第九章智能建筑

第九章智能建筑

一.智能建筑概述 （一）何谓智能建筑？由于智能建筑具有高效、节能、舒适等突出优点，在欧、美、日及世界各地迅速发展，引起普遍重视。智能建筑的含义是随着科学技术的进步而不断完善的，它之所以至今在国内外尚无统一的定义，其重要原因之一是当今科学技术正处于高速发展阶段，其中很多高科技成果应用于智能建筑，它的内容与形式都在不断变化。

美国智能建筑学会（AIBI）定义“智能建筑”是：将结构、系统、服务和管理等四项基本要求，以及它们之间的内在关系，进行优化组合，来提供一个投资合理、高效、节能、舒适、便利的建筑物。这个定义比较概括而且有些抽象。 日本智能建筑研究会认为，“智能建筑”是指具备现代化信息与通讯设备，并采用楼宇自动化技术，具有高度综合管理功能的建筑物。新加坡规定“智能建筑”必须具备三个条件：一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动控制系统，自动调节大楼内温度、湿度、灯光等参数的功能；二是具有良好的通讯网络和通讯设施，使各种数据能在大楼内进行运输和交换；三是能为客户提供足够的通讯设备与良好服务。 

中国国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）中的定义如下：“智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。”中国国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）中的定义如下：“智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。”

（二）智能建筑的特征 智能建筑——具有管理自动化、办公自动化和信息通讯系统。在一般的楼宇中，是根据用户的要求单独提供上述服务的。而智能建筑的服务可以综合为几个子系统。个别服务取决于大楼工程设计和结构，并预期平衡后组成一个子系统。而且，应该综合这些子系统的共享部分，以便它们能作为整个系统的部分互补。这样，就能有效地构成一个综合系统来满足大楼的各种复杂要求。

智能建筑特征：a.网络化 b.智能化 c.人性化 d.个性化。

（三）新兴的智能建筑类型 1.机关、企业单位办公用建筑的智能化：受国家信息化数字城市发展的影响，机关企业单位老办公楼改造和新建办公楼均对信息化、智能化提出了较高的要求。　　其次，部分行业迅速发展，比如银行、保险、金融、电信等。由于这些行业自身的特点，对智能化、信息化要求更强烈。

2.数字化图书馆：由于科教兴国战略已被国家确定为基本国策，图书馆信息化、数字化已成为新的市场。国家已初步建立了“中国图书馆信息网络”(CLINET)地市级以上图书馆基本人网，并与Internet网互联实现信息资源共享和电子文献传输，并提出要实现数字图书馆的整体解决方案。2.数字化图书馆：由于科教兴国战略已被国家确定为基本国策，图书馆信息化、数字化已成为新的市场。国家已初步建立了“中国图书馆信息网络”(CLINET)地市级以上图书馆基本人网，并与Internet网互联实现信息资源共享和电子文献传输，并提出要实现数字图书馆的整体解决方案。 3.医院智能化、数字化：国家在九五期间对医院改造投资很大，重点是： *医疗设备更新 *医疗网络化的信息系统建设 *医疗环境改善　　目前大型医院为适应数字化城市的需求，在新建和改造的医院大楼均提出数字化的要求。

4.数字化校园：最早学校一般是建设单一的校园网建设和计算机多媒体教室，后来发展到一卡通的建设，包括消费(校内餐厅、购物、上机、交学费)，证件(代替学生证、教务管理、借书证、医疗证……)，门禁等。相当数量的高等学校启动数字化工程，例如结合数字化的建设，北京工业大学正在实施数字化工程，不少中小学也提出实现智能化管理。4.数字化校园：最早学校一般是建设单一的校园网建设和计算机多媒体教室，后来发展到一卡通的建设，包括消费(校内餐厅、购物、上机、交学费)，证件(代替学生证、教务管理、借书证、医疗证……)，门禁等。相当数量的高等学校启动数字化工程，例如结合数字化的建设，北京工业大学正在实施数字化工程，不少中小学也提出实现智能化管理。 5.数字化博物馆、会展中心：1997年上海博物馆智能化系统通过了建设部科技委的评审，之后又完善了网络系统，信息应用系统形成了一个完整的智能化系统，在国内产生很大影响，此后各地相继建成和再建了一批博物馆和会展中心，如河南博物馆，广州博物馆、厦门国际会展中心、湖南长沙国际会展中心、北京首都博物馆等，目前正在建设的国家博物馆、北京新国际会展中心、天津开发区国际会展中心对智能化数字化提出了更高的要求。

