[摘要]本文較為系統(tǒng)的介紹信息技術在智能建筑中的應用，以及國內外智能建筑發(fā)展狀況，闡述了智能建筑的系統(tǒng)結構及功能，討論了智能建筑的發(fā)展趨勢與關鍵技術。 1.引言 進入20世紀80年代，計算機技術、信息技術、電子技術、控制技術、通信技術等得到迅速發(fā)展，極大地促進了社會生產(chǎn)力的提高，也使人們的生產(chǎn)方式和生活方式產(chǎn)生了日新月異的變化，在建筑領域，則誕生了智能建筑的概念。所謂“智能建筑”是綜合計算機、信息通信等方面最先進的技術，使建筑物內的電力、空調、照明、防災、防盜、運輸設備等，實現(xiàn)建筑物綜合管理自動化、遠程通信和辦公自動化的有效運作，并使這三種功能結合起來的建筑。 智能建筑蓬勃發(fā)展，以美國和日本興建的最多。日本第一次引進智能建筑的概念是在1984年的夏天，近十多年來，相繼建成了野村證券大廈、NEC總公司大樓等。日本是在智能建筑領域進行全面的綜合研究并提出有關理論和進行實踐的最具有代表性的國家之一。新加坡政府為推廣智能建筑，撥巨資進行專項研究，計劃將新加坡建成“智能城市花園”。此外，印度也于1995年起在加爾各答的鹽湖開始建設“智能城”，智能建筑的發(fā)展形勢可謂是如日中天。由于智能建筑具有高效、節(jié)能、舒適等突出優(yōu)點，在歐、美、日及世界各地迅速發(fā)展，引起普遍重視。 2.我國智能建筑的發(fā)展 智能建筑的發(fā)展是科學技術和經(jīng)濟水平的綜合體現(xiàn)，它已成為一個國家、地區(qū)和城市現(xiàn)代化水平的重要標志之一。在我國步入信息社會和國內外正在加速建設信息高速公路的今天，智能建筑將成為城市中的“信息島”或“信息單元”，它是信息社會最重要的基礎設施之一。 我國智能建筑的起步較晚，直到80年代末才有較大的發(fā)展，近幾年來，在北京、上海、廣州等大城市，相繼建起了數(shù)幢具有相當水平的智能建筑。北京的發(fā)展大廈可謂是我國智能建筑的雛形，而后相繼出現(xiàn)了上海的金茂大廈、青島的中銀大廈等具有相當高水平的智能大廈。據(jù)不完全統(tǒng)計國內已建成的智能建筑約有一千四百棟，基本按國際標準設計、施工和管理。當前國內的智能建筑開始轉向大型公共建筑，例如，會展中心、圖書館、體育場館等，據(jù)國外預測，本世紀全世界的智能建筑將有一半以上在中國建成。 中國政府亦高度重視，在科研、資金和政策等方面積極地進行支持和引導，使智能建筑的發(fā)展。1996年1月在上海佘山建設部召開了我國歷史上第一次智能建筑設計研討會，對我國智能建筑的發(fā)展起到了積極的推動作用。華東建筑設計研究院編制了我國第一部智能建筑設計指導性文件——上海市《智能建筑設計標準》，并已正式實施。 中國臺灣智能建筑發(fā)展較早，到1991年已建成1300棟左右，其中以臺北市居多。中國香港智能建筑建得也較早，相繼出現(xiàn)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筑。 3.智能建筑的構成及功能 雖然智能大廈的類型各不相同，但其核心功能、系統(tǒng)是相同的。智能系統(tǒng)的設備通常放置在智能化建筑環(huán)境內的系統(tǒng)集成中心，它通過綜合布線與各種終端設備連接，并通過計算機對整棟大樓進行動態(tài)實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)高度智能化。而整體的智能化要靠許多子系統(tǒng)的相連接，現(xiàn)在常用的最基本的子系統(tǒng)有樓宇自動化系統(tǒng)（BA）、通信自動化系統(tǒng)（CA）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、但從實際情況來看，消防系統(tǒng)和保安系統(tǒng)是專門機構，負責有著比其它系統(tǒng)更加嚴格的管理和驗收程序，因此，單獨列出防火自動化系統(tǒng)（FA）、安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)（SA），因而，智能系統(tǒng)主要由系統(tǒng)集成中心、設備管理自動化系統(tǒng)、信息通信系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、防火自動化系統(tǒng)安全保衛(wèi)自動化系統(tǒng)以及綜合布線（GC）構成。