樓宇自動化

日本自1984年以來，在許多大城市建設了“智能化街區”、“智能化羣樓”，新建的建築中有80%以上為智能化建築。新加坡政府為推廣智能建築，撥巨資進行專項研究，計劃將新加坡建成“智能城市花園”。印度也於1995年起在加爾各答的鹽湖開始建設“智能城”。其他國家如法國、瑞典、英國、泰國等國家也不斷興建智能建築。

中國香港智能建築發展也較早，相繼出現了匯豐銀行大廈、立法會大廈、中銀大廈等一批智能化程度較高的智能建築。中國大陸第一幢智能大廈是1989年建成的北京發展大廈。1986年智能建築被列為國家“七五”重點科技攻關項目，開始進行可行性研究階段，該項目1991年通過鑑定。1992年中國進入了智能大廈的高速發展階段，其發展速度和規模在世界上絕無僅有。智能大廈。　智能建築在中國已成為建築市場的大趨勢，也是建築業中新的“經濟增長點”。各類建築（樓、館、場等）的智能化工程投資，約佔工程總投資的5%-8%，有的已高達10%；居住小區的智能化系統建設投資平均在每平方米60元左右（佔土建投資的5 %-8%），如按中國每年竣工面積計算總投資為幾十億元。智能建築這個新的“經濟增長點”促成智能建築相關企業迅速增長。粗略估計，全國從事智能建築的企業超過3000家，產品供應商近3000家。中國有152家設計院和127家系統集成商具有智能建築專項設計資質。　智能建築隨着經濟的持續穩健增長，其數量和水平正逐年提高，深圳居民對智能建築的認可度也越來越高。目前深圳的安防覆蓋率居全國之首。深圳還是國家發改委選定的全國社區信息化建設試點城市，深圳信息化社區的技術裝備程度走在全國前列。深圳智能建築及相關行業的企業有數千家，一些國際上最新的技術、產品都能在深圳同步上市。比如，深圳地區是全國安防產業的重要發源地和產品集散地，吸引許多國外知名品牌中國總代理都在此落户，並集中了全國70%左右的安防一級代理商，各類安防企業的年營業額超過30億元。

發達國家的智能建築已從早期的追求功能完備齊全，向高技術化、實用化和節能化方向發展。在深圳，智能建築也已進入高技術化、實用化發展階段，從事樓宇智能化產品開發與製造、樓宇智能化系統集成工程設計與施工、智能化社區管理的企業逐漸走向專門化和專業化。

據統計，“十二五”期間我國用於智慧城市建設的各方投資有望達到5000億，而作為智慧城市的基本單元，智慧社區的發展前景也不容小覷;在社區智能化的過程中，除綜合佈線、社區安防等主導性要素外，“樓宇自控”這一專有名詞也逐漸進入人們的視野，無論是作為智能建築中的核心繫統之一，還是被納入智慧社區建設中的戰略考量，這一以傳感器為“觸角”、以計算機為“大腦”、並以對設備終端進行控制為終極目的系統，已現前驅之勢。 ^[1] 

忽略掉晦澀難懂的專業術語，所謂的“樓宇自控”即對樓宇內的電氣設備進行檢測、分析和控制以達到統一且高效管理的目的;而這一系統的出現與興起，也是與多年來的經濟、社會乃至政策環境密不可分的。

多年來，我國整體固定投資不斷增長，樓宇面積也呈大幅增長之勢，開拓樓宇行業的發展空間、積聚經濟要素、提高產業內涵與檔次成為當務之急，而樓宇自動化系統(即樓宇自控)能夠通過有效的監控與管理實現這一發展需求;另則，可持續發展、低碳節能等理念早已從政策面延展到我們經濟生活中的方方面面，以建築支撐的樓宇經濟也不例外，而建築節能集成平台上的技術支點就是樓宇自控系統。

