论智能建筑主流技术产品及其应用
——为“电气市场”新世纪、新面貌而作
南京建筑工程学院建筑智能化研究所
江苏省智能建筑学术委员会主任
亚洲智能建筑学会执行委员
陆伟良教授
摘要

1999年本人首次提出智能建筑主流技术的概念[5]，介绍了国外智能建筑主流技术在布线、楼宇自控、系统集成和消防、电视监控及三网合一方面的要点，纠正了江苏省几十幢智能建筑建设规划，为提高智能建筑质量、降低投入成本提出了一些有益的建议。现专为“电气市场”而写本文。
关键词：智能建筑，主流技术，产品，应用
翻开人类建筑史，可以发现，智能建筑这一诞生不到20年的新生事物，以其高效、安全、舒适和便利等优点，势不可挡冲进现代高层建筑。智能建筑在世界上被誉为世纪性建筑，是一个国家综合国力和科技水平的具体体现，智能建筑也将成为二十一世纪世界建筑发展的主流。
本文所称的智能建筑主流技术，就是指先进、成熟、实用的技术，即工程中通常应采用的技术。考虑的基点是：工程不是科研，工程不宜采用最先进的科研新技术，也不应该采用落后的过时技术。
这些主流技术包括智能建筑从BAS、CNS及OAS（简称3S）向上层发展而成为系统集成（System Integration 简称SI），向下延伸为3S各自包括的各个子系统（大约十余个子系统）涉及领域之广泛，内容之深入均超出了前人所达到的广度与深度。到二十世纪末，我国智能建筑总量以达二千幢，其发展速度已名列世界前茅，特别在运用世界智能建筑主流技术方面，或者说引导世界智能建筑主流技术方面我国也不会太落后于世界发达国家。甚至，国外有关专家发出感叹，当今世界智能建筑技术推动的源头在中国。有这样的评论，作为一名中国智能建筑专家很引以自豪。我认为其缘由于中国经济的高速发展，有巨大的智能建筑市场需要的推动，再加上我国广大专家的努力分不开。
限于篇幅，本文不在每个子系统主流技术的具体方面展开，这也非几千字的文章所能说清楚，只是从宏观上提出论点，为结合实际，联系江苏省近二百幢智能建筑营造过程中考虑主流技术产品选择的一些想法。本文最主要目的是介绍主流技术产品选择及其应用所考虑的出发点，以使我国智能建筑既先进又不浪费，为提高新建的智能建筑质量而抛砖引玉。
一、 当今世界智能建筑主流技术产品的探讨
重点分几个专题探讨：
1、 布线系统（Generic Cabling System简称GCS）
1） 、信息点：除语言点，数据点采用5类或超5类UTP或STP以外，应预留或设光纤到桌面（Fiber to Desk）点，占15%左右。暂时不用，可采用英国Bicc公司专利吹光纤技术，预埋光纤管。10M交换到桌面。采用UTP还是STP应视大楼功能而定。一般的工程采用UTP即可满足要求，不要盲目追求高性能。要求较高的医院、金融大厦应采用STP。六类线因国际标准未出台，不宜大规模采用。
2） 、垂直干线：采用多模光纤传送数据信号，大对数3类线或５类线传送语言信号，建议预留大对数5类线作备份。主干常采用快速以太千兆网。ATM网因国际标准未出台暂少采用。
3） 、配线架：语言采用背架式，数据采用Patch panel。
4） 、为便于物上管及减少跳线，建议推广采用GCS计算机管理系统，其功能见文献[2]3.0.9节，以色列RIT公司新推出的Patchview系统具有国际先进水平。有条件工程应考虑采用计算机管理系统。对减少跳线，物管方便大为有益。目前，布线市场产品主要为国外欧美公司的产品，如美国朗迅（现改为AVAYA）、泛达、Molex、西蒙、AMP、加拿大NORDX/CDT(IBDN);欧洲KRONE、Detwyler等常用。
2、 楼宇自控系统（BAS）
世界上高层建筑BAS产品从五十年代就开始采用模拟式自控，六、七十年代改进为数字式自动控制，八十年代采用专用微型计算机进行管理、监控与显示，技术趋于成熟，取名为集教式（即集中管理、分散控制）自控系统，主要技术特性是采用了DDC（Direct Digital Control）。它是8位或16位微处理机、运算存储模块及输入/输出模块构成的控制单元。也是前几年社会上广泛应用的BAS产品，Honeywell公司EXCEL 5000系列，Johnson 公司METASYS系统，瑞典t.a.c公司Vista系统，Andover公司Contium(TM)系统，美国KMC公司KMC系统，Singapon E&E公司ST8200系列，以及西门子Landis公司S600系统等。
