第一篇　智能建筑总论

编 者 按

　智能建筑为人们提供了更加的舒适方便的工作和生活环境，从而受到社会的广泛关注。建筑智能化已成为现代建筑的主流趋势，同时也演变成为建设市场的热点。
　楼宇自控系统又是智能建筑最基础的根基，也是影响到智能建筑能够存在和运营的必备条件。虽然国内应用楼宇自控系统的实践经验很丰富，但智能建筑的楼控系统分析或介绍此方面的书籍，却是凤毛麟角。
借此，我刊特连载中国科学院自动化研究所、中国建筑业协会智能建筑专业委员会、建设部智能建筑技术专家委员会专家顾问——陈龙编著的《智能建筑楼宇控制和系统集成技术》。
　陈工从事各类自控系统研究多年，从工业自动化到建筑智能化，从天上的卫星跟踪到地下的地震检测，从国产控制装置到进口控制系统均有所涉及，并取得了骄人业绩。
　陈工有感于从事智能建筑方面工作的人员，对楼控和集成技术学习的急切需求，也为了使智能建筑工程师能更多得获得相关资料，从而编写并出版此书。书中较全面地介绍了控制总线、楼宇原理、集成方案、工程设计和建筑应用等诸多实例，以供各位读者借鉴参考。
　我刊将分期连载该书精华部分，望借此为读者提供更丰富的专业知识。

一　智能建筑的定义
智能建筑（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＢｕｉｌｄｉｎｇ）的发源地美国对智能建筑的定义是：“智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理四个基本要素及其相互关系来提供一个高效的和成本低廉的环境”。同时又指出，“没有固定的特性来定义智能建筑。事实上，所有智能建筑所共有的惟一特性是其结构设计可以适于便利、降低成本的变化”。
经过十几年的发展，美国的智能建筑已经处于更高智能的发展阶段，进入到“绿色建筑”的新境界。智能只是一种手段，通过对建筑物智能功能的配备，强调高效率、低能耗、低污染，在真正实现以人为本的前提下，达到节约能源、保护环境和可持续发展的目标。如果离开节能和环保，再“智能”的建筑也将无法存在，每栋建筑的功能必须与由此能带给用户或业主的经济效益紧密相关，未来智能建筑的概念将被淡化。
在我国，普遍认为智能建筑的重点是使用先进的技术对楼宇进行控制、通信和管理，强调实现楼宇在三个方面的自动化（３Ａ）功能，国家标准ＧＢ／Ｔ　５０３１４—２０００《智能建筑设计标准》就将智能建筑定义为“以建筑为平台，兼备建筑设备ＢＡ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａ—ｔｉｏｎ）、办公自动化ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）及通信网络系统ＣＡ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ａｕｔｏｍａ—ｔｉｏｎ），集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。
但经过这么多年的实践和探索，人们普遍认为这种３Ａ的分类比较模糊，不少人士认为通信自动化系统ＣＡＳ和办公自动化系统ＯＡＳ的提法欠妥，概念不够确切，改为通信网络系统ＣＮＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ）和信息网络系统ＩＮＳ（１ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｙｓｔｅｍ）更为恰当。因此在《智能建筑工程质量验收规范》ＧＢ／Ｔ　５０３３９—２００３中，就将智能建筑的基本组成部分改为建筑设备自动化系统ＢＡＳ、通信网络系统ＣＮＳ和信息网络系统ＩＮＳ，三者通过结构化综合布线系统ＳＣＳ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｃａｂｌｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）和计算机网络技术进行以管理为目的所做的有机集成（可称为大３Ｓ集成）。
