楼宇自动化之绪论.ppt

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1、欢迎各位同学选择楼宇自动化课程,自我介绍,乔平原 电信学院1981年毕业于甘肃工业大学自动控制专业,教材 楼宇自动化系统原理与应用 王再英等编著 电子工业出版社或智能楼宇技术设计与施工 秦兆海等编著 清华大学出版社,参考书,如何学习楼宇自动化课程,做好课内科普,楼宇自动化课程特点 相对全面-多学科多专业 科普-课时有限难深入,教学内容,第一章 绪论第二章 楼宇机电设备监控系统第三章 安保系统第四章 火灾报警消防系统第五章 广播音响系统第六章 综合布线系统,第一章 绪 论,第一节 智能建筑的基本概念,第二节 智能建筑自动化（服务）系统的组成,第三节 智能建筑自动化（服务）系统的体系,第四节 智能

2、建筑的发展趋势,教学基本要求：理解楼宇智能化技术的基本概念；了解智能楼宇的主要特征及发展趋势；掌握楼宇智能化技术的主要内容。,智能建筑的广阔前景,智能建筑无处不在，楼宇自动化商机多多 近年来，中国每年约新建20亿平方米建筑，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%），智能建筑是多学科、高新技术的巧妙集成，是综合经济实力的象征,智能建筑中任何一个子系统都 是一个领域。做好都是不简单的本世纪非常有前途的产业之一。是自动化领域的一个重要分支信息社会最重要的基础设施之一,专业设置情况本科院校-国内智能建筑

3、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。,高职院校-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

4、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，导致在专业课程设置上有较大差别。,一、定义 二、智能建筑与传统建筑的区别,三、智能建筑的发展过程,第一节 智能建筑的基本概念,第一节 智能建筑的基本概念,一、定义 国际智能建筑物研究机构给出的基本概念-(1)智能建筑通过对建筑物的四个基本

5、要素即结构、系统、服务和管理的最佳组合提供一种高效和经济的环境。(2)智能建筑能在上述环境下为管理者实现以最少的代价提供最有效的资源管理。(3)智能建筑能够帮助其业主、管理者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、长期的灵活性以及市场效应的目标。这是专业的描述。,智能建筑的四个基本要素内涵1结构 建筑环境结构。它涵盖了建筑物内外的土建、装饰、建材、空间分割与承载。2系统 实现建筑物功能所必备的机电设施。如 给水排水、暖通、空调、电梯、照明、通讯、办公自动化、综合布线等。3管理 是对人、财、物及信息资源的全面管理，体现高效、节能和环保等要求。4服务 提供给客户或住户居住生活、娱乐、工作所需要的服

6、务，使用户获得到优良的生活和工作的质量。,定义的另一种表述,智能大厦是一幢或一组大楼，其内部拥有居住、工作、教育、医疗、娱乐等一切设施；大楼拥有内部的电信系统，为大楼居住的人员提供广泛的计算机和电信服务；大楼还拥有供暖、通风、照明、保安、消防、电梯控制和进出大楼的监控等子系统，从而为大楼内的居住人员建立一个更加富有创造性、更高的效率和更为安全舒适的环境。这是美国计算机与信息科学专家麦里森教授给出的定义。,定义的另一种表述（续）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

7、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。,日本智能建筑研究会认为，智能建筑应提供包括商业支持功能、通信支持功能等在内的高度通信服务，并能通过高度自动化的大楼管理体系保证舒适的环境和安全以提高工作效率。欧洲智能建筑集团认为，智能建筑是使其用户发挥最高效率，同时又以最低的保养成本、最有效地管理本身资源的建筑，能够提供一个反应快、效率高和有支持力的环境以使用户达到其业务目标。,新加坡政府的公共事业部门，在其“智能大厦手册”内规

8、定，智能建筑必须具备三个条件：一是具有先进的自动化控制系统，能对大厦内的温度、湿度、灯光等进行自动调节，并具有保安、消防功能，为用户提供舒适、安全的环境。二是具有良好的通信网络设施，以保证数据在大厦内流通。三是能够提供足够的对外通信设施。,二、智能建筑与传统建筑的区别,智能建筑是在传统建筑平台上为实现智能化而进行全方位改进的产物，从而使冷冰冰的混凝土建筑物成为温暖的、人性化的智慧型建筑。智能建筑与传统建筑相比，不但功能更多、更强，而且更节约资源，适应性和灵活性更强。相对于传统建筑，智能建筑一般具有以下特点：,工程规模和总建筑面积都比较大。如中、高层建筑，小区，广场，运输枢纽中心等。具有重要性质

9、或特殊地位。如电视台，报社，政府、军队、公安的指挥中心，通信枢纽楼宇等。应用系统配套齐全。如网络、安全、环境等服务功能完善。(4)资金和技术密集。是现代化的高科技产物，需要一个强大的工程部门来管理。(5)总体结构复杂。配合协调较多，是一个综合的集成系统。,三、智能建筑的发展过程 1984 年1月 美国康涅狄格(CONNETICUT)州哈德福特市(HARTFORD)建成了世界上第一座智能大厦City Place Building,1、特点：装备了-通信系统；办公自动化系统；自动监控和建筑设备管理系统。2、作用：用户可享受到通讯自动化及办公自动化的服务；空调、供水、防火防盗、供配电系统均为电脑控制

