1、建筑智能化系统建筑智能化系统 (第第2版版)第1章 导论 许锦标广东工业大学自动化学院第一章第一章 导论导论 授课重点授课重点什么是智能建筑？什么是建筑智能化系统？智能建筑有些什么功能特征？如何理解建筑智能化系统的技术内涵？本书的内容结构和编排如何？相信这些问题一定是读者最先想了解的，本章的内容就是探讨和阐述这些基本问题的？第一章 导论 1.1建筑智能化的基本概念 1.2建筑智能化的实现技术 1.3建筑智能化的分类 1.4建筑智能化技术的发展下面列举一些建筑智能化工程的案例建筑智能化工程广东省博物馆智能化博物馆 数字广州城智能亚运村数字广州城智能亚运村 广州亚运村北临清河路，西靠京珠高速公路，
2、总投资广州亚运村北临清河路，西靠京珠高速公路，总投资2020亿元，将在亿元，将在20102010年年8 8月建月建成。亚运村将建成成。亚运村将建成“智能化智能化”和和“绿色环保绿色环保”的的“小而全小而全”的社区，将配套建的社区，将配套建设教育、医疗卫生、文化等服务设施，占地设教育、医疗卫生、文化等服务设施，占地153153万平方米。因此亚运村建设共需万平方米。因此亚运村建设共需用地用地273273万平方米，并作为广州新城启动区。万平方米，并作为广州新城启动区。1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(1)1)1)智能建筑是现代建筑技术、信息技术、自动化技术、电智能建筑是现代建筑技术、信
3、息技术、自动化技术、电子技术等诸多方面相结合的产物。子技术等诸多方面相结合的产物。2)2)起源于起源于2020世纪世纪8080年代，年代，9090年代初逐渐被人们所认同。年代初逐渐被人们所认同。3)3)进入到进入到2121世纪的信息时代，人们从信息资源的角度，重世纪的信息时代，人们从信息资源的角度，重新审视了智能建筑的需求，提出了建筑新审视了智能建筑的需求，提出了建筑“绿色、生态、可绿色、生态、可持续发展持续发展”的概念，建筑才真正进入了智能化发展阶段。的概念，建筑才真正进入了智能化发展阶段。4)4)智能建筑对发展现代经济和提高人居环境质量起着巨大智能建筑对发展现代经济和提高人居环境质量起着巨
4、大的作用。的作用。1.1.1 1.1.1 智能建筑的基本涵义智能建筑的基本涵义 1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(2)美国“智能建筑学会”（AIBI）认为“智能建筑是将建筑、设备、服务和经营四要素各自优化、互相联系、全面综合并达到最佳组合，以获得高效率、高功能、高舒适与高安全的建筑物。”1.1.1 1.1.1 智能建筑的基本涵义智能建筑的基本涵义 1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(3)日本智能大厦研究会认为“智能建筑就是高功能大楼，是方便有效地利用现代信息与通信设备，并采用建筑自动化技术，具有高度综合管理功能的大楼。”1.1.1 1.1.1 智能建筑的基本涵义智能建
5、筑的基本涵义 1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(4)智能建筑设计标准(GBT50314-2015)认为：“以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑”1.1.1 1.1.1 智能建筑的基本涵义智能建筑的基本涵义 1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(5)1.1.2 1.1.2 智能建筑的体系结构智能建筑的体系结构一般建筑环境智能化所需建筑环境信息传输网楼宇设备自动监控面向设备管理的
6、系统集成面向用户的系统集成1层2层3层4层5层6层图1-1智能建筑体系参考模式1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(6)1.1.31.1.3建筑智能化系统工程构架建筑智能化系统工程构架建筑环境基础设施层信息服务设施层信息化应用设施层信息化应用设施层信息服务设施层基础设施层一般建筑环境机房设施子层机房环境设施机房管理设施公共环境设施子层信息通信基础设施基础设施层建筑设备管理设施公共安全管理设施信息服务设施层语音应用支撑设施数据应用支撑设施多媒体应用支撑设施信息化应用设施层共公应用设施管理应用设施业务应用设施(a)智能化系统工程架构的层次模型(b)智能化系统工程的层次构架图图图1-2 建
