楼宇自动化_智能建筑系统

楼宇自动化

智能建筑系统

楼宇自动化控制采用的是计算机集散控制，所谓计算机集散控制就是把分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接数字控制器（ DDC），利用上位计算机进行画面的监控和管理。主要手段是动画、曲线、文本、数据库、脚本、和各种专用控件等。楼宇自动化包括：空调与通风监控系统、给排水监控系统、照明监控系统、电力供应监控系统、电梯运行监控系统、综合保安系统、消防监控系统和结构化综合布线系统。

简单介绍

世界背景

日本自1984年以来，在许多大城市建设了“智能化街区”、“智能化群楼”，新建的建筑中有80%以上为智能化建筑。新加坡政府为推广智能建筑，拨巨资进行专项研究，计划将新加坡建成“智能城市花园”。印度也于1995年起在加尔各答的盐湖开始建设“智能城”。其他国家如法国、瑞典、英国、泰国等国家也不断兴建智能建筑。

中国现状

中国香港智能建筑发展也较早，相继出现了汇丰银行大厦、立法会大厦、中银大厦等一批智能化程度较高的智能建筑。中国大陆第一幢智能大厦是1989年建成的北京发展大厦。1986年智能建筑被列为国家“七五”重点科技攻关项目，开始进行可行性研究阶段，该项目1991年通过鉴定。1992年中国进入了智能大厦的高速发展阶段，其发展速度和规模在世界上绝无仅有。智能大厦。　智能建筑在中国已成为建筑市场的大趋势，也是建筑业中新的“经济增长点”。各类建筑（楼、馆、场等）的智能化工程投资，约占工程总投资的5%-8%，有的已高达10%；居住小区的智能化系统建设投资平均在每平方米60元左右（占土建投资的5 %-8%），如按中国每年竣工面积计算总投资为几十亿元。智能建筑这个新的“经济增长点”促成智能建筑相关企业迅速增长。粗略估计，全国从事智能建筑的企业超过3000家，产品供应商近3000家。中国有152家设计院和127家系统集成商具有智能建筑专项设计资质。　智能建筑随着经济的持续稳健增长，其数量和水平正逐年提高，深圳居民对智能建筑的认可度也越来越高。目前深圳的安防覆盖率居全国之首。深圳还是国家发改委选定的全国社区信息化建设试点城市，深圳信息化社区的技术装备程度走在全国前列。深圳智能建筑及相关行业的企业有数千家，一些国际上最新的技术、产品都能在深圳同步上市。比如，深圳地区是全国安防产业的重要发源地和产品集散地，吸引许多国外知名品牌中国总代理都在此落户，并集中了全国70%左右的安防一级代理商，各类安防企业的年营业额超过30亿元。

总体趋势

发达国家的智能建筑已从早期的追求功能完备齐全，向高技术化、实用化和节能化方向发展。在深圳，智能建筑也已进入高技术化、实用化发展阶段，从事楼宇智能化产品开发与制造、楼宇智能化系统集成工程设计与施工、智能化社区管理的企业逐渐走向专门化和专业化。

据统计，“十二五”期间我国用于智慧城市建设的各方投资有望达到5000亿，而作为智慧城市的基本单元，智慧社区的发展前景也不容小觑;在社区智能化的过程中，除综合布线、社区安防等主导性要素外，“楼宇自控”这一专有名词也逐渐进入人们的视野，无论是作为智能建筑中的核心系统之一，还是被纳入智慧社区建设中的战略考量，这一以传感器为“触角”、以计算机为“大脑”、并以对设备终端进行控制为终极目的系统，已现前驱之势。

外部环境

忽略掉晦涩难懂的专业术语，所谓的“楼宇自控”即对楼宇内的电气设备进行检测、分析和控制以达到统一且高效管理的目的;而这一系统的出现与兴起，也是与多年来的经济、社会乃至政策环境密不可分的。

多年来，我国整体固定投资不断增长，楼宇面积也呈大幅增长之势，开拓楼宇行业的发展空间、积聚经济要素、提高产业内涵与档次成为当务之急，而楼宇自动化系统(即楼宇自控)能够通过有效的监控与管理实现这一发展需求;另则，可持续发展、低碳节能等理念早已从政策面延展到我们经济生活中的方方面面，以建筑支撑的楼宇经济也不例外，而建筑节能集成平台上的技术支点就是楼宇自控系统。

