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发信人: xinyu (蚊子), 信区: civilengineering
标  题: 智能建筑的智能化
发信站: 听涛站 (Sun Jan 16 03:30:02 2000), 转信

智能建筑的智能化
Intelligentization Of The Intelligent Buildings
南京科安电子技术公司（210005） 张宝秀 杨建青
南京市园林规划设计院（210013） 张 劲
内容提要：本文主要从各个子系统的智能化和整个建筑物的智能化之间的关系阐明了智
能建筑智能化技术的内涵；强调了“设计自上而下，实施自下而上”的智能建筑营造程
序的重要性；对智能建筑的系统结构进行了一些探讨。
Abstract:
It mainly explains the connotation of the intelligentization techniques of t
he intelligent buildings, in terms of the relationship between the intellige
ntization of each subsystem of the intelligent buildings and the intelligent
zation of the whole intelligent buildings; stresses on the importance of suc
h construction procedures of the intelligent buildings as "From-Top-To-Botto
m Design, From-Bottom-To-Top Implementation"; moreover, has some discussions
 on the system configuration of the intelligent buildings.
关键词： 智能大厦、智能建筑、智商、管理中心、系统结构
　　建筑技术与其他门类的科学技术是同步发展、相互关联、互为条件的。建筑材料由
草木、土木、砖瓦石、混凝土向钢筋水泥发展的过程中，建筑物由单层、多层、高层向
超高层发展。与此同时，其他科学技术也由手工、机械化、电气化、自动化向智能化发
展。现代建筑物是智能化系统的平台和节点，而智能化系统是现代建筑物的技术基础和
灵魂。两者缺一不可，否则就无所谓智能建筑了。
　　智能建筑是八十年代中期才出现的新生事物，现正处于急速发展的阶段，所以“智
能建筑”的定义有各种说法，也许现在给智能建筑下一个确切而又公认的定义还为时过
早，因智能建筑本身还没有成熟。在做过几个智能大厦设计方案之后，体会到智能建筑
的核心在于“智能”，尤其是智能大厦系统一体化的智能。“将各专业子系统进行一体
化智能化系统集成并实现集中管理、分散控制的现代建筑物叫智能建筑”。这里强调的
是一体化的智能而不是各个子系统的智能化的堆砌，像具有“3A”（通信自动化CA、办
公自动化OA和楼宇设备自动化BA）或“5A”（CA、OA、BA、消防自动化FA和信息管理自
动化MA）的现代建筑物，只要没有实现一体化系统集成就称不上是真正意义上的智能建
筑。因为大厦在几十年前甚至上百年前已经出现，甚至所谓3A、5A也在几十年前已经存
在。但为什么不叫智能大厦呢，除去智能化水平还不够高之外，其关键就在于没有能够
实现一体化智能化系统集成。
　　智能建筑是现代建筑技术与现代电子技术有机地完美地结合。建筑技术给电子技术
提出一些新的要求；同样电子技术也给建筑设计提出一些要求，就是在这种相互要求和
相互促进的过程中，促使各自迅速的发展和更完美的结合。正是这种完美的结合给人类
的生活及工作环境和条件带来极大的改善，从而大大提高工作效率，而且还能大大降低
能耗，因此其具有极大的经济效益和社会效益。正因为如此，现在已经或正在出现所谓
智能家庭，智能大厦，智能城市，甚至智能国家，所以作为现代科技的集中体现－－智
能建筑有着极其广阔的发展前景和巨大潜力。对人类的生活和工作也将产生巨大的深远
的和带有根本性的影响。像“在家上班（SOHO）”的实现，必然是以智能建筑的实现为
基本条件。
　　“智能建筑”顾名思义，主要是指整个建筑物管理系统的智能化，而不是指各个子
系统的智能化。正像前面所述，实现了“3A”或“5A”，但其相互间互不相联，自成系
