二十一世纪的高层建筑——智能大厦概论

兰±主鱼全里塑星壅篓竺塑兰查叁堡堡壅！！丝生一二十一世纪的高层建筑——智能大厦概论 彭巨光巾机匿际工程设计研’ｖ跪，Ｋ沙４１０００７） 潘泉（两北工业火学研究生院，两安７ Ｌｔ３０７２ 摘要 由于信息技术的发展，智能大厦这个新生事物得以产生并迅速席卷全球。本文试图从智能大厦的定义入手，剖析其结构，探索其功能，研究其特点，认识ｊｅ发展趋势，从而揭开它神秘的面纱，推动 我国智能大厦的普及与提高。 关键词 智能大厦 智铎情一黾 自动化 建筑ｙ １概述世界上公认的第一幢智能大厦（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ＩＢ）诞生在ｔ９８４年１月，是美国康 涅狄克州（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）哈特福德市（Ｈａｒｔｆｏｒｄ）的“城市Ｊ、场”（Ｃｉｔｙ Ｐｌａｃｅ）。随后，智能大 厦在欧、美、日及世界各地蓬勃发展。我国的智能人厦兴起丁１９９０年．其迅速的发展势头令世人瞩目。 建筑，是人类一定历史时期科学技术和文化艺术的结晶。它必然要吸收当时的先进技术， 必然反映当时生产力的发展水平。今目的建筑，特别是高层建筑，它不仅是城市文化的标忠， 更是城市信息化的重要支撑点——信息网络的‘１，点。信息化浪潮的外部环境和人们对建筑物提供信息服务的要求，以及建筑自身管理都强烈地依赖信息，都使智能化建筑的兴起和发展成为必然。 智能人厦是信息时代的必然产物，是高科技精灵与现代建筑的巧妙集成，并将成为２１世纪的龙头产业。 ２智能大厦的基本概念近年来，智能大厦这一名词已不陌生，但无论在国际上，或在国内，“智能人厦”至今均无统 一的定义，其重要原因之一是智能大厦是信息时代的产物，当今科学技术正处于高速发展阶段，彭臣光，男．Ｌ 潘泉，男，ｌ９ ６ ６ ５出生，工学博士．高级工程师 ９¨８出生，工学博士．教授，博士生导师．西｜ｔ工业大学研究生院副院长 二８４６— 第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 ２００２年 其中相当多的成果将应用于智能大厦，使其具体内容与形式相应提高并不断发展。 １９９０年，在美国首都华盛顿，成立了第一个世界性的智能大厦协会——“世界智能建筑协会”，同时提出了一个对智能大厦的综合性的定义，即“通过对建筑物的四个基本要素，即结 构、系统、服务、管理以及它们之间的内在联系，最优化的设计，来提供一个投资合理同时又 拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境。智能建筑物能够帮助大厦的主人、财产 的管理者、占有者等意识到他们在诸如费用开支、生活舒适程度、商务活动方便快捷、人身安全等各方面将得到最大利益的同报。其包括大厦自动化系统、办公自动化系统和综合通讯系统 三个组成部分，在统一的弱电平台之上安装，并在统一的管理之Ｆ共同、综合地实现各自的功能。” 我国不少专家学者认为，应强调智能大厦是多学科、多技术系统综合集成的特点，故推荐如Ｆ定义： 智能大厦系指利用系统集成方法，将智能型计算机技术、通信技术、信息技术与建筑技术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的管理和对使＿【｝；ｊ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、离效、舒适、便利和灵活特点的建筑物。 智能大厦是社会信息化与全球经济一体化的必然产物，是多学科、高新技术的巧妙集成， 也是综合经济实力的象征。大量高新技术竞相在此应用，多功能可视电话、多媒体技术、电子邮件、卫星通信、计算机国际通信网络、智能保安与环境控制已不陌生：未来的信息高速公路（Ｉｎｆｏｎｎａｔｉｏｎ Ｓｕｐｅｒｈｉｇｈｗａｙ）、能量无管线传输等晟尖端的高科技也会首先在这片沃十上扎根 成长。因此，为保证定义的严谨，不宦对设备与技术得太员－体。 ３智能大厦的组成和功能智能大厦是由集成管理系统（Ｓ

