智能建筑概述

1、智能建筑INTELLIGENT BUILDING,,Chap 1 智能建筑概述,* 世界上第一座智能建筑： 1981年美國Hartford市的City Place Building(都市大廈)首次將各種管理系統(tǒng)綜合*我國的智能建筑： 1990年北京發(fā)展大廈 1997年上海博物館 1998年深圳梅林住宅小區(qū)二期 代表建筑：上海金茂大廈（29萬平米）,1-1

2、 智能建筑的發(fā)展,包括通信、消防報警、安防、綜合布線、衛(wèi)星電視、廣播、停車場管理、計算機網絡、智能卡以及相關的物業(yè)管理系統(tǒng)。,* 天津市：今晚大廈（準智能建筑）,技術背景 計算機技術、網絡通信技術、建筑技術、自動化技術 經濟背景 信息產業(yè)化、經濟市場化、對經濟效率的需求 社會背景 社會產業(yè)調整、勞工的工作條件與環(huán)境、生活水平的提高等,*美國智能建筑學會(AIBI，Ameri

3、can Intelligent Building Institute) “智能建筑”是“通過對建筑物的四個基本要素——結構、系統(tǒng)、服務、管理，以及它們之間的內在聯(lián)系，以最全面的綜合優(yōu)化，提供一個投資合理，又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間?！?1-2 智能建筑的定義,*新加坡的公共設施署智能建筑必須具備三個條件：一是具有保安、消防與環(huán)境控制等先進的自動化控制系統(tǒng)，以及能自動調節(jié)大廈內的溫度、濕度、燈光等參數的各種

4、設施，以創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境；二是具有良好的通信網絡設施，使數據能在層與層之間，或在大廈內進行流通；三是能提供足夠的對外通信設施與能力。,*日本智能建筑研究會智能建筑應提供包括商業(yè)支持功能、通訊支持功能等在內的高度通訊服務，并能通過高度自動化的大樓管理體系保證舒適的環(huán)境和安全，以提高工作效率，具有高度綜合管理的功能。,*我國專家推薦的定義以建筑為平臺，兼顧建筑設備、辦公自動化通信網絡系統(tǒng)，集結構、系統(tǒng)、服務、管理以及它們之間的最優(yōu)

5、化組合，向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境。,智能建筑設計標準 GB/T504314-2000智能建筑工程質量驗收標準GB50339-2003,,1-3 智能建筑的功能與組成,,樓宇自動化BA：Building Automation 通信自動化CA ：Communication Automation辦公自動化OA：Office Automation綜合布線SCS：Structure Cabling System系統(tǒng)

6、集成SI：System Integration（一般建筑都是3A—CA BA OA, A越多其實系統(tǒng)集成越差）,一點個人觀點---智能控制理論中的遺傳算法（類似于優(yōu)勝劣汰，一層層淘汰演算），進化的智能結構 人：眉毛對稱分布與眼部上方、鼻子大頭超下 建筑：功能與美的協(xié)調，建筑設計的進化,,,FieldBus:現場總線 （用于工業(yè)控制的機器計網絡）,,1-3-1樓宇自動化系統(tǒng)BA,集散型控制系統(tǒng)：分

7、散控制、集中監(jiān)視與管理的計算機控制系統(tǒng),補充：建筑結構安全子系統(tǒng),梁柱結構材料的疲勞程度監(jiān)測： 內嵌壓電陶瓷 （梁柱形變---應力變化---電信號變化---預警） （梁柱變形，使壓電陶瓷也變形，引起電阻的變化，通過電阻的變化量來測量起變形程度）,1-3-2 通信自動化系統(tǒng)CA,建筑物內部之間、內部與外部之間通過電話網、計算機互聯(lián)網等方式實現的語音、數據、圖象等的信息傳輸，包括： 公

8、共顯示系統(tǒng) 電話：虛擬電話網（例如：學校內部電話）、傳真 公共廣播系統(tǒng) 移動通信 電視系統(tǒng)：有線CATV、衛(wèi)星電視 遠程會議 電子郵件 ……,應用計算機技術、通信技術、多媒體技術和行為科學等先進的技術，使人們的部分辦公業(yè)務可借助于各種辦公設備，并由這些辦公與辦公人員構成服務于某種辦公目的的人機信息系統(tǒng)，涉及到：辦公事務處理和

