（中國科技開發(fā)院廣西分院，廣西 南寧 530022）

1 綠色建筑與可持續(xù)發(fā)展

1972年在斯德哥爾摩舉行的聯(lián)合國人類環(huán)境研討會上，提出了可持續(xù)發(fā)展的概念，既能滿足當代人的需要，又不對后代人的需求構(gòu)成危害的發(fā)展。

依據(jù)清華大學、中國建筑科學研究院等權威機構(gòu)的專家組成的課題組對綠色建筑提出的概念，綠色建筑是指為人類提供健康、舒適的工作、居住、活動空間，同時最高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。綠色建筑應遵循可持續(xù)發(fā)展原則，通過科學的整體設計，集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結(jié)構(gòu)、太陽能利用、節(jié)能技術利用、綠色建材和智能控制等高新技術。綠色建筑必須充分展示人文與建筑、自然與科技的和諧統(tǒng)一。另一方面,至今尚未有明確的標準來界定何為綠色建筑。隨著綠色建筑概念的推廣，住房與城鄉(xiāng)建設科技部發(fā)布了綠色建筑評價標識,與2008年開始實施，用于評價住宅建筑與公共建筑。對已完成施工設計圖審查的建筑采用“綠色建筑設計評價標識”，對已竣工并運行一年以上的建筑采用“綠色建筑設計評價標識”。包括節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)能與能源利用、節(jié)水與水資源利用、節(jié)材與材料資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和運營管理六大評價體系。與國外眾多的綠色建筑評價標識體系相比，我國綠色建筑體系具有以下幾個特點。

1.1 政府組織和社會自愿參與

我國的綠色建筑評價一方面由住房與城鄉(xiāng)建設部及地方建設主管部門開展評價，另一方面是社會自愿參與的非強制的評價標識。

1.2 框架結(jié)構(gòu)簡單易懂

考慮到我國的綠色建筑剛剛起步，綠色建筑評價標識的編委選擇了結(jié)構(gòu)簡單清晰便于操作的以措施性評價為主的列表式評價體系。

1.3 符合中國國情

由于我國建筑能耗遠低于發(fā)達國家能耗水平，同時建設行業(yè)強調(diào)貫徹建筑節(jié)能的發(fā)展策略政策，我國的綠色建筑評價標識以滿足我國建筑節(jié)能的相關標準節(jié)能項作為了建筑評價的重點。綠色建筑評價標識正是按照我國的建設行情實施并逐步完善的相關管理制度與技術體系。

關于氣候變化與能源危機的嚴重問題，建筑如何有效的節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展是重要的考慮方面。低能量消耗的建筑物在某些情況下可能成為能源的生產(chǎn)者，另一方面低能耗建筑的研究不能與其居民的行為分開。可持續(xù)發(fā)展建筑概念的提出可以作為一個多學科多專業(yè)互動的平臺，融入了包括建筑學，信息科技，社會學，生態(tài)學各學科?？沙掷m(xù)發(fā)展綠色建筑的研究與推廣需要信息通訊技術領域的工程師與研究員創(chuàng)新，同時需要建筑學物理與化學方面專家的觀點融合，還要從社會學家的社會互動觀念考慮。

可持續(xù)發(fā)展綠色建筑的研究包括以下幾個領域：

——能源優(yōu)化

——仿真，生態(tài)系統(tǒng)建模，建筑流體建模，能源建模

——材料，能源效率，健康，機械性能

——建筑外部和內(nèi)部的空氣水質(zhì)量

——電信，信息和通信技術（建筑內(nèi)波的傳播，寬帶傳輸，電力線，無線傳感器網(wǎng)絡，信號處理，自動化，計算機技術……）

——節(jié)地與室外環(huán)境、節(jié)水與水資源利用，以及建筑材料的精心選擇和利用

智能技術的在綠色建筑的應用就起著舉足輕重的作用。智能建筑可以幫助提高建筑物的內(nèi)在品質(zhì)，盡量創(chuàng)造舒適的工作和生活環(huán)境，降低能耗，環(huán)境保護。綠色建筑是所有智能建筑的奮斗方向，智能建筑是綠色建筑的有力支撐。在現(xiàn)行的《綠色建筑評價技術指南》六大評價體系里，智能技術主要在運營管理評價體系得到體現(xiàn)。評價要點明確表示，公用智能化系統(tǒng)應具備智能化集成系統(tǒng)，公共安全系統(tǒng)，信息化應用系統(tǒng)，建筑設備管理系統(tǒng)，建筑環(huán)境等設計要素，滿足“節(jié)能、環(huán)保”的要求。住宅智能化系統(tǒng)的設置應高效實用、安全、合理，本著以人為本的原則，以住戶安全、舒適、方便、經(jīng)濟為目的，充分考慮在綠色環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展方面的應用。智能化系統(tǒng)為綠色建筑提供各種運行信息，提高其性能，增加其價值，智能化系統(tǒng)影響著綠色建筑運營的整體功效。