ＩＣ）通过综合布线系统（ＰＤＳ）将楼宇自动化系统（ＢＡＳ）、 通信自动化系统（ＣＡＳ）和办公自动化系统（ＯＡＳ）二人要素连接起来并予以管理和控制所构成的。即智能大厦就是由３Ａ系统、ＳＩＣ和ＰＤＳ等五个部分组成。 ３．１楼宇自动化系统（ＢｕｉＩｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＢＡＳ） 它对智能大厦中的暖通、空调、电力、照明、给排水、消防、电梯、停车场、废物处理等大量机电设备进行有条不紊的综合协调，科学地运行管理及维护保养。ＢＡＳ通常包括建筑 物管理子系统、安全保卫子系统、能源管理子系统等三个系统。 ３．２通信自动化系统（ｃｏｍ”ＩｎｊｃａｔｉｏｎＡｕｔｏｍａｔｊｏｆｌ Ｓｙｓｔｅｍ．ＣＡＳ） 它由各种通信设备、通信线路和相关计算机软件组成。它主要包括传送话音、数据和图像的基本通信网络，实现楼层间各种终端、微机、Ｌ：作站之间通信的楼层局域网：沟通楼群或 楼内计算机与楼内各个局域网间通信联系的楼群或楼内高速主干网以及与公共信息资源（如 一８４７— 第卜七届全国高层建筑结构学术会议论文 ２００２年 Ｉｎｔ；ｍｅｔ）相通的远程数据通信。ＣＡＳ能高速处理智能大厦内外各种图像、文字、语言及数据 之间的通讯。目前，一般可分为卫星通讯、图文通讯、语言通讯及数据通讯等四个子系统。 ３．３办公自动化系统（Ｏｆｆｉｃｉ９Ａｕｔｏｍａｔｉｏｒｌ Ｓｙｓｔｅｍ，０ＡＳ） 它要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务及安全保卫业务、防灾害业 务。ＯＡＳ主要由日常事务型和决策型两类系统组成。前一类系统是通用的，主要是提高人仃Ｊ 的．Ｊ：作效率，后一类系统是与人们从事的１：作领域有关，是“专门领域的应ｊ＿Ｉｊ信息系统”，如 金融领域的专用信息系统等。办公自动化是一种用高新技术来支撑的辅助人们办公的先进手 段，从它的业务性质来看，主要有三种类型：电子数据处理（ＥＤＰ）、管理信息系统（ＭＩＳ）、决策支持系统（ＤＳＳ）。 ３．４智能大厦的系统集成中心．（Ｓｙｓｔｅｍ面要求： Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｅｒｌｔｅＦ，Ｓｌｃ） 它具有各个智能化系统信息总汇集和各类信息的综合管理的功能。具体要达到以Ｆ三方 ｆ１）汇集大厦内外各种信息。接口界面要标准化、规范化，以实现各智能化系统之间的 信息交换及通讯协议（接口、命令等）。 （２）对大厦各个智能化系统的综合管理。 ３．５综合布线系统（Ｐｒｅｍｉ ｓｅｓＤｉ ｓｔｒｉｈｕｔｉｏｎ ’ ｆ３）对大厦内各种网络管理，必须具有很强的信息处理及数据通讯能力。Ｓｙｓｔｅｍ，ＰＤＳ） 它是智能大厦的神经系统。它为整个大厦的光电信息传输提供技术标准统一（国际ＩＳＯ 标准）、传输介质统一（双绞线以及光纤）、布线结构整齐一致（模块化结构），适应多种信息 （语音、图像、数据等）传输、管理配置灵活（按需跳接线即可）、维护方便（系统而完整的 各类标记，如标签、标记排、标记带等）的信息传输通道。ＰＤＳ通常是由ｌ：作区（终端）子 系统、水平布线子系统、垂直干线子系统、管理子系统、没备子系统及人厦室外连接子系统等 六个部分组成。综合布线系统同传统的布线系统相比较，有着许多的优越性，如兼容性、开放 性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。 ４智能大厦的特点智能人厦与传统建筑相比具有鲜明的特点： （１）具有良好的信息接受及反应能力，提高了ｊ．作效率。具有各种内部及外部信息交换手 段，以及装备性能良好的通信设备。（２）有易于改变的空间和功能，灵活性大，适应变化能力强，能满足各类用户对不同环境功 能的要求。 传统的建筑是根据事先给定的功能要求，完成其建筑与结构设计。智能大厦则要求其建筑结构设计必须具有智能功能，除支持３Ａ功能的实现外，必须是开放而灵活的结构§！式，允 许用户迅速两方便地改变建筑物的使用功能或重新规划建筑平面。譬如房间设计为活动开间（隔 一８４８— 第十七届全国高层建筑结构学术会议论文 ２００２年 断）或活动楼板，大开间可分成有不同工位的小隔间，每个工位楼

