1、走进电世界走进电世界（11）武汉大学电气工程学院武汉大学电气工程学院11 建筑电气与智能楼宇建筑电气与智能楼宇 建筑电气概述自动化概念和应用建筑电气概述自动化概念和应用 建筑电气技术的产生、特点和发展趋势建筑电气技术的产生、特点和发展趋势智能楼宇的定义和基本功能智能楼宇的定义和基本功能智能楼宇的现状与未来智能楼宇的现状与未来11-111-211-311-411.1 建筑电气概述建筑电气概述 利用电工技术、电子技术及近代先进理论，在建筑物内利用电工技术、电子技术及近代先进理论，在建筑物内外人为创造并合理保护理想环境，充分发挥建筑物功能的一外人为创造并合理保护理想环境，充分发挥建筑物功能的一切电工
2、、电子设备系统，统称为建筑电气。切电工、电子设备系统，统称为建筑电气。建筑物中电气设备已由原来单一的供配电、照明、防雷建筑物中电气设备已由原来单一的供配电、照明、防雷和接地，发展到在建筑物中安装空调、冷热源、通风、给排和接地，发展到在建筑物中安装空调、冷热源、通风、给排水、污水处理、电梯、电动扶梯、安全防范、信息通信等建水、污水处理、电梯、电动扶梯、安全防范、信息通信等建筑设备。筑设备。这些设备的数量庞大、分布区域广、不仅需要提供安全这些设备的数量庞大、分布区域广、不仅需要提供安全可靠的电源，更需要对成千上万个参数进行实时监视与控制，可靠的电源，更需要对成千上万个参数进行实时监视与控制，以实现
3、对对建筑物的供电配电系统、保安监视系统、给排水以实现对对建筑物的供电配电系统、保安监视系统、给排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、通信及闭路电视系统、系统、空调制冷系统、自动消防系统、通信及闭路电视系统、经营管理系统实行最佳控制和最佳管理。经营管理系统实行最佳控制和最佳管理。尽管各类建筑电气系统作用不同，但一般都是由用电设备、尽管各类建筑电气系统作用不同，但一般都是由用电设备、配电设备、控制和保护设备三大部分组成。配电设备、控制和保护设备三大部分组成。从电能的输入、分配、传输和消耗来划分，全部建筑电气从电能的输入、分配、传输和消耗来划分，全部建筑电气系统还可以分为供配电系统和用电系统两类，供
4、配电系统是指系统还可以分为供配电系统和用电系统两类，供配电系统是指接受发电厂电源输入的电能，并进行检测、计量、变压等，然接受发电厂电源输入的电能，并进行检测、计量、变压等，然后向用户和用电设备分配电能的系统，包括一次接线（主接线）后向用户和用电设备分配电能的系统，包括一次接线（主接线）和二次接线；用电系统包括将电能转化为光能的建筑电气照明和二次接线；用电系统包括将电能转化为光能的建筑电气照明系统、将电能转化为机械能的建筑动力系统和满足各种信息获系统、将电能转化为机械能的建筑动力系统和满足各种信息获取和保持相互联系、电能转化为弱电讯号的建筑弱电系统。取和保持相互联系、电能转化为弱电讯号的建筑弱电
5、系统。随着现代建筑与建筑弱电系统的进一步融合，智能建筑或随着现代建筑与建筑弱电系统的进一步融合，智能建筑或智能楼宇也随之出现，从某种意义上讲，建筑物的智能化的高智能楼宇也随之出现，从某种意义上讲，建筑物的智能化的高低取决于它是否具有完善的建筑弱电系统低取决于它是否具有完善的建筑弱电系统 。智智能能化化建建筑筑的的弱弱电电系系统统 11.2 11.2 建筑电气技术的产生、特点和发展趋势建筑电气技术的产生、特点和发展趋势建筑电气技术的产生、特点和发展趋势建筑电气技术的产生、特点和发展趋势 建筑电气关联的学科领域门类众多，已逐步形成建筑电气关联的学科领域门类众多，已逐步形成建筑电气关联的学科领域门类