亚洲智能建筑协会（ＡＩＩＢ）出版的智能建筑索引采用了平衡的观点，认为智能建筑是根据适当选择优质环境模块来设计和构造，通过设置适当的建筑设备，获取长期的建筑价值来满足用户的要求。智能建筑索引考虑了下列９个优质环境模块：
（１）环境的友好、健康、保护能源和绿色问题；
（２）空间利用率和机动性；
（３）人类的舒适；
（４）工作效率；
（５）文化；
（６）高科技形像；
（７）安全问题——火灾、地震、灾难和结构破坏等；
（８）建造程序和结构；
（９）生命周期成本性。
二　智能建筑追求实现的目标和具有的特征
智能建筑是运用系统工程的观点，将建筑物的结构（建筑环境平台结构）、系统（智能化设备和系统）、服务（住、用户的需求服务）和管理（物业运行管理）四个基本要素进行优化组合，提供一个投资合理，具有高效、舒适、安全、方便环境的建筑物。智能使建筑耳聪目明、敏查睿智、增光添彩。它主要应能满足：
（１）对管理者来说，智能大厦应当有一套管理、控制、运行、维护的通信设施，能以较低的费用及时与外界（例如消防部门、医疗急救部门、安全保卫部门、工程维修部门等）沟通，提供完善的服务信息和便捷的服务方式；
（２）对使用者来说，智能大厦应有一个确保安全、有利于提高工作效率和质量、激发人们创造性的环境；１ 智能建筑追求实现的目标主要有
（１）能够提供高度共享的信息资源。包括通信自动化系统、计算机网络系统、结构化综合布线系统、办公自动化系统等；
（２）提供能提高工作效率的舒适环境。包括空调通风系统、供热系统、给排水系统、电力供应系统、闭路电视系统、多媒体音响系统、智能卡系统、停车场管理系统及体育、娱乐管理系统等多个方面；
（３）确保建筑物使用的安全性。通过设置有周界防卫系统、防盗报警系统、出入口控制系统、闭路电视监视系统、保安巡更系统、电梯安全运行控制系统、火灾报警系统、消防灭火系统、应急照明疏散系统、紧急广播系统等来保障；
（４）节约管理费用，达到短期投资、长期受益的目标；
（５）适应管理工作的发展需要，具有可扩展性、可变性，能适应环境的变化和工作性质的多样化；
未来，当需要时（时间弹性）和怎样需要时（空间弹性），智能建筑则必须提供基础设施传递到桌面的５项服务，即空调、照明、强电、数据和语音。智能建筑的重心将逐渐从“效益”向“解决途径”转移。
２ 智能建筑理论的特征
（１）多目标的优化：智能建筑是一个大系统，需要多视角地考虑技术、管理、经济、人文、环境等因素的大系统运行目标，并且调动各种手段使系统达到最优的综合目标。即系统的优化目标函数为：Ｓ＝ｆ（技术、效率、价格、发展、环境、人气等）；
（２）多学科的综合：智能建筑的规划、设计、运行和管理所涉及的技术、经济、管理以及法律问题，需要应用各学科的知识成果来解决；
（３）多因素的相关性：智能建筑与社会信息化、社会经济发展、管理模式、装备技术发展、政府导向等有着十分密切的关系，尽管就表面来看智能建筑仅是一种建设行为与经营管理方法。
如果从建筑物的生命周期成本（ＬＣＣ，Ｌｉｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ｃｏｓｔ）来看，当某种设备与技术采用后，可改变其生命周期中许多相关的分项状态。
３ 智能建筑的基本特征
（１）智能建筑充分体现“以人为本”的思想。智能建筑的最终受益者应该是在其中生活、工作的人。一幢大厦的智能化程度，不能全视其所装设备器材的先进程度，而主要取决于使用人的需求功能。例如，室内环境的质量（包括热熵值、舒适度和污染物控制），采用变风量（ＶＡＶ）系统不仅可以提高能源效率，还可带来现场区域温度可控的好处。发达国家的智能建筑发展到今天，已经不是单纯的高新技术产品的简单合成，而是采用高科技来实现人的需求，改善和提高人工环境的品质，更好地为人服务。
