1 智能建筑概述 智能建筑是為了適應(yīng)現(xiàn)代信息社會對建筑物各功能、環(huán)境和高效管理的要求，在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。智能化建筑通過對建筑物的四個基本要素，即結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化設(shè)計，使其發(fā)揮最高效率，同時又以最低的保養(yǎng)成本，最有效的方式來管理本身資源，給業(yè)主提供一個投資合理又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間；幫助大廈的主人、財產(chǎn)的管理者和擁有者意識到他們在諸如費用開支、商務(wù)活動和人身安全等方面得到最大利益的回報；并提供反應(yīng)快、效率高和有支持力的環(huán)境，使用戶能達到其業(yè)務(wù)目標。智能建筑它具備三個基本條件： （1）安全、舒適的環(huán)境，即具有消防功能、溫度和濕度控制功能以及燈光及其它樓宇設(shè)備的控制功能； （2）良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，使數(shù)據(jù)信息能夠在大廈內(nèi)傳輸； （3）足夠的對外通信設(shè)施與通信能力。 可見，智能化建筑是一個綜合性概念，我國智能建筑權(quán)威機構(gòu)一中國智能建筑專業(yè)委員會對“智能建筑”的定義是：利用系統(tǒng)集成的方法，將智能型計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機地結(jié)合在一起，通過對設(shè)備的自動監(jiān)控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合以獲得的投資合理、適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活等特點的建筑物。由此可見，智能建筑是先立足于建筑物本身，然后是配備許多現(xiàn)代的能給人們營造舒適、便利、靈活、安全生活的相關(guān)技術(shù)與服務(wù)。 2 智能建筑的構(gòu)成 智能建筑（Intelligent Building，IB）主要采用計算機技術(shù)對建筑物內(nèi)的設(shè)備進行自動控制和管理，并對用戶提供信息和通信服務(wù)等。目前它能提供的主要功能和特點如下：（1）能對各種信息進行通信并具有信息處理功能；（2）能實現(xiàn)辦公自動化（OA）；（3）能對建筑物內(nèi)機械電氣設(shè)備等進行綜合自動控制，實現(xiàn)各種設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視和統(tǒng)計記錄的設(shè)備管理自動化；（4）建筑物具有充分的適應(yīng)性和可擴展性，具有良好的節(jié)能和環(huán)境保護功能。在此功能和特點的基礎(chǔ)上，建筑智能化結(jié)構(gòu)由四大系統(tǒng)組成：樓宇自動化系統(tǒng)（BuildingAutomationSystem，BAS）、辦公自動化系統(tǒng)（OfficeAutomationSystem， OAS）、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Communication NetworkSystem，CNS）、結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)（StructureCablingSystem，SCS）。 樓宇自動化系統(tǒng)是采用計算機對建筑物內(nèi)所有機電設(shè)施進行自動控制。一般有以下兩個子系統(tǒng)：環(huán)境控制管理子系統(tǒng)；安防與消防子系統(tǒng)。環(huán)境控制主要包括：暖通空調(diào)系統(tǒng)控制、給排水控制系統(tǒng)控制、運輸系統(tǒng)控制、供配電系統(tǒng)的控制。 　　樓宇供配電系統(tǒng)是智能建筑十分重要的組成部分。我國樓宇供配電系統(tǒng)設(shè)計管理尚處于初創(chuàng)階段，1997年建設(shè)部頒布了 （建筑智能化系統(tǒng)系統(tǒng)工程設(shè)計管理暫行條例》，這是第一部行業(yè)管理規(guī)定。隨后，許多省、市、自治區(qū)制訂了自己的《智能建筑設(shè)計標準》，國家標準BG／T50314-2000于2000年7月正式頒布。 3 樓宇供配電自動化系統(tǒng)設(shè)計原則 3.1 穩(wěn)定可靠性原則 必須保證供配電自動化系統(tǒng)具有高的可靠性和抗干擾能力。宜選用成熟的、通過國家認定的檢測機構(gòu)檢測的，經(jīng)過現(xiàn)場運行考驗的綜合保護與測量一體化技術(shù)的自動化系統(tǒng)。 3.2 規(guī)范性原則 供配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)執(zhí)行國家、行業(yè)的有關(guān)標準、規(guī)范及規(guī)程、規(guī)定。