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1.1 智能建筑的今天与明天

1.1.1 概念识别

官方定义:智能建筑是指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。可以说智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其基础内涵是:以综合布线系统为基础,以计算机网络系统为桥梁,综合配置建筑物内的各项子系统,全面实现对通信、办公自动化系统、大楼内各种设备(空调、供暖、供水、变配电、照明、电梯、消防、公共安全)等的综合管理。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通信技术和现代控制技术所组成。

核心:智能建筑的核心概括起来即为5A系统(图1-1),即通信自动化(CA)、楼宇自动化(BA)、办公自动化(OA)、消防自动化(FA)以及安全自动化(SA)。智能建筑就是通过通信网络系统将这5个系统进行有机的综合,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,使建筑物具有安全、便利、高效、节能的特点。

图1-1 智能建筑5A系统

1.通信自动化(CA)

它是保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础,同时与外部通信网(如电话公网、数据网、计算机网、卫星以及广电网)相连,与世界各地互通信息。

通信网络系统的设计既要满足办公自动化系统的要求,能适应楼外电信部门的通信网向数字化、智能化、综合化、宽带化及个人化发展的趋势,还要考虑到适应公网在接入网和综合业务数字网(ISDN)方面的发展,向使用者提供快捷、有效、安全及可靠的语音、文本、图形、图像及计算机数据等多种媒体的通信服务。

通信网络系统的内容包括固定电话系统、声讯服务系统(语音信箱、语音应答)、无线通信系统、卫星通信系统、多媒体通信系统(国际互联网、企业内部网)、视讯通信系统(可视图文、电子信箱、电视会议)、电视通信系统(有线电视、公共广播)等。

2.楼宇自动化(BA)

它实际上是一套中央监控系统,主要目的在于分析、归类、处理、判断建筑内各种机电设备的信息,采用最优化的控制手段,对各系统设备进行集中监控和管理,使各子系统设备始终在有条不紊、协同一致和高效、有序的状态下运行。在创造出一个高效、舒适、安全的工作环境的同时,降低各系统造价,尽量节省能耗和日常管理的各项费用,保证系统充分运行,从而提高智能建筑高水平的现代化管理和服务,使投资得到一个良好的回报。

3.办公自动化(OA)

它主要是采用Internet/Intranet技术,基于工作流的概念,使企业内部人员方便快捷地共享信息,高效地协同工作,并改变过去复杂、低效的手工办公方式,实现迅速、全方位的信息采集、信息处理,为企业的管理和决策提供科学的依据。OA软件跨越了生产、销售、财务等具体的业务范畴,更集中关注于企业日常办公的效率和可控性,是企业提高整体运转能力不可缺少的软件工具。其发展主要经历了三个阶段:

首先是工具阶段,这一阶段主要是纸张信息数字化,纯文字、表格处理、存储、查询;然后是MIS阶段,这一阶段主要是数字信息采集汇总,流程、表单管理,局域共享,C/S结构为主流;最后是网络协同工作时代,这一阶段主要涉及互联网环境,对信息全方位、多角度共享及协同要求,基于智能、门户、管理及业务一体化整合,B/S结构成为主流。

办公自动化还是一个企业与整个世界联系的渠道,企业的Intranet网络可以和Internet相连。一方面,企业的员工可以在Internet上查找有关的技术资料、市场行情,与现有或潜在的客户、合作伙伴联系;另一方面,其他企业可以通过Internet访问你对外发布的企业信息,如企业介绍、生产经营业绩、业务范围、产品/服务等,从而起到宣传的作用。随着办公自动化的推广,越来越多的企业通过自己的Intranet网络连接到Internet上,所以这种网上交流的潜力非常巨大。

4.消防自动化(FA)

在建筑智能化系统中,消防自动化系统有别于其他分系统,一是本身专业范围宽广,与其关联的专业范围更为广阔,且自成体系。消防自动化主要有三个阶段:传统火灾自动报警系统阶段、现代火灾自动报警系统阶段及现代智能化自动报警系统阶段。其中现代智能化自动报警系统是由火灾探测器将所在环境的火灾参数(如烟雾浓度及其变化率、温度及其升温速率等)发送给报警控制器,报警控制器本身是一个计算机处理中心,计算机接到信号后进行分析处理,并与事先存入计算机的标准变化特性曲线相比较,在确认出火灾后立即发出传统的声光报警。同时现代多媒体技术产生语音报警和汉字提示,并将火灾发生的地理位置以平面图或立体图的形式显示在计算机上。在报警之后,依据预先设定的程序(自动联动或手动、立即执行或延迟等)使消防设备(固定灭火、防火卷帘、送风排烟、事故照明、消防广播、电话通信、消防电梯等)动作,并将消防设备的动作情况反馈到控制器的显示盘上。

未来火灾自动报警系统必将向楼宇自动化方向发展,它将集火灾报警、消防联动、楼宇防盗、空调、采光、煤气、水电等的管理功能于——体,计算机将能得到更大程度的开发和应用。

5.安全自动化(SA)