功能如圖1所示。 其中，智能建筑的信息通信系統(tǒng)（CA）是保證樓內的語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)幕A，它同時與外部通信，和公用電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)及其他計算機網(wǎng)相連，并與世界各地互通信息。辦公自動化系統(tǒng)（OA）提供先進的信息處理功能，具有決策支持體系。設備管理自動化系統(tǒng)（BA）是采用計算機及其網(wǎng)絡技術、自動控制技術和通信技術組成的高度自動化的綜合管理系統(tǒng)，它確保建筑物內的舒適和安全的辦公環(huán)境，同時實現(xiàn)高效節(jié)能要求。防火自動化系統(tǒng)（FA）通過設在建筑物內不同位置的煙火檢測裝置提供的信息，自動進行火災報警。同時，啟動火災聯(lián)動系統(tǒng)和消防系統(tǒng)，發(fā)出火災報警和實施人員疏散措施。安全保衛(wèi)系統(tǒng)（SA）主是提供不受外界干擾和避免人員受到傷害和財物損失的環(huán)境，防止工商業(yè)間諜和國際恐怖活動，保障人的生命安全。綜合布線系統(tǒng)（GC）將所有的語音、數(shù)據(jù)、視頻信號等的布線，經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設計，綜合在一套標準的布線系統(tǒng)中，將智能建筑的三大子系統(tǒng)有機地連接起來。系統(tǒng)集成中心（SIC）對系統(tǒng)各個智能化模塊和各類信息具有綜合管理的功能，匯集建筑物內外各類信息，并進行實時處理及通信能力，對建筑物各個子系統(tǒng)進行綜合管理。 4.智能建筑的發(fā)展趨勢 智能建筑是個國家的綜合國力和科技水平的具體體現(xiàn)之一，被認為是本世紀建筑發(fā)展的主流。目前，世界各國都在加大力度發(fā)展信息高速公路。中國也把信息高速公路的建設納入了重要的議程。智能建筑與國際信息高速公路接軌，也將促進信息高速公路的極大發(fā)展。 智能建筑要想給人們帶來安全、舒適、高效等的工作和生活空間，關鍵要綜合運用現(xiàn)代高科技，進行規(guī)范化、標準化、集約化的開發(fā)與設計，既充分利用現(xiàn)有資源，又不破壞周邊環(huán)境，向“綠色建筑”的方向發(fā)展，才能實現(xiàn)智能建筑的可持續(xù)發(fā)展。 筆者認為智能建筑未來的發(fā)展集中體現(xiàn)在軟硬兩方面，其中軟方面主要表現(xiàn)為如下四點： （1）各方面的高度重視和迫切需求 業(yè)主已把建筑設計中智能部分的設計列為其基本要求之一，而政府亦高度重視，在科研、資金和和政策等方面積極地進行支持和引導，使智能建筑的發(fā)展朝著健康和規(guī)范化的方向發(fā)展。政府和各大學、科研機構以及有關廠商等正將智能建筑作為一個新的研究課題和商業(yè)機會，積極投入力量，開發(fā)相關的軟硬件產(chǎn)品，使智能建筑實施便利，成本降低。 （2）智能建筑的功能朝著多元化方向發(fā)展。 由于用戶對智能建筑功能要求有很大差異，智能建筑的設計也要分門別類，有針對性地設計出符合用戶的功能需求。例如：專門用于金融、證券業(yè)和公司總部等作為信息源基地；為振興地方城市，培育地區(qū)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展信息通信服務；小規(guī)模的用戶也能享受高水平的信息服務；能夠適應用戶對辦公室布置變更需求；把現(xiàn)有大樓改造成智能大樓；從單體建筑物向綜合性建筑群的發(fā)展；賓館的智能化；住宅的智能化；醫(yī)院的智能化；學校的智能化。 （3）對智能建筑管理的高度重視 由90年代初期的起步發(fā)展到現(xiàn)在，智能建筑正由粗糙化、重復化、累加化向集約化、細分化、系統(tǒng)化方向發(fā)展，其中重要的一點就是認識到管理的重要性，而管理一方面集中體現(xiàn)在充分調動人的主觀能動性，對各種設備設施進行科學的管理、運行和維護，充分提高其利用率。