2 BMS智能系統(tǒng)與綠色建筑

BMS（Building Management System）中文簡稱樓宇集成管理系統(tǒng)，主要是把樓宇內(nèi)的機電自動化設備及相關子系統(tǒng)集成起來，做到可以在人機界面下對所有設備及子系統(tǒng)進行監(jiān)視、控制與管理，以達到提高建筑的管理效率并節(jié)約能耗，降低整個建筑的運行成本。BMS通常由信息管理程、智能控制層與基礎設備層三層結(jié)構(gòu)組成，三層結(jié)構(gòu)緊密相連互相支持?；A設備層依托于內(nèi)部INTRANET網(wǎng)絡以及其它網(wǎng)絡令整個建筑中的各子系統(tǒng)各設備互聯(lián)；智能控制層對各類設備信息、人員信息、物業(yè)管理信息、服務反饋信息進行控制與處理；信息管理層通過PC對各類信息分析與處理，優(yōu)化建筑的管理與運營。常見的BMS系統(tǒng)應用技術標準包括BACnet、LON、KNX、TCP/IP、OPC、Batibus……

圖1 BMS系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 BMS智能系統(tǒng)在營造綠色建筑中的重要性

長久以來從建筑開發(fā)商到物業(yè)，對BMS智能化建筑運營管理系統(tǒng)比較淡薄，覺得投入成本多，回收小，管理復雜。普遍沒有意識到BMS系統(tǒng)的綠色運營屬性，隨著我國市場機制的逐步完善，沒有BMS系統(tǒng)管理的建筑逐步成為落后的代名詞。通過BMS系統(tǒng)可以有效簡單便利的對建筑進行各方面的綠色管理，包括安全管理、防火管理、辦公環(huán)境的溫度管理、空氣清新度管理、電梯高效管理、照明管理、冷熱水系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡管理。在既有建筑中，90%以上的是高能耗建筑，在建筑的節(jié)能改造中智能系統(tǒng)的采用起著重要作用。節(jié)能建筑，并不是一味的節(jié)省能源,減少熱量損失，而是強調(diào)建筑中的能源利用效率。智能建筑的BMS系統(tǒng)就大大加強了能源利用效率，同時提高建筑的舒適度。

BMS管理系統(tǒng)是綠色的，采用BMS系統(tǒng)的建筑具有十大優(yōu)點：

（1）可以有效的節(jié)約能源；

（2）提高樓宇內(nèi)居住人員的舒適性與健康性；

（3）降低建筑的安裝運營成本；

（4）容易操作與管理，客戶自主導向；

（5）通過遠程快速干預減少物業(yè)的外出移動管理；

（6）安裝設備的可靠性且不中斷的運行；

（7）可以24小時對樓宇進行監(jiān)測，加強安全系數(shù)，并可以通過電子郵件，傳真，短信或本地服務器傳遞報警信號；

（8）用戶安全的操作；

（9）BMS系統(tǒng)幾乎兼容市場上所有品牌的自動化產(chǎn)品；

（10）技術系統(tǒng)容易優(yōu)化升級，節(jié)約技術設備的采購成本。

2.2 BMS應用領域

我們可以把BMS的主要應用領域分成七大類，如圖2所示：

圖2

（1）暖通與空調(diào)

在暖通領域，BMS智能系統(tǒng)可以集中操控建筑各個室內(nèi)的空調(diào)，在北方寒冷地區(qū)還包括暖氣。系統(tǒng)提供優(yōu)化空調(diào)冷氣設備的運行時間，從而減少能源的浪費。如果供熱空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生異常，SMS.EMAIL 報警信號立即發(fā)送到裝在用戶電腦與手機上的監(jiān)控軟件，同時也發(fā)送給維修公司，以及時派維修人員維修暖通空調(diào)系統(tǒng)。