6.数字化体育场馆：由于我国申办第28届奥运会，一批国际水平的体育场兴起，大都采用了先进的智能化管理。6.数字化体育场馆：由于我国申办第28届奥运会，一批国际水平的体育场兴起，大都采用了先进的智能化管理。 7.智能化小区及数字化社区：由于居民住宅发展迅速，居民对居住条件有了更高的要求，近年来智能大楼的概念引人了居住小区，智能化居住小区发展非常迅速，目前在大城市几乎所有的新建的居住小区都对智能化提出了需求，随着数字城市的发展已经出现了一批数字化社区，今后随着住宅建设的发展，对智能化、数字化的需求愈来愈高。

（四）智能建筑的功能构成　现阶段智能建筑通常由三部分组成：楼宇自动化系统BAS（Building Automation System）、通信自动化系统CAS（Communication Automation System）和办公自动化OAS（Office Automation System），通常成为3A，它们是智能化建筑中最基本的，而且必须具备的基本功能。

1.楼宇自动化系统BAS的功能组成 楼宇自动化系统BAS主要是对智能建筑中所有机电装置和能源设备实现高度自动化和智能化的集中管理，它通过计算机对各子系统进行监测、控制、记录，实现分散节能控制集中科学管理，为用户提供良好的工作环境，也为管理者提供更方便的管理手段。 a.建筑设备运行管理的监控系统：暖通空调监控系统；给排水监控系统；供配电与照明监控系统；火灾报警与消防联动控制系统；电梯运行管制系统。 b.公共安全技术防范系统：电视监控系统；防盗报警系统；出入口控制及门禁系统；安保人员巡查系统；汽车库综合管理系统；各类重要仓库防范设施；安全广播信息系统。 

2.通信自动化系统CAS的功能组成 通信自动化系统是为了保证建筑物内语言、数据、图像传输的基础，同时与外部通信网（如电话公网、数据网、计算机网、卫星以及广电网）相连，与世界各地互通信息。 a.程控数字用户交换机——由电信系统方面发展而来 b.有线电视网（CATV）——由广电系统方面发展而来

3.办公自动化系统OAS的功能组成 办公自动化是多层次的技术、设备和系统的综合。一个完整的办公自动化系统应包括信息的生成与输入、信息的加工与处理、信息的存储与检索、信息的复制、信息的传输与交流以及信息安全管理等功能。三种模式： a.事务处理型办公系统 b.管理型办公系统 c.决策型办公系统

二.国内外智能建筑的发展状况 （一）国外智能化建筑——兴起于80年代 1.在智能建筑的发展过程中，美国一直处于世界领先水平。近年来，在美国新建和改建的办公楼中，有近80%为智能建筑，已超过一万栋，如IBM公司总部大厦、五角大楼等。 1984年，美国联合科技集团的UTBS公司对City Place金融大厦进行改造，定名为“都市办公大楼”（City Place Building），这就是公认的世界上第一幢“智能大厦”。

2.日本在1985年开始建设智能建筑，新建的大厦中有近70%为智能型的。2.日本在1985年开始建设智能建筑，新建的大厦中有近70%为智能型的。日本政府制定了四个层次的发展规划，即智能城市、智能建筑、智能家居和智能设备，同时大企业对智能化大楼的建设十分热情。近十年来建成了野村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、NEC总公司大楼、ARK森大楼、本田青山大楼。1995年底日本还成立了国家智能建筑专业委员会。 3.亚太地区智能建筑则主要集中在汉城、香港等中心城市；新加坡政府投入巨资，规划将新加坡建成“智能城市花园” 。