前面我们提到，智慧城市建设已在全国各地如火如荼地铺展开来，而作为其主力建设之一，智能建筑理应被提上日程;细细探究不难发现，人们所言的智能建筑，就包括通过楼宇自动化系统实现建筑物或是建筑群内设备与建筑环境的全面监控与管理，为人们营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作和生活环境，并通过优化设备运行与管理以降低运营费用。这样看来，楼宇自控于智能建筑就像是内核提高建筑本质水平的关键。

再由智能建筑延伸，我们会发现与我们生活更为接近的领域智慧社区，无论是把它归为智能建筑的应用之一，还是当成我们住宅的一种“智商”升级，似乎都与楼宇自动化有着天然的“缘分”。当我们谈到智慧社区，我们会想到综合布线、社区安防、网络通讯、智能家居等一系列相关术语，但却忽略了，即便有了智能的家居产品、有了完备的布线系统、有了优越的网络环境，如果缺了楼宇自动化系统，我们的电梯、家里的供暖、空调、通风乃至于供水设备，又怎能秩序、高效、甚至是智能地得以运行?而加强这些设备与系统的管理，才是我们舒适生活、享受“智能”的前提。

市场环境

从2003年开始，我国应用于楼宇的自动化产品一直保持着两位数以上的增长速度，但是近几年，受国家房地产宏观调控的影响，增速逐年放缓，甚至个别产品可能出现负增长，但我们的楼控厂商必须持“远见”以应对“近忧”。2013年经济将逐渐回暖，楼市也将更为健康稳健地向前发展，作为顺时代而生的智能建筑和智能社区定会有相应的发展，再加上近些年部分地产项目验收和等级评比的需要，楼宇自控系统一定会在智能楼宇或是高端物业等处找到它的用武之地。

与国外相比，我国的楼宇自控行业起步较晚，早期的楼宇自控产品主要是引入江森、霍尼韦尔、西门子等进口品牌，随着楼控市场的不断发展，一些国产品牌才纷纷进入市场，但在国产品牌尚未成熟之前，还有很长的学习之路要走。

另外，楼宇自控系统从诞生之日起就与节能减排有着不浅的渊源，尽管这早已成了老生常谈，很多企业依旧把“能效”作为自身系统改进的衡量标尺，并且为客户制定个性化的解决方案：或是温控更精确，或是气流更舒适，或是远程故障报警等等皆可得以满足。尤其是对于即将规模化的智能社区建设，更是注重楼宇与环境的高附加值，而楼宇自控系统绝对是不容忽视的一部分。

我们都知道，楼宇自控是非常专业的系统，对操作者的素质要求较高，但很多物业从业者对此都不能胜任，物业通常把楼宇的运行维保交给专业从事维保服务的公司，随着人们通过楼宇自控系统实现节能增效的要求逐年提高，他们对专业的楼宇运行维保服务需求也逐年增大，因此，楼宇自控厂商可以把这一需求作为企业的卖点;一方面，企业在系统调试阶段以及售后服务阶段给客户提供专业的工程带队和技术指导;另一方面，企业也可以在一些高端项目上为合作伙伴提供技术支持，作为双方合作的筹码。

发展趋势

开放与集成，楼宇自控应更“亲民”。

在业界，部分人把如今的楼宇自控比作多年前的计算机，有潜力但极端“自闭”。因为在今天，尽管楼宇安防与自控系统如门禁、对讲、电梯、空调暖通、供水等产品都已问世，以至于楼宇子系统正逐渐更新，但真正的整体的网络楼宇系统仍然少见，厂商们一面承诺向开放性系统靠拢，另一方面又因惧怕市场变化而限制互操作性产品的发展，这直接导致很多厂商不愿提供真正开放的平台，这极大地限制了整个行业的发展，一些思想开明的厂商意识到这种局限，开始用昂贵的智能网关做集成平台以达到互操作性，或是借由智能化的路由器解决上述弊病，总之，以“开放”为主题的革命种子开始在楼宇自控行业弥漫开来，我们的楼宇自控厂商应该看清形势，不盲从国外，也不因循守旧，以更长远的视野去发展。