7、筑智能化系统工程架构图建筑智能化系统工程架构图 智能化系统工程的系统配置分项展开表智能化系统工程的系统配置分项展开表1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(7)1.1.41.1.4建筑信息模型建筑信息模型BIMBIM技术技术BIMBIM（Building Information ModelingBuilding Information Modeling）是）是全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达功能特性及管理要素的共享数字化表达,参参见图见图1-31-3所示。所示。BIMBIM技术是建筑智能化工程设技术是建筑智能
8、化工程设计建造管理的首选工具，通俗的理解，计建造管理的首选工具，通俗的理解，BIMBIM是用是用3D3D图型工具对建筑工程进行建模，类似图型工具对建筑工程进行建模，类似于已经在机械工程中广泛应用的于已经在机械工程中广泛应用的3D3D建模工具建模工具（例如（例如Pro/Engineer,SOLIDWORKSPro/Engineer,SOLIDWORKS），相比），相比机械工程机械工程3D3D建模，建模，BIMBIM要复杂许多。要复杂许多。1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(8)1.1.41.1.4建筑信息模型建筑信息模型BIMBIM技术技术概念设计细节设计分析出图预制4D/5D施工施
9、工/物流运营维护拆除翻新1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(9)1.1.41.1.4建筑信息模型建筑信息模型BIMBIM技术技术BIM的任务内容的任务内容1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(10)1.1.41.1.4建筑信息模型建筑信息模型BIMBIM技术技术图图1-5 某数据中心项目的某数据中心项目的BIM设计方案设计方案一层空调设备布局数据中心整体二层机房布局三层机房布局制冷系统管线布局平面图1.1建筑智能化的基本概念建筑智能化的基本概念(11)1.1.41.1.4建筑信息模型建筑信息模型BIMBIM技术技术图图1-6某商务办公大楼地下一层管线的某商务办公大楼地下一
10、层管线的BIM设计方案设计方案1.21.2建筑智能化的实现技术建筑智能化的实现技术(1)(1)建筑智能化建筑智能化4 4大大技术技术1.建筑信息传输网络技术建筑信息传输网络技术 2.建筑设备自动化技术建筑设备自动化技术 3.建筑智能化综合应用技术建筑智能化综合应用技术 4.建筑智能化系统集成技术建筑智能化系统集成技术 1.21.2建筑智能化的实现技术建筑智能化的实现技术(2)(2)建筑智能化建筑智能化4大大技术技术 1.建筑信息传输网络技术建筑信息传输网络技术电话通信网电话通信网(PABX,VOIPPABX,VOIP)计算机局域网计算机局域网(万兆以太网万兆以太网)接入网技术接入网技术(FTT
11、B,xDSLFTTB,xDSL)综合布线系统综合布线系统(六类六类,光纤光纤)网络管理、安全维护网络管理、安全维护1.21.2建筑智能化的实现技术建筑智能化的实现技术(3)(3)建筑智能化建筑智能化4大大技术技术 2.建筑设备自动化技术建筑设备自动化技术 分系统自动化分系统自动化,综合自动化综合自动化,能源管理自动化能源管理自动化 集散式结构集散式结构 (DCS,FCSDCS,FCS现场总线控制系统现场总线控制系统)控制系统集成控制系统集成 (BACnet,OPCBACnet,OPC)变配电、照明、暖通空调、给排水、电梯控变配电、照明、暖通空调、给排水、电梯控制等制等 1.21.2建筑智能化的
12、实现技术建筑智能化的实现技术(4)(4)建筑智能化建筑智能化4大大技术技术 3.建筑智能化综合应用技术建筑智能化综合应用技术 智能安防系统智能安防系统 ,智能消防系统智能消防系统 智能会议系统智能会议系统,公共广播系统公共广播系统三表自动抄表系统三表自动抄表系统 ,VODVOD系统系统 一卡通系统一卡通系统 ,智能停车场管理系统智能停车场管理系统 1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.1 智能住宅小区智能住宅小区智能住宅小区基本功能有：智能住宅小区基本功能有：一是宽带多媒体信息服务一是宽带多媒体信息服务;二是社区安全防范系统二是社区安全防范系统;三是社区物业服务与管理系统三是社区