（２）智能建筑的发展，要从可持续发展的战略高度出发，注重促进生态平衡，保护环境，合理利用资源和节约能源，这是智能建筑发展的永恒主题，也是绿色发展（ＧｒｅｅｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）的需要。节约能源是急需要解决的重大问题。智能建筑的实施，要贯彻“以人为本”，注重与环境的协调，采取各种积极手段和高科技措施，防止对自然环境、生态系统的破坏。同时要想方设法提高能源效率，尽可能采用日光照明和太阳能等干净能源，采用ＨＶＡＣ（供热、通风、空气调节控制）新系统，延长建筑物的可使用寿命、降低建筑物的运行维修费用。此外，要注意智能建筑的适应性和可扩充性，以适应社会发展的需求。大力倡导节能、节水、治污和绿色建筑。
（３）智能建筑与节能环保和业主的经济效益紧密相联。建筑物的节约能源和保护环境，已成为智能建筑发展必须考虑的首要前提和最重要的条件。智能建筑功能的采用必须与用户或业主的经济效益紧密相关。智能建筑决不是以运用新技术来提高建筑物的身价。
（４）智能建筑是信息产品升级换代和业主自身需求的结合。发达国家智能建筑的发展完全是一种市场行为的结果、业主行为的结果。政府只是对建筑物的节能和环保提出要求，而业主完全是根据市场和自身的需求来投资适用的智能建筑，不会盲目攀比。同样，建筑商或设计公司也不会为标榜自己而设计建造一幢没有市场需求的智能建筑。
（５）智能建筑已经通过网络将各个子系统连接起来，具有最初级的智能，但基本上还不具备人类智能的特点，不具备推理、自学习、自适应等能力，当前的智能建筑还属于“智而不能”的状态。
未来的智能建筑发展将会与人工智能科学中的智能代理（Ａｇｅｎｔ）技术结合。一个Ａｇｅｎｔ是一段特殊的程序，它能代表使用者独立地去完成一些特殊的任务。软件Ａｇｅｎｔ具有的特性包括自治性（Ａｕｔｏｎｏｍｙ）、社会能力（Ｓｏｃｉａｌ　Ａｂｉｌｉｔｙ）、反应能力（Ｒｅａｃｔｉｖｉｔｙ）、自发行为（Ｐｒｏ－ａｃｔｉｖｉｎｅｓｓ）。它将有可能极大地改善人们的居住环境而有真正意义上的“又智又能”。
三 智能建筑的基本结构
在智能建筑的组成结构中，建筑设备自动化系统ＢＡＳ是智能建筑存在的基础；通信网络系统ＣＮＳ是沟通建筑物内外信息传输的通道；信息网络系统ＩＮＳ则是向智能建筑内的人们提供网络应用平台，为人们的工作和生活创造方便快捷的环境。
１ 建筑设备自动化系统ＢＡＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）
ＢＡＳ也被称为建筑自动控制系统。是“将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、给排水、防灾、保安、车库管理等设备或系统，以集中监视、控制和管理为目的，构成综合系统”，广义而言主要包括楼宇设备控制系统、安全防范系统ＳＡＳ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ羽Ｓｙｓｔｅｍ）、消防报警系统ＦＡＳ（ＦｉｒｅＡｌａｒｍＳｙｓｔｅｍ）三大部分，狭义的ＢＡＳ则专指楼宇蹋制系统。上述三大部分可以采用以楼宇设备控制系统为主的模式来进行集成（俗称小３Ａ集成），是以控制为目的所做的控制信息集成；也可以在以太网平台上作各子系统平等地位的一体化集成，构成建筑物集成管理系统ＢＭＳ。停车场管理系统ＣＰＳ（Ｃａｒ Ｐａｒｋｉ Ｓｙｓｔｅｍ）有时也被划人其中。
随着网络技术的发展，ＢＡＳ正在由集散控制系统ＤＣＳ结构模式向现场总线控制系统ＦＣＳ结构模式过渡。ＦＣＳ模式简化了网络结构，用一条总线就可将系统所有监控模块连接起来，使整个系统的可靠性大为提高，同时通过在总线上增减节点就能随意增加或减少监控模块，因此系统有很强的扩展能力。基于现场总线的ＢＡＳ系统多由二级网络组成，上级网络多为以太网，支持１０／１００ＭＢ／ｓ的传输速率，下级网络为现场总线网络，如Ｌｏｎｗｏｒｋｓ或通信速率为９．６～１２ＭＢ／ｓ的Ｐｒｏｆｉｂｕｓ等，两级网之间通过网络控制器完成数据的传输、交换和共享。在一定程度上可以认为，以ＬｏｎＷｏｒｋｓ等现场总线控制技术为核心、以工业过程控制数据交换标准接口ＯＰＣ集成技术为纽带将是建筑物自动化系统发展的主要特点。
