宇智能化技术.ppt

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1、楼宇智能化技术,任务1 参观某小区楼宇智能建筑系统,任务2 归纳楼宇智能建筑的组成及关键技术,情景一 认知智能建筑系统,任务描述 通过智能建筑的参观，从认识智能住宅小区入手，初步了解智能建筑的发展背景及现状，明白智能建筑的概念、功能、特点及涉及的核心技术、相关标准等，增强对智能化领域及智能化专业所涉及的知识范围和业务领域的认识，为学好本领域的相关内容打下良好的基础 知识点 1、智能建筑的形成及展望 2、智能建筑认识 3、智能建筑的技术基础,任务1 参观某小区楼宇智能建筑系统,智能住宅小区（Intelligent Home）（以下简称智能小区）是智能建筑的一种。在城市内一个相对独立的区域实行统一

2、管理且由特征相似的住宅楼群构成的住宅小区实施的建筑智能化，称为小区智能化（Residential District Intelligence）,具有住宅小区智能化系统（Intelligent Systems for House，ISH）的小区为智能小区。,（一） 智能住宅小区,一、智能小区的基本概况,住宅小区智能化是利用4C（计算机、通信与网络、自控、IC卡）技术与建筑艺术、环境艺术有机地结合在一起，通过有效的传输网络，将远程信息服务与管理、物业管理与安防、住宅智能化系统集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以期实现快捷高效的超值服务管理，提供安全舒适的家居环境。小区智能化系统一

3、般包括以下子系统： (1) 安全防范子系统（Security System，SS）； (2) 信息管理子系统（Information Management System，IMS）； (3) 信息网络子系统（Information Network System，INS）。,真正意义的智能小区中的单元单个住宅应该安装智能家居（Smart Home），这样智能小区的功能才得以有效运用。对大型社区来说，智能小区是智能家居运行的基础平台。 智能住宅将是人们生活、工作和学习的开放空间，它提供了生活舒适化、社会信息化、经济全球化以及环境绿色化的高度科学化和人性化的境界。,1、智能住宅小区的内涵 智能小区要满

4、足住宅规划设计的要求，应符合建设文明居住环境的总体目标，满足住宅性能认定要求，其物业管理要满足良好运行的要求。 智能小区是一项系统工程。合理的建构设计、优良的施工质量以及完善的基础设施是智能小区建设的基本前提和基础；智能设备和良好的系统集成是实现智能小区的手段和途径，是住宅小区智能化程度的集中体现，也是衡量住宅小区智能化程度的关键，这两者构成了智能小区的“硬件”。而配套完善的物业管理和优质的服务是住宅小区智能化系统良好运行的根本保证，是整个住宅小区必不可少的组成部分，它是智能小区的“软件”。,（二） 智能住宅小区的内涵与特征,只有将软、硬件紧密结合起来，才是真正的智能小区。这三者有机结合，缺一

5、不可。智能小区的内涵如图1所示。,图1 智能小区的内涵,2、智能小区的特征 智能小区除了具有一般住宅小区具有的优良的建筑结构和质量、完善的基础设施以及良好的使用性能外，还具有以下基本特征： (1) 舒适、开放的人性化居住环境； (2) 高度的安全性； (3) 便捷的数字化通信方式； (4) 便利的综合社区信息服务； (5) 家居智能化； (6) 物业管理智能化。 智能小区的特征可用图2描述。,图2 智能小区特征,图3 小区智能化系统组成,3、小区智能化系统的组成,小区智能化系统的组成如图3所示,智能建筑（Intelligent Building），作为建筑工程与艺术、自动化技术、现代通信技术和

6、计算机网络技术相结合的复杂系统工程学科，是现代高新技术与建筑艺术相结合的产物，是一门多学科交叉且具有高科技含量的新领域技术。 楼宇控制系统的主要功能是对建筑物内部的能源使用、环境、交通以及供电进行统一监控与管理，以便提供一个既安全可靠、节约能源又舒适宜人的工作和居住环境，主要包括对中央空调、给排水、变配电、照明、电梯等系统的监控，这些系统一般运用在商场、宾馆、体育馆等大型的公共场所里。,1、智能建筑在全球的发展状况 世界上第一幢智能大楼于1984年在美国康州首府哈特福德市的城市广场建成。从第一座智能大楼诞生后，20世纪80年代后期，智能建筑风靡全球，并以蓬勃发展的势头在世界范围形成。日本从19