BMS系統(tǒng)的遠程遙控器可以更好的依據(jù)各建筑室內(nèi)的人員數(shù)調(diào)控室內(nèi)溫度。另外一方面，在公用建筑里，學校教學樓圖書館的通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)與商業(yè)辦公樓的通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)是不同的，通過BMS系統(tǒng)與傳感器可以自動的調(diào)節(jié)調(diào)控這些系統(tǒng)。

（2）水表電表

在BMS系統(tǒng)與抄表系統(tǒng)之間建立連接，不管是水表電表燃氣表，一方面可以進行遠程抄表，另外一方面也可以自動的存取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，了解用水用氣用電的記錄，數(shù)據(jù)以及分析消耗方式，通過改善消耗方式達到節(jié)能。對于系統(tǒng)管道的異常與泄露也能夠及時的通過SMS警報發(fā)送。

（3）燈光系統(tǒng)

BMS中央系統(tǒng)允許控制企業(yè)的整個燈光照明環(huán)境，可以依據(jù)不同需求不同環(huán)境設置照明的時間與亮度。從而避免不必要的浪費。

（4）自動化系統(tǒng)

建筑的BMS系統(tǒng)允許自動化遠程控制的實現(xiàn)如門窗開關的遠距離操控，同時給業(yè)主提供額外的安全系數(shù)。這類自動化系統(tǒng)還可以依據(jù)業(yè)主不同需求設置情境模式，例如一家公司所有人都下班，所有的窗戶自動關閉。

（5）門禁系統(tǒng)

BMS系統(tǒng)可以控制出入口的安全管理，通過識別技術識別出入人員以及辨別陌生人員的訪問。訪問記錄記載存儲在電子數(shù)據(jù)庫，以防范安全漏洞。我們也可以設想最早到辦公室的人員進入門禁系統(tǒng)后，建筑里的燈光與暖通系統(tǒng)同時啟動。

（6）防火警報系統(tǒng)

防火系統(tǒng)與BMS智能系統(tǒng)相連接，提高安全系數(shù)。火災出現(xiàn)的時候，警報立即顯示到監(jiān)控軟件，再自動發(fā)送到離建筑最近的消防局。

（7）信號狀況

與BMS相關聯(lián)的監(jiān)測軟件能夠觀察建筑所用系統(tǒng)設備的信號狀況，每個參數(shù)的自動或手動改變都影響到信號的改變。就如所上系統(tǒng)管道的異常會顯示在屏幕上。

3 智能建筑系統(tǒng)的關鍵技術

3.1 KNX智能系統(tǒng)

3.1.1 什么是KNX

KNX是一種先進的智能樓宇控制標準，是從已有的EIB、EHS和BatiBUS三種樓宇系統(tǒng)轉(zhuǎn)而成。1997年，為了進一步推動住宅自動化與智能樓宇的發(fā)展，EIB、EHS和BatiBUS聯(lián)合起來共同開發(fā)一種即符合EN50090歐洲標準的通用工業(yè)標準，又使之成為一種國際標準的技術，這就是KNX標準。2004年KNX正式成為歐洲標準，2006年KNX正式成為國際標準，2007年KNX正式成為中國國家標準。

KNX系統(tǒng)的目標是控制樓宇住宅的所有管理組件（燈光、暖通、安防……），要與管理組件進行數(shù)據(jù)交換與傳送。這就要求系統(tǒng)通過共同的語言進行通信，通過所有的總線設備包括傳感器與執(zhí)行器連接到KNX通信介質(zhì)上（包括雙絞線TP、射頻RF、電力線PL以及 IP通信）進行信息交換。

圖3 KNX系統(tǒng)布線結(jié)構(gòu)

3.1.2 KNX技術特點

KNX的安裝包括兩部分，家用電源220V總線部分與KNX傳輸總線。KNX的數(shù)據(jù)傳輸和總線裝置的電源（DC 24V）共用一條電纜，系統(tǒng)控制可以采用中央總線控制或分散控制。若采用分散系統(tǒng)，每個連接到KNX總線的元件設備都是獨立的，擁有自己的微處理器，在通信網(wǎng)絡上兩兩元件之間可以相互傳遞處理信息。相反，若采用中央總線控制系統(tǒng)，則所有的元件就都由PC控制。一個總線裝置最多可以設置15個控制區(qū)域，每個控制區(qū)域最多可以設置15條控制線路，每條控制線路最多可以接入64個控制元件。所以一個區(qū)域最多可以裝960個控制元件，一個總線裝置最多可以接入14400個控制元件。所有接入元件的驅(qū)動與項目設計多采用軟件 ETS實現(xiàn)。KNX的總線傳輸速度是9600bits/S, 一條線路的導線長度不能超過 1000m，元件與最近的電源之間的導線距離不能超過350m，兩個總線元件之間的導線距離不能超過700m。