另一方面則體現(xiàn)在物業(yè)管理上，中國已加入WTO，面對世界各國物業(yè)巨頭的強烈競爭，中國的物業(yè)管理公司正深刻的認識到競爭的殘酷性，開始從各方面提升自身的核心競爭力，從經(jīng)營理念、管理技術、服務理念等方面提高自己的整體水平。 （4）基于系統(tǒng)工程的開放式智能化建筑結構的建立 智能大廈是一個智能化系統(tǒng)，應當應用系統(tǒng)工程開發(fā)方法，如系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施及安裝調試，建立開放式智能化建筑結構。在一個智能建筑的生命周期中，建筑結構具有最短的生命周期（約60年）。一般的硬件和軟件設備有5-7年的生命周期，而辦公自動化系統(tǒng)僅有2-3年的生命周期。做成開放式系統(tǒng)的智能大廈系統(tǒng)，能不斷吸收新的技術，更新舊的設備，從而使整個智能化系統(tǒng)設施運行得更好。 硬的方面主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡技術、信息通信技術、智能化技術等如下幾個方面： （1）信息通信技術 數(shù)據(jù)衛(wèi)星又稱為小型數(shù)據(jù)衛(wèi)星站（VSAT:Very Small Aperture Terminals）。VAST的出現(xiàn)，將通信終端延伸到辦公室和家庭，其發(fā)展是將通信衛(wèi)星技術引向多功能、智能化、設備小型化，同時綜合應用衛(wèi)星多波束覆蓋、星載處理技術、地面窩蜂移動通信和計算機軟件等技術。數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信技術在智能建筑中的應用：供Internet/Intranet網(wǎng)絡的接入，如證券、期貨、銀行；實現(xiàn)與移動通信系統(tǒng)的結合；實現(xiàn)遠程多點電視會議；實現(xiàn)遠程醫(yī)療和遠程教學。 從文本文件和聲音的傳送到靜止和動態(tài)圖片的傳送，多媒體技術與通信技術日趨交叉在一起，形成多媒體通信。多媒體會議電視在智能大廈中已得到廣泛應用。 本世紀是互聯(lián)網(wǎng)的世紀，未來互聯(lián)網(wǎng)技術在智能建筑中的應用包括： 1.采用開放的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議TCP/IP和HTTP，用瀏覽器服務體系結構取代客戶/服務器模式。 2.實現(xiàn)遠程監(jiān)控和操作及綜合信息數(shù)據(jù)庫的訪問。提高建筑物內員工的工作效率和管理質量，提高建筑物物業(yè)管理層的決策與全局事件協(xié)調處理的能力。 3.能夠增強自動化控制系統(tǒng)（如防火系統(tǒng)）與信息系統(tǒng)（如辦公自動化系統(tǒng)、物業(yè)管理系統(tǒng)）之間的信息與數(shù)據(jù)交換能力。 4.信息與控制系統(tǒng)集成可直接使用建筑物中的綜合布線系統(tǒng)，網(wǎng)絡互聯(lián)與擴展很容易實現(xiàn)，且維護和培訓工作量小。 （2）網(wǎng)絡控制技術 現(xiàn)在典型的工業(yè)現(xiàn)場控制總線有基金會總線（Field Foundation，簡稱FF），CAN (control area network)，Lon Works，SERCOS，JPCN-1,Marco，Deviccenet,Profibus-DP, Interbus-S等，但是，應該看到從現(xiàn)場控制總線走向控制網(wǎng)絡是一個必然趨勢。比較典型的幾種網(wǎng)絡協(xié)議有TCP/IP，BACNet, SPX/IPX，AppleTalk等，網(wǎng)絡控制技術在智能建筑中的應用包括： 1.改善智能建筑內樓宇自控系統(tǒng)（BA）、綜合保安系統(tǒng)（SM）、火災報警（FAS）等異構網(wǎng)絡環(huán)境的控制與聯(lián)動結構。增<