（二）我国智能化建筑——始于1990年 中国的第一座智能大厦被认为是北京的发展大厦。此后，相继建成了一批准智能大厦如深圳的地王大厦、北京西客站、上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦等，上海证券大厦其智能建筑的全部弱电工程由美国一家工程公司承包。国内外有关专家普遍认为：21世纪新建的智能建筑一半在中国，最大的智能建筑市场在中国。

北京发展大厦 深圳地王大厦

上海环球金融中心 上海金茂大厦

（三）智能建筑在我国的发展呈以下趋势： 1.我国政府高度重视，在科研、资金和政策方面积极地进行支持和引导，使智能建筑朝着工厂化和规范化方向发展。 2.采用高新技术，向系统集成化、综合化管理及智能小区方向发展。 3.据统计，智能建筑中智能系统投资的回收期为3年左右，远高于建筑的其他部分，我国有关部门正积极投入力量，开发相关的软硬件产品，使智能建筑使用便利，成本降低，其技术和产品已成为一个迅速成长的新兴产业。 4.由于用户对智能建筑功能要求有很大差异，智能建筑的设计也要分门别类，为了有针对性地设计出符合用户要求的多功能智能建筑，其功能正朝着多元化方向发展。

三.现阶段智能建筑的政策和标准 我国政府对智能建筑的发展十分重视，并给予积极支持，采取了相应的部署。 1. 1995年，中国工程建设标准化协会发布了《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》 2. 1995年7月，上海华东建筑设计研究院率先推出上海地区的“智能建筑设计标准”（DBJ-47-95）。 3. 1997年10月建设部发布了《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》。该文件是一个历史纲领性文件，对建筑智能化系统工程走向有序化指定了方向。

4. 2000年，建设部制定了中国国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）。 5. 2001年，建设部推出《智能建筑设计导则》

四.智能建筑的特点及设计要求 （一）智能建筑在使用方面必须具有的特点　 1.舒适性 2.高效性 3.适应性 4.安全可靠性

（二）智能建筑在设计时应满足的要求　 1.智能建筑的建筑环境要遵循都市化、生活化和媒体空间化三个原则。都市化就是建筑物中都市的功能较完善；生活化是指室内设计应体现家庭气氛，使工作人员有亲密感，以利于提高工作效率；媒体空间化是指室内设计应体现企业形象，具有宣传作用。 2.室内设计要体现舒适性，还应考虑设备配置、色彩、空气流通、自然采光、盆景、绘画等，满足良好空调环境和视觉环境的要求，同时控制噪音在指标内，并设防静电防尘地毯。

3.智能建筑由于大量使用计算机、网络通讯设备及其他自动化设施，因而对供电、配电、空调、照明、防火、楼层负重提出一系列不同于常规建筑的新要求，影响了建筑物的整体格局、平面设计、结构强度、墙体选材及管道走向。 4.在结构方面，智能建筑由于采用了结构自动监控报警系统、自动化抗震系统等新技术，因而结构上可以更加安全、可靠、经济。

五.对我国发展智能化建筑的几点认识和建议 （一）智能化建筑发展中存在的问题 • 从1990年开始，办公型智能化建筑的热潮一直持续到现在，而且涉及范围越来越广，并在这股热潮中都争创世界一流水平。  • 已建智能化建筑中的OA、CA和BA等系统的全套设备，绝大部分均从国外引进。 • 已建智能化建筑中各子系统和通信网络协议多数不是开放式，因而集成化水平较低。 

