現(xiàn)代智能建筑綜述,樓宇自控論文

現(xiàn)代智能建筑綜述,樓宇自控論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【題目】【第一章第二章】當(dāng)代智能建筑綜述【第三章】【第四章】【第五章】【總結(jié)/以下為參考文獻(xiàn)】第一章緒論1.1智能建筑的發(fā)展大概情況。人們普遍認(rèn)可的世界上最早的智能建筑，是于1984年1月在美國(guó)康涅狄格州哈特福德市的都市大廈，它是將一棟舊的金融大樓重新改建翻新而成。改造后的大廈，不僅對(duì)給排水系統(tǒng)、安保和消防系統(tǒng)、暖通空調(diào)、供配電系統(tǒng)等進(jìn)行了優(yōu)化的自動(dòng)控制管理，更由于裝備了當(dāng)時(shí)非常先進(jìn)的計(jì)算機(jī)程控交換機(jī)、高速的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)代辦公化設(shè)備和通信系統(tǒng)，能非常便利地收發(fā)郵件和，以及查詢各種其它信息，給用戶帶來極大的便利。當(dāng)時(shí)，美國(guó)聯(lián)合科技集團(tuán)公司在宣傳廣告中，初次使用了智能建筑這一講法[1].由此以后，引起了世界上很多國(guó)家的重視，到了20世紀(jì)90年代后，美國(guó)開場(chǎng)施行信息高速公路計(jì)劃，華而不實(shí)一個(gè)很重要的組成部分就是智能建筑的發(fā)展和應(yīng)用，由于此戰(zhàn)略計(jì)劃，使得美國(guó)在這里領(lǐng)域，一直保持著國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，美國(guó)所有新建和改建建筑中，約有70%是智能建筑。日本也大約在這里時(shí)開場(chǎng)了大規(guī)模的智能建筑的建設(shè)，為推廣智能建筑，新加坡投入了大量的資金進(jìn)行相關(guān)研究，目的是將新加坡建成智能城市花園。英國(guó)、法國(guó)和德國(guó)等國(guó)家也大約在一樣的時(shí)期發(fā)展各自具有特色的智能建筑。智能小區(qū)和智能住宅在世界的很多發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展非常迅速[2].智能建筑的發(fā)展，固然發(fā)展到如今大約30年了，但由于我們國(guó)家智能建筑的起步較晚，各個(gè)地區(qū)的發(fā)展也不平衡，與國(guó)外的智能化水平相比還存在較大差距。我們國(guó)家建設(shè)部發(fā)布的(智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〕〔GB/T50314-2006〕中，對(duì)智能建筑有專門的講明，以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、信息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等，集構(gòu)造、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境[3].隨著國(guó)家關(guān)于智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性文件的出臺(tái)，以及對(duì)智能建筑發(fā)展的重視，促進(jìn)了我們國(guó)家智能建筑愈加迅速健康的發(fā)展。我們國(guó)家也大約在上世紀(jì)90年代開場(chǎng)了對(duì)智能建筑的研究。1990年在北京建成的北京發(fā)展大廈，能夠講是我們國(guó)家最早的智能建筑，后來建成了上海金茂大廈、深圳地王大廈、南京金鷹國(guó)際商城等一批技術(shù)先進(jìn)的智能建筑。如今我們國(guó)家的智能建筑與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)還是存在一定的差距。但我們國(guó)家智能建筑的發(fā)展非常迅速，市場(chǎng)發(fā)展前景非常廣闊。如今我們國(guó)家也開場(chǎng)重視智能建筑的發(fā)展，并采取了相應(yīng)的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃。智能建筑是集通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和建筑技術(shù)相結(jié)合的新型建筑，是為了給人們提供舒適安全、高效便捷的工作和生活環(huán)境。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及信息與通信等技術(shù)的發(fā)展，也很大程度的促進(jìn)了智能建筑的發(fā)展。如今智能建筑主要有下面幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：〔1〕提高控制網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化和開放性。由于工業(yè)以太網(wǎng)因協(xié)議開放，在很多領(lǐng)域得到大量的應(yīng)用，將來現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展將會(huì)愈加靠近以太網(wǎng)技術(shù)?！?〕在將來的智能建筑中，無線通信技術(shù)的大量應(yīng)用將是一個(gè)趨勢(shì)。由于無線局域網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛。〔3〕在智能建筑的寬帶網(wǎng)上，視頻傳輸技術(shù)將會(huì)越來越普及。〔4〕當(dāng)前智能建筑中存在各種不同的網(wǎng)絡(luò)。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，避免功能重復(fù)，減少投資、集中資源和信息分享，系統(tǒng)集成和信息融合技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)成為一個(gè)研究的熱門。從總的發(fā)展趨勢(shì)來看，智能建筑將向智能深度化、集成系統(tǒng)廣度化、規(guī)?；⒕G色環(huán)保、及可持續(xù)性方向發(fā)展[4].1.2無線通信技術(shù)的發(fā)展大概情況。無線網(wǎng)絡(luò)是指通過空間傳播信號(hào)來替代有線介質(zhì)傳輸信號(hào)所組成的網(wǎng)絡(luò)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線設(shè)備可移動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸。如今由于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和大規(guī)模的應(yīng)用，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也已經(jīng)引起了人們的重視，投入了大量的研究，并已應(yīng)用到很多的領(lǐng)域。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，并逐步應(yīng)用到工業(yè)中，發(fā)展起來的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)，由于具有成本很低、功耗較小、易于擴(kuò)展性等一些優(yōu)勢(shì)，逐步成為一個(gè)新的熱門研究方向。由于工業(yè)環(huán)境相比照較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)的干擾源也較多，工業(yè)中無線通信網(wǎng)絡(luò)面臨著很多復(fù)雜的問題，怎樣提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性和實(shí)時(shí)性、以及安全性和抗干擾能力，需要人們投入更多的資源進(jìn)行研究[5].如今的信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展非?？欤捎谌缃竦挠芯€通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展非常成熟，并已應(yīng)用到各行各業(yè)，由于人們的一些特殊需求和環(huán)境的各種限制，促進(jìn)了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展。一般的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的介質(zhì)主要是銅纜或光纜，由于有線網(wǎng)絡(luò)在一些比擬特殊的環(huán)境中，安裝線纜和橋架比擬困難，在有些地方甚至不允許安裝線纜等工作，并且線纜也易于損壞，假如將兩個(gè)地方的距離較遠(yuǎn)，敷設(shè)線纜的工作量將會(huì)較大，成本也較高，假如采用無線網(wǎng)絡(luò)，就能夠非常好的克制這些問題[6].當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)在智能建筑中得到大量的實(shí)際應(yīng)用，采用無線網(wǎng)絡(luò)，能夠減少布線施工難度，易于擴(kuò)展，提高系統(tǒng)的靈敏性。由于建筑物內(nèi)部的環(huán)境非常復(fù)雜，一些機(jī)電設(shè)備造成的干擾源也非常多，在建筑物中采用無線技術(shù)也將面臨非常多的問題[7].無線局域網(wǎng)能夠講是優(yōu)勢(shì)與缺陷并存，有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。但是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也是處在快速的發(fā)展階段，如今已在很多的地方得到應(yīng)用，伴隨著無線技術(shù)的大量研究和快速發(fā)展，無線通信技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到其它更多的領(lǐng)域。1.3本論文的背景和研究目的。智能建筑的組成非常復(fù)雜，由于不同的功能需求和側(cè)重點(diǎn)，智能建筑的設(shè)計(jì)也會(huì)有較大的差異不同。隨著無線通信技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，以及無線通信技術(shù)在一些方面的明顯優(yōu)勢(shì)，如何能將這些優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到當(dāng)代智能建筑中，以降低建筑的建設(shè)成本、提高效率、降低能耗等要求。本論文研究的內(nèi)容重點(diǎn)是一新建工廠內(nèi)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、門禁與監(jiān)控系統(tǒng)，并將分散在幾幢建筑內(nèi)的樓宇控制中心、消防控制中心、安防控制中心幾個(gè)子系統(tǒng)連接起來。關(guān)于其它的一些功能和系統(tǒng)存在共性，在這里未作研究。這些子系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，采用無線和有線的混合組網(wǎng)形式。本論文的研究目的是利用無線通信技術(shù)，將這些子系統(tǒng)集成到一個(gè)控制管理平臺(tái)中，進(jìn)行集中監(jiān)控和管理的應(yīng)用和研究。另外，考慮到將來一些擴(kuò)建和節(jié)能項(xiàng)目，需要新增一些設(shè)備和系統(tǒng)，例如新增換熱機(jī)組，電機(jī)和水泵，空調(diào)機(jī)組等設(shè)備，也需要將這些新增的設(shè)備集成到原來的各個(gè)系統(tǒng)中去，由于改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)安裝橋架和布線困難，增補(bǔ)的管線也不美觀，也考慮采用無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過無線與有線的混合網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行系統(tǒng)集成，為將來新增設(shè)備和系統(tǒng)預(yù)留好接口和條件。第二章當(dāng)代智能建筑綜述。2.1智能建筑的概念。智能建筑是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與新技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是將最新的計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)、控制技術(shù)等應(yīng)用到建筑中，使建筑為人們提供愈加舒適、便捷、節(jié)能、高效的工作和寓居環(huán)境。智能建筑也促進(jìn)了新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在拉動(dòng)建筑業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也為信息技術(shù)在建筑產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。