新一代自动控制系统的代表是Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ公司２００２年９月推出的过程知识系统Ｅｘ－ｐｅｒｉｏｎＰＫＳ（Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　Ｓｙｓｔｅｍ），引入专家系统，嵌入先进的应用和诊断工具“过程知识”包，为企业提供协同制造平台，帮助企业进行知识的衔接和扩大，提高企业　知识水平，从而改进生产工作过程、有效管理资产，这些都是传统控制系统或以仪表为中心的系统实现不了的，是知识经济时代自动控制系统的转型产物。
２ 通信网络系统ＣＮＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｙｓｔｅｍ）
包括数字程控交换机ＰＡＢＸ、无线通信系统、卫星通信系统、有线广播系统、电视会议系统等，它是建筑物内语音、数据、图像传输的基础设施，又与外部通信网络（公用电话网、综合业务数字网、计算机互联网、数据通信网及卫星通信网等）相连，可确保建筑物内外信息的畅通和实现信息共享。智能建筑对ＣＮＳ所需服务的要求可归纳为“５ＷｌＨ”，５Ｗ指无论是谁或与谁进行通信Ｗｈｏｅｖｅｒ／Ｗｈｏｍｅｖｅｒ（通信自由性选择）、无论采用什么方式进行通信Ｗｈａｔｅｖｅｒ（通信服务多样性）、无论是什么时间进行通信Ｗｈｅｎｅｖｅｒ（通信随时性）、无论在哪里与哪里进行通信Ｗｈｅｒｅｖｅｒ（通信全方位、无约束性），１Ｈ是指无论怎样进行通信Ｈｏｗｅｖｅｒ（通信操作方便、实时、安全性）。
３ 信息网络系统ＩＮＳ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｓｙｓｔｅｍ）
信息网络系统ＩＮＳ主要由计算机网络、数据库、服务器、工作站、网关、路由器等网络设备及软件构成。由于数据网络可以把语音、视频、数据、因特网服务有机地联系起来，把建筑物内的服务以及与外界的宽带联系起来，因此，数据网络的发展极为迅速，人们在这方面的需求呈级数增长。
在网络应用的基础上，为人们的工作带来方便，使人们的部分办公业务借助于各种办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。也可以应用计算机技术、通信技术、多媒体技术和行为科学等先进技术来从事电子商务或视频点播、游戏娱乐等活动而丰富人们的生活。更可以进一步实现部门的管理信息系统ＭＩＳ和决策支持系统ＤＳＳ，视管理对象不同，有时还可包括楼宇物业管理及三表抄送等内容。
４ 综合布线系统ＧＣＳ（Ｇｅｎｅｒｉｃ　Ｃａｂｌｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）
综合布线系统是建筑物或建筑群内部之间的传输网络，重点是用于语音和计算机网络的通信，是智能建筑重要的基础设施之一。它能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理及建筑物自动化管理设备等系统之间彼此相连，也能使建筑物内通信网络设备与外部的通信网络相连。它可根据需要灵活地改变建筑物内之布线结构，有很强的通用性，可将建筑物内的语音、数据、视频传输融为一体，结构化综合布线系统的应用使智能建筑的话音通信和数据通信更加完美。
５ 智能建筑管理系统ＩＢＭＳ（见图１）
ＩＢＭＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）是在建筑物内组建的计算机管理的一体化集成系统。它将智能建筑内不同功能的智能化子系统在特理上、逻辑上功能上连接在一起，以实现信息综合与资源共享。ＩＢＭＳ由前述各部分有机集成构建而成，可实现对ＢＡＳ、ＣＮＳ、ＩＮＳ的监控与实时管理，因此是智能建筑控制和管理的核心。
四 智能建筑的经济效益分析