已建智能化建筑中很多子系统功能均未得到充分发挥，有些甚至未达到设计要求或不能长时间有效运行。已建智能化建筑中很多子系统功能均未得到充分发挥，有些甚至未达到设计要求或不能长时间有效运行。  • 智能化建筑的行业意识较差，直到1997年，一些学会组织和热心单位才开展有关智能化建筑的学术活动，现都处于初级阶段，甚至侧重于商业行为。  • 行业管理体制各自为政及地方保护主义，不利于发挥智能化建筑的总体优势。

国家或金融部门未对智能化建筑行业的发展起促进或导向作用。而日本开发银行、北海道东北开发公司等对符合智能化建筑建设条件的项目，经审查确认后均予贷款支持。国家或金融部门未对智能化建筑行业的发展起促进或导向作用。而日本开发银行、北海道东北开发公司等对符合智能化建筑建设条件的项目，经审查确认后均予贷款支持。 • 国家研究部门应重视对智能化建筑重大课题的开发研究工作。 • 综合性物业管理行业跟不上，使已建智能化建筑得不到有效使用、及时保养和维护。

（二）对发展我国智能化建筑的几点建议 1.国家主管部门应会同有关业务部门制定有关发展办公型智能化建筑的技术经济政策。  2.配合智能化建筑的市场需求，开展办公型智能化建筑的等级划分及其基本内容的制定工作。

3.以建筑业为主体，联合电信、电子、机械、自动化、环保、消防、防盗、保安等部门，积极开展适用于我国办公型智能化建筑的建筑、装备、服务、经营管理等方案设计、设备供应、系统集成、物业管理等开发研究工作。3.以建筑业为主体，联合电信、电子、机械、自动化、环保、消防、防盗、保安等部门，积极开展适用于我国办公型智能化建筑的建筑、装备、服务、经营管理等方案设计、设备供应、系统集成、物业管理等开发研究工作。 4.有关行政管理或金融主管部门，应抓住智能化建筑这一21世纪大有发展前景的新型产业，在政策及资金上予以支持。

六.智能建筑工程实例 比尔-盖茨五千万美元豪华住宅大揭秘比尔·盖茨的“未来之屋”可谓是世界上最为先进也最为神秘的住宅。“‘未来之屋’其实是一个带有展览性质的地方，每隔一段时间，里面的技术就会更新一次。在那里你能够看到人类最尖端的科技会以怎样的方式改变我们的生活。未来之屋”在外观上显得极为简单，跟好莱坞大片里描述的那种“未来模式”有很大的区别。在“未来之屋”里根本看不到技术的存在，但是在你需要的时候，这些技术就会一下子冒出来。“盖茨的‘未来之屋’没有透明的玻璃墙壁，没有强烈的金属质感，屋子里看起来就像一个朴素的美国小家庭。” 但是，“未来之屋”里的一面“魔镜”却让人深为着迷。“你对着镜子招招手，它就会告诉你今天天气怎么样，你穿什么样的衣服比较合适。如果你拿着一件衣服，镜子会告诉你这件衣服哪一天你已经穿过，还会给出一些时下最流行的搭配方案。如果联网的话，镜子会告诉你今天穿这件衣服会不会跟朋友撞衫。“魔镜”最巧妙的地方，就是将先进的技术与日常的生活非常人性化地结合起来。

基本资料： • 估计总值：53,392,200美元 • 地皮价值：9,122,200美元 • 水域：大约500英尺 • 房间：7个睡房，24个浴室，6个厨房，6个火炉 • 地面：这5英亩地种满了原生桤树，枫树和道格拉斯冷杉，并且尽量保持其自然外观。大部分的人行道都铺满石板，水泥外墙用沙岩和花岗岩镶嵌。 • 主人家居部分：盖茨家人所住的11,500平方英尺的内宅居然非常简朴，具有四个卧室和一个保姆房，还连着一个四车车库。最下层包括一个电子乐队练习房及设备比大多数健身俱乐部先进得多的健身中心。 • 客房部：位于这栋豪宅的南边，包括主入口(包括巨型楼梯)，剧院，图书馆，主饭厅，会客厅和会议中心。客房却只有两间。

