智能大厦建筑的智能化与系统集成

智能大厦建筑的智能化与系统集成

杨立鑫

山东鸿运工程设计有限公司医药分公司  山东济南  250100

摘要：智能建筑通过构建智能系统，实现对建筑内部不同部分各种系统的管理工作，提升建筑对外界变化的反应能力，保证对危险的预警，提升建筑的舒适度和降低能耗。本文分析了智能大厦如何进行智能化建设，以及如何实现智能系统的集成，希望通过研究，能帮助研究人员建立起具有更高运行效率的智能建筑系统，解决智能大厦的管理问题，利用更具集成性的智能系统，提升建筑的运行效率。

关键词：

引言：现代建筑往往同时承载着很多种不同的功能，导致建筑物的能耗很高，建筑内部暖通、空调、电梯等设备运行管理难度较大，不仅容易造成比较严重的能源浪费，增加建筑物的运营成本，还会影响对建筑物内部人员服务的满意度。目前智能大厦建筑使用了智能化系统对建筑内部的电力系统、电气设备进行控制，为了保证控制效果，在确保智能化技术应用的同时也要加强各项功能的集成化，解决系统的管理效率问题，实现对建筑内部各项功能的综合管理。

1 智能建筑的特点分析

智能建筑建设使用了多种不同的技术，包括建筑工程技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术，虽然智能建筑的出现时间比较早，但是首先至于通信技术和计算机技术发展速度缓慢，因此技术推广速度相对比较慢。近年来，随着计算机技术水平的快速发展，尤其智能技术经过不断完善后得到广泛应用，智能建筑的建设已经成为建筑行业发展的重要趋势。

很多早期的智能建筑并非目前的智能建筑，在这类建筑中智能技术应用比较少，所有功能实现都利用自动化技术实现。所以，传统智能建筑和当今智能建筑的区别属于自动化技术和智能化技术的区别。自动化技术会运行预先设定的程序，根据建筑的监控信息做出反馈，控制建筑系统中的电气设备，但如果环境变化复杂导致数据极不稳定，就需要人工操作。智能技术可以应对复杂环境变化，处理非线性问题，尤其能够在电气设备出现故障后，自动进行故障诊断和恢复，更能根据建筑物内部人员流动状况的变化，不断更新和优化建筑的控制策略，满足节能、绿色、环保、高效运行的要求，在建筑内部建立舒适的生活空间。

2 智能建筑系统组成分析

2.1 楼宇自动化系统

楼宇自动化系统也被称为楼宇自控系统，负责控制楼宇内主要的电气设备管理，包括照明系统、配电系统、电梯、空调机组、新风机组、换热站等进行监控和管理，能根据室内环境的变化，自动调整运行策略，如果设备出现问题能自动报警，可以通过设备的状态记录分析设备的变化趋势，分析设备存在的问题，更有利于设备进行操作和维修。

2.2 安防自动化系统

安防自动化系统是设有闭路电视的监控系统，控制门禁系统、防盗系统、巡更系统等工作，系统会保持24小时连续的工作状态，如果发生危险可以保护建筑物内的人员安全和财务安全。比如系统能够对建筑内的危险预兆作出反应，立即进行报警等等。

2.3 消防自动系统

消防自动系统包括火灾自动报警系统、消防联动系统两个部分，可以进行火灾的早期探测和自动报警，能够确定火灾存在的位置，及时启动防火措施和灭火措施，完成灭火工作，有效减少人员伤亡和避免火灾造成人员伤亡，控制财产损失。

2.4 信息网络系统

信息网络系统使用了计算机网络和数据库结合构建的系统，该系统使用多媒体技术，可以提供包括文字、声音、图像等图文办公途径，通过提供可视化的操作界面，直观地反应建筑物内部各个位置的信息。信息网络系统也能实现对资源的共享，方便不同部门开展业务工作，具有较高的业务处理效率。智能建筑中常用的信息网络系统包括租用单位使用的专用信息网络系统和大楼管理单位使用的网络系统。物业公司可以给用户提供信息服务，满足租用大楼的单位处理信息的需求。两种系统在运行上相互独立，但是可以共享信息，因此具有一定的联动性。