统，就不能算是真正意义上的智能建筑。只有各分系统之间实现智能化互控或联动的建
筑物，才能称得上是真正的智能化建筑物。例如，一旦火灾报警子系统发生火灾报警，
首先要向智能中心报告，智能中心接报后，立即通告闭路电视监控系统等其他相关的子
系统、有关人员进行核查，假如为虚警，通知火灾报警系统撤销报警状态，假如真有火
灾，由智能中心根据火势和火灾地点向各有关子系统发出联动命令。向喷淋系统发出喷
淋命令；向紧急广播系统发出消防用语紧急广播命令；向报警系统发出启动声光报警的
命令；向通信系统发出通报消防部门紧急救火请求；向紧急呼叫系统发出紧急呼叫命令
；通报直升机场进行直升机紧急救助的命令；向供电系统发出相应的控制命令；向给排
水系统发出关闭或打开相应阀门及加压泵的命令；向照明系统发出关闭或开启相应照明
灯的命令；向门禁系统发出关闭或打开相应大门的命令；向电梯控制系统发出相应的电
梯控制命令。待灭火活动结束后，火灾报警系统应通告智能中心，由智能中心向各有关
子系统发出撤销火灾报警并恢复系统常态的命令。
　　再如，一旦保安监控报警系统出现盗警，马上报告智能中心，由智能中心进行核实
后，向报警系统，照明系统，门禁系统，电梯控制系统，紧急广播系统，联防保安部门
等发出相应的命令。各子系统联合行动才能在最短的时间内解决问题。
　　从如上的两个典型事例可以明显的看出，智能建筑的智能主要体现在整个系统的集
成智能，而不单单是各子系统的智能。这就是八十年代中期之前的大厦不叫智能大厦的
根本原因所在。
　　在八十年代中期之前没有出现智能大厦，并不说明人们不想搞智能大厦，而是当时
的相应门类的技术水平还没有达到智能大厦的要求。例如通信带宽和计算机速度等皆没
达到智能大厦所需的技术要求。
　　近些年来，所谓4C技术有了突飞猛进的发展：
　　现代计算机技术(Computer)，出现了超大容量、超高速、多媒体化、高速网络等最
新技术。
　　现代控制技术(Control)，出现了分布式控制，局域网、广域网、网际网等新技术。

　　现代通信技术(Communication)，出现了高带宽、激光通信、信息高速公路等先进的
通信技术和通信系统。
　　现代显示技术(CRT)，出现了多媒体显示技术。不仅可以显示数字、文字，而且也可
以显示图形、图像和视频活动图像。而且这种活动图像还是与音频同步。这不仅提高了
显示功能，也使人机接口更加友好。
　　4C技术一方面提高了智能大厦各子系统的“智商”，更重要的是为智能大厦的一体
化智能化系统集成打下了坚实的技术基础。在这种高新技术氛围中，智能大厦就应运而
生了。
　　国外在几十年前就有了超高层大楼，就需要对各种专业系统进行控制，像空调系统
，给排水系统，变配电系统，保安系统，消防系统，电话交换机系统，办公自动化系统
，停车场管理系统等。尤其楼宇自控系统（BAS）中的空调系统一出现就有比较高的自适
应性智能。但这些专业系统都是自成体系，互不关联的，就连走线也是各自独立，接口
和通信也都有各自不同的标准，因此给整个建筑物的设计、安装、调试、操作、维护带
来极大的不便与困难。当然更谈不上整个建筑物的一体化智能了。后来4C技术的发展，
促使建筑物各专业系统数量的增加和性能的提高，使整个弱电系统更加庞大和错综复杂
。同时人们也给弱电系统提出了更高的要求，具备了对整个弱电系统进行一体化系统集
成的必要性和可能性。便自然而然地出现了智能建筑这种新生事物。反过来，智能建筑
技术又促使各专业系统数量和性能的进一步提高，这就是智能建筑的水平可以表征一个
国家综合科技国力高低的原因。
　　现在的智能建筑管理系统可以函盖三方面的功能几十个子系统：
　　1.保安监控功能：闭路电视监控报警系统、防盗防劫报警系统、门禁管理系统、 巡
更管理系统、周界报警系统、家庭（楼宇）保安对讲系统、报警站与报警中心系统、电
梯保安与控制系统、火灾报警系统、消防喷淋系统、应急广播系统、 应急照明系统、应
急呼叫系统、商品防盗系统等。
　　2.环境舒适性功能：卫星及有线电视系统、背景音乐及广播系统、多媒体音像点播
系统、多功能智能卡系统、空气调节系统、供暖控制系统、变配电控制系统、给排水控
制系统、电子导游系统、停车场管理系统、照明与灯光控制系统等。
　　3.通信便捷功能：程控交换机系统、虚拟网电话系统、可视电话系统、会议电视系
统、无线通信系统、有线通信系统、对讲系统、办公自动化系统、商业结算系统、金融
管理系统、物业管理系统、酒店管理系统、导购导游系统、直升机停机坪管理系统、综
合布线系统、信息高速公路接入系统、电子广告系统、 Internet服务系统、卫星通信系
