现代建筑智能化技术

浅谈现代建筑智能化技术
[摘要] 随着计算机核心技术的广泛普及与信息产业的蓬勃发展,建筑智能化已成为现代建筑项目优劣的评判指标之一,“智能化”也代表着人们追求更高层次工作生活品位的一个向往。

本文从智能化建筑的历史、定义、技术组成、技术现状和发展趋势几个方面对建筑智能化进行了阐述,供同行参考。

[关键词]建筑历史技术现状发展趋势
1 智能建筑的发展
1.1 智能建筑的定义
由于智能建筑发展历史较短,涉及的新技术和应用领域较多。

人们对智能建筑还没有一个统一的、系统化的定义,国际智能工程学会对智能建筑的定义为:可提供相应的功能以及适应用户对建筑用途、信息技术要求变动额灵活性建筑。

建筑物应具有安全、舒适、节能、系统综合等很强的功能,能满足用户实现高效率的需要。

我国gb/ 50314 2000智能建筑设计标准中这样定义:智能建筑以建筑为平台,兼备通信、办公、建筑设备自动化,集系统机构、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。

综上所述,智能建筑是运用系统工程的观点,在传统建筑的构架上,利用计算机技术、网络技术、自动控制技术,经过系统综合开发,对建筑物的结构、需要、服务和管理四个基本要素以及它们之间的内在联系进行优化组合(系统集成),将楼宇设备自动化系统(bas)、通信自动化系统(cas)、办公自动化系统(oas)与建筑
结构有机结合,为人们提供安全、舒适、节能的工作和生活空间。

2 智能建筑技术组成
智能建筑是信息和知识经济时代的产物,它的内容随着技术手段与管理理念的发展而不断变化。

大致的组成模型如下图:
通信技术在智能建筑中起着不可缺少的重要作用,主要表现在以下方面:综合布线技术、网络技术和信息交换技术。

综合布线系统支持数据、语音和图象信息的传输,是智能建筑中信息传输的物理基础,使信息平台在满足基本通信需求的基础上适应智能建筑的发展趋势,向综合化、宽带化、智能化、数字化和人性化方向发展,使之具备宽带、高速、大容量和多媒体为特征的信息传送能力;网络技术完成智能建筑信息交流,现代高层建筑内部信息交流包括普通数据、语音和图形图象这类多媒体信息的传输,目前网络技术的发展使高性能的交换机设备正逐步取代传统的共享式网络设备,为多媒体技术在智能建筑中的传输奠定了基础,国际互联网的接人,国
内各类信息网的建立,以及卫星通信和微波通信手段的使用,满足
智能建筑对外信息交流的需要;智能建筑的通信需求大,需要专门
的程控交换系统以满足信息传输的需要。

自动控制技术是智能建筑设备集成与保安、消防系统的核心技术,典型的bas控制系统通常可分为三个层次;传感器与执行器、数字直接控制器(ddc)和上位控制器。

传感器是检测系统状态参数的手段,常有温度或温差、气体成分、流量和光声等传感器;通过传感器信号送到ddc作调节控制,ddc按事先设定值进行调节,并将有关状
态传送上位机的作宏观调控或记录;上位控制系统通常为单机工作方式,并具有上网功能,现有控制系统中ddc与上位机间常采用现场总线((field bus),系统集成监管信息通过上位机上网功能使用综合布线系统。

计算机技术是办公自动化系统的基础,同时它为设备集成提供信息处理手段,数字化技术、无线网络技术、图形显示技术(crt)和多媒体管理技术使智能建筑办公自动化系统功能更为完善、丰富。

3智能建筑技术研究的现状
智能建筑作为多学科技术的结合体,得到越来越多的研究,目前的研究主要集中在以下几方面:
3.1 综合布线系统gcs(generic cabling system)
综合布线系统gcs是智能建筑中传输语音、数据、视频图象和各类控制信号的综合性线缆传输系统。

由于目前大多是用于传输语音、数据信号。

它为智能建筑的通信网络和办公自动化系统建立了支撑平台,是智能大厦的设备自动化技术。

3.2 智能建筑的系统集成
智能建筑系统集成,主要是以bas系统(楼宇自动化系统)为主的自动化系统的集成。

使之达到环保、节能。

便于管理的目的。

bas 系统与智能建筑中其它系统的联系,是通过tcp/ip协议进行联系,实现信息资源共享。

对bas实现综合管理的系统。

称为建筑物管理系统bms(building management system)。

实现bms的途径是网络化连接即将bms功能变为网上服务器,而将建筑设备自动化系统
03as)、保安自动化系统(sas)、消防自动化系统(fas)作为受该服务器管辖的工作站。