6、众多，已逐步形成建筑电气关联的学科领域门类众多，已逐步形成广义电气工程中的一门与应用对象广义电气工程中的一门与应用对象广义电气工程中的一门与应用对象广义电气工程中的一门与应用对象建筑物紧密结建筑物紧密结建筑物紧密结建筑物紧密结合，具有多学科交叉特征和广阔应用前景的专业合，具有多学科交叉特征和广阔应用前景的专业合，具有多学科交叉特征和广阔应用前景的专业合，具有多学科交叉特征和广阔应用前景的专业建筑电气技术。建筑电气技术。建筑电气技术。建筑电气技术。中央商务区（图中最高楼为芝加哥西尔斯大厦中央商务区（图中最高楼为芝加哥西尔斯大厦1973199819731998年世界最高建筑）年世界最高建筑）数字化
7、、节能环数字化、节能环数字化、节能环数字化、节能环保和智能化，将是现保和智能化，将是现保和智能化，将是现保和智能化，将是现代建筑电气技术发展代建筑电气技术发展代建筑电气技术发展代建筑电气技术发展的趋势的趋势的趋势的趋势 11.3 11.3 智能楼宇的定义和基本功能智能楼宇的定义和基本功能 智能楼宇，也称智能大厦或智能建筑（智能楼宇，也称智能大厦或智能建筑（智能楼宇，也称智能大厦或智能建筑（智能楼宇，也称智能大厦或智能建筑（IBIB：Intelligent BuildingIntelligent Building），是楼宇发展的高级阶），是楼宇发展的高级阶），是楼宇发展的高级阶），是楼宇发展的高
8、级阶段。由于智能化技术的不断发展，智能楼字至段。由于智能化技术的不断发展，智能楼字至段。由于智能化技术的不断发展，智能楼字至段。由于智能化技术的不断发展，智能楼字至今仍无统一的定义。今仍无统一的定义。今仍无统一的定义。今仍无统一的定义。智能楼宇应具有以下基本功能：智能楼宇智能楼宇应具有以下基本功能：智能楼宇智能楼宇应具有以下基本功能：智能楼宇智能楼宇应具有以下基本功能：智能楼宇通过其结构、系统、服务和管理的最佳组合提通过其结构、系统、服务和管理的最佳组合提通过其结构、系统、服务和管理的最佳组合提通过其结构、系统、服务和管理的最佳组合提供一种高效和经济的环境；智能楼宇能在上述供一种高效和经济的环
9、境；智能楼宇能在上述供一种高效和经济的环境；智能楼宇能在上述供一种高效和经济的环境；智能楼宇能在上述环境下为管理者实现以最小的代价提供最有效环境下为管理者实现以最小的代价提供最有效环境下为管理者实现以最小的代价提供最有效环境下为管理者实现以最小的代价提供最有效的资源管理；智能楼宇能够帮助其业主、管理的资源管理；智能楼宇能够帮助其业主、管理的资源管理；智能楼宇能够帮助其业主、管理的资源管理；智能楼宇能够帮助其业主、管理者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、者和住户实现他们的造价、舒适、便捷、安全、长期的灵活性
10、以及市场效应的目标长期的灵活性以及市场效应的目标长期的灵活性以及市场效应的目标长期的灵活性以及市场效应的目标 。图图11-3 11-3 智能建筑营造的环境智能建筑营造的环境“都市办公大楼都市办公大楼”是由这幢大楼是由这幢大楼的住户之一的的住户之一的“联合技术建筑系联合技术建筑系统统”(United Technologies(United Technologies Building System)Building System)公司承包，负公司承包，负责大楼的空调设备、照明设备、责大楼的空调设备、照明设备、防火和防盗系统、通信系统。这防火和防盗系统、通信系统。这幢大厦高幢大厦高3838层，总建筑
11、面积达层，总建筑面积达1010多万平方米，被誉为世界上最早多万平方米，被誉为世界上最早的智能大厦的智能大厦 世界上最早的智能大厦世界上最早的智能大厦上海环球金融中心（前）上海环球金融中心（前）金茂大厦（后）金茂大厦（后）11.4 智能楼宇系统组成智能楼宇系统组成 智能楼宇系统的组成按其基本功能可分为三大块：智能楼宇系统的组成按其基本功能可分为三大块：楼宇自动化系统楼宇自动化系统(BASBuilding Automation System)办公自动化系统办公自动化系统(OASOffice Automation System)通信自动化系统通信自动化系统(CASCommunication Auto