统、计算机网络系统等。
　　如此繁多的子系统，若作一体化系统集成并非易事，尤其在国内智能建筑还处于刚
刚起步的阶段，对智能建筑的认识还不够具体，不够深刻，在一些系统集成的知识和经
验尚还不足的情况下，难免出现一些认识上的误区和名不副实的智能大厦。例如有的房
地产开发商说他们的大厦具有结构化综合布线或具有3A/5A，就是智能大厦了，就其本质
来讲，只有将3A/5A进行一体化系统集成之后，具有了更高智商的系统智能才能称得上是
真正的“智能大厦”。
　　根据我国的具体情况和现状，可以将智能建筑管理系统分为甲、乙、丙三级。
　　甲级 智能建筑物管理系统IBMS一体化集成系统（一体化集成系统）：
　　实现BMA、OA、CA的集中监控和管理功能（包括OA数据库服务器和CA网络硬件设备）
。
　　乙级 楼宇管理自动化系统BMA系统集成（准集成系统）：
　　实现大厦内机电设备的集中监视和管理功能（留有联网的通信接口界面，不含CA网
络硬件设备）。
　　丙级 楼宇监控弱电系统、独立子系统（可集成系统）：
　　分散的实施机电设备的监控（留有联网通信接口界面，不含BMA系统监控与管理中心
硬件设备）。
　　据调查表明，达到甲级水平，实现一体化集成的智能建筑物管理系统的大厦，目前
在国内尚没有看到成功的所谓甲级智能建筑物，就其本质而言，只有甲级智能建筑物才
能算是真正意义上的名符其实的智能大厦。
　　这也是不难理解的事实，因现已建成的大厦大多是在几年前设计的，当时在国内可
能还没有认识到或没有深刻认识到智能大厦的概念，当后来认识到了，要改为一体化系
统集成已经不可能或非常困难了，只好建成乙级或丙级水平的所谓智能大厦了。
　　在我们的几个智能大厦系统设计的过程中，也深深体会到几个难题：一是甲方（业
主）只能提出几个子系统的名字或简单要求，有的甚至连子系统的数量和名字都提不出
来，更不用说提出一体化系统集成的需求了；二是多数是在建筑设计已经结束，甚至建
筑已经封顶或投入试用时才提出要设计智能大厦系统，可以想见，这时智能化系统对建
筑设计的要求怎么能够实现呢？就是实现了，也要多耗费大量的人力物力，而且有一些
要求已经根本无法实现，例如对大厦层高的要求就肯定无法实现，甚至有的甲方叫系统
集成商去投标，竟然提供不出招标书。这种现象在智能大厦概念在国内才出现时也是很
自然的。
　　总结以前的经验和教训，充分认识到：智能建筑的建设规律是“设计自上而下，实
施自下而上”。
　　“设计自上而下”，意即根据甲方的需求，再加上系统集成设计方的建议，确定网
络中心/智能中心和网络系统的设计方案，智能建筑管理系统的核心实质上就是一个功能
强大的计算机网络，因此总服务器/文件服务器、硬盘阵列/光盘阵列、数据备份设备、
网络拓扑结构、结构化综合布线、交换机(Switch)/集成器（Hub）、路由器、网络操作
系统、数据库的设计方案及选型是至关重要的，在此基础上确定各子系统与管理中心的
硬件及软件连接方式、交换信息的内容和格式及各分系统之间的互控和联动功能及方式
。在此基础上，系统集成设计方才可以向各子系统提出其对子系统的需求书，然后是各
子系统的设计或选型。各子系统的设计主要有两个方面：首先要满足网络系统对其提出
的硬件和软件接口要求，再就是要达到总体方案/业主对本子系统提出的功能要求和子系
统结构要求。一般来讲，为了提高整个系统的可靠性，根据需要和可能，可以采取总服
务器双工、设置数据备份系统、星型拓扑网络结构等容错技术措施。此设计过程应该是
在建筑设计之前，或与建筑设计同步进行，不然智能化系统对建筑设计提出的要求就无
法实现，像弱电井、桥架、预埋管线、层高等。
　　“实施自下而上”，意即先安装调试各子系统，甚至各子系统还可以分几期工程实
施。但这个实施过程也始终是在总体方案的指导和约束之下进行。每个子系统都是在本
身调试完成且经总体验收合格后方可与网络进行系统联试。这中间有可能进行若干次的
反复才能完成。在我国的智能大厦建设中，设计也是自下而上而造成系统无法集成或事
倍功半的事例实在太多。直至今天，人们尤其是业主/甲方对系统集成/工程总包的认识
尚且不足，甲方总想只要有了足够多的子系统就可以了，认为无什么系统集成可言，或
想自己搞系统集成。这是一个很危险而且可怕的想法。一方面是没有系统集成就不可能
建成真正的智能大厦管理系统。另一方面，作为甲方无论如何不可能具有可以圆满完成
一体化系统集成的技术力量。因为智能大厦对系统集成工程师的要求实在是太高太全面
，作为系统集成商应该具备高素质的系统集成技术队伍，既要精通计算机软件、硬件、
