1.建筑智能化系统工程的内涵
1997 年 10 月中华人民共和国建设部正式发布了我国智能建筑领域的第一个法规性文件———建设部建设[1997]290 号文《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》。 作为我国建设行政主管部门的建设部,在规定中明确界定了建筑智能化系统工程的内涵,即:“指新建或已建成的建筑群中增加通信网络、办公自动化、建筑设备自动化等功能,以及这些系统的集成化管理系统”。
通俗地讲,智能建筑是以建筑为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
2.建筑智能化系统技术发展现状
从建设部发文至今建筑智能化行业经过了二十多年发展。根据欧洲智能建筑集团(EIBG)的分析报告,国际上对于建筑智能化系统技术发展大致划分成三个阶段:1985 年以前为专用单一功能系统技术发展阶段;1986 年-1995 年为多个功能系统技术向多系统集成技术发展阶段;1996 年以后为多系统集成技术向控制网络与信息网络应用系统集成相结合的技术发展阶段。我国智能化建筑的技术发展大多属于处在上述第二阶段技术发展之中。
3.建筑智能化系统的分布及应用
建筑智能化系统应用范围相当的广泛,它涉及到人们生活、工作的方方面面,如小区、别墅智能化系统、办公大楼智能化系统以及工厂、军工等智能化系统等等。根据不同行业特点,其智能化系统的应用侧重也有所不同。典型的如医院、化工、军工、监狱、法院等行业所涉及到的建筑智能化系统其侧重点则有所不同。 例如:医院智能化系统中涉及的婴儿防盗及监护、远程教学及手术示教系统、中心供氧、中心吸引系统等;军工的周界防范、通讯保密;化工的各类气体或危险品的检测报警;监狱的监仓、访客对讲系统与监控系统;法院的庭审监控指挥系统、子母钟系统等。
4.单一系统应用的局限性促使各子系统朝着更加开放、关联的方向发展
建筑智能化各子系统的发展并不十分的均衡。有的子系统的发展(如:计算机网络系统)已相当的普及,其应用已获得许多产品的软、硬件厂商支持,大量不同品牌产品及附件与之相兼容、相配套;而有些子系统的发展还处于各自为政阶段,在单一系统领域得到应用,这些子系统为了各自利益与发展需要,其技术的开发程度相对保守,也没有明确标准或统一的开放协议,因而使其子系统的开放性、兼容性存在应用上的诸多局限性,同类产品不同品牌间无法互换、兼容,更谈不上相互间的通讯或信息交换,从客观上阻碍了该类产品的普及、应用与发展。
一些子系统沿着其保守的各自领域发展而互不兼容或部分兼容是有其深层次的原因,比如,选用适用总线、带宽作为其数据或信息传输载体,一则达到适用性,二则达到降低系统造价的目的,这样的物实发展策略同样也限制了其发展的瓶颈。归根结底其主要根源在于其发展所经历的阶段不同,并且都存在技术上优势、特点与缺陷。而正是因为这样,使同一系统兼容性受到挑战。 而将这样的子系统应用在建筑智能化整个系统中,其弱点与缺陷就暴露无遗了。人们希望现实中的建筑智能化系统发展和应用,其各子系统的应用不单只是一个独立高可靠地、安全地运行着,人们更加期盼所有子系统都能融为一体,实现资源的互补、信息的共享,使其能在不同的传输或通讯介质上融合在一个统一的管理平台上, 其协议间相互兼容、相互的开放、互为补充。 最终实现建筑智能化系统在应用的统一管理平台上控制自如。
我们可以这样比喻:系统的高度兼容,应像照明的灯具,在规定其工作电压、接口类型后,无论哪一品牌的产品均可获得 PNP(即插即用)的应用,而其控制端就像总开关与分开关一样分级可控,其系统的安全性就像漏电保护器一样,遇到入侵危险起到局部保护而不危及整个系统。
因而,建筑智能化系统要走高人们期望的高度兼容性,就必须引导开发商、研发机构、厂商,走出单纯、狭隘竞争和发展阴影,引导其从原来的技术保守壁垒中,转向产品的个性化、品质化、多样化、服务等方面上的竞争。只有这样,人类在共享技术发展的同时,也获得良性竞争所带来的发展机会。我们相信需求才是引领智能化各子系统向高度集成化发展的动力。