另一方面，我们还可以将楼宇系统进行多系统集成。如上所述，当我们拥有了开放式的技术平台，就能收集和管理来自于不同楼宇系统和其他数据源的数据，基于云应用程序提供更有效率的解决方案，从一个单一的源点获得的数据，将使任何设施的营运更容易、更经济实惠地实现更好的楼宇性能。

再者，对于智能社区来说，楼宇自控系统中的“近场通讯”技术则显得尤为实用，有了这项技术，业主的智能手机即可发挥门禁卡的作用，从而带来更高的安全性，而这种方案中的识别装置与采用标准读卡器成本相当，但它还可利用移动通信网创建检查跟踪系统。

除此之外，物理安防一卡通系统可通过生物识别技术来提高出入口控制的安全性，高清摄像机则能更准确地记录和识别过往信息，而“需求响应”则能更好地管理用电和实现节省能源等等。

总之，未来的楼宇自控系统，不再只是智能建筑或是智能社区的左膀右臂，而是深入到它们的骨髓，进而影响它们的内核，让自动化增强“智慧”，让智慧引领自动化继续向前。

相关企业

目前进行建筑自动化设计（BMS System）的主要企业有江森自控（Johnson Controls），霍尼韦尔（Honeywell），西门子楼控系统（Siemens），等。

发展起源

智能建筑自1984年1月出现以来（美国康涅狄格州哈特福德市的都市大厦），在欧、美、日及世界各地得到迅速发展，其中以美国、日本兴建最多。目前，美国有智能大厦几万幢。

应用范围

楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备的管理和控制，包括建筑的中央空调系统的自动化控制，门禁系统，广播系统，消防报警系统，网络系统，电话系统等，这样来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，保障建筑物及建筑物内工作人员的安全，提供舒适的环境，节约能源，减少维护及营运成本，等。

设计目的

设计楼宇自动化系统的主要目的在于将建筑内各种机电设备的信息进行分析、归类、处理、判断，采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理，使各子系统设备始终处于有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行，在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境中，降低各系统造价，尽量节省能耗和日常管理的各项费用，保证系统充分运行，从而提高了智能建筑的高水平的现代化管理和服务，使投资能得到一个良好的回报。楼宇机电设备监控系统，作为智能建筑楼宇自动化系统非常重要的一部分，担负着对整座大厦内机电设备的集中检测和控制，保证所有设备的正常运行，并达到最佳状态。

后备力量

人才培养

普通高等教育没有楼宇智能化工程技术专业，智能建筑行业关键技术研究与开发得不到学科人才支持。在智能楼宇较发达国家和地区，较早就在普通高校与职业教育院校成立了培养楼宇智能工程技术人才的相关专业，如英国、香港、台湾已经形成从职高、高职专科、本科、硕士直至博士完整的人才培养体系。英国、香港还有专门对应的屋宇装备工程师协会，建立起高等职业教育与职业资格认证之间的互通桥梁。

国内智能建筑的迅速发展对专门从事楼宇智能化相关技术工作的专业技术人才的迫切需求，引起很多高校的高度关注。普通高校自2000年以来，主要基于“建筑环境与设备工程”或“电气工程及自动化”或“建筑电气工程”等本科学科专业，开设“楼宇智能化”专业方向，探索培养楼宇智能化工程技术专业人才的课程方案。但受普通本科学科专业范畴限制，仅以专业方向来培养跨多学科新技术应用的“楼宇智能化”专门人才，不能满足行业对楼宇智能化关键技术研究与开发人才的需求。

高校培养

高职楼宇智能化工程技术专业人才培养课程体系，与行业急需人才的规格不相适应，在2004年高职规范专业目录出台前，高职院校的专业设置比较杂乱，专业名称不统一，曾出现过“楼宇自动化”、“智能建筑”、“楼宇智能化”、“楼宇自动化管理”、“现代建筑自动化”等多个名称。2004年以后专业名称统一为“楼宇智能化工程技术”。