9、物業(yè)管理等子系統(tǒng)。,1-3-3 辦公自動化系統(tǒng)OA,1-3-4 綜合布線先系統(tǒng)SCS,綜合布線系統(tǒng)是建筑物內部或建筑群內部之間的信息傳輸網絡，能使內部語音、數據通信設備、信息交換設備、物業(yè)管理及建筑物自動化管理設備等系統(tǒng)之間彼此相聯(lián)，也能使建筑物內的通信網絡和控制網絡與外部網絡互聯(lián)。,注1：在我國，消防系統(tǒng)通常要求單獨布線注2：強電系統(tǒng)不屬于綜合布線范疇,1-3-5 系統(tǒng)集成SI,將智能建筑內不同功能的子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功能上連

10、接在一起，以實現信息綜合、資源共享，提高工作效率，并獲得安全、舒適、便利的工作環(huán)境。例如： * 消防報警后的應急照明以及電梯控制等的聯(lián)動 * 智能家居系統(tǒng)中家用電器的電話遙控 ……,,Simulation for HVAC control system in intelligent building,系統(tǒng)集成控制在空調系統(tǒng)中的應用舉例,,設計原則:以人為本,誰是“人”？ *建筑管理者（服務）

11、 為管理者實現以最小的代價提供最有效的資源管理（節(jié)能降耗、降低人工成本） *建筑使用者 為用戶提供舒適、便捷、安全、健康的環(huán)境,1-4 智能建筑的設計特點,圍繞智能建筑的特點進行設計：,開放：可擴展、設備兼容性…… 靈活：適于不同功能需要、大開間結構…… 高效：便于建筑的維護、管理和使用…… 舒適：環(huán)境…… 安全：防火、防盜、防侵入、防震、防雷……,1-4-1 建施（建筑施工圖）,空間上有高度適應

12、性、靈活性、寬敞性 良好的視覺環(huán)境（建筑造型、色彩、室內裝飾等） 舒適的非視覺環(huán)境（聲音、溫度、濕度及心理適應環(huán)境等） 足夠的配線間和強弱電豎井、設備間和管道敷設空間 消防、保安、樓控、物業(yè)中心及其分布子系統(tǒng) 吊頂及架空地板 ……,1-4-2 結施（結構施工圖）,梁、柱、墻等的設計要考慮到建筑環(huán)境的舒適性、結構的通融性和空間的開放性 結構自動監(jiān)測報警系統(tǒng)、自動抗震系統(tǒng)等新技術使建筑物在結構上更加安全、可靠、經濟 綠色

13、建筑材料的使用 ……,1-4-3 水施（給排水施工圖）,可靠的供水保障（冷、熱） 配合消防系統(tǒng)，提供可靠的消防供水（消防栓、自動噴淋） 節(jié)水型、便利型的設備 ……,1-4-4 暖施（暖通空調施工圖）,智能建筑內電氣設備密度大，發(fā)熱相對較多 良好的環(huán)境空氣質量（溫濕度、清新度、風速） 集中式變風量VAV空調系統(tǒng) 蓄冰空調（在用電低峰制冷結冰，在高峰用冰來降溫）我國建筑舒適溫度：18-28攝氏度空調每降低1攝氏度，

14、能耗增加10%，所以一般設為27攝氏度。一般空調系統(tǒng)只能是反饋是調節(jié)，智能建筑則可達到前饋（通過預測，提前作準備），既滿足人的需要，又能節(jié)能。潛熱：人自身的熱量; 顯熱：環(huán)境中電器發(fā)出的熱量。,1-4-5 電施（電氣施工圖）強電部分,符合生理和心理需要的照明設計（>300lx，無眩光，局部照明與總體照明相配合）以及應急照明 安全、可靠的供電系統(tǒng)（短路過載保護、漏電保護，雙電源或自備發(fā)電機） 供電容量的特殊性（智能建筑

15、內電氣設備密度大） 電氣插座的布置 電磁兼容性問題 高水準的防雷和接地設計（接地電阻小于1歐姆、地基鋼筋網焊接而成的自然接地體、整個建筑鋼筋焊接相連成等位體結構） 380V/220V eg.插座中的電線，他不包括在綜合布線中,,1-4-5 電施（電氣施工圖）弱電部分,綜合布線（控制網絡、消防線路、互聯(lián)網絡、電話網絡、電視網絡、安防電視監(jiān)控網絡） 信息點的分布 電磁兼容性問題（屏蔽纜/非屏蔽纜、布線橋架）：電信號間的相互干

