维普资讯 http://www.cqvip.com ・楼字自动化・ 低压电器（２００７Ｎｏ１０） 现代建筑电气篇 建筑智能化系统结构剖析 彭巨光 （华南理工大学工商管理学院，广东广州摘５１０６４１） 要：智能建筑以建筑为平台，集通信自动化、办公自动化、建筑电气自动化等 系统为一体，通过现代建筑技术、计算机通信及控制技术共同实现，是信息技术发展的 产物。详细剖析了智能建筑的系统结构特点，具体介绍了楼宇自动化系统、办公自动化 系统、结构化综合布线系统、安保自动化系统，目的是推动我国智能建筑的普及与发展。 关键词：智能建筑；楼字自动化系统；办公自动化系统 中图分类号：３３３８５５：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—５５３１（２００７）１０－（３０１５－０４ 彭巨光（１９６６一）， 男，高级工程师，国 家注册监理工程 师，研究方向为电 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｒａｍｅ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ ＰＥＮＧ Ｊｕｇｕａｎｇ 气自动化和工程管 理。 （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｓ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｏｆｆｉｃｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｕｔｏ－ ｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄｅｒｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒａｍｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｏｆｆｉｃｅ ａｕｔｏｍａ。 ｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐｒｅｍｉｓｅｓ ｄｉｓｔｉｂｕｔｉｒｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｕｐｇｒａｄｅ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ；ｂｍｌｉｎｇ ｄａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（ＢＡＳ）；ｏｆｉｆｃｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ（ＯＡＳ） ０ 引 言 ２１世纪城市信息化使智能建筑的兴起和发 展成为必然。世界上公认的第一幢智能建筑是美 国康涅狄克州哈特福德市的“城市广场”，于１９８４ 年ｉ月建成。随后，智能建筑在欧、美、日及世界 各地蓬勃发展。我国的智能建筑兴起于１９９０年。 智能建筑以建筑为平台，兼备通信、办公、建 筑设备自动化，集系统结构、服务、管理及它们之 １ 楼宇自动化系统 楼宇自动化系统（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓ— ｔｅｍ，ＢＡＳ）主要用于实现建筑物的变配电设备、应 急备用电源设备、蓄电池、不停电电源设备等监 视、测量和照明设备的监控；给排水系统的给排水 设备、饮水设备及污水处理设备等运行工况的监 视、测量与控制；空调系统的冷热源设备、空调设 间的最优化组合于一体，向人们提供一个高效、舒 适、便利的建筑环境。智能化通过Ａ＋３ｃ实现， 其中Ａ是指现代建筑技术（Ｍｏｄｅｍ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｙ），３Ｃ是指现代计算机技术（Ｍｏｇｄｅｍ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、现代通信技术（Ｍｏｄｅｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）及现代控制技术 （Ｍｏｄｅｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）。