建筑智能化系统工程的基本构成按系统分层包括子系统与系统集成,按功能分为硬件和软件部分,按位置分为机房设备、终端设备、中间设备及传输介质。
就基本构成和子系统而言,以往主要包括楼宇自控系统、综合布线系统与计算机网络系统、火灾自动报警系统等10余个系统,系统集成主要由各种管理软件、服务器数据库、各种网关接口等组成。
建筑智能化系统工程的系统集成及其结构一般分成四层:第一层为单一功能专用系统可单独建设使用,是建筑智能化系统的基础;第二层为多功能系统,它是根据用途稍做归类管理形成的;第三层为集成系统,将楼宇内众多弱电系统集成为三大块,这是标志性的技术进步﹔第四层为一体化集成管理系统,将楼宇内的所有或绝大部分控制、信息系统集中到一个管理平台上,这是智能建筑目前的理想境界。
建筑智能化系统工程的系统集成及其结构可用金字塔形式表示,四层的系统集成组成示意图如图1-1所示。
建筑智能化系统工程的系统集成组成示意图1-1建筑智能化系统工程的系统集成组成示意图
系统集成硬件结构可用图1-2表示。其间使用的接口有RS、RS、RS等,通信协议有TCP/IP等。
系统集成硬件结构示意图图1-2系统集成硬件结构示意图
其中,楼宇自控系统是智能建筑的支柱之一。为了保证其投资回报,提高管理效率,提供舒适的空间环境,实现经济实用的目标,该系统应针对建筑的给水排水、暖通空调、电气设备系统配置相应的网络和管理软件。网络应具先进性和开放性,采用一层到三层的网络结构,采用以太网通信和OPC系统集成平台,支持以太网、LONWORKS、BACnet等及不同厂家的通信协议。管理软件应具有启停时间优化、顶峰需求控制、夜间节能控制、节假日调度、基于日历的调度、设备调度、时间调度、计划替换、优化排序、节能控制、温度湿度及新风量的控制。
IBMS系统集成是楼宇智能化的重要标志之一,一般由BMS楼宇管理系统、通信自动化系统CNS及办公自动化系统OAS组成,包含了以下几个方面:
(1)功能集成,提供一个满足用户需求的完整的系统。
(2)技术集成,统筹安排网络、数据库、自动控制、通信、软件开发、施工等方面的技术工作。
(3)产品集成,选择品质优良、规范标准的产品相互兼容。
(4)系统配置可采用服务器,操作系统服务器采用的配置要支持主流通信协议做IBMS系统软件二次开发。该系统应达到的目标是多方面的,主要有:实现大楼集中管理,节省人力资源,避免重复劳动;对用户需求反应迅速,并做出有效记录;提供多媒体通信方式;提高大楼内外通信速度;以节能的方式提高舒适的人工环境;综合管理大楼设备,节省维修及物料开支;物业管理部门对人员、设备、能耗等方面的情况及时掌握;财务部门可对房产租赁、出售、使用等情况做实时管理。
办公自动化系统主要包括日常管理办公自动化系统、基础信息管理系统、大厦信息服务系统,其实现方式一般是在综合布线形成的计算机网络基础上,采用统一开放的管理平台及管理模式,数据库服务器操作系统、数据库系统、客户操作系统都要采用当前先进配置,应当能实现快速有效的自动化办公,提高工作效率;实时有效地对建筑设备或环境进行管理,为建筑的运行和维护提供信息资源和支持;数据库可为众用户提供信息资源和信息服务,使智能建筑成为信息高速公路的主节点。
软件环境及构成一般是镶嵌式、模块化。一般来说,不论是国内还是国外的产品,目前市场上建筑智能化系统的系统软件构成大同小异,但是都需要满足我国标准规范对建筑智能化系统的要求,完成屏幕显示字符的汉化,取得工业和信息化部颁发的软件销售许可证。
建筑智能化系统工程发展到今天,早已不是20世纪与21世纪的世纪之交建设部发文界定该专项工程承包资质所概括的20多个子系统了。如今,业界一般认为,建筑智能化系统工程包括8大组成部分,50多个子系统。建筑智能化系统的体系构成示意图如图1-3所示。
建筑智能化系统的体系构成示意图图1-3建筑智能化系统的体系构成示意图
建筑智能化系统工程目前有8大系统组成,50多个子系统,包括(不限于):