16、擾，如電話與計算機間。 機房和設備中心的設計屏蔽電纜兼容性好，安全保密性好，價格高，維護要求高，一旦損壞還不如非屏蔽纜好。 ……,雷擊破壞形式及預防,1.直擊雷 一般設避雷針：1-3米長，頂端磨成尖，形成尖端放電，有一定的保護范圍。（天津20米以上都要有避雷設置。）設置時要注意一定的美感。2.感應雷擊 城市一般建筑收集方式，尤其是平頂建筑?？赏ㄟ^架設避雷網來防。（一般是欄桿方式，面積大的用鍍鋅扁鋼連接。一

17、級防雷建筑避雷網格尺寸不大于6米*6米）。有的是避雷帶形式。（德國普遍使用地基鋼筋網防雷）3.球形閃 隨氣流運動。不易防，只能是緊閉門戶。目前仍待研究。平原地區(qū)不易發(fā)生。,第二章 智能化大樓的建筑特點,1、選址：周圍的基礎設施必須齊全 , 都市功能必須完備 （水、暖、電、通信、交通等）2、層高(4~4.5米) 得房率低： 各類設備的安裝和管線的布置需要架空地板或吊頂

18、 舒適的環(huán)境需要有較大的凈高指標 樓面面積（平米） 1500 最小凈高（米） 2.5 2.8 3.0 3.53、初投資（+10~15%）4、最大賣點：提高智能建筑用戶的工作效率 提顯其企業(yè)形象 CL(Corporate Identity),2-1 智能建筑的

19、預案,2-2 智能化大樓的建筑平面布置,2.2.1 導人空間 (Promotional Space): 來訪者最初進入的空間 , 室內設計要充分體現企業(yè)形象，并為來訪者提供必要的“向導信息”，并在接待臺對面設置適當的長沙發(fā)椅。,2.2.2 通行和短暫停留空間 (Transit Space): 走廊、會客室、會議室都屬于短暫停留的空間。 走廊除了作為通路的功能外，還具有非正式交流場合的功能，因此它的照

20、明一般采用點狀照明、線狀間接照明或天然采光等方式?？蛇m當設置藝術壁、地毯、吸音壁、觀賞植物、信息屏等。 會客室：除沙發(fā)和茶幾外，還可適當設置工藝品、觀賞植物、信息屏等。 會議室：遠程會議室、多媒體會議室。,2.2.3 一般業(yè)務空間 (General Space): 一般業(yè)務空間是辦公樓的心臟部分，它是個人能力發(fā)揮、個人與團體協(xié)調關系以及裝置信息處理設備的環(huán)境，室內設計要重視生產性、效率性和舒適性。 一般

21、業(yè)務空間的平面布置有八種形式 :(1) 單體形 (Cellular Type), 即單間個人辦公室。 一般用于律師事務所、高等院校教師辦公室等知識密集型業(yè)務種類。其優(yōu)點是能保證個人的思考 , 明確個人的責任 , 防止其他人員的視線和噪聲的干擾 , 使用者可按個人習慣和愛好將辦公室布置成居住空間 化。其缺點是從單位或企業(yè)的整體來看缺乏員工之間的交流 , 同時辦公自動化設備的引入 也有一些麻煩。,(2) 走廊形 (Corr

22、idor Type) 是 " 單體形 " 的發(fā)展。將輔助性的或業(yè)務內容相近的小單間辦公室 ( 如秘書室 ) 連通 , 使輔助業(yè)務人員的交流更便利 , 從而提高了業(yè)務處理流程 的效率。(3) 池塘形 (Pool Type ) 將熟練工作用的個人辦公室配置在周邊區(qū) , 而在內區(qū)則將從事單純性工作的職員 ( 例如 , 打字員或電腦操作員等 ) 的辦公桌布置成池塘狀。這樣 , 能把復雜作業(yè)和