2.5 通信网络系统

通信网络系统使用数字交换机完成包括视频图像、声音的传输，能够使用公共通用网络、建筑内部综合布线系统完成多媒体通信工作。该系统的存在可以弥补移动通信的盲区，比如大厦内部，就需要实现对无线通信系统的完全覆盖。

2.6 综合布线系统

综合布线系统可以在建筑物内建立起通信通道，利用光纤、铜芯通信电缆、同轴电缆，在建筑的垂直竖井和水平线槽中布置，能够连接建筑物内部的各层用户。信息网络系统、通信网络系统、楼宇自动控制系统会通过GCS信号进行传输，该系统连接着大厦内的各种系统，实现了大厦的感知。

2.7 建筑管理系统

该系统是为了建筑物能够全面实现智能化控制设置的应用信息管理系统，可以对从不同系统中获得信号进行快速反应，提升系统运转效率和对周围情况的反应速度。

2.8 建筑集成管理系统

该系统建立了建筑物的集成管理平台，是构建在整个建筑物信息领域之上的系统，服务面向建筑物的所有业主和建筑物的物业管理部门。可以对建筑管理系统进行监视，以及实现内部各种系统资源的优化配置，并不会参与直接的控制。

3 智能大厦智能化系统集成分析

3.1 智能大厦智能化概述

典型的大厦智能化系统中，必然包括楼宇智能化系统、通信网络和办公网络，必须涵盖上述三者，才能具有较高的智能化水平。智能大厦的智能化系统技术水平的高低，决定于三者的集成程度和结合程度，三者的有机渗透、相互融合，能保证不同系统之间的联动效果。每栋大厦都要根据自身的设计需求进行智能系统的构建，满足使用需求，提升经济效益和工作效率，也能有效控制系统的建设成本。

智能大厦具有极高的综合性，其管理系统实现了人、信息、环境之间的结合，目标在于提升办公效率、满足大厦内人员对环境的需求、为商业活动提供舒适的环境。智能大厦是人类生活进步的必然要求，也是生活水平不断提高的前提下，对建筑功能提出的全新要求。在实际使用过程中，智能大厦不仅要满足传统大厦建筑的集约型生产要求，还要不断强化大厦的智能化功能的开拓。例如，在陷阱广泛存在的智能大厦中，都有智能楼宇安全系统，每一个大厦内的工作人员持有个人的工作名牌。在电梯内刷卡上楼的过程中，智能到达自己所在的楼层，吴群进入权限卡规定范围之外的楼层。这样就可以有效提高大厦管理的安全性，也为人员密集型建筑内，生产生活秩序的维持，提供了强有力的技术会持。

因此，系统具有环境人类工程学化的特点，在这种环境中工作，可以提升办公人员的工作效率。随着信息化技术的广泛使用，智能大厦已经成为了各种智力生产活动的中心，通过创造良好的办公条件，可以吸引更多企业进入大厦办公，提升经济效益。

3.2 智能大厦的智能化和集成化

智能大厦受支持于行为科学、信息科学、人类环境等多学科，是一种学科交叉下发展出的成果。智能大厦系统的综合集成，能够实现人、资源、环境三者之间关系拉近，系统对人的需求快速做出判断，调度大厦内的电气设备资源调节环境，实现了对人需求的快速反馈。智能大厦的集成化是一个过程，需要在技术发展的过程中不断完善，但是集成化的中心目标在于服务大厦中的人，因此集成技术的使用和继承方式都要适应大厦这个集合多种功能于一身的场所。目前大厦内部人员流动速度比较快，活动具有交互性、并发性，随时随地都会产生多种多样的信息，智能系统的有效集成能实现对大厦的动态化管理，满足大厦功能逐渐增加的发展需求。