13、物业服务与管理系统;四是家居智能化系统四是家居智能化系统1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.2 智能校园智能校园智能校园有以下几个功能特征：智能校园有以下几个功能特征：(1)良好的学习环境；良好的学习环境；(2)提供信息服务，有完善的通信网络；提供信息服务，有完善的通信网络；(3)办公自动化；办公自动化；(4)对建筑物中各种设备进行遥控和自动控制功能；对建筑物中各种设备进行遥控和自动控制功能；(5)火灾自动报警系统及保安系统等；火灾自动报警系统及保安系统等；(6)智能化的师生交流公共空间；智能化的师生交流公共空间；(7)良好的室外环境，如背景音乐、电子布告牌等。良好的室外环境，
14、如背景音乐、电子布告牌等。1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.3 智能医院智能医院智能医院有以下功能特征：智能医院有以下功能特征：(1)门诊及药房排队管理系统；门诊及药房排队管理系统；(2)病房呼叫对讲系统；病房呼叫对讲系统；(3)手术室视频示教系统；手术室视频示教系统；(4)婴儿保护系统；婴儿保护系统；(5)触摸屏信息查询和电子公告牌系统等触摸屏信息查询和电子公告牌系统等.1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.4 智能体育馆智能体育馆智能体育馆有以下功能特征：智能体育馆有以下功能特征：（1）场馆日常运行基础子系统：综合布线系统（）场馆日常运行基础子系统：综合布线
15、系统（GCS）、计算机信息网络）、计算机信息网络系统（系统（CIS）包括（临时性）现场计算机信息系统（包括（临时性）现场计算机信息系统（VCIS）及体育中心日）及体育中心日常电子政务办公系统（常电子政务办公系统（OAS）、程控交换机通信系统（、程控交换机通信系统（CAS）、卫星接收）、卫星接收及有线电视系统（及有线电视系统（CATV）、建筑自控系统（）、建筑自控系统（BAS）、不间断集中供电系统）、不间断集中供电系统（UPS）、防雷接地系统等。）、防雷接地系统等。（2）场馆安全保障子系统：闭路电视监控系统（）场馆安全保障子系统：闭路电视监控系统（CCTV）、门禁管理系统）、门禁管理系统（ACS
16、）、防盗报警系统（）、防盗报警系统（SAS）、保安电子巡更系统、消防报警系统）、保安电子巡更系统、消防报警系统（FAS）等。）等。（3）为竞赛和大型活动服务的子系统：场地灯光系统（）为竞赛和大型活动服务的子系统：场地灯光系统（LAS）、音响扩声）、音响扩声系统（系统（PAS）、公共广播系统等。）、公共广播系统等。（4）为赛事和大型活动信息服务的子系统：计时记分系统（）为赛事和大型活动信息服务的子系统：计时记分系统（TSS）、电视）、电视转播及评论系统（转播及评论系统（BTCS）、多媒体电视会议系统（）、多媒体电视会议系统（VCS）、新闻中心）、新闻中心（PCS）、场地）、场地LED大屏幕显示系
17、统（大屏幕显示系统（DAS）、多功能触摸屏查询系统等。）、多功能触摸屏查询系统等。1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.5 智能博物馆智能博物馆智能博物馆有以下功能特征：智能博物馆有以下功能特征：(1)安全技术防范系统；安全技术防范系统；(2)火灾自动报警和联动控制系统；火灾自动报警和联动控制系统；(3)陈列展示服务系统；陈列展示服务系统；(4)建筑设备自动控制系统；建筑设备自动控制系统；(5)通信网络系统等通信网络系统等.1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.6 智能宾馆酒店智能宾馆酒店智能宾馆酒店有以下功能特征：智能宾馆酒店有以下功能特征：(1)直接面对客人提供
