第十四章智能建筑

第十四章智能建筑概述•智能化建筑是建筑艺术与计算机和信息技术有机结合的产物，是适应社会信息化与经济国际化的需要，随着全球性信息高速公路的推进，发展智能化建筑已是一个必然的趋势。•智能建筑主要包括建筑设备自动化系统(BuildingAutomation，缩写为BA)、通讯自动化系统(CommunicationAutomation，缩写为CA)和办公自动化系统(OfficeAutomation，缩写为OA)的三大功能系统，称为3A智能化建筑或3A大厦。智能建筑的概念3、功能图7.2PDS结构示意图智能建筑的3A系统•建筑设备自动化系统(BA)是对建筑物内的各种机电设备、消防保安装置等进行自动化管理和控制。•BA系统主要对大厦内部的下列各项进行监控：•①消防系统的自动报警和联动监控系统；•②空调及通风监控系统；•③变配电及备用应急电站的监控系统；•④电力和照明监控系统；建筑设备自动化系统（BA）•⑤电梯监控系统；•⑥紧急广播系统；•⑦保安监视闭路电视系统、巡视对讲系统以及各种特殊保安系统；•⑧给水、排水监控系统；•⑨锅炉监控系统；•⑩紧急电话系统；•(11)停车场自动监控管理系统。•建筑设备自动化系统必须包括以下三个子系统：•(1)建筑物管理子系统•建筑物管理子系统是对建筑物内空调、冷热源、电力及照明、给排水、电梯、消防等所有机电设备完成运行状态监视、报表编制、启停控制及维护保养、事故诊断分析的系统。•(2)安全保卫子系统•出入口警卫、防盗、防灾、防火、车库管理、商业秘密等都属于安全保卫系统，它采用了身份卡、闭路电视、遥感、传感控制技术等来实现安全保卫要求。•(3)能源管理子系统•它的任务是在不降低舒适性的前提下，达到节能进而降低运行费用的目的。•智能建筑与信息高速公路的关系•“信息高速公路”是由光缆构成的高速通道、将其延伸到每个基层单位、每个家庭，可形成四通八达、畅通无阻的信息“交通网”，文字、图像、语音都可以以数字流的形式在这个“交通网”上快速传递。通信自动化系统（CA）•通信自动化系统的功能是调整处理智能型建筑内外各种语言、图像、文字及数据之间的通信。通信自动化系统可分为语音通信、图文通信、卫星通信及数据通信等四个子系统。•1)语音通信•(1)程控电话•(2)移动通信•(3)无线寻呼•(4)磁卡电话•2)卫星通信•它利用装有微波转发器的同步人造地球卫星作中继站，把地球上若干信号接收站构成通信网，转接通信信号，实现长距离大容量的区域通信，乃至全球通信。•卫星通信系统主要由同步通信卫星和各种卫星地球站组成，为保证系统正常运行，还必须有监测、管理系统和卫星测控系统。卫星通信系统的主要特点是通信距离远、覆盖面积大、通信质量高、不受地理环境限制、组网灵活，便于多址连接，以及容量大、投资省、见效快等。图2－2•3)图文通信•图文通信主要传送文字和图像信号。传统的文字通信有用户电报、传真，新发展的有电子信箱。•(1)用户电报•(2)传真通信•(3)电子信箱•4)数据通信•操作人员使用数据终端设备与计算机，或计算机与计算机，通过通信线路和按照一定的通信协议，实现远程数据信息通信。•5)智能建筑与综合业务数字网•综合业务数字网就是具有高度数字化、智能化和综合化的通信网。它将电话网、电报网、传真网、数据网和广播电视网用数字程控交换机和数字传输系统联合起来，实现信息收集、存贮、传送、处理和控制一体化。•6)国际互联网(Internet)•国际互联网是美国当今信息高速公路的主干网，同时也是世界最大的信息网。Internet网称为国际互联网，它除了具有资源共享和分布式处理的特点以外，它最大的特点就是交互性，即每一个联网终端既可以接受信息，又可以在网上发布自己的信息，每个入网的用户既是网络的使用者，同时又是信息的提供者。办公自动化系统（OA）•办公自动化系统(OA)是利用先进的科学技术，不断使人的部分办公业务活动物化于人以外的各种设备中，并由这些设备与办公人员构成服务于某种目标的人机信息处理系统，其目的是尽可能充分利用信息资源，提高劳动生产率和工作质量，辅助决策，求得更好的效果，以达到既定目标。