网络、通信、又要对各子系统有较深入的了解，只有在此基础上才能完成智能大厦的软
、硬件系统集成和应用程序的开发。例如，整个智能大厦系统要对一次火灾事故作出应
有的反应，就要牵涉到总服务器、管理中心、喷淋系统、紧急广播系统，门禁系统、电
梯控制系统、报警系统、通信系统、监控系统、紧急照明系统、给排水系统、变配电系
统……。不但硬件上牵涉的面如此之广，更重要的是管理中心及各有关的子系统都要有
大量相应的应用软件，而且能够协调运行方可完成各子系统之间的互控或联动。从某种
意义上来讲，硬件平台的建立相对还较容易，最困难的是软件平台的建立，尤其是应用
软件的开发，只有高水平的系统集成工程师才能承担此重任，一般的编程人员是很难胜
任的。故从此可以得出这样的结论：作为甲方一定要选择一个确实具有智能大厦系统集
成技术实力和工程经验的系统集成公司作为交钥匙工程承包才是可行的、可靠的、明智
的选择，否则，后患无穷。
　　作为智能建筑工程而言，系统集成无疑是成败的关键，而系统集成方案和应用软件
的开发，又是关键中的关键。因为此任务是任何子系统专业公司或甲方是无法完成的，
只能由系统集成公司来完成。
　　就一般而言，智能建筑系统集成方案重点考虑如下几个问题：
　　此系统是一个比普通计算机网络更完善、更复杂的计算机网络系统。因其中还包括
了大量的控制器、传感器、执行器等自动控制系统中的部件或设备。
　　各个子系统与网络的接口方式大致可分为四种：
　　A、直接与主网接口，像办公自动化子系统中的工作站等。
　　B、子系统本身有监控主机，其主机可与主网直接接口像BAS等。
　　C、子系统本身虽有监控主机，但其主机无与主网直接接口的功能，故通过网络接口
设备与主网相联。像巡更系统、门禁系统等。
　　D、子系统本身无监控主机，只能将其通过智能网络接口设备与主网相联。像有线电
视系统等。
　　假若采用LONWORKS技术，如上B、C、D之网络接口问题就自然解决了。
　　主网或各分系统的子网，最好皆采用星型网络拓扑结构，以提高整个系统的可靠性
。
　　由于多媒体技术的迅速发展并进入实用阶段，在设计网络方案时应充分考虑其对网
络及其操作系统甚至对整个系统提出的特殊要求。如传输带宽和信息同步等。
　　考虑到多媒体技术现在或将来的应用，智能大厦管理系统应尽量采用多媒体网络、
多媒体操作系统和多媒体数据库。而且，综合布线中的垂直干线应尽可能用光缆，而水
平线缆也尽量采用光缆或5类双绞线，尽量不采用3类双绞线，至少应考虑将来向多媒体
网络过渡的技术可能性。因多媒体智能大厦系统现在或不久的将来就会出现，不然，到
时再重建网络和重新布线将是灾难性的。
　　现在的子系统及结构化综合布线一般分为四种：语音、数据、视频、射频。由于各
种适配器比较昂贵，而且经适配器转换之后的信号质量下降等原因。现在是将传输四种
信号的线缆分别布线。这种状态将随着各子系统的数字化，多媒体技术的发展和通信带
宽的进一步提高而发生质的变化－－单缆传输（三网合一），就是将各种多媒体信息用
同一根线缆进行传输。这当然是非常理想的。前些年有两种方式的单缆传输方案在研究
，一是用有线电视网之射频同轴电缆，二是用计算机网络线缆。由于前几年有线电视在
城市中较为普遍，所以将有线电视的单向传输改造成为双向传输，借用有线电视网实现
单缆传输的呼声较高。但最近几年，计算机网络和多媒体技术得到突飞猛进的发展和普
及。所以，应用计算机网络实现单缆传输的倾向又非常明显。光纤到户和电脑进入平民
百姓家的时间指日可待。所以用计算机网络实现单缆传输的呼声也不低。届时将对结构
化综合布线产生巨大的影响，使综合布线由复杂变简单了。作为智能建筑的智能化水平
或智商将会得到进一步地提高。例如，到那时一个家庭中只要有一部多媒体电脑及相应
的外设，就可以代替普通电话，可视电话，收、录音机，录、放像机，电视机，传真机
，视频会议站点，音像点播，电子购物，电子定票，保安监控，可视对讲，家庭影院等
多种功能。而与外界的连线反而简单了－－单缆，这种情景的到来不会太久了。
参考文献：
朱津津：
“智能大厦调研报告” 《智能建筑》97年第二、三期合刊
陆伟良、宋永江：
“论我国现阶段营造智能大厦的效益、困难和前景”
《智能建筑》97年第一期创刊号

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度尽劫波兄弟在
相逢一笑泯恩仇

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