    大厦的智能化和集成化也可以有效提高大厦管理效率，也可以提高大厦管理人员对特殊事件的反应效率。例如，现在很多智能大厦内的监控系统都有人脸识别功能，通过这种方式，可以对进入大厦内的人员进行全面监控和管理。而且，一旦有无关人员进入大厦，大厦管理人员可以在第一时间发现。如果大厦内发生特殊事件，管理人员也可以依靠人脸识别系统，对相关人员的行动轨迹进行实时监控，有效降低大厦内特殊事件的影响范围，全面保障大厦内人员以及财产的安全。   

3.3 集成的形式分析

集成的内涵包括综合、一体化，随着环境的不同，集成的形式也会有所改变。智能大厦系统的集成中，需要利用楼宇自动化系统、通信网络系统、办公自动化系统的集成，有效实现在功能、用途、信息处理等具有关联性设备之间的连接，构成一个统一的、连续性的、功能齐全的系统，整合大厦的环境管理。集成过程中会使用到各种不同类型的设备，包括满足活动要求的软件、硬件等等，最终构建一个可以满足大厦运行总环境的系统。智能大厦的集成并非是对各种设备的简单组合，最重要的在于灵活使大厦的智能系统，提升大厦的运行效率，发挥各种设备的潜力。目前的集成开发模式主要为设备、子系统、集成系统的组合，实现整个大厦智能系统的统一，可以对大厦的各个方面都形成支持，建立更为完整的功能，提供高效的用户界面。

3.4 大厦自动系统集成分析

由于大厦的自动系统在使用过程中会经过发展，导致会同时使用很多不同厂家、标准的设备，直接进行系统中所有设备的更换，需要进行大量的投资，所以必须实现新老硬件的共存。为了构建管理网络，就需要实现系统的接口标准化，满足系统在信息数据传输使用统一标准的需要，达到不同设备之间进行联动的目的。同时，大厦会产生很多不同类型的信息，所以在集成过程中也要实现多元信息的集成，包括文本信息、视频信息、图片信息、音频信息等等。在管理过程中，系统向用户提供外部属性，实现操作界面和外观的统一，但是内部操作过程对用户隐蔽。还需要建立面向对象的管理系统，提升系统的可拓展性，满足多媒体信息处理的要求。因此需要建立多层次的智能大厦系统，满足大厦内部的多任务处理需求，提升资源的利用效率和共享效率，并且确保界面的统一性。

4 智能大厦系统集成实现

智能大厦系统集成的过程中，承建企业需要按照业主的意向，根据合同规定，使用信息技术、自动化技术、网络技术进行细致管理，实现对系统各个层面的优化，完成对系统的总体评价工作，以及完成后续的维护，确保系统能稳定运行。例如，在智能大厦内，可以根据实际使用需求，定制集成系统。实现大厦内智能巡逻、安全管理、人员监控等功能。对于智能大厦功能完善，以及个性化功能的实现都有着积极的促进作用。智能大厦的实际使用功能是不同的，商业类智能大厦，更强调便捷性与智能化。而贵金属加工的智能大厦则更加重视大厦整体的安全性以及特殊事件的处理能力。所以，通过系统集成过程中的个性化定制，就可以漫步各类大厦的不同智能化需求，也为社会结构的多样化发展提供支持。

4.1 智能大厦集成程序设计

智能大厦的系统经过集成后应该能从业主的日常活动情况分析和掌握业主的需求，系统的架构应该适应建筑物的结构和规划，保证系统的运行效率和建筑的需求。因此，集成系统应该根据大厦建筑的整体性进行确认，做好系统设计和设备选型工作，围绕业主的生活、商业活动、工作状况，制定管理计划，对整个执行过程进行详细设计。程序的管理范围需要覆盖运行、维护、业务管理等等，而且在运行过程中必须加强综合评价，不断优化系统的工作方式。例如，在是能大厦设计过程中，可以根据大厦内人员的工作习惯以及生活需求，定制智能供电、供水计划，在满足大厦正常运行的前提下，实现资源的有效利用，也可以在一定程度上降低大厦内安全事故的发生几率，不断提高大厦的安全水平。

