第1章 绪论
1.1 智能建筑的概念
智能建筑（Intelligent Building，IB）是以建筑物为平台，具备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。这是我国《智能建筑设计标准》中对智能建筑的定义。目前还缺乏对智能建筑的统一定义。
1.1.1 智能建筑的兴起
在建筑物内应用信息技术，是古老的建筑技术和现代高科技相结合的产物，这就产生了“智能建筑”。智能建筑是采用电子技术对建筑物内的设备进行自动控制，对资源进行管理和对用户提供信息通信服务等的一种新型建筑，是具备了综合信息应用和机电设备监控与管理自动化能力的建筑物。这是建筑技术适应现代社会信息化要求的产物。
智能建筑兴起于20世纪80年代。美国联合科技建筑系统公司（United Technology Building System Co.，UTBS）1981年提出对康涅狄格（Connecticut）州的哈佛城市大厦（Hartford City Place）进行改造，1983年实现。UTBS公司主要负责控制和操作建筑物的公用设备，如空调、给水、事故预防设备，为住户提供计算机设备和局域网络（LAN）、电话程控交换机（PABX）等，使住户可以获得通信、办公自动化服务，使建筑物功能产生了质的飞跃，住户获得了舒适、高效、安全、经济的良好环境，人们将其称为智能建筑。
1.1.2 智能建筑的发展
智能建筑是在最近十几年发展起来的。它满足住户对信息技术的需求和对管理建筑物的要求。智能建筑和其他事物一样，其迅速发展有深刻的技术、经济和社会背景。智能建筑是现代社会经济和科学技术发展的产物。
日、英、法等国都积极建造智能建筑物。美国对智能建筑的研究工作在不断开展，在智能建筑领域始终保持技术领先。美国一些公司为了适应信息时代的要求，提高国际竞争能力，纷纷兴建或改建具有高科技装备的高科技大楼（Hi-Tech Building），如美国国家安全部和国防部大楼等。从1975年办公系统自动化系统的提出，到1983年第一座智能大厦的诞生，美国花了约10年时间。随着电子技术特别是计算机技术的发展，智能建筑物也迅速发展起来。
日本引进智能建筑的概念是在1984年的夏天，相继建成了野村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、标致大厦、NEC总公司大楼、东京市政府大厦、文京城市中心、NIT总公司的幕张大厦、东京国际展示场等。在法国、瑞典、英国等欧洲国家，以及中国香港、新加坡、马来西亚等地的智能建筑也发展迅速。智能建筑的数量以美国、日本为最多。据统计，日本新建的建筑物中60%以上属于智能建筑。美国新建和改造的办公楼中约70%为智能建筑，智能建筑总数超过万座。
国际上智能建筑的不断涌现以及相关技术的迅速发展，引起了我国工程界、学术界和有关政府部门的高度重视。我国对智能大楼的需求日趋高涨，发展迅猛。
1990年建造的北京发展大厦，可称为我国第一座智能建筑。随着房地产的发展，我国于1992年兴起了智能建筑。在高速发展的大中城市，如北京、上海、深圳、大连、海口等地，具有不同水平的智能建筑相继建成，涉及邮电、银行、海关、空港、码头、商业、办公、体育及旅游等领域。
20世纪90年代，智能建筑如雨后春笋般出现在中国大地，中国国际贸易中心、京广中心、上海博物馆、上海金茂大厦、福州正大广场、武汉金宫大厦、武汉中南商业广场、广州国际大厦、广州时代广场、深圳地王大厦、深圳发展大厦、珠海机场、西安海星大厦、杭州浙江日报大楼、杭州浙江世界贸易中心、浙江国际金融大厦等相继建成。智能建筑迅速向中国内地推广，不仅在武汉、西安等大城市出现了智能建筑，像乌鲁木齐这样远离沿海的西部城市也建造了智能建筑。预测21世纪内，全世界智能建筑的一半将在中国大地兴建。