前面我們提到，智慧城市建設已在全國各地如火如荼地鋪展開來，而作為其主力建設之一，智能建築理應被提上日程;細細探究不難發現，人們所言的智能建築，就包括通過樓宇自動化系統實現建築物或是建築羣內設備與建築環境的全面監控與管理，為人們營造一個舒適、安全、經濟、高效、便捷的工作和生活環境，並通過優化設備運行與管理以降低運營費用。這樣看來，樓宇自控於智能建築就像是內核提高建築本質水平的關鍵。

再由智能建築延伸，我們會發現與我們生活更為接近的領域智慧社區，無論是把它歸為智能建築的應用之一，還是當成我們住宅的一種“智商”升級，似乎都與樓宇自動化有着天然的“緣分”。當我們談到智慧社區，我們會想到綜合佈線、社區安防、網絡通訊、智能家居等一系列相關術語，但卻忽略了，即便有了智能的家居產品、有了完備的佈線系統、有了優越的網絡環境，如果缺了樓宇自動化系統，我們的電梯、家裏的供暖、空調、通風乃至於供水設備，又怎能秩序、高效、甚至是智能地得以運行?而加強這些設備與系統的管理，才是我們舒適生活、享受“智能”的前提。

從2003年開始，我國應用於樓宇的自動化產品一直保持着兩位數以上的增長速度，但是近幾年，受國家房地產宏觀調控的影響，增速逐年放緩，甚至個別產品可能出現負增長，但我們的樓控廠商必須持“遠見”以應對“近憂”。2013年經濟將逐漸回暖，樓市也將更為健康穩健地向前發展，作為順時代而生的智能建築和智能社區定會有相應的發展，再加上近些年部分地產項目驗收和等級評比的需要，樓宇自控系統一定會在智能樓宇或是高端物業等處找到它的用武之地。

與國外相比，我國的樓宇自控行業起步較晚，早期的樓宇自控產品主要是引入江森、霍尼韋爾、西門子等進口品牌，隨着樓控市場的不斷髮展，一些國產品牌才紛紛進入市場，但在國產品牌尚未成熟之前，還有很長的學習之路要走。

另外，樓宇自控系統從誕生之日起就與節能減排有着不淺的淵源，儘管這早已成了老生常談，很多企業依舊把“能效”作為自身系統改進的衡量標尺，並且為客户制定個性化的解決方案：或是温控更精確，或是氣流更舒適，或是遠程故障報警等等皆可得以滿足。尤其是對於即將規模化的智能社區建設，更是注重樓宇與環境的高附加值，而樓宇自控系統絕對是不容忽視的一部分。

我們都知道，樓宇自控是非常專業的系統，對操作者的素質要求較高，但很多物業從業者對此都不能勝任，物業通常把樓宇的運行維保交給專業從事維保服務的公司，隨着人們通過樓宇自控系統實現節能增效的要求逐年提高，他們對專業的樓宇運行維保服務需求也逐年增大，因此，樓宇自控廠商可以把這一需求作為企業的賣點;一方面，企業在系統調試階段以及售後服務階段給客户提供專業的工程帶隊和技術指導;另一方面，企業也可以在一些高端項目上為合作伙伴提供技術支持，作為雙方合作的籌碼。

開放與集成，樓宇自控應更“親民”。

在業界，部分人把如今的樓宇自控比作多年前的計算機，有潛力但極端“自閉”。因為在今天，儘管樓宇安防與自控系統如門禁、對講、電梯、空調暖通、供水等產品都已問世，以至於樓宇子系統正逐漸更新，但真正的整體的網絡樓宇系統仍然少見，廠商們一面承諾向開放性系統靠攏，另一方面又因懼怕市場變化而限制互操作性產品的發展，這直接導致很多廠商不願提供真正開放的平台，這極大地限制了整個行業的發展，一些思想開明的廠商意識到這種侷限，開始用昂貴的智能網關做集成平台以達到互操作性，或是藉由智能化的路由器解決上述弊病，總之，以“開放”為主題的革命種子開始在樓宇自控行業瀰漫開來，我們的樓宇自控廠商應該看清形勢，不盲從國外，也不因循守舊，以更長遠的視野去發展。