KNX技術是市場上唯一的即符合國際標準(ISO/IEC 14543-3)與歐洲標準（CENELEC EN 50090 和 CEN EN 13321-1），又同時符合中國國家標準（GB/Z 20965）的開放式住宅和樓宇自動化協(xié)議。

KNX的自動化系統(tǒng)可大量減少樓宇的管理與維護人員，降低管理費用，提高管理水平，系統(tǒng)利用自然光及人員活動來調(diào)節(jié)室內(nèi)照明環(huán)境和溫度環(huán)境，最大限度減少能量消耗，提供了實現(xiàn)節(jié)能。

KNX系統(tǒng)可對燈光、遮陽、空調(diào)、地暖等進行集成式控制，能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求，創(chuàng)造了健康，安全，便利，時尚的生活及工作環(huán)境。

3.1.3 KNX在綠色建筑中的節(jié)能應用

KNX通常用于工業(yè)建筑與中小型的商業(yè)建筑，以及在別墅住宅也應用比較廣泛，主要應用在幾方面：

·網(wǎng)絡監(jiān)控

·計數(shù)器計時器

·可視化數(shù)據(jù)記錄

·中央控制，在房子和花園照明

·選擇差異化的燈光場景

·調(diào)節(jié)燈光

·自動照明

·監(jiān)控環(huán)境光

·編程時鐘

·用風雨傳感器、光感應器、時間傳感器控制百葉窗遮篷，阻擋風和雨

例如，在寫字樓、學校利用KNX時間控制功能自動控制燈光，利用亮度傳感器自動調(diào)節(jié)光照度，節(jié)約能源。在劇院、俱樂部利用KNX系統(tǒng)調(diào)光功能及場景開關可方便地轉(zhuǎn)換多種燈光場景，在商場用KNX系統(tǒng)實現(xiàn)多點控制空調(diào)、電動門窗、加熱器、喇叭、閃燈……

依據(jù)德國不萊梅大學應用科學院的研究，一個安裝有KNX智能系統(tǒng)的住宅相對于傳統(tǒng)安裝電力暖通布線的房屋，可以產(chǎn)生顯著的節(jié)能增效。這項研究表明，KNX系統(tǒng)的創(chuàng)新自動化技術給住宅的節(jié)約能耗留有很大空間。

不萊梅大學用兩個教室作為測試對象，一個教室安裝最簡單的KNX系統(tǒng)，另一個教室安裝普通的電力暖通系統(tǒng)。測試熱能消耗的記錄數(shù)據(jù)從2002年初到2005年底三年時期。從以下圖表可以看出，與常規(guī)的房間比較，使用KNX智能系統(tǒng)的房間要比傳統(tǒng)的房間熱能消耗減少大概50%。

圖4 KNX智能系統(tǒng)的熱能消耗比較 （來源：德國不萊梅大學）

另外，不萊梅大學也在安裝KNX系統(tǒng)的房間安裝了人體感應傳感器、亮度傳感器和調(diào)光執(zhí)行器，并測試比較了一個多月兩個教室的電能消耗。從圖表上可以看出，安裝KNX系統(tǒng)的房間與常規(guī)普通房間相比，電能節(jié)約高達 50%是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

圖5 電能消耗的比較 （來源：德國不萊梅大學）

3.1.4 KNX在國內(nèi)的具體應用

（1）天津生態(tài)城

中國和新加坡兩國政府的戰(zhàn)略性合作項目“中國—新加坡天津生態(tài)城”采用了KNX智能系統(tǒng)， 把照明、風機盤管空調(diào)、電動軌道、電動窗等設備總體融入到KNX系統(tǒng)中，實現(xiàn)統(tǒng)一的智能控制。采用了照明控制、移動感應控制、定時控制、集中控制和氣象站環(huán)境檢測等五種控制方式進行節(jié)能減排和綠色控制。