12、mation System)，即，即“3A”系统系统。楼宇自动化系统楼宇自动化系统楼宇自动化系统楼宇自动化系统(Building Automation(Building Automation SystemSystem，BAS)BAS)，又称为建筑物自动化系统。它，又称为建筑物自动化系统。它，又称为建筑物自动化系统。它，又称为建筑物自动化系统。它采用最新的传感技术、自动控制技术、计算机组采用最新的传感技术、自动控制技术、计算机组采用最新的传感技术、自动控制技术、计算机组采用最新的传感技术、自动控制技术、计算机组态、网络集成、信息交换技术等，对楼宇内所有态、网络集成、信息交换技术等，对楼宇内所有态
13、、网络集成、信息交换技术等，对楼宇内所有态、网络集成、信息交换技术等，对楼宇内所有机电设备施行自动控制，这些机电设备包括变配机电设备施行自动控制，这些机电设备包括变配机电设备施行自动控制，这些机电设备包括变配机电设备施行自动控制，这些机电设备包括变配电、给电、采暖、通风、运输、火警、保安等。电、给电、采暖、通风、运输、火警、保安等。电、给电、采暖、通风、运输、火警、保安等。电、给电、采暖、通风、运输、火警、保安等。而楼宇的管理人员又通过计算机对上述设施实行而楼宇的管理人员又通过计算机对上述设施实行而楼宇的管理人员又通过计算机对上述设施实行而楼宇的管理人员又通过计算机对上述设施实行综合监控管理，
14、包括空调管理系统、保安系统、综合监控管理，包括空调管理系统、保安系统、综合监控管理，包括空调管理系统、保安系统、综合监控管理，包括空调管理系统、保安系统、消防系统、停车场监视系统等，保证设备高效、消防系统、停车场监视系统等，保证设备高效、消防系统、停车场监视系统等，保证设备高效、消防系统、停车场监视系统等，保证设备高效、可靠运行，为用户提供安全、便利、舒适的工作可靠运行，为用户提供安全、便利、舒适的工作可靠运行，为用户提供安全、便利、舒适的工作可靠运行，为用户提供安全、便利、舒适的工作和生活环境。和生活环境。和生活环境。和生活环境。楼宇自动化系统楼楼宇宇自自动动化化系系统统 通信自动化系统通信
15、自动化系统通信自动化系统通信自动化系统 通信自动化系统通信自动化系统通信自动化系统通信自动化系统(Communication(Communication Automation SystemAutomation System，CAS)CAS)，是利用最新的信，是利用最新的信，是利用最新的信，是利用最新的信息技术构成智能楼宇的信息游走系统，通过星罗息技术构成智能楼宇的信息游走系统，通过星罗息技术构成智能楼宇的信息游走系统，通过星罗息技术构成智能楼宇的信息游走系统，通过星罗棋布的通信系统保证各种语音、数据、图像在楼棋布的通信系统保证各种语音、数据、图像在楼棋布的通信系统保证各种语音、数据、图像在楼棋
16、布的通信系统保证各种语音、数据、图像在楼宇内传输，并通过专线系统和卫星系统保证楼宇宇内传输，并通过专线系统和卫星系统保证楼宇宇内传输，并通过专线系统和卫星系统保证楼宇宇内传输，并通过专线系统和卫星系统保证楼宇内的通信网络与楼宇外各种通信网络的连接与信内的通信网络与楼宇外各种通信网络的连接与信内的通信网络与楼宇外各种通信网络的连接与信内的通信网络与楼宇外各种通信网络的连接与信息传递。息传递。息传递。息传递。通信自动化系统是利用一种具有高度数字化通信自动化系统是利用一种具有高度数字化通信自动化系统是利用一种具有高度数字化通信自动化系统是利用一种具有高度数字化能力的综合业务数字网，实现在一个数字网中传能力的综合业务数字网，实现在一个数字网中传能力的综合业务数字网，实现在一个数字网中传能力的综合业务数字网，实现在一个数字网中传输、交换、处理语音、数据、图文等，实现信息输、交换、处理语音、数据、图文等，实现信息输、交换、处理语音、数据、图文等，实现信息输、交换、处理语音、数据、图文等，实现信息收集、存储、传送、处理和控制，即只通过一个收集、存储、传送、处理和控制，即只通过一个收集、存储、传送、处