10、；实现了自动化综合管理。3、City Place以其全新的设计与服务成为智能建筑跨时代的里程碑,1985年我国的第一幢智能大厦北京发展大厦 1986年我国“七五”计划初期立项将“智能化办公林楼可行性研究”列入国家重点科技攻关项目 1990 年我国的智能建筑行业开始发展和兴起,第一章 绪 论,第一节 智能建筑的基本概念,第二节 智能建筑自动化（服务）系统的组成,第三节 智能建筑自动化（服务）系统的体系,第四节 智能建筑的发展趋势,智能建筑的核心(SICSystem Integrated Center)是系统集成。,智能建筑的构成主控中心(SIC)综合布线系统(SCS)建筑设备自动化系统(BAS)

11、办公自动化系统(OAS)通信网络系统(CNS),主控中心(SIC)以计算机为主体的智能大厦的最高层控制中心,将各子系统连为一体,对整个大厦实施统一管理和监控,同时为各子系统之间建立起一个标准的信息交换平台。,综合布线系统SCS（structured cabling system)是智能建筑所有信息的传输系统，利用双绞线或光缆来完成各类信息的传输。它可以把建筑物内模拟与数字的语音信号、高速与低速的数据信号、电视会议与安全监视系统的视频信号及建筑物的安全报警与空调控制系统的传感器信号的配线经过统一的规划设计，综合到一套标准的配线系统上。,建筑设备自动化系统BAS(Building Automati

12、on System)利用现代技术对建筑内的环境及设备运转状况进行监控和管理,从而使建筑达到安全、舒适、高效、便利和灵活的目标，具体由照明控制、空调控制、给排水控制、电力控制、消防、安保、电梯管理、车库管理等若干部分构成。,办公自动化系统OAS(Office Automation System)是由计算机技术、通信技术、系统科学等高新技术所支撑的辅助办公的自动化手段，其主要包括：电子信箱、视听、电子显示屏、物业管理、文字处理、共用信息库、日常事务管理等若干部分。主要完成各类电子数据处理，对各类信息实施有效管理和辅助决策者做出正确迅速的决定之功能。,通信网络系统CNS(Communication

13、Network System)具体负责建立大厦内外各种图像、文字、语音及数据的信息交换和传输关系。主要包括：卫星通信、无线网络、会议电视、可视图文、传真、电话、有线电视、数据通信等若干部分。,拥有的子系统,1安全性,防盗报警系统,出入口控制系统,闭路电视监视系统,安保巡更系统,火灾报警与消防联动系统,紧急广播系统,紧急呼叫系统,停车场管理系统,2舒适性,空调与供热系统,供电与照明控制系统,卫星及共用天线电视系统,背景音乐系统,多媒体音像系统,3便捷性,结构化综合布线系统,信息传输系统,通信网络系统,办公自动化系统,物业管理系统,第一章 绪 论,第一节 智能建筑的基本概念,第二节 智能建筑自动化

14、（服务）系统的组成,第三节 智能建筑自动化（服务）系统的体系,第四节 智能建筑的发展趋势,第三节 智能建筑自动化（服务)系统的体系,全系统,分系统1,分系统2,分系统m,子系统1,子系统2,子系统3,子系统x,子系统y,子系统z,管理层,操作控制层,现场控制层,智能建筑自动化系统的体系,特别说明：(1)具备一切大型自动化系统的结构特点。即集散型控制系统，三层结构。(2)规模大。监控、控制点数多达上千到上万。(3)分散度高。分别于各个层面和角落。(4)分系统、子系统众多。控制系统厂商众多。系统集成及综合课题多。(5)现场总线(FieldBus)在楼宇自控系统中得到广泛应用。在楼宇自动化领域，Lo

15、nworks等现场总线技术得到了世界上大多数制造商的承认。,具体的三种系统：(1)按楼层层面组织的自动化系统 a 布线设计及施工比较简单，子系统控制功能设置比较灵活，调试工作相对独立。b 整个系统可靠性较好，子系统失灵不会波及整个系统。c 设备投资增大。尤其是高层建筑。d 较适合商用的多功能楼宇。(2)按设备功能组织的自动化系统 这是常用的系统结构(3)混合型自动化系统,昨天的建筑物自动化,结果：BAS 系统不能一起工作并且彼此被独立安装和实现功能,单一网络管理架构管理所有子系统统一的布线系统分布智能化 BACnetLonWorks,今天和未来的楼宇自控系统-互操作集成的楼宇自控系统,互操作集