1）照明控制。在自然照度不夠時，系統(tǒng)自動打開區(qū)域內(nèi)的照明，而自然照度足夠時，系統(tǒng)通過亮度傳感器自動把亮度值傳給系統(tǒng)，關閉部分照明，避免了不必要的能源浪費。

2）移動感應控制。對于公共區(qū)域采用了移動感應器，實現(xiàn)人來時燈或空調(diào)系統(tǒng)打開，無人時，大部分照明關閉，只保留基礎照明和空調(diào)系統(tǒng)自動進入低速運行狀態(tài)或關閉。 辦公區(qū)域采用存在感應器，實現(xiàn)有人、無人及照度的綜合管理，利用智能控制合理安排能源，實現(xiàn)自動化的綠色節(jié)能減排效果。

3）定時控制。系統(tǒng)可提供長達近一年的根據(jù)工作習慣的定時功能，結(jié)合照度控制和移動感應控制，提供更合理化的節(jié)能控制方式。

4）集中控制。系統(tǒng)提供了觸摸屏集中面板智能控制，在一個面板上可同時控制照明、風機盤管空調(diào)、電動軌道，可設定一個場景模式，一個按鍵即可照明達到一定的亮度值、空調(diào)自動調(diào)整到一個設定的溫度、電動軌道自動把關閉。

5）氣象站環(huán)境檢測。根據(jù)氣象傳感器把環(huán)境中的照度、風速、濕度和亮度值等環(huán)境信息傳入到系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境信息自動控制和調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的設備，自動進行節(jié)能控制。

（2）國家體育場

國家體育場的室內(nèi)照明、景觀照明、立面照明均采用KNX智能照明控制系統(tǒng)。室內(nèi)的貴賓廳及貴賓接待處、新聞發(fā)布處等進行調(diào)光控制，走廊、洗手間進行時間控制、紅外感應的自動控制。室外立面照明、景觀照明進行調(diào)光控制、時間控制、光線感應控制。 通過中央控制及監(jiān)控、時間控制、遠程控制、移動感應控制、光線感應控制及定時控制等功能實現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能管理。 應急照明配電系統(tǒng)由雙值輸入模塊接入消防信號，應急照明驅(qū)動器強啟應急照明回路。分區(qū)域值班室統(tǒng)一設置智能控制面板，分組控制。公共區(qū)域基本不設面板，由中控系統(tǒng)統(tǒng)一控制。

3.2 BACNET

BACnet標準是 1995年由美國采暖制冷空調(diào)學會(ASHRAE)正式公布的樓宇自控數(shù)據(jù)通信協(xié)議標準。該標準的基本目標有兩個，一是在技術上定義一個開放的樓宇自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互連 (interconnect)和互操作(interoperability)，二是在應用上可以使用戶(業(yè)主)可以自由選擇自控廠商和系統(tǒng)集成商，尋求具有最優(yōu)競爭力的產(chǎn)品和服務，使系統(tǒng)維護和升級不局限于特定的廠商，從而保護用戶的投資。在所有的智能建筑集成技術中，BACnet標準正式成為建筑智能化系統(tǒng)領域中的唯一 ISO標準(ISO 16484-5)。BACnet協(xié)議在歐美多個國家都是國家標準，但在中國還不是國家標準。

BACnet標準特點：

1）專用于樓宇自控網(wǎng)絡，具有高效的特點。BACnet標準是專門為樓宇自控網(wǎng)絡定制的標準，定義了許多樓宇自控系統(tǒng)所特有的特性和功能。與其他標準相比，BACnet標準具有高效的優(yōu)點。

2）完全開放，技術先進。BACnet標準是由非盈利學會制定的標準，定義了一個開放的技術平臺或環(huán)境，具有完全的開放性和廣泛的參與性。所有樓宇自控廠商不需要得到授權或委托，均可以直接進入這個開放的平臺或環(huán)境，并參與競爭。

3）具有良好的互連特性和擴展性。BACnet標準雖然從體系結(jié)構(gòu)上定義了不同的局域網(wǎng)絡，但BACnet標準可以擴展到其他任意通信網(wǎng)絡。例如，BACnet/IP標準可以實現(xiàn)與Internet的無縫互連。