另一方面，我們還可以將樓宇系統進行多系統集成。如上所述，當我們擁有了開放式的技術平台，就能收集和管理來自於不同樓宇系統和其他數據源的數據，基於雲應用程序提供更有效率的解決方案，從一個單一的源點獲得的數據，將使任何設施的營運更容易、更經濟實惠地實現更好的樓宇性能。

再者，對於智能社區來説，樓宇自控系統中的“近場通訊”技術則顯得尤為實用，有了這項技術，業主的智能手機即可發揮門禁卡的作用，從而帶來更高的安全性，而這種方案中的識別裝置與採用標準讀卡器成本相當，但它還可利用移動通信網創建檢查跟蹤系統。

除此之外，物理安防一卡通系統可通過生物識別技術來提高出入口控制的安全性，高清攝像機則能更準確地記錄和識別過往信息，而“需求響應”則能更好地管理用電和實現節省能源等等。

總之，未來的樓宇自控系統，不再只是智能建築或是智能社區的左膀右臂，而是深入到它們的骨髓，進而影響它們的內核，讓自動化增強“智慧”，讓智慧引領自動化繼續向前。 ^[1] 

目前進行建築自動化設計（BMS System）的主要企業有江森自控（Johnson Controls），霍尼韋爾 （Honeywell），西門子樓控系統（Siemens），等。

智能建築自1984年1月出現以來（美國康涅狄格州哈特福德市的都市大廈），在歐、美、日及世界各地得到迅速發展，其中以美國、日本興建最多。目前，美國有智能大廈幾萬幢。

樓宇自動化系統(BAS)對整個建築的所有公用機電設備的管理和控制，包括建築的中央空調系統的自動化控制，門禁系統，廣播系統，消防報警系統，網絡系統，電話系統等，這樣來提高建築的管理水平，降低設備故障率，保障建築物及建築物內工作人員的安全，提供舒適的環境，節約能源，減少維護及營運成本，等。

設計樓宇自動化系統的主要目的在於將建築內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷，採用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理，使各子系統設備始終處於有條不紊、協同一致和高效、有序的狀態下運行，在創造出一個高效、舒適、安全的工作環境中，降低各系統造價，儘量節省能耗和日常管理的各項費用，保證系統充分運行，從而提高了智能建築的高水平的現代化管理和服務，使投資能得到一個良好的回報。樓宇機電設備監控系統，作為智能建築樓宇自動化系統非常重要的一部分，擔負着對整座大廈內機電設備的集中檢測和控制，保證所有設備的正常運行，並達到最佳狀態。

普通高等教育沒有樓宇智能化工程技術專業，智能建築行業關鍵技術研究與開發得不到學科人才支持在智能樓宇較發達國家和地區，較早就在普通高校與職業教育院校成立了培養樓宇智能工程技術人才的相關專業，如英國、香港、台灣已經形成從職高、高職專科、本科、碩士直至博士完整的人才培養體系。英國、香港還有專門對應的屋宇裝備工程師協會，建立起高等職業教育與職業資格認證之間的互通橋樑。

國內智能建築的迅速發展對專門從事樓宇智能化相關技術工作的專業技術人才的迫切需求，引起很多高校的高度關注。普通高校自2000年以來，主要基於“建築環境與設備工程”或“電氣工程及自動化”或“建築電氣工程”等本科學科專業，開設“樓宇智能化”專業方向，探索培養樓宇智能化工程技術專業人才的課程方案。但受普通本科學科專業範疇限制，僅以專業方向來培養跨多學科新技術應用的“樓宇智能化”專門人才，不能滿足行業對樓宇智能化關鍵技術研究與開發人才的需求。

