定义

智能建筑（Intelligent Building，IB）是在人们对办公条件和居住环境提出更高要求的呼声下应运而生的，是以计算机和网络为核心的信息技术在建筑行业中应用的体现。它完美地体现了建筑艺术与信息技术的结合，将建筑物中用于综合布线、楼宇自控、计算机系统的各种分离的设备及其功能信息，有机地组合成一个互相关联、统一协调的整体，各种硬件与软件资源被优化组合成一个能满足用户需要的完整体系，并朝着高速度、高集成度、高性能价格比的方向发展。

概述

智能建筑概念的形成，得益于当今高速发展的信息时代人们对办公条件、生活质量和居住环境要求的不断提高。智能建筑理念的提出，必然对人类传统的思维方式、生活方式和工作方式产生影响。当网上交易成为最普通的商务模式，电子邮件成为最廉价的通信手段，远程教育成为最基础的教育方式，信息家电成为干家万户最普通的“家当”时……智能建筑离人们就越来越近了。

目前，对智能建筑含义的理解仍然存在一些偏颇，如有人认为安装了门禁、可视对讲机、自动报警等安防系统的建筑就是智能建筑，还有些人认为安装了宽带入网的建筑就是智能建筑，这些认识都是片面的、肤浅的。确切地说，这只是智能建筑的组成内容之一，只有当信息化和智能化渗透到办公和家居生活的各个角落和各个层面，这样的建筑才算得上是真正意义的智能建筑。

智能建筑技术是一门融合多学科，且具有系统集成特点的学科，虽然发展历史较短，但涉及范围广，进展速度快，因此它是一个动态的、相对的概念，随着高新技术的发展而不断发生变化。

性质

通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计， 提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助大厦的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”建筑智能化结构是由三大系统组成：楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)

智能建筑的兴起与发展

世界上公认的第一幢智能大厦建于1984年1月,是美国康涅狄格州哈特福德市的“城市广场”。当时是对一幢旧式大楼采用计算机技术进行了一定程度的改造，对大楼内的空调、电梯、照明等设备进行监控和控制，并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息化服务。此后，智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在世界各地展开。尤其是亚洲的日本、新加坡等国家和我国台湾地区对智能建筑进行了大量的研究和实践，相继建成了一批智能建筑。

国外智能建筑的面世立即引起了国内建筑行业和IT行业的高度关注。在中国大陆虽然还没有像美国、日本那样对建筑智能化技术制定标准，但已经借助相关概念与技术实施智能建筑的建设。

我国建设部在20世纪80年代末着手编制的《民用建筑电气设计规范》（JCJ／T16-92），其中提到了楼宇自动化和办公自动化，这是智能化技术在我国建筑法规中的首次体现，也是我国智能建筑理念的萌芽。20世纪90年代初，在北京、上海等大都市出现了少量的智能建筑子系统单独建设的项目，这就是智能建筑在我国实践中的雏形。20世纪90年代中期，国内掀起了房地产开发热浪，各种智能大厦如雨后春笋，市场的需求以及有关方面的热炒为我国智能建筑开发注入了新的活力和动力，建筑智能化的形式和内容也发生了巨大的变化：从广度上看，已由原来的两三个弱电子系统增加为十多个子系统；从深度上看，系统联动与系统集成的级别逐步增加。在此期间，伴随着智能建筑与智能小区的兴起，与之相关联的研讨会、展示会此起彼伏，报刊、电台等传媒也争相宣传，形势的发展也极大地促进了政府部门管理和指导力度的提高，各种规定标准相继出台，使智能建筑逐步步入规范化的道路。

智能建筑的分类

智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征，从单幢大楼到连片的建筑广场，从大到摩天大楼到小至家庭住宅，从集中布局的楼宇到规划分散的居民小区，均被统称为智能建筑。智能建筑能使人与人之间的距离拉得更近，实现零时间、零距离的交流。对智能建筑可进行如下层次性分类：

（一）智能大楼

智能大楼主要是指将单幢办公类大楼建成综合智能化大楼。智能大楼的基本框架是将楼宇控制自动化（BA）、楼宇通信和网络系统自动化（CA）、办公自动化（OA）三个子系统结合成一个完整的整体，发展趋势则是向系统集成化、管理综合化和多元化以及智能城市化的方向发展，真正实现智能大楼作为现代办公和生活的理想场所。

（二）智能广场

在未来，智能建筑开发会从单幢转变为成片开发，形成一个位置相对集中的建筑群体，称之为智能广场。而且不再局限于办公类大楼，将会向公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑物种类扩展。

智能广场除具备智能大楼的所有功能外，还有系统更大、结构更复杂的特点，一般应有智能建筑集成管理系统（IBMS），能对智能广场中所有楼宇进行全面和综合的管理。

（三）智能住宅

智能住宅的发展分为三个层次：首先是家庭电子化；其次是住宅自动化；最后是住宅智能化。美国称其为智慧屋，欧洲则称为时髦屋。

智能住宅是指通过家庭总线把家庭内的各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭保安装置都并入到网络之中，进行集中或异地的监视控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的协调，提供工作、学习和娱乐等各项服务，营造出具有多功能的信息化居住空间。

智能住宅强调人的主观能动性，重视人与居住系统的协调，从多方面方便居住者的生活环境，全面提高生活的质量。

（四）智能小区

智能小区是对有一定智能程度的住宅小区的笼统称呼。智能小区的基本智能被定义为“居家生活信息化、小区物业管理智能化；IC卡通用化。”智能小区建筑物造出各种环境（绿色环境、回归自然的环境、多媒体信息共享环境及优秀的人文环境等），从而使小区智能化有着不同的等级。