智能化系统分为３ 大部分，即办公自动化系统（ＯＡＳ）、通信自动化 （ＣＡＳ）系统和楼宇自动化系统（ＢＡＳ）。 备、通风设备及环境监测设备等运行工况的监视、 测量与控制；热力系统的热源设备等运行工况的 监视，以及对电梯、自动扶梯设备运行工况的监 视。通过ＢＡＳ实现对建筑物内上述机电设备的 监控与管理，可以节约能源和人力资源，向用户创 造更舒适、更安全的环境。 １．１空调及通风系统 １．１．１ 空调机组监控系统 （１）风机控制。风机由ＢＡＳ系统按每天预 先编排的时间及需求来控制风机的起停并记录运 一１ ５— 维普资讯 http://www.cqvip.com 低压电器（现代建筑电气篇 ２００７Ｎｏ１０） 行时间，并且实现在配电回路故障条件下禁止开 机功能。 （２）温度控制。根据测量的回风温度与设定 值的偏差进行计算，经比例积分微分调节器 （ＰＩＤ）规律控制水调节阀。温度高于设定温度时 开大水阀，温度低于设定温度时关小水阀，使送风 温度维持在设定的范围内。 （３）风门控制。对室内外温度进行计算比 较，采用经济运行方式，在满足卫生许可条件下， 尽量采用最小新风比例，充分利用室内回风，过渡 季节充分利用室外空气的自然调节能力，以达到 节省冷量的消耗，同时满足空调的要求。 （４）压差报警。进行过滤网压差检测与阻塞 报警。 （５）联动控制。对风机、水阀、风门进行联动 控制，在关闭风机时关闭水阀和风门。 （６）检测。检测回风温度、室外温度、风机状 态、手／自动状态。 （７）报警。实现设备故障报警功能。故障报 警同时打印维修派工单，并在上位机上显示。 （８）监控显示及打印。显示并打印参 数、状态、报警信息、动态流程图（设定值、测量 值、状态等）。 １．１．２新风机组监控系统 （１）风机控制。风机由ＢＡＳ系统按每天预 先编排的时间程序来控制风机的起停并记录运行 时间。在配电回路故障条件下禁止开机。 （２）温度控制。根据要求在室外设置温度检 测点，系统将根据测量的室外温度、送风温度与设 定温度进行计算，经比例积分微分调节器（ＰＩＤ） 规律控制冷水调节阀。温度太高时开大冷水阀， 温度太低时关小冷水阀，使送风温度维持在设定 的范围内。 （３）检测。对送风温度、风机状态、手／自动 状态、送风管静压值、风机转速等进行检测。 （４）报警。风机故障报警，故障报警同时打 印维修派工单，并在上位机上显示。 （５）监控显示与打印。显示并打印参 数、状态、报警信息、动态流程图（设定值、测量 值、状态等）。 １．１．３其他通风设备监控系统 （１）风机控制。送风机、排风机由ＢＡＳ系统 一１６一 ・楼宇自动化・ 按照需求及每天预先编排的时间控制程序来控制 风机的起停并记录运行时间。夏季充分利用夜间 风，降低空调能量损耗。在配电回路故障条件下 禁止开机。 （２）检测。对风机状态进行检测。 （３）报警。实现风机故障报警，故障报警同 时打印维修派工单，并在上位机上显示。 （４）监控显示与打印。显示并打印参 数、状态、报警、手／自动状态、动态流程图（设定 值、测量值、状态等）。 １．１．４冷水机组监控系统 （１）冷水机组系统控制。ＢＡＳ系统按每天预 先编排的时间控制程序来控制冷冻系统的起停和 监视各设备的工作状态。 （２）负荷控制。测量冷冻水供回水温度、回 水流量，计算用户的实际冷负荷，系统根据计算结 果控制冷水机组开起的台数及冷水机组的制冷 量，从而实现节能的目的。 （３）压差控制。根据冷冻水供回水压差控制 旁通阀的开度，以保证系统供回水温度的平衡。 （４）设备群控。根据负荷自动起停冷水机 组，并具有设定和修改控制参数功能。冷水机组 内的各种状态与过程参数将通过标准接口由冷水 机组系统中的控制器读取。当旁通流量达到一台 泵流量时关闭一台水泵，当总供回水压差低于设 定值时开起水泵，以达到变量控制、实现空调系统 综合节能的目的。系统显示冷冻水泵的运行状态 和故障报警信息。 （５）监测。监测冷水机组系统的运行状态、 运行时间，各环节水的温度、流量、水位、输入电 流、电压。 （６）报警。冷水机组系统故障报警，水温超 过限定值报警，故障报警同时打印维修派工单，并 在上位机上显示。 （７）监控显示与打印。显示并打印参 数、状态、报警、动态流程图（设定值、测量值、状 态等）。 １．２给排水监控系统 （１）控制。