4）具有良好的伸縮性。BACnet標準沒有限制BACnet系統(tǒng)中設備節(jié)點的數(shù)量，BACnet集成系統(tǒng)可以由幾個設備節(jié)點構(gòu)成一個極小的自控系統(tǒng)， 也可以形成一個規(guī)模極大的超級大系統(tǒng)。如美國GAS集成的GEMnet系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有11個樓宇自控系統(tǒng)，集成總建筑面積達180萬平方米，橫跨3個州。

5）應用領域不斷擴展。BACnet標準最初僅用于暖通空調(diào)設備系統(tǒng)。由于BACnet標準具有良好的互連性和互操作性及擴展性，在開放模式環(huán)境下，該標準的應用領域不斷擴展。目前該標準已廣泛應用于樓宇設備的各個領域，如給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安保系統(tǒng)等。

3.3 DALI系統(tǒng)

DALI是數(shù)字可尋址燈光照明接口(Digital Addressable Lighting Interface)的縮寫，DALI鎮(zhèn)流器是當今最新型的可調(diào)光熒光燈鎮(zhèn)流器，1999年，飛利浦，OSRAM，Tridonic等公司共同制定了DALI工業(yè)標準，保證不同的制造廠生產(chǎn)的DALI設備能全部兼容。目前在歐洲D(zhuǎn)ALI 作為一個標準已經(jīng)為鎮(zhèn)流器大廠商所采用。由于協(xié)議的開放性，技術成熟，DALI在中國也已逐漸為業(yè)界廣泛采用。一些著名的廠商如西門子，飛利浦最新出品的燈光系統(tǒng)就采用DALI協(xié)議標準。

圖6

（1）DALI 與1-10V 模擬燈光系統(tǒng)相比具有的特點可以概括為簡單與功能優(yōu)越

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單——一個DALI控制器可對64個數(shù)字燈光鎮(zhèn)流器分別編址，每個鎮(zhèn)流器內(nèi)可設置16個燈光場景，于是一個DALI系統(tǒng)可控制多達1024個鎮(zhèn)流器,只需要一對控制線就可以控制幾個不同的分組燈光系統(tǒng)

安裝簡單——安裝DALI接口有2條主電源線，二條控制線，對線材無特殊要求，安裝時也無極性要求，只要求主電源線與控制線隔離開，控制線無需屏蔽。

操作簡單——系統(tǒng)與安裝配置好后，很容易進行操作管理，燈光場景的改變與照明只需要通過計算機應用軟件簡單的編程實現(xiàn)，不需要改動硬件

燈光控制系統(tǒng)功能優(yōu)良——DALI系統(tǒng)每個鎮(zhèn)流器單元都有獨立的地址，可以通過網(wǎng)關PC終端控制器與其它的樓宇管理系統(tǒng)（安防，報警，HVAC）相連，創(chuàng)造多種潛在的節(jié)能功能。例如可以與傳感器相連，依據(jù)日照自然光強度調(diào)整電燈明暗，減少不必要的能源消耗。

（2）室內(nèi)恒溫控制

通過溫度感應器測試室內(nèi)溫度，自動調(diào)節(jié)高、中、低三檔風速。同時，用戶還可以根據(jù)自己的喜好，通過觸摸屏手動選擇相應的風速，而且室內(nèi)的當前溫度、預設溫度都可以顯示在顯示屏上。

（3）遮陽智能控制

由戶外的溫度感應器與照度感應器等每隔幾分鐘發(fā)送到控制系統(tǒng)，自動比較測量值與其預先設置好的閥值。如超過閥值，則移動遮陽卷簾。比如，夏季的正午，陽光照度遠遠超出預設值，控制器就向南面對應的窗簾驅(qū)動器發(fā)送關閉的命令。

3.4 ZIGBEE系統(tǒng)

3.4.1 Zigbee概述

Zigbee是一種介于無線WIFI和藍牙BLUETOOTH之間的無線傳感器網(wǎng)絡，在數(shù)千個微小的傳感器之間互相協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。Zigbee一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時，通過跳ZigZag形舞蹈與同伴共享食物源的方向、位置、和距離等信息。Zigbee主要用于近距離個人無線網(wǎng)絡連接，最大傳輸范圍在100m距離。比如智能家居網(wǎng)絡，不單個人電腦連接到物聯(lián)網(wǎng)，同時把各類家用電器都連接到個人電腦上，而且可以在戶外通過PC通過網(wǎng)絡來獲取信息控制這些電器。