智能建筑能夠幫助建筑的業(yè)主和管理人員實(shí)現(xiàn)低成本、舒適和便利等方面的目的，并考慮系統(tǒng)的靈敏性和易于擴(kuò)展等需求。中國(guó)學(xué)術(shù)界將智能建筑的定義為：利用系統(tǒng)集成，將計(jì)算機(jī)、信息與通信技術(shù)，和建筑結(jié)合起來，對(duì)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控，優(yōu)化管理信息資源，獲得合理的投資回報(bào)，具有節(jié)能環(huán)保，舒適和高效的建筑物[8].智能建筑以綜合布線為基礎(chǔ)，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、建筑及建筑群內(nèi)各種設(shè)備等的綜合管理。智能建筑主要包含樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、構(gòu)造化布線系統(tǒng)和系統(tǒng)集成中心。一般特點(diǎn)為：工程規(guī)模面積較大；應(yīng)用系統(tǒng)配套齊全；資金技術(shù)密集；機(jī)構(gòu)復(fù)雜，配合協(xié)調(diào)多。2.2智能建筑的組成部分。智能建筑根據(jù)不同的理解和需求，組成部分也有不同的分法。根據(jù)構(gòu)造可將智能建筑分為上層的智能建筑綜合管理系統(tǒng)〔IBMS:IntelligentBuildingManagementSystem〕和下層的三個(gè)智能化子系統(tǒng)構(gòu)成：建筑設(shè)備管理系統(tǒng)〔BMS:BuildingManagementSystem〕、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)〔CNS:CommunicationNetworkSystem〕、以及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)〔OAS:OfficeAutomationSystem〕。BMS、CNS和OAS三個(gè)子系統(tǒng)通過綜合布線系統(tǒng)〔GenericCablingSystem〕連接成一個(gè)完好的智能化系統(tǒng)，由IBMS統(tǒng)一監(jiān)管。BMS包括建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)BAS〔BuildingAutomationSystem〕、消防自動(dòng)化系統(tǒng)FAS〔FireAutomationSystem〕、安防自動(dòng)化系統(tǒng)SAS〔SafetyAutomationSystem〕。整個(gè)建筑智能化系統(tǒng)是建立在建筑這個(gè)基礎(chǔ)之上的。由于各個(gè)子系統(tǒng)互相獨(dú)立，它們之間一般沒有關(guān)聯(lián)，為了便于集中管理和系統(tǒng)優(yōu)化，需要將各個(gè)子系統(tǒng)集成到一個(gè)統(tǒng)一的操作管理平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中的監(jiān)控和管理。對(duì)信息資源進(jìn)行有效管理，為建筑使用者提供安全、高效、節(jié)能、便利的辦公和寓居環(huán)境。根據(jù)系統(tǒng)能夠分為五個(gè)部分：系統(tǒng)集成中心SIC〔SystemIntegratedCenter〕、建筑自動(dòng)化系統(tǒng)BAS〔BuildingAutomationSystem〕、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS〔OfficeAutomationSystem〕、構(gòu)造化布線系統(tǒng)GCS〔GenericCablingSystem〕、以及通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS〔CommunicationAutomationSystem〕。〔1〕系統(tǒng)集成中心SIC是聚集各種建筑子系統(tǒng)，將建筑物內(nèi)外各類信息和接口界面標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的通信與信息交換，處理建筑物內(nèi)的各種信息?！?〕建筑自動(dòng)化系統(tǒng)BAS提供建筑物內(nèi)的各種系統(tǒng)與設(shè)備的自動(dòng)和智能化運(yùn)行，能夠監(jiān)控建筑內(nèi)的各種設(shè)施，包括空調(diào)與送排風(fēng)系統(tǒng)、供配電與照明、消防系統(tǒng)等的控制管理?！?〕通信自動(dòng)化系統(tǒng)CAS是保證建筑物內(nèi)語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A(chǔ)，同時(shí)與外部通信網(wǎng)相連，能有效地和世界各地互通信息?！?〕辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OAS是利用先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)，提高辦公效率，提供人們舒適的辦公環(huán)境，實(shí)現(xiàn)管理和決策的科學(xué)化?！?〕綜合布線系統(tǒng)GCS是一個(gè)用于傳輸各種信息的標(biāo)準(zhǔn)化布線系統(tǒng)。是建筑物內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠連接其它各種通信的信息和數(shù)據(jù)。2.3智能建筑的核心技術(shù)。智能建筑是一個(gè)非常復(fù)雜和系統(tǒng)的工程，是在當(dāng)代建筑技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合多種當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物。核心內(nèi)容主要包含當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、圖形顯示技術(shù)、以及控制技術(shù)等，它是實(shí)現(xiàn)智能建筑的手段[9].當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)一般采用并行處理的系統(tǒng)，通過分布式處理系統(tǒng)能夠使不同系統(tǒng)分別處理不同事件，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)