高職樓宇智能化工程技術專業人才培養課程體系，與行業急需人才的規格不相適應，在2004年高職規範專業目錄出台前，高職院校的專業設置比較雜亂，專業名稱不統一，曾出現過“樓宇自動化”、“智能建築”、“樓宇智能化”、“樓宇自動化管理”、“現代建築自動化”等多個名稱。2004年以後專業名稱統一為“樓宇智能化工程技術”。

各高職院校開設新專業，都是以原有專業為基礎進行一定程度的改造、擴充、延伸，逐漸成立一個新專業。據調查，高職院校該類專業的形成主要有四種情況。一是由電氣類、機電類、電氣工程與自動化、機電一體化、工業自動化等專業改造而來。二是由暖通、空調、建築環境專業等增加一些自動控制類課程改造而來。三是由建築類學校的工民建、建築電氣專業改造而來。四是由管理類、物業管理、酒店管理等專業延伸而來。正是由於各高職院校樓宇智能化工程技術專業歷史沿革不同，導致各學校培養方案、培養目標大不相同。有的偏重電氣方向，有的偏重機械方向，有的偏重管理方向，進一步導致在專業課程設置上有較大差別，沒有形成統一認識。人才培養課程體系的不規範，與智能建築的迅速發展對樓宇智能化系統設計、安裝調試與系統運行維護新職業專門人才的需求不相適應。

智能樓宇職業培訓和鑑定體系的開發建設與行業巨大的從業人員數量需要提高。智能建築行業從業人員數量巨大但操作人員技能水平很低，其中一個根本原因是智能建築是20世紀90年代以後才在中國迅速發展起來的新行業，全行業各層次專門人才整體缺乏，導致從國家到地方職業培訓與鑑定體系的開發建設速度大大滯後於行業發展。“智能樓宇管理師”是2004年3月國家公佈的第三批新職業資格之一，2006年國家剛公佈該職業資格標準，相應職業培訓與鑑定考核體系正處於加速開發階段。目前，上海地區服務於地方的智能樓宇職業培訓與鑑定基地初步建成，而天津市、深圳市正在規劃建設市級智能樓宇培訓鑑定基地。

高職樓宇智能化工程技術專業人才培養課程體系主要學習：常用電力拖動控制線路和綜合佈線系統安裝與維修、消防安全用電、典型模擬電路裝接調試、電動機故障維修、變壓器繞制與檢修、常用電工、工具和電工儀表使用、鉗工操作、視頻監控與安防系統運行維護、空調安裝與維護、常見電梯故障處理、自動化控制原理、計算機控制。

家居最早的功能是為人類提供遮風避雨和安全防護的功能。隨着人類改造自然能力的不斷提高，相應對家居的要求也不斷提高。人們期望所生活的家居能夠不斷滿足其對舒適、安全、高效、便捷等方面的要求，而這些要求的實現直接需要新的技術――網絡技術來支持。

伴隨信息時代的到來，網絡技術不再是工業、電信等領域的專利技術，它已經開始逐步進入普通百姓的家庭。家庭保安系統、照明系統、環境控制系統、家電控制系統、DVD以及MP3等家庭娛樂系統和家庭遠程教育系統等，都是在信息時代人們對家居提出的新的功能要求，所有這些功能都需要藉助飛速發展的計算機技術、自動化控制技術和現代通訊技術來實現，而其中信息的傳遞形式為數字代碼，所以一般把具有上述功能的家居環境也稱為數字家居。利用上述的家庭自動化網絡系統，人們可以方便地通過計算機或其它網絡接入設備，遠程獲取家庭內各種信息，包括各種計量表讀數和費用、家庭各種家電設備和監測設備的狀況，並實現遠程遙控各種家電設備和裝置，實現家居的能量管理等。所有這些都極大地提高了人類的生活質量，同時它也是人類所追求的生活目標。