建筑特点 • 框架：主要是木架构，使用了大约50万块板材。 • 地基：由于山边是地震区，所以地基下铺了水泥墩并且使用了多层钢钩和加固措施。厚实的加固墙所带来的排水问题通过埋在地下的排水管统一排放到河口中去。 • 电器：几公里长的通讯电缆(大部分是光纤)连接了屋里屋外的多个使用Windows NT操作系统的服务器。每间房都使用触摸感应器控制照明，音乐和室温。访客都要佩带电子探针，方便电脑知道他们是谁和身处何处。灯光和其他设定都是自动调整的。

1.泳池大楼 • 大小：3,900平方英尺 • 这个17x60英尺的游泳池具有水下音乐系统，池底绘有动物化石图案。泳客不但可以在玻璃屋顶下畅泳，还可以游到室外。旁边的更衣室有四个喷头和两间浴室。

2.健身设施 • 大小：2,500平方英尺 • 包括桑拿，蒸汽浴室，男女更衣室和一间屋顶高20英尺的蹦床间。

3.图书馆 • 大小：2,100平方英尺 • 这个装饰华丽的图书馆的拱顶阅读室开有透光口，内有火炉和两个隐蔽的旋转书架，其中一个还带个小酒吧。这里存放着盖茨花了3080万美元买回来的达-芬奇的16世纪手稿Codex Leicester。

4.气派的楼梯 • 大小：92英尺长，63英尺高 • 塔状的道格拉斯冷杉横梁支持着不锈钢屋顶，周围环绕的是玻璃，混凝土和石墙。这间房子的大部分都依靠在山边，面湖的窗口可以一览西雅图以西的风光。由入口到底层共要走84级，怕会转得晕头转向的人也可以坐电梯。

5.家庭影院 • 大小：1,500英尺 • 这个拥有20个座位，富有艺术气派的影院配备了豪华绒椅，躺椅，爆米花机。显示屏可以播放高清晰电视。

6.主饭厅 • 大小：1,000平方英尺 • 可以在火炉边同时宴请24位客人，一边欣赏三楼的无边景色。旁边是一个39x23英尺的高级厨房。

7.办公室(后部) • 大小：1,900平方英尺 • 会客大厅上边是供会议，办公的房间，还有一间房是电脑房。

8.会客厅 • 大小：2,300平方英尺 • 部分埋于地下的会客大厅可以容纳150人晚餐，或者举行200人的鸡尾酒派对。一边墙是个6英尺宽的石灰石火炉，另一边则是由24块40英寸屏背投电视组成的22英尺宽的电视墙。旁边是另外一个专门为此会客厅服务的高档厨房

9.多用途房间 • 大小：90平方英尺 • 这间房原来的设计是个画廊，现在则是个具有视频投影仪的多用途房间。这间房几乎整个位于地底下，上边是个平台。房间通过一个很大的光井采光，走廊连接到主人家和客房部。

10.客房 • 大小：1,900平方英尺 • 一个睡房，一个浴室，一个火炉 • 几乎完全隐没在地下的这个高科技地洞是这栋豪宅最先兴建的部分(1992年完工)。盖茨经常到这间房避世，《未来之路》这本书大部分都是在这里完成的。

11.地下车库 • 大小：6,300平方英尺 • 这个山洞般的建筑是所有三个车库里最大和最隐蔽的，完全由水泥和不锈钢建成，可以轻易停泊10辆以上汽车。

12.门房 • 大小：3,000平方英尺 • 包括警卫办公室，邮件室，花房和车库。进入这座建筑物的低层入口就在这里。

13.船屋 • 大小：530平方英尺 • 这个富有乡村风味的木屋屋顶下是一条可容一条小飞艇通过的出水口，旁边是一个水力按摩池。

14.业余运动楼 • 大小：900平方英尺 • 旁边连接有多种运动场地，高尔夫球场和两个赛艇船坞。

第九章 智能建筑