九十年代中期，BAS系统向系统集成方向发展，开始考虑上层控制总线与其他子系统（消防FA、闭路电视监控CCTV、出入口管理系统等）连网，BAS的信号传输和数据通信的通信网有了统一的通信协议，对多个供应商不同系统之间的集成，采用BACnet(Building Automation Control Network)互联标准（NASI SPC135）。该标准是由美国暖通空调学会（ASHRAE）制订，世界上已有100多个公司承认并参加，已于1996年正式批准成为美国标准，1997年成为欧洲标准。
BAS系统在下层现场总线采用LONWARKS技术。
美国Echelon公司于1992年提出了LONWORKS 技术。当今，LONWORKS技术开始从工业自控发展至用于智能建筑BAS自检系统，它的开放性，互操作性，可靠性高，无中心控制等实出优点已被世人所公认。各发达国家都在向这一技术靠拢。目前世界上各大BAS公司纷纷推出这类新产品。如美国ALC公司ALC/BACnet，Honeywell EXCEL 5000 EBI型，Johnson新METASYS， 西门子楼宇科技S600 APOGUE等。t.a.c公司vista新系统，KMC digital,韩国三星ARGOS 2000系统等。
BAS系统还有一个重要问题是节能，通常可达20-30%，这也是选择产品主要考虑点之一。
3．系统集成（SI）
在当今世界处于信息技术（IT）时代，各行各业都在搞系统集成，SI变成了热点。智能建筑更是与SI关系密切。
什么是智能建筑SI？
系统集成的定义国际上至今还不明确，在文献[3]中提出，它是将智能建筑内不同功能的子系统通过系统集成的方式，将它们在物理上，逻辑上和功能上连接在一起以实现综合信息，资源和整体任务的共享。最终目的是使用户得到满足其要求的最佳方案。目前，系统集成技术还不成熟。一些系统集成商提出从IBMS到I2BMS及I3BMS，即IBMS为Integrated Building Management Systems, I2BMS为Integrated Intelligent Building Management Systems, I3BMS为Integrated Intelligent Internet Building Management Systems。
由上可见，划分三者不能说没道理，但这三者同出一辍，没有本质上差别，只是集成程度上的差异。
按文献[3]的分级，即：
一级为一体化系统集成（IBMS）
二级为准系统集成（BMS）
三级为可系统集成
现阶段可以达到的比较成熟的技术是二级为准系统集成（BMS）即实现建筑内机电设备的集中监视和管理功能。具体地说是在BAS平台实现与FA、CCTV及CPS等系统的集成，预计在不久的将来，IBMS一体化系统集成技术将趋向成熟，会给建筑业主带来巨大的效益。
4．其他主流技术概要：
（1） 火灾报警与消防联动控制对智能大楼而言不能采用传统型，必须采用智能型类比火灾探测报警系统，即具有智能探测和智能监控兼有的系统。目前，国内外最新提出的是采用模糊人工神经网络分布智能火灾报警系统以及多元复合高性能探测器。只有这样，才能满足现代智能建筑防火的需要。
（2） 闭路电视监控系统：
目前常采用的传统型监控系统最大缺点是采用长延时录像机，录像图象质量差又便于保留，损耗很大。先进的数字压缩式监控系统，最大的优点是：光盘录像清晰度高，价格昂贵。目前主流技术是采用数字压缩式与传统模拟式相结合方案比较适合我国国情。
（3）三网合一：
原先语言、数据和电视图象是三个系统分开传送，既不经济又施工复杂，目前世界主流技术是三网合一，即利用电缆电视双向传输方式或铜缆/光缆两种方案。能同时传送三种不同信号，这是发展趋势。但具体实施还有不少困难，这二种方案竞争剧烈还未见分晓。目前出现的有纯双绞线铜缆网，混合光纤/双绞线网，混合光纤/铜缆网、无线接入网和纯光纤网。
目前以混合光纤/双绞线网为主流技术，受到广泛关注及应用。世界各国较为普通做法是光纤到路边（FTTC），光纤到远端节点（FTTR），光纤到大楼（FTTB）等与铜缆混合，是铜缆网向纯光纤网过渡的理想方案。
其他子系统的主流技术限于篇幅，不再陈述。
二、智能建筑主流技术在江苏的应用：
迄今为止，江苏省营造的已建和在建智能建筑总量在200幢以上，其中，省会南京70幢，其他中小城市，市政府都建了新办公楼近20幢，苏州、无锡、常州较多共占30幢，现以南京市为例：
其中金融有：中国银行（20F，2.5万平方米）、工行大厦（27F，5.4万平方米）、中信银行（28F，4.2万平方米）、农行金穗大厦（28F，5.4万平方米）、证券大厦（32F，5.8万平方米）。