5.从单一系统应用走向系统集成是未向建筑智能化发展趋势
5.1 当前集成涉及的范围 当前比较成熟及集成度比较高的集成涉及到设备自动化控制系统(BAS)、安全防范系统(SAS)、火灾自动报警系统(FAS)等。
5.1.1 设备自动化控制系统(BAS):目前许多系统的集成通常是基于楼宇自控系统集成管理平台或者要求与楼宇自控系统统一品牌的IBMS 信息集成管理系统作为系统集成平台。 通过集成软件综合管理楼内的设备自动化控制系统(BAS),火灾自动报警系统(FAS)、安全防范系统(SAS)、电梯系统、高低压配电系统、水电照明系统等的信息,进行统一监测和管理,同时实现必要的联动,实现整个大楼信息和资源共享。
5.1.2 安全防范系统 (SAS)工程的重要性与用户需求的多样性促成该系统具有包括但不限于下述内容:
1)数字化视频监控系统;
2)周界报警系统;
3)门禁系统;
4)巡更管理系统;
5)实现以上各系统的集成与联动,实现统一调度和管理,确保弱电智能化系统的整合;
6)开放 SDK 等协议,预留与其它弱电系统接口,便于未来集成;
5.1.3 消防系统 (FAS)涉及到用户的人身安全 ,因而 ,除了要求其本身具备可靠的预警、报警与自动灭火功能外,人们更希望有更加核心的管理平台来进行统一管理,毕竟消防系统因老化或系统可靠性问题存在误报的问题,因此,与安全防范系统(SAS)集成使人们能通过报警发生地传送过来的图像信息进行现场图像确认, 减少误报的发生。同时,消防系统与公共广播的联动,使其能及时广播通知邻层进行人员疏散。当然还有一些子系统与实现了局部的集成与应用。
5.2 建筑智能化系统集成的基础 建筑智能化系统集成的基础是现有成熟的无线传输技术、有线传输技术的相互结合,使各子系统间应互联互通,可随时进行信息互换与交流。 通过统一管理平台实现对指定系统或关联系统的集中控制。
5.3 建筑智能化系统集成的实现方案及可行性 一般通过以下方式可以实现建筑智能化系统集成的解决方案:
方案一:搭建一个高级别的服务管理控制平台,这一管理控制平台有别于其他子系统的服务器,在各子系统互联互通的前提下,服务器充当各子系统信息搜集、集中,实现管理、控制的目的。 而这一管理控制平台的核心是服务器的软件,服务器的软件充当各信息的协议转换、解释与控制功能。方案二:除了方案一的内容外,搭建一道安全防火墙,在通过安全认证后进入该系统,而系统的控制又可分成多个级别。 每一级别的控制权限也受到一定的限制。应用现代通信技术、网络技术、接口标准化、通讯协议的开放等方式可以实现建筑智能化系统的集成与集中控制。
5.4 高度集成化的可以降低整个系统造价、 系统智能化与人性化是其发展动力 毫无疑问,建筑智能化的高度集成化可以整合各子系统的资源,实现资源共享,降低信息重叠或资源重叠而造成的系统资源的浪费。 这类似对政府职能部门的优化与整合,使人员更少而效率更高;同样,类似于对一个企业的整合,使材料占用资金更少、职能及人员重叠更少、管理集中统一而更加的有效,等等。我们知道,任何行业的发展其基础是材料的研发与应用。新材料、新技术的应用与发展是未来行业发展的潜在需求与动力。建筑智能化的发展同样也离不开这些新型材料的综合应用。 基因技术、生物芯片的普及与应用, 使智能化系统的应用范围再次得到质的飞跃与发展,建筑智能化领域的应用将更加的广泛、智能、人性化。随着移动通讯的不断发展,建筑智能化领域从传统依赖物理布线逐步走向更加开放与便捷的无线移动通信的应用。无线与有线的互补与应用,使你无论身处何处,一切尽在掌握之中。 未来的你坐在飞机上、躺在阳光明媚的沙滩上,无论你身处何处,只要通讯能够有效覆盖的范围内,你只需手持笔机本或手持智能化移动控制装置,你只需手点鼠标、键盘或眼或声发出控制命令,那么无论你身处何处或远在大洋彼岸,你所关注的办公场所、你的居家、你的家人一切尽在掌控之中。 而这些便捷的服务与应用都是基于越来越高科技、越来越集成化的现代化建筑各子系统综合化、集成化的结晶。可以预知,未来的人们生活将更加的舒适与人性化。