3.4.2 Zigbee的結(jié)構(gòu)體系

Zigbee具有自己的技術標準IEEE 802.15.4，主要由6層體系組成,由Zigbee聯(lián)盟與IEEE 802.15.4組織共同制定5層標準。物理層、MAC層與數(shù)據(jù)鏈接層由IEEE組織完成，加上另外的網(wǎng)絡層與應用匯聚層接口由 Zigbee聯(lián)盟完成標準。（參考圖7）

Zigbee網(wǎng)絡支持多種拓撲結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡中存在三種邏輯設備類型：協(xié)調(diào)器、路由器和終端設備。協(xié)調(diào)器主要任務是發(fā)送網(wǎng)絡信息、建立網(wǎng)絡、管理儲存網(wǎng)絡節(jié)點信息；路由器的主要任務是管理節(jié)點設備加入網(wǎng)絡、協(xié)助通訊；終端設備包括各類傳感器，可作為一個電池供電設備加入各類電器，起到傳感、信號處理、通訊的作用。（參考圖8）

圖7 Zigbee體系結(jié)構(gòu)層

圖8 Zigbee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

3.4.3 ZIGBEE技術的主要技術特點

（1）Zigbee的優(yōu)點

功耗很小，節(jié)約能耗。Zigbee的節(jié)點大多數(shù)用2 節(jié)5 號干電池工作，可支持6～24個月，相對于WIFI與Bluetooth無線網(wǎng)絡，這是Zigbee的突出節(jié)能優(yōu)勢。

低成本。Zigbee免協(xié)議專利費。每塊芯片的價格大約為15元人民幣，每個Zigbee基站不到1000元人民幣。

響應速度快。Zigbee 的響應速度一般從休息轉(zhuǎn)入工作只需15 ms，連接進入網(wǎng)絡只需30 ms，相比較藍牙需要3～9 s、WiFi 需要大約3s，進一步節(jié)約電能。

易于安裝。Zigbee 用電池驅(qū)動令其可以便捷的安裝在任何一個地方。

組網(wǎng)能力強大。一個 Zigbee網(wǎng)絡最多可以支持 65535個節(jié)點。

（2）Zigbee的主要缺點

傳輸速率比較低,相對于藍牙與WIFI，Zigbee的傳輸速率僅僅在20～250 kbits/s傳輸范圍比較窄.Zigbee的網(wǎng)絡傳輸范圍大約在10米～100米。

（3）幾種無線網(wǎng)絡的技術性能比較

BlueTooth藍牙 Wifi 紅外線 Zigbee 移動通信消耗功率 較大 大 小 小 大網(wǎng)絡節(jié)點 7 30 2 65535 /傳輸率 1M/s 11M/s 16M/s 250k bits/s 38.4k bits/s傳輸介質(zhì) 2.4GHZ射頻 2.4GHZ射頻 980nm紅外 2.4GHZ射頻 1GHZ射頻網(wǎng)絡范圍 10m 100m 1m 100m 幾km安裝成本 低 低 一般 低 高網(wǎng)絡擴展 無 無 無 自動擴展 依賴現(xiàn)有網(wǎng)絡覆蓋

Zigbee與藍牙，Wifi這些無線網(wǎng)絡技術最大的不同就是極低的功耗與靈活強大的組網(wǎng)方式。從理論上，相對于其它的無線互聯(lián)網(wǎng)絡技術，ZigBee技術是最適合智能家居系統(tǒng)的組網(wǎng)技術。

Zigbee在家庭的應用主要嵌入在消費性電子設備、自動化設備、電腦外設、玩具等，這也是Zigbee應用最具潛力的市場。據(jù)市場估測，每個家庭潛在需要100-150個的Zigbee設備，這些可以聯(lián)網(wǎng)的家用設備包括電視、錄像機、外設、兒童玩具、游戲機、門禁系統(tǒng)、窗戶、照明、空調(diào)系統(tǒng)。運用Zigbee技術后，大大改善人們居住環(huán)境和舒適度，也降低設備的耗能成本。

4 其它智能建筑總線系統(tǒng)