4.2 智能大厦系统的软件

智能建筑管理系统是智能大厦系统中不可分割的部分，作为智能大厦的系统软件，决定了智能大厦的运行效率和使用成效。目前最广泛使用的综合系统中，都已经在软件层面适应了智能化综合办公，可以利用智能技术对大厦中各项业务提供十分有效的支持，可以根据不同的业务方式进行智能大厦的管理，满足目前大厦综合性逐渐提升趋势。智能大厦的智能化主要取决于大厦管理系统、网络系统、办公管理管理系统。针对大厦管理系统，具备数据的处理功能、进行储存，并向建筑的办公管理系统、网络系统、物业系统分发数据，实现大厦管理系统为基础的智能化和集成化。比如大厦管理系统可以对水、电等运行情况进行监控，然后可以按照计算机要求发送信息，完成数据的储存和积累。

4.3 大厦智能化和建筑设计

大厦的智能管理系统集成建设不仅仅在于软件上的集成，也要根据建筑的功能进行集成设计，以保证系统的总体规划和大厦的工作方式协调同步，同时，建筑也要围绕智能化需求进行设计，确保建筑的运行环境能够支撑智能化系统运转。由于建筑内部必然会设置大量的计算机、传感器、信息传输线路，满足对供电、空调、照明等系统的管理功能，因此建筑在设计时需要增加电缆管线的空间，使用不同于传统建筑的平面布局、结构强度设计，为了满足设备安防、电力电容、管线敷设等需求，还需要合理使用具备更高强度的墙体结构材料。所以设计时要考虑设备专用的平面布局，做好水平通道和垂直通道的安排，优化是能环境，针对系统的需要，对建筑结构的空间进行重新分隔，真正让智能系统成为大厦的一部分。尤其在一些高层或者超高层的智能大厦内，进行智能管理系统集成过程中，要充分考虑到高层及超高层建筑的特点，进行消防个隔火层的设计规划。在保证整个大厦使用效率不断提高的同时，也要提高大厦的消防安全能力，确保在正式使用过程中，大厦内高负荷的电缆建设过程中，不会产生过载事故，保障使用安全。而且即使发生了消防安全问题，也能通过大厦内的消防设备以及隔火层的设计，有效保障大厦内人员的生命财产安全，降低事故的影响范围。这是大厦智能化和建筑设计过程中需要重点关注的内容，也是未来智能大厦发展过程中需要解决的根本问题。

结束语：智能大厦中拥有很多不同的商业项目，建立智能系统时，需要针对各类商业项目都进行程序编写，合理进行系统设计，在保证智能系统稳定运行的同时，也通过提升系统的继承性，实现大厦内部不同部分的联动。通过精细规划，可以杜绝大厦在运行过程中存在的浪费问题，提升大厦的运行效率和商业收益。

参考文献：

[1]詹培军.建筑智能化系统集成现状、问题和解决[J].居舍,2021(28):170-171.

[2]王斐.信息技术在建筑智能化建设中的应用[J].无线互联科技,2021,18(17):99-100.

[3]王春晖,牛振栋.浅谈建筑智能化系统设计及应用[J].智能建筑与智慧城市,2021(08):126-127.

[4]陈景辉,胡键威,罗伟.建筑智能化系统集成设计分析[J].智能建筑与智慧城市,2021(08):140-141.

[5]刘媛媛.通信技术在智能建筑中的作用分析[J].江西建材,2021(05):191-192.

[6]郑一鑫.建筑智能化系统集成设计和应用[J].新型工业化,2021,11(02):24-25+29.

[7]肖寒姿,孟希希,邱悦文,高清.基于信息融合视角的新兴技术成熟度研究[J].中国发明与专利,2021,18(02):22-31.

[8]宋戌俊.建筑智能化系统集成易现问题与对策[J].信息化建设,2021(01):64.

[9]程青.基于智能终端的智能建筑系统构建[J].现代建筑电气,2020,11(11):35-39.

[10]姜晓华.研究设计建筑智能化系统集成[J].信息化建设,2020(11):64.

[11]梁家欣.建筑智能化工程管理技术应用[J].建筑技术开发,2020,47(21):79-80.

[12]张昭振.基于BIM的智能建筑可视化运营管理平台研究与应用[J].城市住宅,2020,27(07):39-43.