1.信息及通信设施系统(基础设施如公共交通路网)
(1)综合布线系统(包括语音、数据系统、电源设备等)。
(2)互联网信息接入系统。
(3)电话交换系统。
(4)计算机信息通信网络系统。
(5)室内移动通信覆盖系统。
(6)卫星通信系统。
(7)共用有线电视系统。
(8)卫星电视接收系统(有境内、境外两部分,解码器管理不同)。
(9)广播、扩声、音响等音频系统(包括消防广播,平急两用)。
(10)视频会议(电视)系统。
(11)公共时钟系统。
(12)其他相关信息及通信设施系统。
2.信息化应用系统
(1)地理信息应用、利用北斗卫星空间编码信息应用、卫星导航定位系统等。
(2)与建筑使用性质相关的专业化业务系统(依建筑使用性质而定,如图书馆的检索系统、体育馆的竞赛系统、医院的诊疗系统、学校的多媒体教学系统、图像信息管理系统、建筑及小区物业管理系统等)。
(3)公共服务系统(如人力资源招聘和求职、工程招标投标、继续教育、企业信誉信息、项目资源交易、交通地图等公共服务平台)。
(4)大众信息系统(如公共场所大屏幕信息发布)。
(5)智能卡综合应用系统(如企业职工卡;学校员工学生卡,包括门禁、就餐、借书、考试成绩、停车、洗衣、洗澡、游泳、点播等消费)。
(6)信息网络安全管理系统。
3.建筑设备智能化管理系统
(1)冷源、热源系统。
(2)空气调节及采暖通风系统。
(3)供电配电系统(包括高压柜、变压器、发电机、低压柜等,监测而不控制)。
(4)照明系统(公共照明系统包括地下室、走廊、门厅、立面泛光照明等,一般不含应急照明、疏散指示、室内工作照明)。
(5)给水排水系统(包括清水系统、污水和雨水系统、中水系统)。
(6)电梯系统(包括客梯、货梯、自动扶梯;不含消防电梯;监测而不控制)。(7)可再生能源系统(包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热等)。
(8)建筑机电设备能源管理系统。
(9)机电设备单项监控系统。
(10)与集成关联的其他建筑设施系统。
4.公共安全系统
(1)火灾自动报警与消防联动系统(包括电气火灾监控系统、消防电源监控系统、防火门监控系统、消防广播、消防电话、防排烟、喷淋、气体灭火等系统)。
(2)汽车库及停车场管理系统(包括出入口管理和车位引导、反向寻车等)。
(3)应急联动及相关技术防范系统。
(4)安全技术防范系统,包括入侵报警系统、视频监控系统、出入口控制系统、电子巡更系统、访客对讲系统、综合安全管理系统。
5.智能化系统集成系统
(1)系统集成应用软件。
(2)智能化系统信息共享平台。
(3)系统集成的配置(包括不同集成档次的系统接口等)。
6.数据中心(弱电机房)工程
(1)机房接地系统(包括等电位联结、静电防护等)。
(2)机房照明系统(包括应急的备用照明)。
(3)机房建筑。
(4)机房环境。
(5)机房空气调节系统。
(6)机房电源系统。
(7)防漏电及电气火灾监控系统。
(8)机房安全系统。
(9)机房温度、湿度等环境参数监控系统。
7.建筑环境
(1)建筑物电磁环境(包括对内、对外整体的电磁屏蔽等)。
(2)建筑物空气质量(包括CO、CO,、有害气体浓度等)。
(3)建筑物的物理环境。
(4)建筑物的照明环境(包括自然采光和人工照明)。
(5)建筑物的整体环境。
8.智能家居
(1)居住区安全防范系统(周界防入侵、出入口管理、防火、防盗、防事故)。(2)住宅套内信息网络系统。
(3)家居设备管理系统。
(4)家庭安全防范系统(主要是防火、防盗、防侵入)。
目前,智慧管廊方兴未艾,作为智慧城市工程的组成部分,由于其中的视频监控系统、温度自动检测系统、智能照明等都为弱电工程公司承做,将来也可能将智慧管廊归到建筑智能化系统中来。另外,以地理信息系统GIS为基础发展起来的空间信息系统会与建筑智能化系统融合,利用我国的北斗卫星系统对建筑空间进行精准的定位。
文:北京六度天成教育科技有限公司宫周鼎教授级高工