　要使智能建筑有较高的智能化水平和有较高的投资效率，那么对智能建筑作整体的规划设计和对建设过程的全面综合管理是非常重要的。传统的智能建筑由于各专业、各子系统分立建设，存在着协调难、浪费大、周期长、质量难控制等问题，新型的智能建筑的集成优化规划和建设方式，打破了这种分立的建设方式，将整个建筑的各专业的机电系统、智能化系统视为一个大系统进行全面的规划设计，并对系统的建设进行全面综合管理。进度系统的建设有了彻底的改观。这种建设方式在各系统安装工程管理、管线综合管理、进度协调、工作面协调等方面具有很好的优势，大大地减少了业主所须协调的工作量、工作周期并减少了工程中的浪费，使工程可以顺利进行，节省了工作的投资。
通过集成优化的程序，使整个系统联成有机的网络，完成整个系统的有机运行，可使智能建筑节约资源和节能。
据有关资料统计，写字楼和酒店等建筑中空调、照明、电梯等主要耗能系统情况大致如下：
（１）空调：写字楼空调耗能占总耗能的比例平均为６０％，其下限为５０％，上限不高于７０％；酒店ＨＶＡＣ（供热、通风和空调控制）耗能占总耗能的比例为４４％；
（２）照明：写字楼照明耗能点总耗能的比例为２３％～５５％，平均２６％；酒店照明耗能点总耗能的比例为２９％；
（３）电梯：写字楼电梯耗能总耗能的比例为８％，酒店电梯耗能占总耗能的比例为１０％。
智能建筑带来的效益要表现在下述几点：
１ 提高室内温湿度控制精度所带来的节能效果
在建筑中，室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的关系。据美国国家标准局统计资料表明，如果夏季将设定值温度下调１℃，将增加９％的能耗；如果冬季将设定值温度上调１℃，将增加１２％的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有　　效措施。欧美等国对室内温湿度控制精度要求为：温度为±１．５℃，湿度为６０％±５％的变化范围。
传统的运行方式，由于缺乏准确的控制，实际温度误差通常＞°Ｃ，造成夏季室温过冷、冬季室温过热的现象，能耗的浪费通常很大，通过楼宇自控系统的优化运行和精确控制，若能使空调系统的运行温度和设定温度差在０．５℃以内，这样仅通过温度的精确控制就将能带来很好的节能效果。
２ 新风量控制带来的节能效果
　根据卫生要求，建筑内每人都必须保证有一定的新风量。但新风量取得过多，将增加新风耗能量。以我国上海地区酒店为例，在设计工况（夏季室温２６℃、相对湿度６０％，冬季室温２２℃相对湿度５５％）下，处理１ｋｇ室外新风量需冷量６．５ｋＷｈ，热量１２．７ｋＷｈ，因此在满足室内卫生要求的前提下，减少新风量，有显著的节能效果。
新风量应该根据室内允许ＣＯ２浓度来确定，Ｃ０２允许浓度值一般取０．１％（１０００ｐｐｍ），采取固定新风量的方式是不够精确的，因为随着季节和时间的变化以及空气的污染情况，室外空气中Ｃ０２浓度是变化的，同时室内人员的变化自然对新鲜空气的需求也发生变化，所以最为合理的方式是根据室内或回风中的Ｃ０２浓度，自动调节新风量，以保证室内空气的新鲜度，控制功能较完善的楼宇自控系统可以满足这些控制要求。
３ 空调水系统平衡与变流量管理
空调系统的节能控制算法是智能建筑节能的核心，通过科学合理的节能控制算法，不但可以达到温度环境的自动控制，同时可以得到相当可观的节能效果。
空调系统的热交换本质是一定流量的水通过表冷器与风机驱动的送风气流进行能量交换，因此能量交换的效率不但与风速和表冷器温度对热效率的影响有关，同时更与冷热供水流量与热效率相关。通常在没有采用对空调系统进行有效的空调供水系统平衡与变流量管理时，常规的做法是以恒定供回水压力差的方式来设定空调控制算法，结果温湿度控制精度很差，能量浪费也极明显。这是由于在恒定的供回水压力差之下，自平衡能力低，流量值与实际热交换的需要量相差甚远，往往因此造成温、湿度失控，能量浪费和设备受损。
通过对系统最远端和最近端（相对于空调系统供回水积水器而言）的空调机在不同供能状态和不同运行状态下的流量和控制效果测量参数分析可知，空调系统具有明显的动态特点，运行状态中楼宇自控系统按照热交换的实际需要动态地调节着各台空调机的电磁阀，控制流量进行相应的变化，因此总的供回水流量值也始终处于不断变化之中。为了响应这种变化，供回水压力差必须随之有所调整以求得新的平衡。应通过实验数据建立变流量控制数学模型（算法），将空调供回水系统由开环系统变为闭环系统。
