淺談建筑智能化系統設計及應用

王春暉，牛振棟

（鄭州大學綜合設計研究院有限公司）

1 引言

隨著社會的進步和科技時代的到來，智能建筑行業逐漸興起，同時社會對智能建筑的管理規則也慢慢變多，原有的對建筑內各子系統（或設備）的分散管理或對部分子系統（或設備）的簡單集成管理已不能滿足智能建筑的管理要求。

2 現代建筑智能化的出現

現代智能化建筑走進人們的視野和生活中，智能家居硬件產品實現軟硬件功能一體化，且主要軟件功能局部的持續延伸性和性能加強也將是智能化產品未來的發展趨向。不同于早期的工業控制系統，隨著軟件信息技術產業的發展，包括云計算、人工智能、AR、BIM等新一代技術的涌現，如今利用手機APP實現開門的智能門禁系統已經應用于各類建筑中[1]。

3 建筑智能化系統的設計內容和原則

建筑智能化應用指的是通信自動化、辦公自動化、樓宇自動化、消防自動化和安保自動化，簡稱5A[2]。

1）成熟性和實用性

采用被建筑實踐證明為成熟、耐久和實用的建筑技術和生產設備，最大限度地可以滿足現代建筑多功能化的服務及將來建筑業務快速發展的實際需要。

2）先進性

智能化信息系統主要應用的是在滿足系統可靠性和技術實用性強的前提下，最先進的信息系統，特別是要符合現代計算機和移動網絡通信技術最新發展技術潮流并且應用成熟的信息系統。充分考慮現代信息網絡技術和當前國際上我國科技信息技術飛速發展的趨勢，在技術上要有一定的前瞻性，采用適合國際或國內移動通信的先進信息技術，從而有效適應我國現代科學和信息技術的高效發展。

3）經濟性

在保證實現產品先進性和產品可靠性的前提下，達到較高的產品性能比和價格比以及綜合經濟效益優化。智能化系統想要達到較高系統性能硬件價格和配比，要在各類基礎系統和設施條件下，整個系統性能價格、設施現場的維護費用、對系統進行集成所有必需的基礎軟件和系統硬件以及開發者的費用等各個方面都能達到最優。

4）標準化和模塊化

根據當前推進智能化信息電子系統產業發展技術總體化和技術體系結構的戰略目標任務要求，各類信息電子系統必須基本實現技術標準化、模塊化，代表當今新一代信息電子科技產業發展水平。

4 建筑智能化系統集成的具體應用

例如，鄭州某項目是一座現代化的智能建筑，建筑內將設置樓宇自控系統（BAS）、消防控制系統（FAS）、綜合布線系 統（PDS）、辦 公 網 絡 系 統（LAN、WAN）、保安監控系統（CCTV）、門禁及一卡通收費系統和車庫管理子系統等。為了實現弱電系統的集成，建立中央智能系統（BMS）是十分必要的，它可以通過節能等方式實現信息的綜合處理、協調控制，提高管理水平，提高整個系統的經濟性。系統整體集成采用一次規劃、分步實施的原則。在中央集成平臺上實現了樓宇自動化系統、火災報警系統、安全防控系統和門禁安全系統的集中監控、協調控制和管理協調功能。管理功能不僅實現了對上述所有系統監控參數的統計、分析和上報，還提供了物業管理功能。同時，中央集成管理系統建立開放的平臺，留有標準接口，可以確保在使用時便于實現與辦公自動化、通訊自動化的集成工作[3]。

為了開發智能建筑系統，必須利用高效的開放式集成系統和技術，將弱電系統集成到樓宇管理系統中。智能系統集成的局域網體系結構是國際標準的局域網以太網通用體系結構。智能管理系統以BMS為中心，通過網絡接口通信協議，采用DDE、OPC、SQL/ODBC等技術，實現樓宇自動控制、消防安全報警、門禁、一卡通設置、紅外防盜安全報警和閉路電視監控，并提供與通信自動化、辦公自動化系統的接口，實現未來的高效集成作用。系統集成的功能不但包括信息數據的集成，還包括系統間的聯動，極大提升了管理的匹配性和靈活性。智能系統中心服務器的高性能服務器，建立了中心信息資源數據庫，將弱電子系統信息動態傳輸給BMS，并將各子系統的資源信息存儲在數據庫中。BMS可以管理所有弱電系統的工作狀態，采集故障安全報警措施，并對所有系統進行聯動分析和控制[4]。