7、85年开始建设智能大厦，并制订了一系列的发展计划，成立了智能化组织，到20世纪末已有65%的建筑实现智能化。也就是说，智能建筑是科技发展的产物，尤其是现代计算机(Computer)技术、现代控制(Control)技术、现代通信(Communication)技术和现代图形显示技术(CRT)，即所谓4C技术的历史性突破和在建筑平台上的应用。,（一）智能建筑的发展史,二、 智能建筑的形成及展望,2、中国智能建筑的发展 20世纪80年代末90年代初，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。 建设部在1997年10月发布了建筑智能化系统工程设计管理暂

8、行规定 1998年10月又颁布了建筑智能化系统工程设计和系统集成专项资质管理暂行办法以及与之相应的执业资质标准。 1998年6月在建设部勘察设计司领导下成立了建筑智能化系统工程设计专家委员会，协助政府进行一些行业管理和推进智能建筑事业的工作。,随着房地产事业的发展，智能建筑已经成为建筑现代化的标志之一，许多开发商和业主都以自己的产品冠以“智能建筑”为荣。 智能建筑的发展趋势主要体现在以下几个方面： 1)向规范化发展 2)智能建筑材料与智能建筑结构的发展 3)智能建筑向多元化发展 4)建筑智能化技术与绿色生态建筑的结合 5)信息技术的标准化必将提升智能化的素质,（二）智能建筑展望,1、智能建筑的

9、定义 智能建筑的定义：智能建筑是指利用系统集成方法，将计算机技术、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、适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。 智能建筑的形象描述：钢筋混凝土结构是建筑物的躯体，装饰装潢是建筑物的衣服，智能控制中心是建筑物的大脑，各种智能探测器是建筑物的感觉器官，通信网络是建筑物的神经系统。,（一） 智能建筑的定义与特征,三、 智能建筑认识,2、智能建筑的特征 复杂性特征 从系统论的角度来看，可以把它看做是一个复杂系统（Complex System），因

10、为它具备了复杂系统几乎所有的特征。 开放性特征 系统集成的关键问题是解决不同子系统、不同产品间接口和协议的标准化，以使它们之间能达到“互联性”和“互操作性”。它应提供数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。系统开放性的特征是：集成接口遵循开放、通用的国际标准；集成接口互换性好。,3技术先进性特征 （1） 无线通信技术的充分应用； （2） 数字化视频传输技术的推广使用； （3） 控制系统的全数字化技术。,4、集成化特征 集成（Integrated）是指把各个自成体系的硬件和软件加以集中，并重新组合到统一的系统之中。它由五个独立的自动化子系统组成： （1） 设备管理自动化系统（BAS）； （2）

11、安全防卫自动化系统（SAS）； （3） 通信自动化系统（CAS）； （4） 防止火灾自动化系统（FAS）； （5） 办公自动化系统（OAS）。,1、建筑设备自动化系统（） 1）建筑设备监控系统 该子系统是十分重要的，其主要描述内容有：设计原则；本工程建筑机电设备设置情况，如冷暖空调机组；热源锅炉（热水器）；油系统；通风设备；变配电设备；给排水设备；照明设备，包括公共照明、室外照明、泛光照明等；电梯、自动扶梯等；各机电设备的控制要求。,（二） 建筑智能化的内容,中央空调、通风系统的监控：对中央空调的监控，可分成中央空调的水循环系统和中央空调的空气调节系统两部分。 对通风及排烟系统（包括厕所楼顶排