动态变流量控制系统利用变频控制技术，改变空调系统循环水的流量和温度，可保证整个系统在满负荷及部分负荷情况下，均处于最佳工作状态，从而最终达到综合节能的目的。
４ 自适应化检测控制所带来的节能效果
由于现代写字楼的人员流动较大，经常有很多人不在办公室中，办公室的空置率较高，按传统的空调运行方式，很难对这种变化的热负荷进行检测。楼宇自控及智能化楼宇电气系统则可以很好地对这种变化提供相应控制策略。据统计，通常写字楼中，工作人员　　不在办公室的比例约为４０％，智能化的中央空调系统可以自动检测到这种负荷的变化，在人员减少的时候，自动通过调节水温差、风量等方式调低系统的冷／热量供应，达到节能的效果。
５ 机电设备的最佳启停控制效果
办公和商场等建筑，夜晚是不需要开空调的，为了保证工作开始时室内环境的舒适，就需要提前对建筑进行预冷、预热。另外，室内温度是惯性很大的被控对象，提前关闭空调也可以保证室内温度在一定的时间内变化不大，楼宇自控系统通过对空调设备的最佳启停时间的计算和控制，可以在保证环境舒适的前提下，缩短不必要的空调启停宽容时间，达到节能目的。同时在预冷或预热时，还可关闭室外新风阀门来节省能耗。
在实行多种电价的地区，利用楼宇自控系统，通过与冰蓄冷设备、应急发电机等配合，可以在用电高峰时，选择卸除某些相对不重要的机电设备，减少高峰负荷，或投入应急发电机以及释放存储的冷量等措施，实现避峰运行，降低运行费用。
６ 通过克服暖通设计设备容量冗余带来的效果
目前，我国绝大多数暖通系统，为了保证能在最不利的环境下正常运行，在设计时往往采用静态方法计算负荷，而且还乘以较大的安全系统，以致于在设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）选型方面往往偏大。暖通系统是一个典型的动态系统，一年之中的负荷绝不是均匀分布的，即使是一天之中的负荷也是随时间而变化的。不恰当的冗余将会造成能源的浪费，而这种冗余是很难用人工监控的方式加以克服的。由于智能建筑科学地运用楼宇自控系统的节能控制模式和算法，动态调整设备运行，可有效地克服由于暖通设计带来的设备容量和动力冗余而造成的能源浪费。
７ 通过优化运行方式所带来的节能效果
通过智能化控制器中内置的各种优化运行的数学模型，使建筑电气设备在合理、优化的方式下运行，以节省大量能源。如在计算机房、实验室等特殊场合中，设备可能发热量大，在过渡季节可自动加大新风量的引入，利用新风进行降温，既满足温度要求，又大量节省了能源。这种运行方式的数学模型，内置在空调设备的自控装置中，在环境条件适合时，可自动或手动启动优化程序。见表１所示。
８ 对照明、电梯等系统的自动控制带来的节能效果
通过自动控制公共区域的照明灯、泛光灯、景观灯以及电梯、扶梯等，可解决“长明灯”、“永动机”的问题。通过楼宇自控系统可以对这些系统进行合理的控制，如上班时自动全部开启所有的灯光、电梯等设备，而下班时则自动关闭大部分灯光和电梯，只留下少量的设备运行保证最低运行需求。这样通过准确的定时控制，比人工运行可带来５％以上的节能效果。此外，还可对室外光线进行预程调光控制和窗际调光控制，极大地降低了能源消耗。
９ 能源管理系统的应用效益
开发能源管理软件，建立能源管理和控制系统（ＥＭＣＳ），实现能耗跟踪、节能的远程及就地控制。能源管理系统由各种计量仪表和软件程序组成。安装于各种基本的空调设备（如制冷机组、冷却水泵、冷冻水泵、风机等）上的计量仪表不仅可以在系统运行时采集该设备的适时运行原始数据，还可以协助中央控制器，在系统软件控制下，实现系统的节能运行。软件程序则是能源管理系统的中枢。
首先，由各种计量仪表采集的设备运行原始数据，通过数据传输通道传输到中央处理器，利用软件程序对其进行分析整理，从而建立系统高效低能运行数据库并集成在能源管理系统软件中，为以后的能源管理提供基本依据。