•1)办公自动化系统的任务•(1)事务处理(EDP)•(2)信息管理(MIS)•(3)辅助决策(DDS)•2)办公自动化系统中通常使用的信息形式•(1)声音：其中有电话、语言输入／输出、声音文件；•(2)数据：其中有数据文件、报表和记录；•(3)报表图形：指照片、传真图像和统计图表；•(4)影像：电视监视和会议；•(5)文字：主要指文件、卷宗等。•智能化建筑中要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务、安全保卫业务、防灾害业务。这些业务特点是部门多、综合性强、业务量大、时效性高。•一个完善的办公室自动化系统应当具有文字处理功能，资料管理功能，行政管理功能，图形处理功能，声音处理功能，决策支持功能和网络通信功能等主要功能。•综上所述，所谓的智能大厦就是运用系统集成控制中心，通过综合布线系统，将大楼内的建筑设备自动化系统(BA)、通信自动化系统(CA)和办公自动化系统(OA)统一调控和管理，这样既为办公楼提供了优良的工作条件和全面自动化的综合监控管理，又为办公人员提供了一个安全、舒适、方便的工作生活环境。建筑弱电系统所谓弱电，是针对建筑物的动力、照明用电而言的。一般把像动力、照明这样输送能量的电力称为强电；而把传播信号、进行信息交换的电能称为弱电。强电系统可以把电能引入建筑物，经过用电设备转换为机械能、热能和光能等；而弱电系统则完成建筑物内部和内部及内部和外部间的信息传递与交换。本章内容•电缆电视系统•建筑电话通信系统•建筑电气消防系统•保安系统第一节电缆电视系统•电缆电视系统早期被称为共用天线电视系统，其英文缩写为CATV。顾名思义，共用天线电视系统就是允许多台用户电视机共用一组室外天线来接收电视台发射的电视信号，经过信号处理后通过电缆将信号分配给各个用户系统。•无论是共用天线电视系统、有线电视系统还是闭路电视系统都是利用电缆进行传送信号的。仅在传输的频道数量上、传送方式上、系统的规模功能上存在一定的差别。概述•任何一个电缆电视系统无论多么复杂，均可认为是由前端、干线传输、用户分配网络三个部分组成。如图6.1所示，分别简述如下。电缆电视系统的组成和分类系统的组成图6.1电缆电视系统组成框图•(1)前端部分•前端是由天线、天线放大器、混合器和宽带放大器组成。•它的功用是把收到的各种电视信号，经过处理后送入分配网络。而分配网络的作用是使用成串的分支器或成串的串接单元，将信号均匀分给各用户接收机。•(2)干线传输部分•组成该部分的主要器件包括：干线放大器、电缆或光缆、斜率均衡器、电源供给器、电源插入器等。•干线传输部分的任务是把前端输出的高质量信号尽可能保质保量地传送给用户分配系统，若是双向传输系统，还需把上行信号反馈至前端部分。•(3)用户分配系统•主要的部件有：线路延长放大器、分配放大器、分支器、分配器、用户终端、机上变换器等，对于双向系统还有调制器、解调器、数据终端等设备。该部分是把干线传输来的信号分配给系统内所有的用户，并保证各个用户的信号质量，对于双向传输还需把上行信号传输给干线传输部分。•电缆电视系统的基本组成如图6.2所示。图6.2电缆电视系统图主要器件的功能和电气特性天线及前端设备接收天线的选址接收天线的选址接收天线的选址接收天线的选址接收天线的选址接收天线的选址小型CATV系统的组成图示图6.11分配-分配方式图6.12分支方式图6.13分支－分支方式图6.14分支-分配方式图6.15分配-分支方式图6.16串联分支方式用户终端•用户终端是电视信号和调频广播的输出插座。有单孔盒和双孔盒之分。单孔盒仅输出电视信号，双孔盒既能输出电视信号又能输出调频广播的信号。用户终端可以有明装和暗装两种安装方式，见图6.18及图6.19。•电缆电视系统中各终端的电视信号电平VHF段应在57～83dBμV（即708μV～14.1mV)。