3.3 智能建筑网络通信技术
智能建筑中常用的通信网络包括局域网、双向有线电视网和电话网(含综合业务数字电话网isdn) 。

智能建筑接人城域网或internet网,要求越来越高的接人带宽。

目前有以下几种形式:基于传统电话系统的xdsl技术。

分为铜线和光纤两大类;基于有线电视网的hfc形式。

有线电视网络catv采用光纤和同轴电缆传输的混合光纤同轴网络hfc可以实现很高的宽带化,采用主干为光纤、接入网为同轴电缆的hfc系统能够将电话、数据通信和catv三者配合在一起经济有效地传递;基于光纤到区(楼)的局域网接人方式,在当前因特网迅速发展的情况下,基于以太网的高速局域网接人正在成为一种主要的接人方式。

局域网作为智能建筑的宽带骨干网集中了绝大多数的信息应用及信息管理资源, 目前的传输速率一般为1oombps。

双向有线电视网提供有线电视信号,目前正向高清晰电视发展,也可替代局域网进行宽带数据传输。

电话网用于语音通信和窄带数据通信。

3.4智能楼宇办公自动化技术
九十年代中期以前,主要是数据统计和文档写作电子化。

九十年代中期,以网络技术和协同工作为特征,实现工作流程自动化。

最近的第三代oas系统,融信息处理、业务流程和知识管理为一体,决策支持系统进一步发展为高级决策智能系统。

在实现手段方面,采取
在客户机/服务器方式下,通过局域网互连快速实现楼宇管理功能
或由基于tcp/ip协议的in-tranet。

internet网络和web,通过浏览器模式对网络数据发布和交换。

3.5 住宅小区智能化
九十年代初,智能建筑技术逐步延伸到了住宅小区,最初是在我
国沿海个别城市取得成效,现在已经成为智能建筑的主要市场。

住宅小区中已由开始单一的安全防范系统发展到目前多种不同的功能,有家庭和住宅小区安全防范、通信与计算机网络、机电设备监控、远程抄送和物业管理办公系统。

可为住宅小区提供高度安全性、便捷的通信方式、综合信息服务、物业管理现代化和家庭管理智能化的生活环境。

最近,由于宽带网进入住宅小区,又提出了”数字化社区”的新理念,把智能化住宅的发展推向了一个新阶段。

3.6建筑设备智能化技术
智能建筑中需要监控的对象是:暖通空调系统、给排水系统、供配电与照明系统、交通管理系统、电梯系统及停车场系统、火灾自动报警与消防联动系统和公共安全防范系统。

4智能建筑技术研究的发展趋势
随着高新技术在智能建筑中的应用和世界能源资源的紧缺,智能建筑总的发展趋势是智能化和低能耗运行。

第一代的智能建筑一般由多个相对独立的自治子系统构成。

互相之间没有联系,操作也相对独立;第二代智能建筑的最大特点在于通过一些专门的网络将楼宇的各个控制子系统连接起来。

从而能完成一些诸如远程控制、操
作序列化、制定时间表等涉及多个子系统的操作任务。

虽然,第一、二代智能建筑技术在很大程度上提高了楼宇控制操作的自动化水平,但基本上还不具备人类智能的特点,即系统基本上不具备推理、学习、适应等能力。

目前在国际上比较成熟实用的是第二代建筑智能化系统,大致可分为四大技术流派,即专有协议、bacnet协议、lonworks协议和tcp/ip协议。

而且国际上己开始第三代智能建筑技术的研究。

人工智能科学中智能代(agent)技术在近几年的迅速发展,为楼宇智能控制的更进一步的发展,提供了另一条新的思路。

智能代理(intelligent agent)技术是近年来人工智能和计算机科学,特别是网络科学领域研究的热点。

它也是软件工程、网络科学发展到一定程度后必然要与人工智能技术相结合而形成的一个新
的研究领域。

它的提出,其目的在于,谋求一种适合于求解“动态环境中、资源受限条件下、不可预测的复杂问题”的更理想的方法。

智能建筑的发展正向着高效节能、生态环保、健康、资源可持续利用的方向发展,越来越好的为人们提供更加便利、舒适的工作和生活环境。