23、單純作業(yè)分開 , 根據各自的工作性質提高業(yè)務效率。但也可能造成職員之間 的等級觀念。,(4) 流水線形 (Bullpen Type) 為了提高大量事務處理的效率 , 采用流水作業(yè)方式 , 將辦公桌布置成流水線形式 。(5) 開放形 (Open Type ) 在大開間無隔斷的結構形式，用文件柜按幾何形狀布置成一個個空間 , 辦公桌之間無圍擋。這樣布置便于企業(yè)的改組。 (6) 景觀形 (Office Landscap

24、e Type) 根據人流和信息流程來決定開放形辦公室的布置, 用家具和大量的鑒賞植物來遮蔽視線 。,(7)組合形 (Combi Type) 在周邊區(qū)設個人用辦公室, 但采用透明玻璃隔墻。內區(qū)則 布置成開放形的交流場所。個人辦公室的使用者是在無噪聲的開放環(huán)境中思考 , 而會議和 討論、共有文件檔案的檢索等卻可以走出個人辦公室進行 , 這樣可以轉換環(huán)境 , 減輕工作人員的壓力。但因為只在周邊區(qū)布置個人辦公室 , 內區(qū)完全用作

25、公共場所 , 在面積使用上 不一定經濟。 (8) 單元形 (Unit Type ) 在辦公空間中營造一個個帶有家居氣氛的小單元 , 成為確保發(fā)揮個人創(chuàng)造性的業(yè)務空間。但由于裝修很復雜 , 要在辦 公樓建設階段即與建筑、結構很好地協(xié)調 , 裝修成本也很高。,2.2.4 決策空間 (Decision Space) 在經營性企業(yè)中，要將一般業(yè)務空間收集、處理、傳遞和保管的信息 , 進行分析、綜合、規(guī)劃和預測，

26、對整個企業(yè)的信息網絡進行管理，就 需要有充分發(fā)揮企業(yè)能力的決策空間 , 即企業(yè)最高管理層的辦公室。其房間的面積、照度、家具和設備等都與一般業(yè)務空間不同。,2.2.5 余暇空間 (Resort Space): 健身房、休息室、咖啡廳 巨幅森林壁畫裝飾、輕松的背景音樂、森林浴空調、coffee break ……,2.2.6 裝置空間 (Installation Space) 作為智能化大樓的核心，裝置空間是

27、發(fā)揮智能化大樓功能的極重要的空間。傳統(tǒng)建筑中設在核心部位的盥洗室、開水間現在逐漸改在 周邊區(qū) , 給使用者提供遠眺休息的機會。 電訊小室 (Telecommunications Closets) 局地設備室 (Local Equipment Rooms): 每樓層設一間設備室，以便將一部分共享設備 ( 例如打印機、繪圖儀、服務器等 ) 集中 , 以利安全和管理。 計算機房 (Comput

28、er Suites) 配線室 (Frame Rooms),2.2.7 其它 安防中心、物業(yè)中心、衛(wèi)生間、樓梯間、電梯間等,小結：智能化大樓的平面面積分配(1) 距窗 6m 以內的區(qū)域是周邊區(qū)。它很適合于用作細胞形或開放形的一般業(yè)務空間或決策空間。(2) 距窗 6~12m 的區(qū)域是中間區(qū)?？梢杂米鏖_放形的一般業(yè)務空間、通行和短暫停留空間。(3) 距窗超過 12m 的區(qū)域為內區(qū) , 除了作為會議

29、室外不適于作其它辦公用空間 , 通常作為裝置空間或通行空間。 (4) 核心區(qū) : 不一定位于幾何意義上的中心部位。這里所指的 " 核心 " 是表示維系建 筑物正常功能的核心。通常用作電梯間、樓梯間和公共服務設施的裝置空間。,2-3 智能建筑的環(huán)境特點,2.3.1 聲環(huán)境（安靜、私密） 建筑外部：車輛噪聲等 隔聲墻體 建筑內部

30、：空調風機、電話、交談等 隔聲擋板、吸音頂棚和墻面材料、背景音樂,2.3.2 空氣環(huán)境 四大指標：溫度、濕度、清新度、風速 送風、回風、排風、新風 智能建筑內電氣設備密度大，顯熱相對大；人員少，潛熱相對小。一般使用效率較高的集中式變風量VAV空調。,2.3.3 視環(huán)境 建筑外部：陽光 自然光引入、遮光板遮陽 建筑內部：照明