然后，在空调系统的运行过程中，各种计量仪表采集相应的运行数据传输给中央处理器，通过软件程序的对比分析，拟出系统的运行曲线，从而判断系统是否处于节能运行状况。若发现运行异常，系统软件可根据采集的适时运行数据及所拟合的运行曲线，自动确定故障部位、发出声光报警信号，通知故障检测程序自动排障或指示设备管理人员人工排障。
此外，能源管理软件还可自动存储或打印设备运行数据和运行曲线，为后续的系统完善提供可靠资料。各种计量仪表也可通过显示屏直接显示运行数据，提高管理人员的节能意识。
１０ 对楼宇电气设备自动控制将延长设备的使用寿命
通过对楼宇电气设备的自动运行控制，可自动停止各种不必运行的设备，如自动停止无人员区域的空调器设备，下班后停止大部分电梯和照明设备等，并自动进行运行时间均衡，如空调主机的运行时间均衡、电梯的运行时间均衡等，使各设备自动达到均衡运行的目的，可有效地提高设备的运行寿命周期。
１１ 楼宇电气设备的自动控制会减少运行人员的开支费用
通过对楼宇电气设备的自动运行控制，运行人员可以在中控室对所有设备进行操作，对运行状态、故障信息进行监控，这样在一幢大型的高层大厦中，设备现场管理人员可大量减少，即可大大减少运行及维护人员的数量。
通过建筑电气设备优化集成，将开拓建设智能建筑的一个崭新途径，所带来的效率提高是显而易见的，我国是一个人均资源相对缺乏的国家，通过这种方式，可更好地实现节省资源、节约能源，将给国家、用户带来较大的利益，同时为我国智能建筑电气产业领域的企业带来更好的发展空间。
五 智能建筑的开放性标准和技术
开放性系统需要具备的条件是应用开放技术、可互操作性、多方供应商体系、终端至终端解决方案。
开放性系统对于设备制造商和用户来说，都是一次巨大的技术革命。它主要的特点有二，一是系统确定的技术规范是所有设备生产厂家都应共同遵守的；二是它的互用性，同样功能的部件，尽管由不同厂商生产，但均应该可以互相替换。简言之，开放性决定了系统外联的广泛性和系统内联的任意性。开放性是市场的需求。除了有应用和管理的需要外，还可以大大提升产品的竞争力。开放性系统在技术上使系统集成成为可能，能够解决好各类设备和各子系统间的接口、协议、系统平台、应用软件等集成相关问题，减少了集成的困难程度。可以说，开放性系统　　创造了楼宇系统的最大化价值，是实现各子系统间无缝集成的一条光明大道，已经成为系统集成的前提，给用户带来增值回报。
开放性技术将加速智能建筑系统集成的实现，而实现系统集成将能为工程业主提供更好的管理手段和为最终用户提供更全面的服务。
采用开放性系统对于工程业主、系统集成商和设备供应商都可带来相应的收益。工程业主因为能够对产品有众多的选择，可有效地达到控制系统寿命周期成本的目的，也使系统重新配置和技术的升级换代变得容易；系统集成商也因能从众多的产品供应商中选择到真正达到工程要求的产品，来保证工程质量高质量地完成；从设备供应厂商角度而言，不仅因采用开放性技术而拓展了其销售渠道，也因竞争而促使其提供性价比更高的产品。
开放性技术和标准有很多，如ＬｏｎＷｏｒｋｓ、ＢＡＣｎｅｔ标准都已成为了国际标准，还有新的楼宇控制技术ＫＮＸ和工业以太网等，但在开放性技术中，目前采用ＯＰＣ技术作系统集成应用得较多，也较易实现，即各个子系统将上传的信息按标准的协议存储在ＯＰＣ服务器上，系统间通过标准化互联网络进行信息系统集成，以浏览器或其他方式使用数据。从用户角度而言，当决定选用开放性系统时，应加以考虑并作出选择的有以下几方面：
　　（１）必须采用开放的协议
系统的开放性首先体现为采用开放的协议标准，例如ＬｏｎＷｏｒｋｓ、ＢＡＣｎｅｔ、Ｍｏｄｂｕｓ等标准协议，凡是符合标准协议的第三方系统都可以集成进来，不需要开发专用的系统网关设备，可降低投资成本（网关因专用性故开发成本高，又因网关开发牵涉到不同协议之间的转换和驱动程序的编制，故技术难度也较高）。
（２）支持软件接口。系统应支持各种标准的软件接口，例如ＯＰＣ、ＤＤＥ等。
ＯＰＣ的主要技术基础ＯＬＥ、ＣＯＭ、ＤＣＯＭ都是由Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司提出的，因此可保证集成商连接不同的系统，创造可靠的解决方案，提供真正的互操作性，减少实施的费用和时间。另外，ＯＰＣ保证了完全可扩展的解决方案，满足未来的改变和扩展。