18、优质服务的智能化技术；直接面对客人提供优质服务的智能化技术；(2)面对酒店管理者提供高质量经营管理手段的面对酒店管理者提供高质量经营管理手段的智能化技术。如酒店智能预订及连锁经营网络系智能化技术。如酒店智能预订及连锁经营网络系统、后台计算机管理系统、办公自动化统、后台计算机管理系统、办公自动化OA系统系统等等，目的是使宾馆、酒店的经营和管理更高效、等等，目的是使宾馆、酒店的经营和管理更高效、先进、科学。先进、科学。(3)陈列展示服务系统；陈列展示服务系统；(4)建筑设备自动控制系统；建筑设备自动控制系统；(5)通信网络系统等通信网络系统等.1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.5
19、 智能博物馆智能博物馆智能博物馆有以下功能特征：智能博物馆有以下功能特征：(1)安全技术防范系统；安全技术防范系统；(2)火灾自动报警和联动控制系统；火灾自动报警和联动控制系统；(3)陈列展示服务系统；陈列展示服务系统；(4)建筑设备自动控制系统；建筑设备自动控制系统；(5)通信网络系统等通信网络系统等.1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.6 智能宾馆酒店相对宾馆、酒店而言，其智能化可分为三大应用领域：相对宾馆、酒店而言，其智能化可分为三大应用领域：（1）直接面对客人提供优质服务的智能化技术）直接面对客人提供优质服务的智能化技术（2）面对酒店管理者提供高质量经营管理手段的智能化
20、）面对酒店管理者提供高质量经营管理手段的智能化技术技术（3）面对酒店经营成本提供高质量管理手段的智能化技）面对酒店经营成本提供高质量管理手段的智能化技术术1.31.3建筑智能化的分类建筑智能化的分类1.3.7 智能办公写字楼（1）BAS（楼宇自动化系统），通常包括冷热源系统、空调系统、（楼宇自动化系统），通常包括冷热源系统、空调系统、变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯管理系统、停车库系统变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯管理系统、停车库系统等；等；（2）CAS（通讯自动化系统），包括双向电视电话会议、共用天（通讯自动化系统），包括双向电视电话会议、共用天线电视系统、公共广播系统、数字式
21、用户交换机系统、楼内移动电线电视系统、公共广播系统、数字式用户交换机系统、楼内移动电话系统、综合布线系统等；话系统、综合布线系统等；（3）OAS（办公自动化系统），包括计算机网络系统、会计中心（办公自动化系统），包括计算机网络系统、会计中心系统、门厅多媒体查询系统、物业管理计算机系统等；系统、门厅多媒体查询系统、物业管理计算机系统等；（4）SAS（安保自动化系统），包括监视电视系统、通道控制系（安保自动化系统），包括监视电视系统、通道控制系统、防盗报警系统、巡更系统等；统、防盗报警系统、巡更系统等；（5）FAS（消防自动化系统）（消防自动化系统）1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望
22、技术发展展望(1)1.建筑智能化技术的发展目标是建筑智能化技术的发展目标是开创新一代的生活方式开创新一代的生活方式 新一代的生活方式是和知识经济、信息时代相适应的新一代的生活方式是和知识经济、信息时代相适应的 知识经济时代最先进的技术是对知识和信息进行生产制造、加工处理、存贮传输、最终消费的技术 是一种和工业时代大物流、大人员流动、高耗能生活方是一种和工业时代大物流、大人员流动、高耗能生活方式截然不同的生活方式式截然不同的生活方式1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(2)1.建筑智能化技术的发展目标是建筑智能化技术的发展目标是开创新一代的生活方式开创新一代的生活方式 以
23、信息流动来最大限度减少无谓的人、车辆与物以信息流动来最大限度减少无谓的人、车辆与物资的流动。循环利用可再生资源。资的流动。循环利用可再生资源。（低碳经济）（低碳经济）新一代的生活方式以新一代的生活方式以“消费信息消费信息”为特征，是一为特征，是一种低耗能、绿色生态、可持续、更高文明的生活种低耗能、绿色生态、可持续、更高文明的生活方式。方式。1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(3)2.绿色城市绿色城市是绿色智能建筑发展的必然趋势是绿色智能建筑发展的必然趋势 绿色城市的以新一代的生活方式为重要标志的。绿色城市的以新一代的生活方式为重要标志的。一个地区发展的先进与弱后的差别