各高职院校开设新专业，都是以原有专业为基础进行一定程度的改造、扩充、延伸，逐渐成立一个新专业。据调查，高职院校该类专业的形成主要有四种情况。一是由电气类、机电类、电气工程与自动化、机电一体化、工业自动化等专业改造而来。二是由暖通、空调、建筑环境专业等增加一些自动控制类课程改造而来。三是由建筑类学校的工民建、建筑电气专业改造而来。四是由管理类、物业管理、酒店管理等专业延伸而来。正是由于各高职院校楼宇智能化工程技术专业历史沿革不同，导致各学校培养方案、培养目标大不相同。有的偏重电气方向，有的偏重机械方向，有的偏重管理方向，进一步导致在专业课程设置上有较大差别，没有形成统一认识。人才培养课程体系的不规范，与智能建筑的迅速发展对楼宇智能化系统设计、安装调试与系统运行维护新职业专门人才的需求不相适应。

智能楼宇职业培训和鉴定体系的开发建设与行业巨大的从业人员数量需要提高。智能建筑行业从业人员数量巨大但操作人员技能水平很低，其中一个根本原因是智能建筑是20世纪90年代以后才在中国迅速发展起来的新行业，全行业各层次专门人才整体缺乏，导致从国家到地方职业培训与鉴定体系的开发建设速度大大滞后于行业发展。“智能楼宇管理师”是2004年3月国家公布的第三批新职业资格之一，2006年国家刚公布该职业资格标准，相应职业培训与鉴定考核体系正处于加速开发阶段。目前，上海地区服务于地方的智能楼宇职业培训与鉴定基地初步建成，而天津市、深圳市正在规划建设市级智能楼宇培训鉴定基地。

主要课程

高职楼宇智能化工程技术专业人才培养课程体系主要学习：常用电力拖动控制线路和综合布线系统安装与维修、消防安全用电、典型模拟电路装接调试、电动机故障维修、变压器绕制与检修、常用电工、工具和电工仪表使用、钳工操作、视频监控与安防系统运行维护、空调安装与维护、常见电梯故障处理、自动化控制原理、计算机控制。

家居网络

家居最早的功能是为人类提供遮风避雨和安全防护的功能。随着人类改造自然能力的不断提高，相应对家居的要求也不断提高。人们期望所生活的家居能够不断满足其对舒适、安全、高效、便捷等方面的要求，而这些要求的实现直接需要新的技术――网络技术来支持。

伴随信息时代的到来，网络技术不再是工业、电信等领域的专利技术，它已经开始逐步进入普通百姓的家庭。家庭保安系统、照明系统、环境控制系统、家电控制系统、DVD以及MP3等家庭娱乐系统和家庭远程教育系统等，都是在信息时代人们对家居提出的新的功能要求，所有这些功能都需要借助飞速发展的计算机技术、自动化控制技术和现代通讯技术来实现，而其中信息的传递形式为数字代码，所以一般把具有上述功能的家居环境也称为数字家居。利用上述的家庭自动化网络系统，人们可以方便地通过计算机或其它网络接入设备，远程获取家庭内各种信息，包括各种计量表读数和费用、家庭各种家电设备和监测设备的状况，并实现远程遥控各种家电设备和装置，实现家居的能量管理等。所有这些都极大地提高了人类的生活质量，同时它也是人类所追求的生活目标。

技术发展

最早的网络技术网络技术是通过专门的通讯线路实现其通讯功能的，这些专用的通讯线路包括电话线、双绞线等，需要事先铺设和安装施工。在很多场合都广泛地采用这种通讯媒介，主要是因为它的实现方便。而在那些难于布线、危险、或需要美观的地方进行连网，如远程办公场所，历史性建筑、无吊顶的办公场所、不安全的生产空间等，它却是难以实现的，如通讯设备需要移动或无法铺设通讯线以及美观要求等，此时就不得不考虑无线网络技术。