（３）数据库的开放。系统应支持ＯＤＢＣ、ＪＤＢＣ（Ｊａｖａ Ｄａｔａ Ｂａｓｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）等标准数据库接口。
（４）可编程接口的能力。用户可以自己进行接口开发（比如第三方系统采用ＲＳ２３２协议），系统具备接口编程能力，通过编写对第三方系统的驱动程序，实现与第三方系统的互联。
举例而言，英国Ｎｏｖａｒ集团在建筑物自动化系统ＢＡＳ中采用如下开放性技术：在管理层，主要采用ＯＰＣ、ＯＤＢＣ等技术；在自动化层主要采用ＢＡＣｎｅｔ；在现场控制层采用ＢＡＣｎｅｔ和ＬｏｎＷｏｒｋｓ等。
六　智能建筑的节能
智能建筑之所以能向人们提供方便、快捷、安全、舒适的生活环境，其根本原因是集网络、通信和广义的楼宇调节控制之大全，智能化技术贯穿于建筑设备的规划选型、系统构建、检查评估和优化运行的全过程，为建筑物的节能奠定了基础，这被称之为建筑物节能管理的ＰＤＣＡ（Ｐｌａｎ－Ｄｏ－Ｃｈｅｃｋ－Ａｃｔｉｏｎ）。
建筑物的节能有４个不同层次的目标，即节省能源（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｓａｖｉｎｇ）、能量保存（Ｅｎ—ｅｒｇｙ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ）、提高能效（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）和可持续发展（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）。对于已建成的建筑物而言，实现建筑节能主要有以下３种途径：
（１）减少能源消耗的“节流”型，如控制室内温度、人走灯灭等措施。
（２）更新耗能设备，改换为高效节能型设备，这当然与资金相关联。
（３）优化设备与系统的运行管理，并充分地利用气候、时间段、地域性等环境特性，当然前提是确保室内的环境品质。可采用的技术有温度（凉快）与湿度（清爽）的解耦控制、ＶＡＶ变风量控制、冰蓄冷技术等等。
①变风量ＶＡＶ系统是利用变频风机和末端变风量箱，在房间室内温度达到设定温度时，由ＶＡＶ箱自动减少送人房间的风量，联动风机的变频控制，降低风机转速，从而达到节能的目的；
②冰蓄冷技术是利用夜间用电低谷时的价格杠杆来完成蓄冰功能，而在白天用电高峰时，以融冰来代替部分冷水机组的运行，从而可以节约用电高峰时的耗电量，也降低耗电的价格。
智能建筑ＩＢ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌ ｄｉｎｇ）是立足于信息技术的，但并不是一般的房子加上网络、宽带和智能化设备就是智能化建筑了。真正的智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度，其次才是家居的智能化和安全防范的智能化。实际上，智能建筑不一定是豪华的，但它必需是低能耗的。其未来的发展趋势是朝向重视环境可持续发展的绿色建筑ＧＢ（ＧｒｅｅｎＢｕｉｌ ｄｉｎｇ），包括以保护环境和节约能源为宗旨的绿色照明（Ｇｒｅｅｎ　ｌｉｇｈｔ）以及充分利用太阳光、风力等的清洁能源，减少对空气和水质的污染。在节能方面，“耗能就是污染”，因为消耗能源就会产生废气和包括二氧化碳在内的其他污染物。
智能建筑的节能是指智能建筑内能源的消费和合理利用之间的平衡关系。衡量一个建筑智能化系统的节能的经济效益应该包括两个方面的内容：一方面是节能设计的范围、类别，是仅仅考虑了直接节能、还是包含了广义节能？是否具备潜在节能？另一方面是节能的实际效率和深度。节能效益到底有还是没有、高还是低？这些都是判别建筑智能化系统实际功效的重要指标。通常建筑物节能的内容和对象包括建筑设计、空调系统、照明与设备，智能建筑节能不但包括原有传统建筑所采用的节能方法，更重要的是采用先进的科技来达到更准确的调整和控制，即“主动节能”。见表２。