智能建筑系统集成设计概述

智能建筑系统集成设计概述

1 引言

自1984 年美国建成第一座智能建筑以来，智能建筑以一种崭新的面貌和技术, 迅速在世界各地展开。智能建筑以建筑为平台，兼备通信、办公、建筑设备自动化，集系统机构、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。智能建筑为了实现高度智能化，在建筑工程中配备了完备的建筑智能化子系统，而各子系统集成程度决定了智能建筑的智能化程度，所以智能建筑系统集成设计是智能建筑能否实现智能化的关键。

2 智能建筑系统组成

智能建筑基本由以下三个系统组成

2.1 楼宇自动化系统：楼宇自动化系统(BAS,Building Automation System)，是采用现代传感技术、计算机、通信和自动控制技术，对建筑物中的机电设备进行自动化监控管理的中央监控系统。主要包括：电力监控系统、照明监控系统、环境(空调与冷热源、给排水)监控系统、交通运输(电梯、停车场管理)监控系统等，广义的楼宇自动化系统BAS还包含安防自动化系统(SAS,Security

Automation System )和消防自动化系统(FAS,Fire-fighting Automation System)。

2.2 办公自动化系统：办公自动化系统(OAS,Office Automation System)，就是利用计算机技术、通信技术、系统科学、行为科学等先进技术，不断使人们的部分办公业务借助于办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。主要包括：信息管理系统(MIS ,Management Information System)、电子商务EC(Electronic Commerce)、决策支持系统DSS (Decision Support System)与数据信息处理系统等。

2.3 通信自动化系统：通信自动化系统(CAS,Communication Automation System)，是智能建筑的“中枢神经”系统，它同时与外部通信网相联，具备对来自智能建筑内外的各种信息的收集、处理、存储显示、检索和提供决策支持的能力，以满足智能建筑办公自动化、建筑内外通信的需要，提供最有效的服务。主要包括：电话/传真系统、有线电视系统、卫星通信系统、电视会议系统、光缆传输系统等。

3 智能建筑系统集成

3.1 系统集成的定义

所谓系统集成，就是通过综合布线系统及计算机网络技术，把构成智能建筑的各个主要子系统从各个分离的设备、功能和信息等有机的集中于一个统一的、相互关联的和协调的环境之中，运行于同一个操作平台之下，使资源达到充分的共享，高效率的完成规定的任务。集成后的系统是各子系统的有机组合，实现1十1>2的效果，并且系统运行机制与结构、系统服务与管理等方面，都将产生质的提高与飞跃。

集成后系统的特征表现在：

3.1.1 对软件、硬件和多元化信息的流动，实行统一的控制和管理。

3.1.2 形式上是一个完整的综合系统。

3.1.3 功能齐全、完备，在各个子系统原有功能的基础上派生出许多新的功能。

3.1.4 用户界面统一化，操作简单、方便、友好。

3.2 系统集成的目的：

系统集成的目的是对建筑内所有建筑设备采用现代化技术进行全面有效的监控和管理，确保建筑内所有设备处于高效节能运行状态，提供一个安全、舒适、快捷的工作环境，具体有以下几个目标：

3.2.1 集中管理：将各子系统的信息统一储存、显示和管理在同一平台上，对各子系统进行集中统一的监视和管理。

3.2.2 分散控制：各子系统进行分散控制，保持相对独立性，以分离故障、分散风险、便于管理。

3.2.3 系统联动：以各集成子系统的状态参数为基础，实现各子系统之间的相关联动。

3.2.4 优化运行：在各子系统的良好运行基础上，提供设备节能控制、节假日设定等功能

3.3 系统集成模式

根据建筑规模、投资者的需求及投资状况，系统集成通常有以下两种模式：

3.3.1 建筑物管理系统BMS集成

BMS集成是将相互独立、相互关联的楼宇自动化系统BAS、安全防范系统SAS、消防自动化系统FAS集成到一个统一的、协调运行的系统中。BMS可进一步与办公自动化系统OAS、通信自动化系统CAS实现更高层次的智能建筑综合管理系统IBMS。