人们对无线系统的需求不断增加，主要是因为它设计方便，相比有线技术安装和运行费用低，可以很快装好并运行。同时无线网络技术服务的最大优势还在于它可以为移动用户提供接入服务，而在某些情况下对于静止用户同样具有吸引力。无线技术的媒介包括红外和射频等。一般而言其实现成本要比有线网络技术稍高一些，这主要是用于通讯信号的转换处理方面的开支。但随着通讯技术和大规模集成电路技术的迅猛发展，其实现成本目前已逐渐具有与有线网络技术竞争的实力，而且应用的规模也在不断地扩大，对美国目前家庭自动化网络系统中三种主要通讯媒介应用规模的统计和预测，可以十分明显地看出，无线网络技术的应用和需求比例正在不断地上升，而相应地有线网络技术总量所占比例在不断下降，这是一个总的技术发展趋势。

网络应用

随着无线网络技术与有线网络技术（主要是与电话线产品）价格差的缩小，以及对室内移动操作设备需求的增加，无线网络技术的应用不断增加。在家庭中主要有三大类无线网络技术的应用，包括家电控制、语音/数据设备、多媒体应用。其中家电控制，数据通讯速率一般不大于10Kbps；语音/数据通讯，通讯速率一般为 1~2Mbps（有些场合仍可以通过模拟拨号连接Internet）；多媒体应用中，视频需要较高的通讯速率，一般DVD需要大约 3~8Mbps，HDTV系统需要大约19Mbps。近期无线网络产品应能满足8Mbps，以便应用于多媒体应用。而且应注意目前所给出的 WLAN（Wireless Local Area Network）速率都只是理论速率，并非真正速率，只有借助于压缩技术才能真正适用于HDTV类型的视频流。

未来家居

提供功能

1、收发和保存信息：通过家庭网络，主人可以方便的收发电子邮件、浏览各种网上信息，订阅各种电子期刊或杂志等；

2、管理个人或家庭的经济情况：通过家庭网络配套管理系统，主人可以方便地查阅自己的各种帐目和收支情况，管理系统软件还可以根据个人经济情况，作出最优的收支规划，提供相应的合理建议和提示；

3、管理家庭的通讯需求：对家庭内各种通讯设备的通讯进行管理，包括网络通讯协议的执行和网络资源的分配，使信息在网络上的传输畅通无阻，整个家庭网络系统运行正常；

4、管理电源和设备的使用：这一方面也是数字家居所应具有的主要功能之一。同样是通过网络管理系统软件，监控家庭内各种设备，如家庭内灯光的控制、电器设备的远程控制、室内环境的优化调节等。同时还能够提供一些经济方面的优化决策控制，如能够根据不同用电时段和峰谷电费

5、提供安全和可靠的环境：通过在家庭内安装各种检测报警装置来实现家庭的保安、消防以及其它需求。如通过加装摄像头，可以监视房间周边环境和诸如婴儿房等特殊场所；通过烟气传感器、温度传感器、特殊气体传感器，预防房间失火和有害气体过量；通过加装红外传感器、门磁、薄膜窗花、无线微波等报警装置，可防止窃贼入侵等等；

智能操作

6、无需维护的运行：整个家庭内各种设备都连接到其网络上，通过网络上运行的管理软件，可实现对设备的监测和故障诊断功能。一旦出现故障，家庭管理系统会给出故障提示，并自动通过家庭内的网间接口设备向设定的相应维修单位保修，无需主人亲自动手；把家庭的安全电脑控制发射信号与业主的手机或办公电脑、车载办公电脑、防盗中心连接，如果发生意外或则有人强行入室，业主和防盗中心第一时间收到报警型号，业主好配合处理，在将来还会发展到卫星JPS定位功能，当然，价格相当不菲。

7、简单的操作：因为该网络系统是在千家万户中使用的，考虑到使用者的年龄、职业、经历以及受教育程度等的差异，所以该类系统的操作必须简单，方便，而且可靠，以适应不同使用人群的需要。

8、可根据个人或家庭生活方式定制：随着信息时代的到来，个性化的要求在不断提高。未来数字家居应能够根据不同使用者的家庭环境、设备数量和类型、以及生活方式等可做相应的配置和调整，如可根据消费者的需求和可接受费用，定制相应的系统解决方案；又如可根据使用者的生活习惯，调节室内环境参数，定时启停家电设备等等。