12、风系统、地下机房、人防及地下车库送/排风系统以及空调新风进风系统、防烟系统、排烟系统及加压送风系统）采集每个风机的运行状态和故障状态，以便进行集中的监视。 给排水系统监控：从节能方面考虑，给排水系统采用变频工作模式。对给排水的监控主要是对给排水系统的工作参数进行采集，监视给水池、排污池的水位高低以及管网的流通状况（堵塞、泄漏），污水过滤网的状态，水泵的工作状态和故障状态等，以保证设备的正常运行。,电梯集群管理系统：通过通信接口与电梯控制系统联网来实现对电梯的集群管理。对电梯的集群管理主要是显示电梯的运行状态和故障状态，电梯运行时的楼层号显示，电梯的启/停控制，累计电梯运行时间对到达指定时间的电

13、梯自动提示维护信息，在发生火警时电梯要求与消防联动停在首层（消防电梯除外）。 照明系统的监控：用电设备是仅次于中央空调的第二用电大户，对照明系统的集中监控在保证照明稳定可靠的前提下还要考虑它的节能性。,2）安全防范系统 安全防范系统包括防盗报警系统、闭路电视监控系统、保安周边防范与巡更系统、出入口控制及门禁系统、紧急报警系统和模拟显示系统等。 闭路电视监控系统的主要功能是辅助保安系统对于建筑物内的现场实况进行监视。如图7所示。 摄像机的安装位置：在建筑的各出入口、主要通道、车库及停车场出入口、贵重设备机房等重要场所。 监视及控制：将监测区的情况以图像方式实时传送到管理中心，值班人员通过对中心控

14、制设备的操作（或程控），从电视墙可以时时刻刻地了解这些重要场所的实时情况。,3）消防报警及消防联动 消防报警及消防联动由火灾自动报警系统和消防联动系统组成，实现火灾报警、人员疏散、防排烟控制、消防灭火等。火灾自动报警系统设备如图8所示。 4）停车场管理系统 大型公共建筑设置地下停车场的建筑工程需要设置该系统。在汽车通道出入口设置管理室，安装系统主机。如图9所示。 5）IC卡管理系统 该系统包括IC卡管理系统、IC卡登记结算系统、宾馆IC卡门锁系统和IC卡门禁管理系统等，其作用是提供一个优良的工作环境。,2、通信自动化系统（CAS ） 该系统由有线电视系统、数字式程控电话交换机或接入网系统、光缆

15、传输系统、卫星信息通信系统、电视会议系统、可视图文与传真系统、多媒体系统与无线寻呼等组成。其作用是实现建筑物内外或国内外的信息互通、资料查询和资源共享。 通信网络系统：主要内容包括语音信息点设置原则，各楼层不同功能用房的信息点设置一览表（可与计算机信息点同表），机房设置，机房设备选择虚拟交换机、程控交换机等。如果不与计算机网络系统同走综合布线系统，则垂直管线采用通信电缆、水平布线采用四芯通信线，每楼层设置电话分线箱。管线敷设方式：垂直管线走弱电竖井，水平管线走吊顶。部分工程还有无线通信系统等。,1）卫星电视接收及有线电视系统 该系统一般采用860 MHz双向邻频传输系统。对于住宅，一般采用集中

16、式分配分支器系统，原串接分支方式基本不用。有线电视系统应用平面图如图10所示，卫星电视接收系统应用如图11所示。,2）公共广播系统 该系统一般与消防紧急广播系统兼容，要说明与消防紧急系统的切换方式。其应用如图12所示。,3 ） 会议系统 一般办公楼具有各种规模、各种用途的会议室和报告厅时均需设置会议系统，如图13所示。主要有会议扩声、投影、摄像系统，会议视频系统，还有会议表决系统、发言系统及多语种同声传译系统等。,小型会议室 ：正面中央墙挂单屏显示，有会议发言、表决系统。 大型报告（多功能）厅：主席台一边一个单屏显示（背投），有会议发言（表决）、同声传译、旁听、音频扩声、现场摄像等系统 。 4