根据生活水箱、生活水池的水位 起停生活水泵；根据污水池的水位控制排污泵的 起停。 （２）报警。生活水箱超低水位报警，生活水 维普资讯 http://www.cqvip.com ・楼字自动化・ 低压电器（２ｏ０７№１０） 现代建筑电气篇 泵故障报警，故障报警同时打印维修派工单，并在 上位机上显示。 （３）监控显示与打印。显示并打印水 ＯＡＳ主要由决策支持系统、个人事务处理系统、 办公事务处理系统、公用信息处理系统、物业管理 系统、多功能会议系统和大屏幕显示、查询系统组 成。 池、生活水箱、污水池水位状态，生活水泵与污水 泵状态及报警信息。 １．３变配电监控系统 ２．１决策支持系统 （１）公文审批处理。与电子邮件系统有机结 合，进行办公流程的记录和管理。专用信息库可 从大厦的安全性考虑，监控系统对配电 房的有关变配电状况，实行一般实时监视而不作 控制，通常强电回路一切控制操作均留给现场有 关控制器或操作人员执行。 （１）监测。监测高压开关、低压开关和母联 开关的工作状态，低压配电柜的电压、电流、功率 因数、有功功率和无功功率。 （２）报警。包括变压器超温报警，油箱低油 位报警，发电机润滑油超温报警，蓄电池低电压报 警，回路超负荷报警，电流超过额定值报警。故障 报警同时打印维修派工单，并在上位机上显示。 （３）监控显示与打印。显示各设备状 态、参数、报警信息、动态流程图，并可根据用户的 需求，实现对相关数据的打印功能。 １．４照明监控系统 照明系统采用分回路按时间表自动开关控 制，ＢＡＳ系统按预先编排的时间控制程序来进行 照明系统设备的开关控制，并监测各回路的工作 状态。 （１）正常照明监控。包括航空障碍灯、走廊 等处室内照明的监控。 （２）非正常照明监控。包括安全照明、应急 照明、疏散标志照明的监控。 （３）特殊照明监控。包括广告、建筑立面的 艺术照明的监控。 １．５电梯监控系统 （１）监测。通过ＢＡＳ系统监ｉ贝４电梯的运行 状态。 （２）报警。通过ＢＡＳ系统对电梯故障进行 报警。 ２ 办公自动化系统 办公自动化系统（Ｏｆｉｆｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ， ＯＡＳ）是以计算机为核心的、具有综合信息处理能 力的现代化办公系统，利用计算机多媒体技术提 供集文字、声音、图像于一体的图文办公手段。 联机查询动态信息、重大事件汇总信息、主要经济 信息以及单位内部财务、人员、经营业务、综合计 划、综合指标、办公事务等日常信息，统计分析信 息，大厦各类设施运行信息和国内外近期信息。 （２）电子地图子系统。以地理信息系统 （ＧＩＳ）为基础，叠加各种专题信息（下属各单位分 布位置、基本情况，各地区进出口情况，各地区经 济、人口、生产等情况）。 （３）辅助决策子系统。在ＯＡＳ统计分析资 料的基础上，采用科学的模型和方法，以图形显示 方式获取期望的结果，为领导实现规划、预测、决 策提供辅助处理的功能。 ２．２个人事务处理系统 系统建立在每个工作站上，实现个人独自办 公自动化的功能。包括电子邮件、文字处理、电子 表格、日程管理、个人资料管理等。 ‘ ２．３办公事务处理系统 大楼内各部门可根据各自的需求，选配以下 功能模块：公文管理、档案管理、人事管理、教育培 训、资料管理、党政工团管理、会务管理、外事管 理、后勤管理、计划管理、用电管理等。 ２．４公用信息处理系统 大楼工作人员根据所授权限可联机查询以下 信息：行业法规文件、规章制度及业务规范、机构 分布及职责、人事信息、业务统计信息、国内相关 各单位部门情况简介、楼内管理规定及公共服务 设施使用规定以及其他公用信息等（如各地天 气、交通时刻表、社会公众办事指南、常用的公众 服务信息等）。 ２．５物业管理系统 大楼设备及各种设施的原始档案管理、各类 设备运行状况数据定期汇总处理、各类设备使用 及维修情况处理、各类设备故障及重大事故处理、 楼内各种设备的优化运行调度、租户管理、各类服 务设施租用管理。 一１ ７— 维普资讯 http://www.cqvip.com 低压电器（２ｏ０７№１Ｏ） 现代建筑电气篇 ・楼字自动化・ ３ 结构化综合布线系统 结构化综合布线系统是一种基于计算机通信 技术的现代通信物理平台。综合的含义是指集成 语音、数据、图像和视频通信的能力，消除了原有 通信线路在传输介质上的差别。结构化综合布线 系统能够满足目前绝大多数通信的要求，可以通 过一次布线工程提供各种语音、数据、图像或视频 传输系统的通信线路。 