一般应在73±5dBμV（即4.47mV）范围内。图6.18用户盒明装图6.19用户盒暗装电缆电视系统的施工与安装•(1)线路应尽量的短直，安全稳定，便于施工和维护。•(2)电缆管道敷设应避开电梯，与一般电源线（照明）在钢管敷设时，间距不小于0.5m。•(3)配管弯曲半径应大于10倍管径，应尽量减少弯曲次数。•(4)预埋箱体一般距地1.8m，以便于维修安装。•(5)配管切口不应损伤电缆，伸入预埋箱体不大于10mm。•(6)管长超过25m时，须加接线盒。电缆连接亦应在盒内处理。•(7)明线敷设时，对有阳台的建筑，可将分配器、分支器设置在阳台遮雨处。•(8)两建筑物之间架空中电缆时，应预先拉好钢索绳，然后挂上电缆，不宜过紧。•(9)电缆线路可以和通信电缆同杆架设。建筑电话通信系统•现代化的通信技术包括语言、文字、图像、数据等多种信息的传递，程控电话（电脑电话）系统的出现，即标志着这方面的技术开始向深度和广度方面发展，将成为普遍采用的通信手段。•一个完整的通信网络应由终端设备、传输设备、交换设备三大部分组成。其中：终端设备为电话机，传输设备为用户线、中继线，交换设备为电话交换机。•通信网可以有不同的分类方法，主要类型有：系统概述•(1)按信道分类•①有线通信网：借助导线进行通信，如架空明线、电缆、光缆等。•②无线通信网：借助于无线电波在自由空间的传输进行通信，如长波、中波、短波、微波等方式。•(２)按通信距离分类•①长途通信网：长途电话、报纸传真等。•②本地通信网：市内电话、计算机局部网等。•③局域网：校园或厂区用户交换机管辖范围内。多种多样的电话机磁石式按键式子母机触摸屏式传真机式传真机式可视电话投币式投币式车载式手柄式电话电话交换机用户线3、用户线（1）直接配线（2）交接配线箱交接箱配线（3）电话线路的敷设明敷：用卡钉固定敷设于墙角等不明显处。暗敷：穿于钢管或塑料管内，埋设于墙边或楼板中。•(3)电话线敷设•室外电话电缆多采用地下暗敷设，与市内电话管道有接口或线路有较高要求时，宜采用管道电缆，一般可采用直埋电缆。•室内电话电缆一般采用穿钢管暗敷设，管径的选择应符合电缆截面积不小于管子截面的50%。一段管路长度为30m有一个弯或长度为20m有两个弯时，需放大一号管径。•室内电话支线路分为明配和暗配两种。明配线用于工程完毕后，根据需要在墙角或踢脚板处用卡钉敷设。暗敷设可采用钢管或塑料管埋于墙内及楼板内，或采用线槽敷设于吊顶内。建筑电气消防系统•首先应按建筑物的使用性质，火灾危险性划分防火类别及保护等级。根据建筑物保护等级不同而选用不同的火灾报警与自动灭火系统。•火灾报警与自动灭火系统的功能是：自动捕捉火灾监测区域内火灾发生时的烟雾或热气，从而能够发出声光报警，并有联动其它设备的输出接点，能够控制自动灭火系统、事故广播、事故照明、消防给水和排烟系统。系统概述•(1)系统分类•①自动报警、人工消防•属于低规模、低标准的消防系统，仅设置火灾探测器，当火灾发生时，报警器发出信号通知人们根据报警情况采取相应消防措施。•②自动报警、自动消防•这种系统除了上述功能外，还能在火灾报警控制器的作用下，自动联动有关灭火设备，在发生火灾处自动喷洒灭火介质、进行消防灭火。图6.25控制中心报警系统框图图6.26火灾自动报警系统图图6.29消火栓灭火系统电气控制原理图图6.32保安管理系统组成框图保安系统（1）对讲机——电锁门保安系统（2）可视——对讲——电锁门保安系统（3）闭路电视保安系统自动门在防盗保安系统中的应用•3)宜设置防盗报警装置的部位及场所•(1)金融大厦中的金库、财务室、档案库，现金、黄金及珍宝等暂时存放的保险柜房间。•(2)博物馆、展览馆的展览厅、陈列室和贵重文物库房。•(3)图书馆、档案馆的珍藏室，陈列室和库房。•(4)银行营业柜台，出纳、财务等现金存放和支付清点部位。•(5)钞票、黄金货币、金银首饰、珠宝等制造或存放房间。•(6)自选商场或大型百货商场的营业大厅等。