税务有：市国税大厦（30F，4万平方米）、省国税大厦（21F，2.6万平方米）、市地税大厦（22F，2万平方米）、省地税大厦（24F，2万平方米）。
保险公司有：人保大厦（28F，3万平方米）、华盈大厦（14F，1.6万平方米）。
房地产开发有：金鹰大厦（58F，14.7万平方米）、金丝利大厦（52F，10万平方米）。
新闻、出版局有：云湖大厦（30F，3万平方米）、新华大厦（52F，8.5万平方米）。
邮电有：鼓楼邮政大厦（28F，3万平方米）、通信指挥调度楼（26F，2.2万平方米）、金山大厦（32F，3万平方米）。
医院有：南京军区总医院新病房大厦（15F，3.4万平方米）、江苏省省级机关医院大楼（16F，2万平方米）。
商业贸易有：南京国际贸易中心（28F，6万平方米）、金外滩商厦（28F，3万平方米）。
江苏国贸大厦（28F，4.8万平方米）、SUMEC大厦（22F，2.6万平方米）、汇鸿大厦（28F，5万平方米）、状元楼酒店（13F，21万平方米）。
其他还有禄口新机场大楼、省公安厅指挥大楼（19F，2万平方米）、南京铁路客运服务楼（28F，4.8万平方米）、南京博物馆新展厅。
近两年建设的有：南京广播电视大厦（26F，3.5万平方米）、江苏国投大厦（25F，4万平方米）、江苏省政协大楼（8F，1.6万平方米）、招商局国际金融中心（52F，18万平方米）等。2001年开工的将有江苏省电视台新彩电中心（45F，8.5万平方米）、南京图书馆新大楼、南京地铁等大型工程上马。
江苏省其他经济发达城市兴建了不少智能大厦，其中比较有影响是泰州春兰集团科技大厦（28F， 3万平方米）、苏州工业园区国际大厦（18F，5.6万平方米）、常州中国银行大厦（26F，3.3万平方米）等。
在我国改革开放政策推动下，在建设部和江苏省省建设厅正确导向下对江苏省智能建筑业起了很大的促进作用。
继北京、上海成立智能建筑学会之后，1996年5月30日，江苏省智能建筑学术委员会正式成立，依托在省土建学会，这是全国第三个成立智能建筑学会。二年来发展从事智能建筑工程技术人员二百多会员。学会奉行技术开放和市场开放原则，欢迎国内外有实力的公司到江苏进行竞争。学会每年召开一次学术年会，平均每月举办一场技术交流报告会，学术气氛的浓厚促进了建设单位业主及建筑设计研究院对智能建筑主流技术的广泛重视与应用。特别反映在江苏省近两年几个大型智能建筑工程的招标书中，如：江苏省政协大厦在招标书中明确提出如本文所论述的SCS、BAS、SI的主流技术。引起了国内外工程公司的高度重视，特别是国外有实力的大公司也为之震动，促进了他们技术开发的进度。否则就会在剧烈的市场竞争中被淘汰。
要不要搞SI？这是建设业主最头痛的问题，江苏省政协大楼，招标书中明确要搞IBMS，七家投标商报价从5万元到120万元，令人啼笑皆非。投标的这些单位无论是方案以及随后的实地调查均不能令人满意而作罢，这是系统集成商的一个悲剧，也令人失望。我个人认为，系统集成属于1+1>2的高科技新课题，国内外有很多高质量文章涉及此领域。理论上肯定是能成立的，但是目前条件还不成熟。
目前，江苏采用BMS系统集成的大楼有中信银行南京分行，工商银行南京分行及苏州工业园区国际大厦等估计占大楼总量的1/4，这个统计数字令人很不满意，但毕竟是现实。国外公司有新加坡宇博系统工程公司及宝路公司的智能建筑集成系统。以日本韩国三星公司的系统集成比较成熟。国内公司有北京德达也已获工程应用。作者衷心希望智能建筑主流技术能广泛用于我国智能建筑，让千百幢智能建筑健康的诞生在中华大地上，为人类文明作出新贡献。

参考文献：
[1] 陆伟良主编，智能化建筑导论，北京；中国建筑工业出版社，1996．6
[2] 中国工程建设标准化协会通信工程委员会主编，建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范。（CECS72：97），中国工程建设标准化协会 1997．4
[3] 江苏省建委建筑智能化系统工程设计标准编写组，建筑智能化系统工程设计标准。 DB32/181-1998，1998.3
[4] 国家标准，智能建筑设计标准，GB/T50314-2000
[5] 陆伟良，智能建筑主流技术及其应用，城市建筑智能系统，1999．4
[6] 陆伟良，王爱中，王群，2000年德国埃森国际安全博览会观感，智能建筑信息，2000年第六