智能建筑不能忽视安全问题。现代的智慧建设工程将安全防范工作列为重中之重,建筑智能化的目的之一就是用电子装置来保障用户的安全,做到周密防范及为住户提供舒适安全的居住环境。主要的安全系统包含:周界电子防范系统、闭路电视监控系统、访客可视/非可视对讲系统、智能家居防范系统。

现在人们又提出了信息管理自动化系统的概念,出现了“6A”智能建筑。

1.1.2 成长指数:☆☆☆

1984年美国联合科技公司(United Technologies Building System)将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康尼狄克州(Conneticut)哈特佛市(Hartford)的CityPlaceBuilding时,出现了首栋“智能型建筑”,这一诞生仅20年的新生物以其高效、安全、舒适和便利等优点,势不可挡地成为了现在高层建筑的主流。可以说,智能建筑的水平是一个国家综合国力和科技水平的具体呈现。一份名为《全球智能建筑预测2013—2018》的最新报告预测,智能建筑领域的支出将从2014年的73亿美元升至2018年的219亿美元,智能建筑技术应用最活跃的市场将是北美、西欧和亚太地区。

1.智能建筑在中国

北京发展大厦的诞生标志着中国第一栋智能楼宇问世。多年来,中国国内智能建筑领域的研究、开发与实践蓬勃发展,市场已经基本形成。上海金茂大厦、深圳地王大厦、广州中信大厦、上海环球金融中心等一批智能大厦闻名于世。随着国内经济的高速发展,各地建筑的不断扩张,一批又一批的开发区、写字楼、工业园、商业中心等工程陆续竣工,作为现代都市的优秀理念践行角色带给人们智能化的享受。这些正在建设或者即将竣工的建筑不仅建筑面积大,而且要求的自控水平和智能化程度达到世界先进水平,能够给入住者或者工作者提供最舒适的工作环境和生活环境。同时,据相关资料显示,目前中国从事建筑智能化实施的企业有3000多家,产品供应商也有3000多家,具有智能化工程承包资质的企业有1200多家。目前中国的智能建筑市场重心在东部,以后会向中部或者西部转移。从增长速度来看,中部、西部高于东部,中部是38%,西部是39%,东部是23%。

建筑业是我国的基础产业,现在我国每年新竣工的建筑面积达到20多亿平方米,接近全球全年建筑面积总量的一半,其中智能建筑投资占总投资的比例为5%~10%,公共建筑智能化系统的投资在100~300元/平方米。综合推算中国的智能化系统,每年投资达1000亿元。未来十年,中国将成为世界上最大的智能建筑市场。

2.智能建筑成长指数分析

到目前为止,智能建筑经历了3代:第一代智能建筑一般由多个相对独立的自治子系统构成,相互之间没有联系,操作也相对独立;第二代智能建筑最大的特点是通过一些专门的网络将楼宇的各个控制子系统联系起来,从而完成一些诸如远程控制、集约化管理、指定时间表等涉及多个子系统的操作任务;第一代和第二代虽然实现了自动化,但是没有实现智能化,第三代智能建筑就是要在动态的环境中、资源受限的条件下、不可预测的复杂问题下,实现快速、准确的自动控制,最大限度节约资源,使建筑物给人提供更舒适、更理想的生活空间。

回顾智能建筑的发展历程,可以发现它是一个由独立体系向综合体系过渡的过程,是由高成本向低成本转化的过程,是由复杂化向简约化迈进的过程。从目前来看,这一过程的演进还将会持续较长一段时间。智能建筑的现实成长状况一般,但成长潜力巨大,期待布局思路的进一步调整。成长指数☆☆☆。

1.1.3 热度指数:☆☆☆

以中国市场为例,在中国,建筑智能化已经不是一个新的命题,已经从概念延伸到了应用层面。随着中国的城市建设的不断推进,建筑行业几年来热度不减,而在新的时代条件下,许多公共设施、高层建筑甚至住宅小区都要求实现建筑智能化,掀起了一股智能建筑热,行业竞争日趋激烈。

1.国际知名品牌强势布局

霍尼韦尔利用其强大的品牌优势,整合楼宇控制、安全领域的优势资源成为中国智能建筑行业重要的厂商和服务商。施耐德电气在建筑方面,融合了消防、安防、自控等综合楼宇控制信息,在国内智能建筑领域有很强的品牌效用。美国江森公司、德国西门子公司已经开始以智能建筑集成作为重要的服务起点,进军智能建筑领域。思科还在中国成立专门的智能建筑市场部,通过与其他智能建筑子系统厂商联合,共同打入智能建筑市场。同时还有GE、松下、日立等国际巨头也纷纷亮相各种智能建筑展会和研讨会,为下一步的全面进军积蓄力量。

2.国内大小品牌不甘示弱

海尔集团积极布局智能建筑行业,清华同方、汇通融业、重庆四通、都城科技发展有限公司等都在智能建筑领域打拼多年,积累了丰富的经验,有了较为成熟的解决方案,而国内智能楼宇控制的设备提供商目前已经在考虑要在楼宇控制系统集成商方面有所作为,他们积极通过各种合作来完成整个系统的方案设计,是智能建筑领域一支不可小觑的力量。市场竞争日趋升级。