最早的網絡技術網絡技術是通過專門的通訊線路實現其通訊功能的，這些專用的通訊線路包括電話線、雙絞線等，需要事先鋪設和安裝施工。在很多場合都廣泛地採用這種通訊媒介，主要是因為它的實現方便。而在那些難於佈線、危險、或需要美觀的地方進行連網，如遠程辦公場所，歷史性建築、無吊頂的辦公場所、不安全的生產空間等，它卻是難以實現的，如通訊設備需要移動或無法鋪設通訊線以及美觀要求等，此時就不得不考慮無線網絡技術。

人們對無線系統的需求不斷增加，主要是因為它設計方便，相比有線技術安裝和運行費用低，可以很快裝好並運行。同時無線網絡技術服務的最大優勢還在於它可以為移動用户提供接入服務，而在某些情況下對於靜止用户同樣具有吸引力。無線技術的媒介包括紅外和射頻等。一般而言其實現成本要比有線網絡技術稍高一些，這主要是用於通訊信號的轉換處理方面的開支。但隨着通訊技術和大規模集成電路技術的迅猛發展，其實現成本目前已逐漸具有與有線網絡技術競爭的實力，而且應用的規模也在不斷地擴大，對美國目前家庭自動化網絡系統中三種主要通訊媒介應用規模的統計和預測，可以十分明顯地看出，無線網絡技術的應用和需求比例正在不斷地上升，而相應地有線網絡技術總量所佔比例在不斷下降，這是一個總的技術發展趨勢。

隨着無線網絡技術與有線網絡技術（主要是與電話線產品）價格差的縮小，以及對室內移動操作設備需求的增加，無線網絡技術的應用不斷增加。在家庭中主要有三大類無線網絡技術的應用，包括家電控制、語音/數據設備、多媒體應用。其中家電控制，數據通訊速率一般不大於10Kbps；語音/數據通訊，通訊速率一般為 1~2Mbps（有些場合仍可以通過模擬撥號連接Internet）；多媒體應用中，視頻需要較高的通訊速率，一般DVD需要大約 3~8Mbps，HDTV系統需要大約19Mbps。近期無線網絡產品應能滿足8Mbps，以便應用於多媒體應用。而且應注意目前所給出的 WLAN（Wireless Local Area Network）速率都只是理論速率，並非真正速率，只有藉助於壓縮技術才能真正適用於HDTV類型的視頻流。

1、收發和保存信息：通過家庭網絡，主人可以方便的收發電子郵件、瀏覽各種網上信息，訂閲各種電子期刊或雜誌等；

2、 管理個人或家庭的經濟情況：通過家庭網絡配套管理系統，主人可以方便地查閲自己的各種帳目和收支情況，管理系統軟件還可以根據個人經濟情況，作出最優的收支規劃，提供相應的合理建議和提示；

3、 管理家庭的通訊需求：對家庭內各種通訊設備的通訊進行管理，包括網絡通訊協議的執行和網絡資源的分配，使信息在網絡上的傳輸暢通無阻，整個家庭網絡系統運行正常；

4、 管理電源和設備的使用：這一方面也是數字家居所應具有的主要功能之一。同樣是通過網絡管理系統軟件，監控家庭內各種設備，如家庭內燈光的控制、電器設備的遠程控制、室內環境的優化調節等。同時還能夠提供一些經濟方面的優化決策控制，如能夠根據不同用電時段和峯谷電費

5、 提供安全和可靠的環境：通過在家庭內安裝各種檢測報警裝置來實現家庭的保安、消防以及其它需求。如通過加裝攝像頭，可以監視房間周邊環境和諸如嬰兒房等特殊場所；通過煙氣傳感器、温度傳感器、特殊氣體傳感器，預防房間失火和有害氣體過量；通過加裝紅外傳感器、門磁、薄膜窗花、無線微波等報警裝置，可防止竊賊入侵等等；