16、成的楼宇自控系统，组成不同建筑物系统的设备的集成网络实现互操作。Lighting Security HVAC Fire Alarm CCTV etc.,互操作集成的楼宇自控系统,第一章 绪 论,第一节 智能建筑的基本概念,第二节 智能建筑自动化系统的组成,第三节 智能建筑自动化系统的体系,第四节 智能建筑的发展趋势,第四节 智能建筑的发展趋势,(1)把建筑设计中智能部分的设计列为其基本 要求之一。(2)采用最新高科技成果，向系统综合集成化管理以及智能城市化和高智能人性化的方向发展。(3)将成为本世纪非常有前途的产业之一，是自动化领域的一个重要分支。将作为一个新研究课题和商业机会，开发相关的软硬

17、件产品，使智能建筑实施便利，成本降低。即智能建筑的智能化设计。(4)功能朝着多元化方向发展，有针对性地设计出符合用户使用功能要求的智能建筑。如绿色建筑。,在国际上，智能建筑已经向“智能建筑群”和“智能城市”发展。如韩国的“智能半岛”计划，新加坡的“智能花园”计划，日本的“海上智能城”和美国的“月球智能城市”计划等等。,智能广场,未来，智能建筑会从单幢大楼转变为成片开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称之为智能广场(place)。而且不再局限于办公类大楼，会向公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑领域扩展。智能广场除具备智能大楼的所有功能外，还有系统更大、结构更复杂的特点，一般应具有智能建筑集成管

18、理系统IBMS，能对智能广场中所有楼宇进行全面和综合的管理。,智能化住宅,三个层次 家庭电子化(HE，Home Electronics)住宅自动化(HA，Home Automation)住宅智能化，美国称其为智慧屋(WH，WiseHouse)，欧洲则称为时髦屋(SH，Smut Home)。智能化住宅是指通过家庭总线（HDS，Home Distribution system）把家庭内的各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置都并入到网络之中，进行集中或异地的监视控制和家庭事务性管理。,智能化小区,智能化小区是对有一定智能程度的住宅小区的笼统称呼。智能化小区的基本智能被定义为“居家生活信息

19、化、小区物业管理智能化、IC卡通用化”。智能小区建筑物除满足基本生活功能外，还要考虑安全、健康、节能、便利、舒适五大要素，以创造出各种环境(绿色环境、回归自然的环境、多媒体信息共享环境、优秀的人文环境等)。,智能城市,智能城市在实现智能化住宅和智能化小区后，城市的智能化程度将被进一步强化，出现面貌一新以信息化为特征的智能城市。智能城市的主要标志首先是通讯的高度发达，光纤到路边FTTC（Fiber To The Curb）、光纤到楼宇FTTB、光纤到办公室FTTO、光纤到小区FTTZ、光纤到家庭FTTH；其次是计算机的普及和城际网络化。,智能国家,智能国家是在智能城市的基础上将各城际网络互联成广

20、域网，地域覆盖全国，从而可方便地在全国范围内实现远程作业、远程会议、远程办公。也可通过Internet或其他通讯手段与全世界相沟通，进入信息化社会，整个世界将因此而变成地球村一般。,建筑智能化系统系统相关工程,随着科学技术的发展，“3A”的重点发展方向可综述如下：(1)BAS：智能物业管理系统；事故监测控制系统；开放协议/面向对象技术；性能测量及查对控制系统；大范围的报警/监视系统；面貌识别系统。(2)OAS：办公公文结构；基于网络的办公系统；智能化专家系统；自然语言理解；多媒体数据库技术。(3)CAS：高带宽网络系统；语音识别与语音合成；智能通信服务；无线和私人通信系统。总之，智能建筑将不断

21、地利用成熟的新技术实现人、自然、环境的和谐统一。智能化建筑具有广泛的使用前景，其发展是社会进步的必然。,主控站,电源监控系统,通讯网络监控系统,水源状态监控系统,空调状态监控系统,消防监控系统,安、防监控系统,交通运输监控系统,物业管理监控系统,主控站,通讯监控系统,消防监控系统,巡视监控系统,车库管理监控系统,保安监控系统,变配电监控系统,照明监控系统,给排水监控系统,热交换站监控系统,制冷站监控系统,空气处理监控系统,气体供应监控系统,中心控制站,C-BUS,空调机组监控系统,制冷设备监控系统,消防设备监控系统,变电配电监控系统,通讯网络监控系统,给排水监控系统,总控制站,区域控制站,远程

22、控制终端,区域控制站,总控制站,楼宇自控知名品牌 2005年中国楼宇自控十大品牌”的厂商分别是：霍尼韦尔、江森、西门子、英维思（INVENSYS）、美国KMC、施耐德TAC、美国奥莱斯（ALC）、加拿大DELTA、北京海湾、美国亚司艾（ASI）。,楼宇自控知名品牌（续）-2008年1、霍尼韦尔（中国）有限公司2、江森自控3、西门子楼宇科技4、施耐德电气TAC5、科明发展（天津）有限公司6、同方泰德国际科技(北京)有限公司7、加拿大Delta控制公司8、浙江中控电子技术有限公司9、北京海湾威尔电子工程有限公司10、研华（中国）有限公司工业自动化事业部,思考题 1.智能建筑的基本概念是什么?2.楼宇自动化系统的组成及结构?,