3.年轻市场的“淘金热”阶段

智能建筑市场是一个相对年轻的市场,目前从全球来看,正处于“淘金热”阶段,大家都在疯狂地圈地,争夺问鼎建筑智能化市场的门票,企业自身的不断完善与竞争布局侧面推动着市场的不断升温。目前智能建筑热度指数综合评定☆☆☆,正处于上升阶段。

1.1.4 智能建筑:“绿色节能+云服务”铸就发展新契机

智能建筑的一个使命就是:在给人们创造安全、舒适的生产生活环境的同时,达到高效、绿色、节能的目的。

全世界与建筑有关的能源消耗约占全球能耗的50%,其中用于建筑采暖、降温、采光的能耗占建筑总能耗的50%以上,全球温室气体排放的21%来源于建筑。另一方面,在建筑工程中,从其建筑材料的生产使用到工程施工,再到完工投入运营,无时无刻不在消耗能源。以一栋大楼的生命周期为40年计算,建筑结构所消耗的资源约占11%,而使用过程中的能源消耗和运营的投入各占总资源消耗的25%。如此惊人的数据告诉我们,建筑所消耗的能源和随之产生的污染是不容忽视的。

真正的智能建筑还应强调资源的高效利用,亦即在保证人们生活、工作舒适性的前提下,充分降低能源消耗。据有关数据显示,楼宇能耗中,10%左右的能耗源于管理和监控疏忽,15%左右的能耗源于控制不力和设备损耗,而75%左右的能耗源于设备运行本身消耗的无用功率。显然,75%左右的能耗问题只能通过设备生产厂商的节能技术创新来实现,而25%左右的能耗管理则可以通过“智慧的管理”来实现,以达到节能目的。楼宇的管理围绕三个核心要素:人、车、物,其次是事件的应急与管理。这意味着楼宇要实现真正的智慧管理,首先需要看到环境中的人、车、物以及事件现场。例如当员工下班刷卡时,室内照明会自动关闭;空调会根据室外温度与室内人员数量自动调整室温;当下班后忘记关闭照明和空调时,系统会自动检测室内人员活动状况与时间段来决定是否自动关闭照明和空调;管理人员能通过手机查看今日的用电量数据,也可进行远程关闭空调或照明等。安防企业可以围绕楼宇对产品进行各种拓展,譬如针对商铺的人流统计,通过条形码结合视频监控,便可掌握商铺的来往人流、消费地点、数目、商品统计,这些数据不仅可以反映商铺的业绩情况,同时还可以被物业重复利用,根据楼宇的繁忙和空闲时期进行能耗控制,达到绿色节能的目的。特别是智能化的视频监看应用,如绊线、遗留物检测、枪球联动等,将会更加有效地提升管理效率。

云服务兴起,整合数据为王,以数据为基点,升级智能商圈

长期以来智能楼宇一直存在一个误区,就是大家将智能建筑等同于安全监控。事实上,智能楼宇不应该是单一设备的堆积,随着智能建筑技术IT化以后,整体设计应该围绕IT化、网络化、智能化发展,将所有基础信息(包括设备、照明控制、空气质量等)进行统一管理调动。未来,随着大数据、云计算、物联网等技术的逐渐成熟,智能楼宇的应用不再停留在系统整合、楼宇自动化、安全管理等方面,而是如何利用楼宇的各种数据,令楼宇的建设、管理与应用更加智能化。

在信息化的时代,各个行业都面临着不同的挑战,未来拥有数据,才能够拥有市场。楼宇的自动化系统建设已经非常成熟了,但是对于数据的挖掘和应用还处于起步阶段,这是一块有待开发的蓝海市场。随着市场不断演进,企业首先需要精准定位自身的角色,满足客户的核心业务需求,譬如中智科技的强项就是基于SaaS云平台,面向用户提供各种云服务、服务器租赁、电信带宽等业务。其次,针对产生的信息要进行整合与智能分析,为商圈或是园区、社区里的住户、商户提供准确的数据分析,不仅达到安全管理的目的,同时实现各种智能型商用。这种服务模式对于用户来说,只需付出前端的智能硬件成本,即可通过终端享受到各种信息数据,不仅节省投资,而且操作上也很简单。现在许多商圈都期望自建一套云运营系统,将商场相关数据分享给利益合作伙伴。以爱马仕为例,以每周7天为一个周期,期间有多少顾客消费、逗留时长、消费数目、喜好、顾客身份、与店员交流状况等数据,都可以为商场租户提供可靠的数据分析,而基于所掌握的数据,租户可对店铺的布置、商品、设计等进行调整,以吸引更多的顾客消费。同时,物业也可以通过系统追踪到数据,针对商场的繁忙与空闲时期,进行资源的合理配置,譬如通过智能控制电梯、空调、照明等设备的使用,降低资源的浪费行为,这些行为对于物业管理有非常大的裨益。