3.3.2 智能建筑综合管理系统IBMS集成

IBMS集成是将智能建筑内不同功能的智能化子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享。具体地说就是利用计算机网络和通信技术，把构成智能建筑的CAS、OAS和BAS三大要素作为核心，以综合布线系统PDS将语音、数据、图像及相关监控信号经过统一的筹划和设计综合在一起，以PDS为介质，并通过贯穿在建筑内外的PDS和公共通信网，以及通过协调各子系统和局域网之间的接口和协议，把那些分离的设备、功能和信息有机地连成一个完整的系统。

4 基于BAS的建筑物管理系统BMS系统集成设计

目前我国真正意上的智能建筑不多，有的智能建筑工程只是将各子系统进行简单的堆砌，有的是在技术条件或管理条件未成熟的情况下一味追求系统的集成程度，从而带来巨大的资金投入和系统的不可靠性，甚至使系统难以全面开通运行。根据我国智能建筑投资情况、物业管理模式及物业管理人员技术水平等因素，基于BAS的BMS

系统集成是比较适合我国智能建筑的一种系统集成模式，也是目前系统集成中应用较多的一种集成模式

4.1 基于BAS的BMS系统集成

基于BAS的BMS系统集成是以BAS为核心，通过信息通信、协议转换和控制管理模块，将BAS、FAS、SAS各子系统运行在BAS 的中央监控计算机上，另外配置必要的数据库和应用服务程序，提供完整的操作员界面，对纳入集成系统的机电设备、消防设备、安防设备等实行统一的监测和控制。这种集成模式造价较低，性能可靠，系统之间可以很好地联动。

4.2 系统集成设计原则

基于BAS的BMS系统集成是一项非常复杂的工程，它涉及到机电、通信、控制、计算机等多方面的技术，BMS的设计应遵循以下原则：

4.2.1 开放性。集成后的BMS应是一个开放、通用的系统，系统集成的关键问题是解决不同子系统、不同产品间接口和协议的“标准化”，以使它们之间能达到“互联性”、“互操作性”。它应提供数据接口、网络接口、系统和应用软件接口。

4.2.2 先进性。系统要采用符合国际技术发展潮流的技术和产品，建立一个可扩展的平台，保护前期工程和后继先进技术的衔接，使系统具有先进性。

4.2.3 可靠性。系统应提供多种方式构建一个高可靠性系统。主要方式有冗余，当然最主要的是集成软件的连续无故障运行能力。

4.2.4 系统要严格按照模块化结构方式开发，以满足通用性和可替换性。

4.2.5 系统要考虑技术和成本的适用性。应从系统目标和用户需求出发，经过充分论证，选择合适的技术和产品。不但要考虑到系统的复杂性，还要综合考虑功能、性能及投资、管理和将来的扩展等各方面因素。强调实用性、先进性，力争达到较高的性能价格比。

4.3 实施步骤

实施基于BAS的BMS系统集成应采取总体规划、分步实施、逐步完善、按需扩容的办法。总体规划时应充分考虑智能建筑的设计要求，架设起整个系统框架。具体实施则可分以下几步进行：

4.3.1 实现BAS各子系统的集成，并在此基础上完成其本身的集成。满足建筑物正常运作的基本要求，为物业管理人员提供基本的服务和信息。这一步是最基本的也是最关键的。

4.3.2 完成消防自动化、安全自动化等其它各分系统的集成。

4.3.3 在以上两步的基础上，通过集成软件完成信息集成，实现不同子系统、分系统的控制联动、集中监控和管理的功能。

5 结束语

智能建筑系统集成是一项规模庞大、跨多门学科的系统工程，随着计算机和通讯技术的飞速发展，建筑智能化系统将不断得到新的发展和应用，如为了解决能源紧张问题，将绿色生态建筑理论和智能建筑理论相结合的绿色智能建筑将是以后的一个研究方向，另外，智能建筑系统一体化集成是以后发展趋势，可以对建筑集成管理系统IBMS作进一步的详细研究。