板由小块楼板拼装而成，这 样建筑开间和隔墙布置就可随需要而灵活变化。其次，智能大厦管线设计具有适应变化的能力， 可以适应租户更换、使用方式变更，设备位置和性能变动的各种情况。譬如通过结构化综合布线系统，在室内分布着多种标准化的弱电与强电插座，只要改变跳接线，就可快速改变插庵功能。 （３）创造了安全、健康、舒适宜人和能提高效率的生活和Ｊ：作环境。 ’智能大厦其防火与保安系统等均已智能化，如对火灾及其他自然灾害、非法入侵等可及 时发出警报，并自动采取措施及制止灾害蔓延。智能大厦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。智能大厦对温度、湿度、照度均加以自动调节、甚至控制色彩、背景噪声及味道．使人心情舒畅，从而能大大提高生活的品质。 （４）能源利用率高，能运行在最经济、可靠的状态。对空调、照明等设备的有效控制，具有良好的节能效果。 ５智能大厦的发展趋势从智能大厦的发展过程可以看到以Ｆ发展趋势： （１）多学科、多技术相互渗透，如虚拟现实、人ｒ智能、生物电子１：稗、仿生学、生态学 等新技术应用，使智能大厦有新的功能。 （２）多个系统相互交叉融合。智能大厦的３个系统不久可以结合构成一个系统。 （３）智能大厦群体化。在智能大厦的基础上将发展智能化建筑群，进一步实现智能化城市或国家。 （４）智能大厦应是可持续发展的智能建筑。智能犬厦可持续发展的内涵有如ｒ儿点：高功 能建筑、绿色建筑、健康建筑、生态建筑。 智能大厦在不久的将来还会出现更新的思想和设计，将更加完善。 参考文献〔１】Ｉ ＣＳＣＩｌｌｄｅｘ．ＭｔｅｌｌｉｇｅｎｔＢｕｉＨｉｎｇ：Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄｍａｎａｇｉｎｇＳｅｆＴＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔＬｌｒｅ，１９９２ 〔２１张瑚武一智能建筑北京：清华人学出版社．１９９６〔３】陆伟良，智能化建筑导论北京：中国建筑工业Ｈｊ版社．１９９９ —８４９— 二十一世纪的高层建筑——智能大厦概论 作者： 作者单位： 彭巨光， 潘泉 彭巨光(中机国际工程设计研究院(长沙))， 潘泉(西北工业大学研究生院(西安)) 相似文献(10条) 1.会议论文 刘涛.周齐国 智能大厦楼宇设备自动化系统的人机交互模式 2001 本文首先介绍了智能大厦楼宇设备自动化系统的含义和内容,对其人机交互内容以及分类统计原则进行了分析和讨论;然后阐述了人机交互方式和适用于楼宇设备自动化系统的人机交互模式,以及人机交互界面设计原则等;最后简评了楼宇设备自动化系统人机交互模式的发展趋势.本文对楼宇设备自动化系统集成的开发和建设具有一定的指导意义. 2.学位论文 戴波 智能大厦控制系统 1997 智能大厦是新兴的多功能大厦,是今后高层建筑发展的必然趋势.该文回顾了智能大厦的产生、发展过程,预测了智能大厦在今后的发展趋势,对中国智能大厦事业提出了希望.系统分析了国内外智能大厦的内部组成,给出了智能大厦设计的部分思路.针对智能大厦具有节能和舒适的特点,用新型的系统辨识的控制方法替代传统的PID控制方法,使之具有更大地适 应性和使用性,并用计算机对两种不同控制方法的系统进行仿真,得到了系统辨识较PID在负荷多变的场合具有很大的优越性,同时也发现了它的一些不足之处.分析用冰蓄冷系统替代常规冷机系统的可行性,给出了冰蓄冷系统的设计过程,并针对卤水-冰系统采用优化控制方法,分析其较冷机优先和蓄冷优先有较大程度的优越性. 3.学位论文 张艳 湖南国际影视会展中心楼宇自动化系统 2000 该文首先简要介绍了智能大厦近年来兴起的趋势、发展的概况,并详细介绍了楼宇自动化系统的基本内容.在系统的具体设计、实现方面,该文是结合湖南省国际影视会展中心的楼宇自动化系统这一实际工程来介绍的.湖南省国际影视会展中心的楼宇自动化系统采用美国Honeywell公司的EXCEL 5000系列产品构成,整个系统采用了集散控制系统的结构体系,共 分为3级控制单元,使用图形化编程语言进行软件设计,实现了对该大厦的冷热源、空调、给排水、供配电等系统的设备的监控,总计562个点.该文分别对系统的硬件体系结构、软件设