建筑智能化系統可以將智能化信息集中起來和管理資源共享，其中一項強大的功能是可以將建筑內的所有弱電子系統的集成信息進行整合管理，發送到MBMS資源管理信息處理中心，并且建立統一的開放式信息數據庫，這樣可以有效推進各個系統之間的運行和交互。對于建筑智能化系統來說，各個子系統的數據管理和信息資源都可以輕易找到，并進行與其他子系統的相應集成工作、聯動效應。建筑智能化系統集成能夠精確了解所有電腦和子系統發生的不良情況，便于及時向管理者報告和及時維修處理，同時可以降低成本，尤其是一些不必要的管理開銷。例如，不同崗位的管理工作人員的位置協調，各個子系統之間的信息資料交流和交互[5]。

5 建筑智能化的作用

5.1 與消防安全報警系統的集成

消防安全系統不同于其他系統，消防安全報警系統具有完善的消防聯動接口。如向電動防火門、電梯系統、消防噴淋系統、防排煙設備、應急廣播系統等發送聯動安全信號，消防管理部門在每次工程驗收時，通常根據設計要求配置一套較為完善的消防管理控制系統設備，且沒有要求其他消防系統不能直接集成影響涉及整個消防系統的正常工作運行，因此，消防系統的功能集成整體設計方案在對消防自動火災報警監控系統的整體設計上仍然是“只監不控”，完全符合消防技術規范系統設計的基本要求。同時，又可以使得長安大廈一樓中央消防管理控制指揮中心人員能夠對于現場火警發生情況了如指掌。這樣就有利于實現整體的消防安全報警系統的功能集成工作。通過以上軟件的鏈路相互連接，可以實現以下多種功能。

①提供溫度傳感器、手動報警、碎玻璃報警的位置和狀態；

②提供消防設備運行的報警信息和火災報警狀態；

③信息可以在智能系統上動態顯示；

④提供各種情況的火災安全報警數據統計、分析、分類及編制表；

⑤在消防報警，CCTV連鎖系統最近的攝像頭轉向相應的位置；

⑥當消防報警時，聯動門禁系統開啟相應通道；

⑦安全系統與之相互作用。

5.2 與安全監控系統的通信

安全系統采用標準通信協議（如TCP／IP協議）提供通信。由于訪問控制和數據庫非常重要，制造商提供的數據庫應能支持ODBC開放數據庫進行集成[6]。

通過以上工作實現以下功能：

1）門禁子系統

①提供所有訪問控制的狀態；

②有選擇地打開每扇門；

③提供管理報告文件；

④提供人員考勤報告；

⑤實時監控非法黑客入侵網站。

2）報警安全子系統

①提供有關建筑物安全狀況的信息；

②提供報警點的位置和狀態；

③報警系統的部署和拆除；

④提供各報警節點的報警數據進行統計、分類、制表；

⑤防盜報警系統報警時，開啟該區域照明，實現實時錄像。

3）巡邏運行子系統

①提供所有巡邏路線的運行狀態；

②提供有關巡邏站所有部分的必要信息（早、準時、晚、不及時、錯誤）。

4）閉路電視監管控制系統

①在閉路電視監管控制系統的操作站上，運行閉路電視監管控制系統開發的聯網軟件和系統軟件。當樓宇設施集成管理收到報警命令后，聯網軟件將翻譯成CCTV系統識別的格式，實現攝像機的聯動。

②防盜報警探頭配置在安防監控系統中。系統集成后，閉路電視監控系統可以接收其他系統的報警信息，控制攝像機的旋轉和視頻切換器的切換。具體系統和信號聯動應根據智能建筑運行的實際情況確定。

5.3 與樓宇自控系統的集成

它主要負責對整個工業建筑的中央空調系統、給水及排水系統、變頻及配電給水系統、輸送泵及排風給水系統、照明供熱系統等進行節能監測和維護管理，還專門負責組織完成了建筑節能、統計、保養及設備維修過程管理等多項重要功能。

在智能化系統上具體實現的功能如下:

①提供主要裝置的啟動、運轉狀態、故障情況等信息;

②提供主要設備運行時間累計和故障累計，并報告能源消耗和保養維修；

③提供主傳感器檢測到的參數值和超限報警信息；

④提供能源消耗統計信息（水、電、冷熱源消耗）；

⑤與消防系統、安保系統、門禁一卡通系統的聯動。

6 結語

總而言之，智能建筑的出現與推廣既是互聯網和媒體通訊的產物，又是人類社會進步的必然要求。智能建筑作為一種既平安溫馨又節能環保的現代建筑，其將來幾年將繼續堅持穩定地開展，并且將繼續堅持其良好的生態環境，在推進我國經濟社會的更大進步。為此，我們必須要充分認識到推進建筑智能化的必要性，不時地更新建筑工程技術程度與智能化建筑的應用程度，完善建筑工程智能化體系。