设计从先进可靠、实用合理的原则出发，根据 大楼的特点，以满足目前用户的应用需求为基础， 充分考虑到今后技术的发展趋势，综合应用现代计 观的管理手段和实时、全方位的图像数据。 电视监控系统是安保系统中的重要组成部 分。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备直接监 视现场；可以把监测现场的图像内容、声音内容同 时传送到监控中心。同时，电视监控系统还可以 与防盗报警、巡更、停车场等其他安保自动化系统 联动运行。当防盗报警、巡更系统在布防期间有 门磁、移动探测器等探测器触发时，系统自动将对 应图像信号切换并显示到控制台上的监视器上。 控制台上的监视器也可以用于回放录像和临时调 用。在大厦主要出入Ｅｌ安装门磁探测器，对大厦 各出入Ｅｌ进行控制；在财务等重要场所安装探测 器，可以有效地对上述地点进行安全防范；同时在 算机及通信方面的先进技术，给出具有长远效益的 全面解决方案。工程布线包含如下两部分内容： 前台、重要机房及办公室安装报警按钮，以应对突 发事件的发生；在每一层的楼梯前设置巡更按钮， （１）结构化布线。满足语音（电话、传真）通 信、计算机网络通信等应用的结构化布线系统。 选用成熟的结构化布线产品以实现语音、数据、图 文传输等功能。 通过计算机软件编制的巡更计划，实时监视巡更 行动，如有变动，立即触发报警。报警控制主机接 收来自前端各个探测器的报警信号，并向闭路监 （２）其他系统布线。满足闭路电视监控信号 控系统发出触发信号，主监视器显示报警画面，起 动录像机，同时计算机显示报警区域方位。 传输、报警信号传输、设备自控信号传输、卫星广播 电视传输等应用的其他布线工程。选用同轴电缆 满足视频、射频信号的传输（如ＣＣＴＶ、ＣＡＴＶ等）； 用多芯线缆来满足楼宇自控、报警等信号传输。 系统设计要求：工程建议采用六类非屏蔽双 绞线、光纤、屏蔽双绞线、多芯线、同轴线缆等各种 线缆和材料，且应全部符合国家消防要求。大厦 的布线设计和实施应符合国家、国际上相应的标 准和规范要求。布线系统设计应满足现在和将来 的各种应用的需要，且应稳定、可靠。各系统布线 ５ 结 语 智能建筑是涉及到弱电、建筑、结构、暖通、空 调、给排水、变配电、照明、电梯等多种工程专业的 大系统工程，是社会信息化的产物，是多学科、高 新技术的集成。随着大量高新技术在此领域的应 用和研发力量的不断投入，我国的智能建筑今后 一定会不断创新和完善。 采用的传输介质、连接器件、设备及配件可互联 （或更替），使整个工程具有较强的统一性、互联 性和兼容性。应积极使用最新的、成熟的产品。 总体和子系统的布局、结构应清晰明了。 【参考文献】 ［１］ ＣＳＣ Ｉｎｄｅｘ．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｊ］．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎ— ａｇｉｎｇ ｔｈｅ ＩＴ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，１９９２：３７－４２． ［２］Ｄａｖｉｄ Ｇａｎｎ．Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｄｊｕｃｅｒｓ ａｎｄ Ｕｓｅｒｓ ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｏｌｉｃｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｕｎｉｔ，１９９２：６６－７２． ［３］陆伟良智能化建筑导论［Ｍ］．北京：中国建筑工业 出版社，１９９９． ４安保自动化系统 安保自动化系统的总体设计思想是以闭路电 视监控系统为平台，同时与防盗报警、巡更、门禁、 ［４］ 张瑞武．智能建筑［Ｍ］．北京：清华大学出版社， １９９６． 停车场等其他安保自动化子系统联动，实现大厦 的一体化集成和统一监控管理。它能够监视和记 录大厦内重要区域及主要通道人员的活动情况， 在突发事件中能够为大厦内的安全提供便捷、直 ［５］ 王能正．综合性办公大楼弱电系统的监理控制点 ［Ｊ］．深圳监理，２００５（３）：２２－２３． 收稿日期：２００６—１２－０８