優(yōu)先選擇生產(chǎn)、服務(wù)規(guī)范化的供配電自動化系統(tǒng)。供配電自動化系統(tǒng)的各種接口規(guī)約應(yīng)逐步采用國家或行業(yè)標準，對特殊通訊規(guī)約應(yīng)具備詳盡規(guī)約文本。直流系統(tǒng)及計量系統(tǒng)的建設(shè)宜與供配電自動化系統(tǒng)通盤考慮。 3.3 分層分布式原則 對于樓宇供配電自動化建設(shè)，宜推行分層分布式系統(tǒng)。充分應(yīng)用現(xiàn)場總線等先進通訊技術(shù)解決樓宇內(nèi)數(shù)據(jù)交換問題。 3．4 保護功能獨立性原則 由于保護在供配電系統(tǒng)中的特殊重要地位， 自動化系統(tǒng)中保護功能應(yīng)相對獨立，不依賴于通訊網(wǎng)，其他一些重要的控制設(shè)備，例如備用電源自動投入裝置等，也不依賴通訊網(wǎng)，而設(shè)置專用的裝置。 3．5 分散化原則 單元裝置可靠性高，抗干擾能力強，部分間隔設(shè)備具備就地安裝能力，并逐步向全分散全下放化過渡。 3．6 靈活開放性原則 自動化系統(tǒng)應(yīng)具備靈活的結(jié)構(gòu)平臺，系統(tǒng)擴展方便。供配電自動化系統(tǒng)必須具備與樓宇自動化其他系統(tǒng)集成的能力。 4 樓宇供配電系統(tǒng)的保護配置及解決方案 4.1 樓宇供配電系統(tǒng)自動化的功能配置 樓宇供配電系統(tǒng)是整個建筑物的動力系統(tǒng)，它為樓宇內(nèi)部的空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、消防及安防系統(tǒng)等提供正常運轉(zhuǎn)所需的電力能源。樓宇供配電系統(tǒng)一般為10KV小電流接地系統(tǒng)，供電方式有單母線方式、雙母線方式和雙供電方式，負荷具有密度大（一般大于100W／m2）、峰谷差率大、諧波大的特點。實現(xiàn)中壓系統(tǒng)自動化一般采用微機保護裝置，而實現(xiàn)低壓系統(tǒng)自動化一般采用網(wǎng)絡(luò)電力儀表。 早期的繼電保護大都采用電磁式保護，接點多、接線煩瑣、調(diào)試整定困難、可靠性差。微機保護采用計算機技術(shù)、電力自動化技術(shù)、通訊技術(shù)等多種高新技術(shù)，集保護、測量、控制、監(jiān)測、通訊于一體，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)硬件裝置，是構(gòu)成智能化開關(guān)柜的理想電器元件。對樓宇供配電系統(tǒng)自動化來說，微機保護裝置應(yīng)具有下述功能： （1）保護功能。速斷、限時速斷、定時限（反時限）過流、零序電流、低壓、變壓器溫度、瓦斯、重合閘、備自投、PT切換、接地、控制回路斷線告警等，各保護單元也可根據(jù)用戶要求加入低電壓閉鎖過電流、不平衡電流、PT斷線報警等保護； （2）測量功能。相／線電壓、相／線電流、保護電流、零序電流、功率因數(shù)、頻率、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度以及電度累計量； （3）遠方管理。通過總控單元可實現(xiàn)遠方控制、遠方信號、遠方調(diào)整、遠方測量、遠方改變定值、保護遠方投退、遠方設(shè)定電度底碼、信號遠方復(fù)歸等功能； （4）通訊功能。通過RS485／CAN／以太網(wǎng)通訊接口，實現(xiàn)遠方通訊及控制； （5）控制功能。本地／遙控操作各類可控開關(guān)設(shè)備，如斷路器的分合操作等； （6）事件追憶功能。具有30個以上事件追憶功能，可記錄事件的時間、類型及動作值。 應(yīng)該指出的是，與電力系統(tǒng)不同，樓宇供配電系統(tǒng)的一次回路簡單，所涉及的保護功能也較少，線路保護和電器設(shè)備保護只有幾種（往往不多于4種），因此，體積小、價格低、操作簡單的微機保護裝置更受用戶的歡迎。 4．2 供配電系統(tǒng)自動化解決方案 供配電自動化系統(tǒng)一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)，分為站級層及間隔層兩部分。站級層由前置機及后置機組成，前置機實現(xiàn)通訊及遠傳功能；后置機實現(xiàn)實時監(jiān)測功能；間隔層由測控單元組成，繼電器保護功能相對獨立，提高系統(tǒng)運行可靠性及維護能力。 4．3 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有的功能 當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)是一個本地后臺，實現(xiàn)系統(tǒng)的維護、更新、參數(shù)定義、SCADA功能、事件告警、操作與控制、歷史數(shù)據(jù)保存、報表輸出等。 （1）系統(tǒng)參數(shù)定義 ①設(shè)備連接的增加、刪除、啟用、停用； ②各設(shè)備的規(guī)約類別定義； ③設(shè)備的識別地址和內(nèi)部地址重定義； ④各設(shè)備數(shù)據(jù)采集的時間間隔定義； ⑤通信通道的通信參數(shù)定義； ⑥設(shè)備需采集數(shù)據(jù)項的定義（相電流、相電壓、線電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等）； ⑦采集數(shù)據(jù)的原始工程值和狀態(tài)量對應(yīng)關(guān)系； ⑧采集數(shù)據(jù)的原始工程值和實際測量的換算定義； ⑨計算數(shù)據(jù)的計算式定義； ⑩測量點的數(shù)據(jù)項對應(yīng)定義； 11）歷史數(shù)據(jù)存儲定義（存儲方式、時間等）； 12）轉(zhuǎn)發(fā)通道的工作方式、地址、規(guī)約等參數(shù)的定義； 13）各轉(zhuǎn)發(fā)通道的轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)量順序定義； 14）各轉(zhuǎn)發(fā)通道的轉(zhuǎn)發(fā)模擬量順序定義； 15）各轉(zhuǎn)發(fā)通道的轉(zhuǎn)發(fā)模擬量系數(shù)定義； 16）各轉(zhuǎn)發(fā)通道的遙控／頃序定義； 17）告警事件的語音組合定義； 18）告警事件的記錄定義記錄； 19）各種報表格式定義； 20）遠程定值下載的數(shù)據(jù)順序與格式定義； 21）在線仿真數(shù)據(jù)的定義。 （2）畫面編輯 ①監(jiān)控界面圖庫的建立、管理、使用； ②監(jiān)控界面的所見所得作圖（一次接線圖、遙信遙測表等）； ③監(jiān)控界面的圖形與狀態(tài)量、模擬量的二次定義與對應(yīng)； ④實時數(shù)據(jù)的多種顯示方式，如棒圖、餅圖、百分比等； ⑤定義功能的關(guān)聯(lián)實現(xiàn)。 （3）畫面顯示 ①一次接線圖； ②遙信遙測表； ③測量點的自動棒圖顯示； ④通信通道狀態(tài)顯示。 （4）歷史數(shù)據(jù)查詢 ①歷史數(shù)據(jù)的多條件、多方式查詢； ②歷史數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計、輸出； ③歷史數(shù)據(jù)的多種顯示方式，如曲線、比較圖等 （5）安全功能 ①操作和使用人員的定義和管理； ②進行控制操作時進行口令和權(quán)限的確認； ③進行定值修改時進行口令和權(quán)限的確認； ④進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)修改、運行方式改變、定義數(shù)據(jù)操作時進行：口令和權(quán)限的確認。 （6）在線數(shù)據(jù)仿真功能 ①在線遙信狀態(tài)量數(shù)據(jù)仿真； ②在線遙測模擬量數(shù)據(jù)仿真； ③在線操作模擬； ④在線告警事件模擬。 （7）數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算、存儲 ①根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的存儲定義進行歷史數(shù)據(jù)的處理與存儲；電壓合格率統(tǒng)計； ②一次設(shè)備動作次數(shù)統(tǒng)計。 （8）控制與調(diào)節(jié) ①一次設(shè)備“合”、“分”閘操作； ②保護定值管理（召喚、修改、下載、記錄）； ③非采集遙測的人工置數(shù)； ④非采集遙信的人工置位； ⑤一次設(shè)備操作的“遠方”、“當?shù)亍辈僮鞣怄i。 （9）事件告警 ①告警事件發(fā)生時，推出相應(yīng)界面； ②告警事件發(fā)生時，自動播放語音組合； ③實時打印告警事件； ④記錄事件詳細信息（作為歷史事件）。 （10）報表及打印 ①各種報表（日報、月報、年報等）格式定義； ②報表召喚打印和定時打??； ③歷史事件信息打??； ④事件信息實時打?。? ⑤圖形打印。 5 建筑智能化系統(tǒng)集成 建筑智能化系統(tǒng)集成包括兩方面內(nèi)容：一是組建計算機網(wǎng)絡(luò)；二是將各個子系統(tǒng)集成使其成為一個有機整體。建筑智能化的核心是3A，即樓宇自動化BA、辦公自動化OA、通訊自動化CA。此3A并不是孤立的，它是通過系統(tǒng)集成將此三個系統(tǒng)進行有機的結(jié)合，使大樓各項設(shè)施的運轉(zhuǎn)達到高效、合理。建筑智能化系統(tǒng)集成框圖。 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，美日等國首先提出了建筑智能化的問題，建筑智能化系統(tǒng)工程在我國統(tǒng)稱為“智能建筑”，電子信息技術(shù)和建筑技術(shù)的日新月異是智能建筑發(fā)展的先決條件。智能建筑是城市現(xiàn)代化、信息化的重要標志。樓宇供配電自動化系統(tǒng)是智能建筑必不可少的組成部分，它大大提高了整個供配電系統(tǒng)的管理水平，很方便地與其他樓宇自動化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成完整的樓宇自動化監(jiān)控系統(tǒng)。它可廣泛地用于樓宇、文體中心、公共設(shè)施、機場、車站等自動化控制程序要求較高的各種民用設(shè)施中。