6、 無需維護的運行：整個家庭內各種設備都連接到其網絡上，通過網絡上運行的管理軟件，可實現對設備的監測和故障診斷功能。一旦出現故障，家庭管理系統會給出故障提示，並自動通過家庭內的網間接口設備向設定的相應維修單位保修，無需主人親自動手；把家庭的安全電腦控制發射信號與業主的手機或辦公電腦、車載辦公電腦、防盜中心連接，如果發生意外或則有人強行入室，業主和防盜中心第一時間收到報警型號，業主好配合處理，在將來還會發展到衞星JPS定位功能，當然，價格相當不菲。

7、 簡單的操作：因為該網絡系統是在千家萬户中使用的，考慮到使用者的年齡、職業、經歷以及受教育程度等的差異，所以該類系統的操作必須簡單，方便，而且可靠，以適應不同使用人羣的需要。

8、可根據個人或家庭生活方式定製：隨着信息時代的到來，個性化的要求在不斷提高。未來數字家居應能夠根據不同使用者的家庭環境、設備數量和類型、以及生活方式等可做相應的配置和調整，如可根據消費者的需求和可接受費用，定製相應的系統解決方案；又如可根據使用者的生活習慣，調節室內環境參數，定時啓停家電設備等等。

樓宇自動化 ^[3] 

全面、系統地介紹了樓宇自動化系統的概念、組成等理論知識及系統設計等實際應用知識，並簡述了樓宇自動化的最新技術。　本書共分9章，包括緒論、樓宇自動化基礎、樓宇通信系統、綜合佈線系統、設備監控系統、安全防範技術、自動消防及報警系統、樓宇自動化系統集成和工程案例分析等內容。書後附有多款探測器實用電路供讀者參考。　本書可作為高等院校電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程、建築設施智能技術、建築電氣與智能化、建築環境與設備工程等相關專業的教材，也可作為從事智能建築和樓宇自動化系統設計、施工、監理、安裝等專業人員的工作參考書。 目錄前言第1章　緒論　1.1　智能建築　1.2　樓宇自動化概述　1.3　綠色建築　思考題第2章　樓宇自動化基礎　2.1　檢測技術　2.2　樓宇自動化系統的網絡結構　2.3　計算機網絡技術　2.4　集散控制系統　2.5　現場總線技術　2.6　LonWorks總線　2.7　CAN總線　2.8　BACnet　思考題第3章　樓宇通信系統　3.1　電話通信網絡　3.2　有線電視系統　3.3　視頻會議技術　3.4　三網合一　思考題第4章　綜合佈線系統　4.1　綜合佈線系統概述　4.2　綜合佈線系統設計　4.3　綜合佈線系統的電氣保護與接地設計　思考題第5章　設備監控系統　5.1　暖通空調系統及其監控系統　5.2　給水排水系統及其監控系統　5.3　供配電系統及其監控系統　5.4　照明系統及其監控系統　5.5　電梯系統及其監控系統　思考題第6章　安全防範技術　6.1　概述　6.2　出入口控制系統　6.3　入侵報警系統　6.4　視頻安防監控系統　思考題第7章　自動消防及報警系統　7.1　概述　7.2　火災探測器　7.3　火災自動報警系統及火災報警控制器　7.4　自動滅火系統　7.5　消防設備聯動控制　*7.6　現代火災探測技術　思考題第8章　樓宇自動化系統集成　8.1　系統集成概述　8.2　系統集成的網絡協議　8.3　樓宇自動化系統的集成　8.4　樓宇管理系統及一體化樓宇管理系統　8.5　樓宇自控中的常用系統　8.6　基於IC卡的應用系統集成技術　8.7　樓宇自動化系統集成技術發展展望　思考題第9章　工程案例分析　9.1　系統概況及選型　9.2　系統設計總則　9.3　系統方案設計　9.4　工程的施工及管理