传统的生产活动是在车间进行的，而系统集成则有很大一部分工作要在现场完成，这就对现场的作业管理的质量控制提出了新的问题。（综合布线系统介绍节选）

（五）智能城市

在楼宇和小区实现了智能化后，城市的智能化程度进一步被强化，将会呈现以信息化为特征的智能城市。

智能城市的主要标准首先是通信的高度发达，光纤到路边、光纤到楼宇、光纤到办公室、光纤到小区、光纤到家庭；其次是计算机的普及和城际网络化，在经历了“统一的连接”、“实时业务的集成”、“完全统一”三个发展阶段后，将出现在网络的诸多方面进行统一的“统一网络”。计算机网络将主宰人们的生活、工作、学习、办公、购物、炒股、休闲等几乎所有的领域，电子商务成为时尚；再次是办公作业的无纸化和远程化。

（六）智能国家

智能国家是在智能城市的基础上将各城际网络互联成广域网，地域覆盖全国，从而可方便地在全国范围内实现远程作业、远程会议、远程办公；也可通过Internet或其他通信手段与全世界沟通。进入信息化社会，整个世界将因此而变成地球村。

系统集成

英文 Intelligent Building System Integration，指以搭建建筑主体内的建筑智能化管理系统为目的，利用综合布线技术、楼宇自控技术、通信技术、网络互联技术、多媒体应用技术、安全防范技术等将相关设备、软件进行集成设计、安装调试、界面定制开发和应用支持。

智能建筑系统集成实施的子系统的包括综合布线、楼宇自控、电话交换机、机房工程、监控系统、防盗报警、公共广播、门禁系统、楼宇对讲、一卡通、停车管理、消防系统、多媒体显示系统、远程会议系统。对于功能近似、统一管理的多幢住宅楼的智能建筑系统集成，又称为智能小区系统集成。

楼宇自动化系统(BAS)对整个建筑的所有公用机电设备，包括建筑的中央空调系统、给排水系统、供配电系统、照明系统、电梯系统，进行集中监测和遥控来提高建筑的管理水平，降低设备故障率，减少维护及营运成本。

系统集成功能说明：对弱电子系统进行统一的监测、控制和管理——集成系统将分散的、相互独立的弱电子系统，用相同的网络环境，相同的软件界面进行集中监视。

实现跨子系统的联动，提高大厦的控制流程自动化——弱电系统实现集成以后，原本各自独立的子系统在集成平台的角度来看，就如同一个系统一样，无论信息点和受控点是否在一个子系统内都可以建立联动关系。

提供开放的数据结构，共享信息资源——随着计算机和网络技术的高度发展，信息环境的建立及形成已不是一件困难的事。

提高工作效率，降低运行成本 ——集成系统的建立充分发挥了各弱电子系统的功能。

智能建筑的优势

智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,不是相互排斥的. 常规控制往往包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。

1. 传统的自动控制是建立在确定的模型基础上的,而智能控制的研究对象则存在模型严重的不确定性,即模型未知或知之甚少者模型的结构和参数在很大的范围内变动,比如工业过程的病态结构问题、某些干扰的无法预测,致使无法建立其模型,这些问题对基于模型的传统自动控制来说很难解决.

2. 传统的自动控制系统的输入或输出设备与人及外界环境的信息交换很不方便,希望制造出能接受印刷体、图形甚至手写体和口头命令等形式的信息输入装置,能够更加深入而灵活地和系统进行信息交流,同时还要扩大输出装置的能力,能够用文字、图纸、立体形象、语言等形式输出信息. 另外,通常的自动装置不能接受、分析和感知各种看得见、听得着的形象、声音的组合以及外界其它的情况. 为扩大信息通道,就必须给自动装置安上能够以机械方式模拟各种感觉的精确的送音器,即文字、声音、物体识别装置. 可喜的是,近几年计算机及多媒体技术的迅速发展,为智能控制在这一方面的发展提供了物质上的准备,使智能控制变成了多方位“立体”的控制系统.

3. 传统的自动控制系统对控制任务的要求要么使输出量为定值(调节系统) ,要么使输出量跟随期望的运动轨迹(跟随系统) ,因此具有控制任务单一性的特点,而智能控制系统的控制任务可比较复杂,例如在智能机器人系统中,它要求系统对一个复杂的任务具有自动规划和决策的能力,有自动躲避障碍物运动到某一预期目标位置的能力等. 对于这些具有复杂的任务要求的系统,采用智能控制的方式便可以满足.

4. 传统的控制理论对线性问题有较成熟的理论,而对高度非线性的控制对象虽然有一些非线性方法可以利用,但不尽人意. 而智能控制为解决这类复杂的非线性问题找到了一个出路,成为解决这类问题行之有效的途径. 工业过程智能控制系统除具有上述几个特点外,又有另外一些特点,如被控对象往往是动态的,而且控制系统在线运动,一般要求有较高的实时响应速度等,恰恰是这些特点又决定了它与其它智能控制系统如智能机器人系统、航空航天控制系统、交通运输控制系统等的区别,决定了它的控制方法以及形式的独特之处.

5. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。 家居智能控制

6. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程,采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式.

7. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统具有变结构特点,能总体自寻优,具有自适应、自组织、自学习和自协调能力.

8. 与传统自动控制系统相比,智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力.

总之,智能控制系统通过智能机自动地完成其目标的控制过程,其智能机可以在熟悉或不熟悉的环境中自动地或人─机交互地完成拟人任务.

扩展阅读

1《智能建筑设计标准》GB/T 50314-2006(简称“智能化标准”)

2《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339-2003

3《建筑及居住区数字化技术应用》GB/T 20299.1-4(简称“数字化标准”)

4《上海市智能家居工程技术应用导则》

5《安全防范工程技术规范》GB 50348-2004