如此巨大的建筑工程量，形成了一个广阔和具有无穷潜力的市场，同时在实践中培养和锻炼出一支宏大的技术队伍。这支队伍不仅存在于建筑设计院和安装公司以及系统集成企业中，同时也存在于纷纷进入市场的国外企业中。这是一支训练有素和技术素质很高的队伍，足以满足相当先进和复杂的智能建筑技术要求。
智能建筑已从办公写字楼向宾馆、医院、体育场馆、住宅、厂房等扩展。智能化技术在我国住宅居住区中的应用是一个技术创新，同时也为建设智能化城市提供了必要的经验，具有深远的指导意义。近年来，智能居住区在各地兴建，深圳、上海等地相继出现了智能居住区。广州汇景新城、南京天地国际花园、上海诒东花园、泉州金帝花园、长沙梦泽园、沈阳亚太国际花园已经列为国家示范小区。
目前，除单体智能建筑继续发展外，智能建筑已向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”方向发展。美国于1998年首次提出“数字地球”的概念，我国也提出了“数字中国”的战略构想。1999年在我国召开了“数字化地球”国际会议。专家认为，“数字地球”是信息技术、空间技术等现代技术与地球科学交融的前沿。经多次研讨，国内专家目前对“数字化地球”的定义、技术、内涵、功能及基本框架达成共识。“数字化地球”的基本框架包括：信息提出与分析、数据与信息传输、数据处理与存储、数据获取与更新、计算机与网络、应用体系、咨询服务等体系。“数字化地球”的特点是具有空间性、数字性和整体性。三者融合统一，其服务对象面对全球方方面面。目前还提出了数字城市、数字社区等概念。
我国智能建筑的标准化工作在1995年开始，提出了《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》、《建筑与建筑群布线系统工程验收规范》、《全国住宅小区智能化系统示范工程建筑要点与技术导则》、《智能建筑设计标准》、《智能建筑工程质量验收规范》等。
1.1.3 智能建筑的特点
智能建筑的特点是具有多种内部及外部信息交换能力，能对建筑物内的机械、电气设备进行集中自动控制及综合管理、能用方便地处理办公事务，具有舒适的环境和易于改变的空间。智能建筑的优越性是：
（1）具有良好的信息通信能力，提高了工作效率。能通过建筑物内外四通八达的电话、电视、计算机局域网、因特网等现代通信手段和各种基于网络的办公自动化系统，为人们提供一个高效便捷的工作、学习和生活环境。
（2）提高了建筑物的安全性，如对火灾及其他自然灾害、非法入侵等可及时发出警报并自动采取措施排除及制止灾害蔓延。智能建筑首先确保人、财、物的高度安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。
（3）具有良好的节能效果。通过对建筑物内空调、给排水、照明等设备的控制，不但提供了舒适的环境，还有显著节能效果。建筑物空调与照明系统的能耗很大，约占总能耗的70%。在满足使用者对环境要求的前提下，智能建筑应通过其“智能”，尽可能利用日光和大气能量来调节室内环境，以最大限度地减少能源消耗。按事先在日历上确定的程序，区分“工作”与“非工作”时间，对室内环境实施不同标准的自动控制，下班后自动降低室内照度与温湿度控制标准，已成为智能建筑的基本功能。利用空调与控制等行业的最新技术，最大限度地节省能源是智能建筑的主要特点之一，它的经济性也是智能建筑得以迅速推广的重要原因。
（4）节省运行维护的人工费用。根据美国有关部门统计，一座建筑物的生命周期为60年，启用后60年内的维护及运营费用约为建造成本的3倍。根据日本的统计，建筑物的管理费、水电费、煤气费、机电设备及升降梯的维护费，占整个大厦营运费用支出的60%左右，且其费用还将以每年4%的速度增加。通过智能化系统的管理功能，可降低机电设备的维护成本，同时由于操作和管理高度集中，人员安排更合理，使人工成本降到最低。
（5）采用信息技术改进了建筑物的管理，为用户提供优质服务。智能建筑提供室内适宜的温度、湿度和新风，以及多媒体音像系统、装饰照明、公共环境背景音乐等，可大大提高人们的工作、学习和生活质量。