计以及各子系统的监控内容和方案作了较为详尽的介绍.另外,对消防自动化系统和保安自动化系统的功能、系统组成和实现也作了介绍. 4.期刊论文 刘静纨.Liu Jingwan 浅议智能大厦系统集成工程 -北京建筑工程学院学报2005,21(4) 讨论了和智能大厦系统集成相关的几个问题,介绍了目前应用最多的LonWorks、BACnet数据通信协议和OPC技术,并通过工程实例对智能大厦系统集成的技术进行了分析,最后探讨了智能大厦系统集成的发展方向. 5.期刊论文 周齐国.刘涛 智能大厦楼宇设备自动化系统的人机交互模式 -电气自动化2001,23(2) 本文首先介绍了智能大厦楼宇设备自动化系统的含义和内容,对其人机交互内容以及分类统计原则进行了分析和讨论;然后阐述了人机交互方式和适用于楼宇设备自动化系统的人机交互模式,以及人机交互界面设计原则等;最后简评了楼宇设备自动化系统人机交互模式的发展趋势.本文对楼宇设备自动化系统集成的开发和建设具有一定的指导意义. 6.学位论文 周橹 基于Lonworks

与.NET技术的智能大厦设计实现 2003 作为智能大厦基本内容的3S(即楼宇设备自动化系统BAS、通信自动化系统CAS以及办公自动化系统OAS)核心组成BAS系统,其性能是整个大厦弱电系统高效动作的基石,而它所采用的控制网络技术直接关系到大夏内各种设备能否相互协调有序的工作,能否最大限度地节约能耗,大厦业主能否最大可能地减少相关管理人员、以及最大幅度地降低大厦的运营成本 .该文基于上面的技术背景,先是分析了国内外智能建筑领域发展现状与趋势,分析了中国在此领域存在的问题,并据此提出要想实现中国智能建筑领域的跨越式发展,就有必要引入Lonworks技术的思想.接下来,该文对Lonworks技术的技术原理,结构体系和相关特点进行了深入分析.通过对控制网络和信息网络互联所涉及的关键问题的探讨,提出如何使Lonworks技术 与.NET技术在网络层面上的紧密融合,从而实现智能大厦的控制系统.最后,具体实现某大厦的智能化系统总体架构,在网络层面达到基于Lonworks与.NET技术的智能大厦设计目标,并对具体的设计和实现过程进行了详细的阐述. 7.会议论文 周霞.须立波.范建新 智能大厦初探 1999 该文对智能大厦的定义，及其各组成部分（如楼宇自动化系统，办公自动化系统，通讯自动化系统等）进行了综合性的介绍，以便大家能初步了解这一信息时代的产物。 8.学位论文 陈淼波 智能大厦计算机管理网络集成研究 1999 该文对智能大厦自动化系统集成方案做了一定程度的探讨和研究,根据目前流行的给出一个实际的智能大厦自动化系统的框架,并主要对其计算机网络管理系统的软件环境做详细的讨论.概括起来主要有以下的几方面:1.智能大厦的基本概念,计算机网络、数据库发展的历史及其基本概念;2.智能大厦楼宇自动化系统的组成;3.智能大厦计算机网络硬 件设备集成方案及具体网络拓扑结构;4.给出楼宇自动化系统网络通信和报警程序流程、操作系统的选择及方案对比;5.完成了数据库及应用软件的开发,并给出了系统的应用实例;6.针对网络安全问题,在UNIX下给出了NAT防火墙的详细配置过程;全文共分为六章,绪论介绍了智能大厦的概念与近年来计算机网络和数据库技术的最新发展状况以及该课题的目的和意 义.第二、三、四章分别介绍了智能大厦楼宇自动化系统的组成和计算机管理网络的软件实现方案以及编程技术探讨.第五章中简要介绍了软件和数据库的开发方法和原则.第六章中则讨论了和智能大厦网络体系结构相关的网络安全性问题及防火墙技术. 9.期刊论文 徐晶.冯晓敏 浅谈智能大厦系统 -油气田地面工程2001,20(3) 智能建筑物管理系统（IBMS），是以目前国际上最先进的分布式信息与控制理论为基础而实现的计算机分布系统。它将计算机技术、现代控制技术、现代通信技术和现代图形显示技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。为了满足多种不同功能和管理的需要,智能建筑管理系统建立了3个不同装置结构模式和功能 的计算机系统,对大厦内机电设备提供有效的监测和控制手段，以提高设备的运营能力和节省能

耗。 10.期刊论文 钟珞.刘玲.夏红霞.ZHONG Luo.LIU Ling.XIA Hong-xia 智能大厦办公自动化系统中MVC模式的研究应用 -微机发展2005,15(11) 阐述了开发智能大厦办公自动化系统的几种体系架构,并分析了它们各自存在的问题.然后引入MVC模式,并结合J2EE平台进行分析.之后根据智能大厦办公自动化系统的特点划分了系统的核心功能模块,并以其中一个模块作为实例,阐述了MVC模式在其中的应用,总结了这种设计模式的优点.实践证明,MVC模式是一种值得广泛推广的体系结构,它将有效地提高软 件开发的效率与软件的质量. 本文链