（1）BATIBUS

BATIBUS是由梅蘭日蘭、蘭吉爾、AIRELEC等公司于1989年開發(fā)的全世界市場上第一個智能建筑現(xiàn)場總線，它的傳輸通信介質(zhì)是雙絞線，通過總線，星型，環(huán)型，樹型或其他不同組合的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)建筑物供暖、空調(diào)、照明、和門禁系統(tǒng)所有元件之間相互通信?？傞L度不超過2500米，電源與各設備元件的距離不超過500米。香港會展中心自動化控制系統(tǒng)就是由14組BATIBUS現(xiàn)場總線網(wǎng)絡系統(tǒng)構(gòu)成，全部設備信息通過BATIBUS系統(tǒng)匯 總轉(zhuǎn)換為BACNET（MS/TP）傳輸?shù)娇刂浦行?。系統(tǒng)要求安全可靠、實時性強。全部系統(tǒng)通訊信息可就地和遠程組態(tài)實現(xiàn)。具有很高的技術水平要求。

（2）M-BUS協(xié)議

M-Bus是歐洲標準的2線總線, 主要用于遠程抄表系統(tǒng)，是一種專門為消耗測量儀器和計數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線設計的。

（3）MP-BUS協(xié)議

MP-BUS協(xié)議是由瑞士Belimo 公司開發(fā)的建筑現(xiàn)場總線系統(tǒng)，主要用于建筑里的空調(diào)與通風系統(tǒng)的閥門，控制閥與調(diào)節(jié)器。

（3）Z-WAVE協(xié)議

Z-WAVE是由芯片與軟件開發(fā)商Zensys與另外多家組建的一個新的近距離無線組網(wǎng)通信技術，以推動在家庭住宅自動化領域的發(fā)展。

（4）X2D

X2D是由法國Delta Dore 公司開發(fā)的無線通訊協(xié)議，主要用于住宅中的不同設備相互的信息交流與能源管理。X2D最大的特點就是在通訊過程中不受其它無線信號的干擾。

5 物聯(lián)網(wǎng)與建筑節(jié)能

物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為"The Internet of Things”，意思就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。簡單的說物聯(lián)網(wǎng)就是一個巨大的傳感器網(wǎng)絡，這些傳感器設備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器把任何物件與互聯(lián)網(wǎng)連接起來進行發(fā)送接收信息。

智能建筑管理系統(tǒng)BMS的應用領域如智能照明、暖通空調(diào)、安防、樓控都離不開傳感器的支持, 相對于其他地行業(yè)，智能建筑是跟物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系非常近的行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會給智能建筑行業(yè)帶來聯(lián)動效應。

物聯(lián)網(wǎng)的應用范圍包括公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境保護、健康管理、智能交通、智能電力、智能醫(yī)療和智能建筑等領域，在智能建筑的應用領域現(xiàn)在還主要是體現(xiàn)在安防領域。例如廣西柳州東岸御花園社區(qū)的安防系統(tǒng),包括IC卡小區(qū)內(nèi)智能化管理、煤氣泄漏報警、紅外線監(jiān)控、電子巡更系統(tǒng)、地下車庫智能化專車自動識別智能系統(tǒng)。業(yè)主利用智能IC卡進行車輛識別進入地下車庫、身份識別進入一樓大堂，進行樓層識別自動乘坐電梯到所住樓層。訪客在小區(qū)大門通過可視傳感系統(tǒng)的身份識辨后進入小區(qū)，在小區(qū)大堂通過電梯口的可視對講系統(tǒng)經(jīng)業(yè)主同意，不用手按電梯會自動送到探訪家庭。 但這些只是物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑里很淺顯的體現(xiàn)。

一方面物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展與應用會大大促進智能建筑的發(fā)展，另一方面隨著智能建筑的大范圍出現(xiàn),大量的物聯(lián)網(wǎng)技術采用特別是家居自動化無線傳感技術ZIGBEE,Z-WAVE的廣泛應用,會大大節(jié)約各家各辦公室的能耗，形成良性循環(huán)，帶動整個社會的節(jié)能。

綜上所述，建筑節(jié)能工程建設中需要多學習國內(nèi)外先進技術，在學習發(fā)展過程中積累經(jīng)驗，優(yōu)化設計與管理模式，總結(jié)出適合本地的綠色節(jié)能智能建筑設計運行管理方式。

[1]李金伴,林鋒,李捷輝,周銘.智能建筑綜合布線設計及應用[M].2011-11.

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[3]Miller, Frederic P.,Vandome, Agnes F.,McBrewster,John.KNX(standard) [M]VDM Publishing House,2010-07.