17、）大屏幕显示系统及触摸式多媒体信息查询系统 公建项目的办公、商场等一般设置这两种系统，通常设置于门厅、大堂等公共场所，对公众起广告、引导功能。大屏幕显示装置附近需设置小控制室，留足电源功率，一般每平方米1 kW左右。,3、办公自动化系统（OAS） 该系统由计算机网络、计算机软件平台、酒店管理系统和物业管理系统等组成。其作用是服务于建筑物本身的物业管理和运营服务，用户业务领域的金融，外贸和政府部门等办公，是可实现具体办公业务的人机交互信息系统。,4、智能化建筑系统集成中心（） 现代商业机构的运作常常需要计算机技术、通信技术、信息技术和它的办公环境 (建筑物)完全集成在一起，实现信息和资源共享，提

18、供舒适的工作环境和完善的安全保障，这就是智能建筑，而这一切的基础就是综合布线。 综合布线系统是一个用于传输语音、数据、影像和其他信息的标准结构化布线系统，是建筑物或建筑群内的传输网络 ,它使语音和数据通信设备、交换设备及其他信息管理系统彼此相连接。,综合布线已发展为智能楼宇布线系统，并进一步发展为结构化综合布线系统。综合布线采用模块化的灵活结构将系统和智能化建筑系统集成中心进行巧妙的连接，便成了一个完整的智能化建筑系统。 结构化综合布线系统一般由工作区、水平布线、垂直布线、楼层设备间、中心机房等几部分组成，有的工程还有各建筑单体之间的建筑群子系统。目前常用超五类布线，采用超五类的线缆和信息插座

19、，部分工程采用六类线缆和模块。垂直干线采用光纤，进户线一般采用6芯单模光纤。,1、智能建筑的功能 （1） 信息处理功能。信息范围能在城市、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、运输设备等进行综合自行控制。 （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） 建筑物应具有充分的适应性和可扩展性，它的所有功能应能随技术进步和社会需要而发展。 智能建筑的功能可用建筑智能化系统汇总（表1）和智能建筑的三大服务领域(表2)描述。,（三） 智能建筑的功能及优势,2、智能建筑的优势 相对于传统建筑，智能

20、建筑具有以下优势： （1） 提供安全、舒适和高效便捷的环境。 （2） 节约能源。 （3） 节省设备运行维护费用。 （4） 满足用户对不同环境功能的需求。 （5） 高新技术的运用能大大提高工作效率。 （6） 系统的集成是实现智能目标的保证。,四、智能建筑的技术基础,智能建筑是多种高新技术的结晶，是建筑技术、计算机技术、信息技术和自动控制技术相结合的产物，即所谓的3C+A技术（Computer、Control、Communication、Architecture）。,（一）计算机控制技术,计算机控制技术是计算机技术与自动控制技术相结合的产物，是构成楼宇自动化系统的核心技术之一。 计算机控制系统由计

21、算机、接口电路、被控对象、外部通信设备和生产过程等组成，如4所示。,图4 计算机控制系统,计算机控制系统的控制过程可归纳为以下步骤。 发出控制初始指令。 数据采集：对被控参数的瞬时值进行检测并发送给微机。 控制：对采集到的表征被控参数的状态量进行分析，并按给定的控制规律，决定控制过程，适时地对控制机构发出控制信号。,计算机控制系统由硬件和软件组成。硬件是指计算机本身及外部设备实体，软件是指管理计算机的系统程序和进行控制的应用程序。计算机控制系统硬件是基础，软件是灵魂，只有硬件和软件有机地配合，才能充分发挥计算机控制系统的优势。,（二）现代通信技术,现代通信技术是建立在通信技术和计算机网络技术相结合的基础上，是实现智能建筑内部、智能建筑与外部进行信息交流不可缺少的关键技术。现代通信的内容涵盖了语音通信、多媒体通信、移动通信、卫星通信、计算机网络等。通过综合布线系统，在一个通信网上同时实现语音、数据、图像、文本等信息的传输，通信网络正由模拟走向数字、由单一业务走向综合业务、由服务到家转变为服务到人、由电气通信走向光通信、由封闭式网络结构走向开放式结构。,