5.5 高度集成化带来的安全问题 不可否认, 系统的高度集成给系统入侵带来的可能,从而引发系统的高度危险与私密的外泄等不安全事件的发生。 但任何东西都有两面性,如早期的火药给开山引路带来方便的同时,也给人类带来的战争;但我们可以相信伴随着新材料、新技术的不断发展,就像电的发明与应用,把对人身产生危害的电,通过采用综合的保护技术及配套措施,是可以化危险为安全的。 人类高度文明化是离不开发展过程的阵痛,但人类的发展总是朝着探索→发现→开发→应用→再探索的方向不断迈进。
5.6 安全问题的解决措施 在建筑智能化领域相关技术发展的同时,伴随着生物技术的发展,生物芯片的开发与应用,使其能将人体特有的生物特征,如人的情绪反映通过人体体征捕捉,传输到生物芯片中,以此达到预警及系统保护之功效,可起到防止劫持、反恫吓。 生物芯片技术的不断发展及应用永不止这些,其安全性与更加的人性化与可靠。 在向实用化迈进的同时,可以为建筑智能化安全带来的很好的安全解决措施与方案。使建筑智能化集成系统进入安全保护模式及预警以及实时联动处警的状态。通过综合利用及灵活设计可以达到实用化与量身定制的目的。
5.7 建筑智能化的高度集成化是未来发展趋势 在新世纪智能建筑领域,生物技术、信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、有线与无线技术(无线局域网技术与流动办公技术)、家庭智能化技术、数据卫星通信技术、双向电视传输技术等等,都将会有更加深入广泛地具体发展应用。随着上述各技术深入应用与发展,新材料与新技术的不断探索与创新,使智能化各子系统最终实现更加开放与统一成为了可能。 而阻碍这一趋势的技术、成本、人为因素等问题将迎韧而解,可以预见的将来建筑智能化将朝着更加的高度集成化、人性化的方向发展。设备自动化控制系统(BAS)领域,目前国际楼宇业界认同较先进的开放式系统行业协议标准技术主要有:
美国 Echelon 公司 Lonworks 技术的 LonTalk 协议 LonMark 标准。美国供热、制冷与空调工程师协会(ASHRAE)制定的楼宇自动化控制网络数据通信协议(BACnet)。 BACnet 同时还成为美国国家标准及欧共体标准草案。这两者都是基于国际标准化组织 (ISO) 的 “开放系统互连模型(OSI)”的。 因此两者在开放系统技术上是可以互为依存的。 前者着重现场控制域,后者着眼于信息应用域。 两者技术都还在不断完善发展之中。 我国有关企业正在两者系统平台上开发相关楼宇智能化产品。当然,这只是建筑智能化走向高度集成化过程中的冰山一角。 其实,建筑智能化各子系统也将越来越依赖基于网络技术的信息管理平台(而网络技术也有相当的技术保障与设备支持,它不仅可实现有线通讯与可实现无线传输,不仅可以局域网领域,与可扩展到广域网领域,当然也包括了卫星通讯领域),而这一发展趋势使得各子系统间的互联互通成为了现实。现在要实现的就是让各子系统开放其控制接口技术,让集成的服务器能够收集到不同子系统的有用数据,以实现信息集成管理与控制目的。
21 世纪是信息社会知识经济时代,同时又是生态文明时代。 国际先进生产力水平正在运用已掌握的建筑智能化高新技术、探寻人类生存、生产和生活聚居环境空间的可持续发展模式。“高度集成化与可持续发展技术”是 21 世纪智能建筑技术发展的长远大方向。新兴的环保生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、新材料学等等技术发展,正在渗入渗透到建筑智能化多学科多技术领域中, 这一新技术的发展成为了实现人类聚居环境的可持续发展目标,使人类生活在更加开放与人性化的时代。而这一发展也离不开日益趋向化的建筑智能化的高度集成。