24、就在于此。一个地区发展的先进与弱后的差别就在于此。对单个智能建筑而言，许多可再生能源的应用技对单个智能建筑而言，许多可再生能源的应用技术，如太阳能发电、风力发电、水源术，如太阳能发电、风力发电、水源/地源热地源热泵、雨污水综合利用、生物质发电、垃圾无害化泵、雨污水综合利用、生物质发电、垃圾无害化处理与能量回收等技术，由于不能达到处理与能量回收等技术，由于不能达到“专业化、专业化、集约化与规模化集约化与规模化”的条件，最终因的条件，最终因不能获得经济不能获得经济可行性可行性而放弃使用。而放弃使用。1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(4)2.绿色城市绿色城市是绿色智能建筑
25、发展的必然趋势是绿色智能建筑发展的必然趋势 可再生能源的集约化利用、废弃物质的综合利用、可再生能源的集约化利用、废弃物质的综合利用、道路交通的规划管理、能源综合监测管理、综合道路交通的规划管理、能源综合监测管理、综合通信与监控等，都是节能、环保与减排的重要组通信与监控等，都是节能、环保与减排的重要组成部分，这些设施应该是城市的基础设施，要为成部分，这些设施应该是城市的基础设施，要为城市的每一幢建筑物服务。城市的每一幢建筑物服务。1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(5)2.绿色城市绿色城市是绿色智能建筑发展的必然趋势是绿色智能建筑发展的必然趋势 因此，我们需要从绿色城市
26、的角度来审视和规划未来的因此，我们需要从绿色城市的角度来审视和规划未来的建设行为。智能建筑的建设要服从绿色城市的建设规划，建设行为。智能建筑的建设要服从绿色城市的建设规划，绿色城市的建设基础是绿色智能建筑。绿色城市的建设基础是绿色智能建筑。绿色城市的另一个目标是要将城市中的绿色城市的另一个目标是要将城市中的“信息岛信息岛”或或“信息单元信息单元”有机地联系起来，更大地发挥它们的功能有机地联系起来，更大地发挥它们的功能和作用，进而将整个城市推向现代化、信息化和智能化。和作用，进而将整个城市推向现代化、信息化和智能化。1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(6)3.3.智能化
27、建筑的智能化建筑的功能朝着多元化方向发展功能朝着多元化方向发展 针对不同用途、不同人群、不同地域、不针对不同用途、不同人群、不同地域、不同宗教文化信仰等等的差别，智能化建筑同宗教文化信仰等等的差别，智能化建筑将以人为本，提供将以人为本，提供个性化个性化的服务。的服务。例如，为老年人提供医疗健康等个性化服例如，为老年人提供医疗健康等个性化服务的务的智能老年公寓智能老年公寓，适合于地震多发区的，适合于地震多发区的智能防震建筑智能防震建筑等等。等等。1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(7)4.4.智能化建筑智能化建筑新的功能展望新的功能展望 系统集成技术向系统集成技术向专家
28、系统专家系统,人工智能人工智能方向发展方向发展,会会有全新的有全新的“智能功能智能功能”娱乐的功能娱乐的功能会大大增强会大大增强 虚拟实现技术会给智能建筑带来虚拟实现技术会给智能建筑带来随心所欲随心所欲的声视的声视空间环境效果空间环境效果 1.41.4“建筑智能化建筑智能化”技术发展展望技术发展展望(8)4.4.智能化建筑新的功能展望智能化建筑新的功能展望 满足人类满足人类求知欲求知欲的功能会加强的功能会加强 数字家庭、智能家居已经成为市场和技术的热点数字家庭、智能家居已经成为市场和技术的热点 智能家具技术以动态构造所需的空间环境为首要发展方智能家具技术以动态构造所需的空间环境为首要发展方向（功能换空间向（功能换空间)必将成为数字家庭、智能家居的支撑技必将成为数字家庭、智能家居的支撑技术。术。舒适性进一步提高舒适性进一步提高,)安全性、可靠性进一步加强安全性、可靠性进一步加强 发展的前景是发展的前景是:刚刚起步刚刚起步复习与思考题复习与思考题复习与思考题复习与思考题1.1.简述你对未来绿色城市的发展构想。简述你对未来绿色城市的发展构想。2.2.实现建筑智能化的目的是什么实现建筑智能化的目的是什么?智能建筑具有哪智能建筑具有哪些基本功能些基本功能?3.3.如何理解绿色智能建筑的内涵？建筑智能化技术如何理解绿色智能建筑的内涵？建筑智能化技术的发展趋势如何？的发展趋势如何？
