张老师说：物联网推动智能建筑向多层立体栅格化管理发展（上）

随着网络技术的飞速发展，物联网不断深入到我们工作和生活的每个细节。而智能建筑是物联网最早渗入的领域，虽润物细无声，却潜移默化地推动着智能建筑新管理理念的发展。本文从多层、立体、栅格化三位一体的视角简单阐述本人对近年来智能建筑的发展方向粗浅感悟，如能在同行中起到抛砖引玉、诱发些许启示的作用，则深感欣慰。

一、物联网与智能建筑有着不解之缘

为什么说物联网与智能建筑有着不解之缘，这要追溯到物联网观念诞生之前。我们都知道，智能建筑管理系统（IBMS）是随着建筑自动化系统（BAS）逐步发展而成长的，再通过集成其它机电子系统和业务子系统而形成的综合管理平台。目前这类综合管理平台集成的机电子系统有暖通系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、能源管理系统、消防系统、综合安防系统、公共广播系统、视频监控系统、停车场管理系统等等；集成的业务系统有OA系统、空间管理系统、物业管理系统、资产管理系统、各业态业务系统等等。

上述各个子系统的基础是分布于各个子系统的设备、末端和操作终端上的各类传感器、执行器、读写器等，子系统通过系统总线和专属网络汇集传感器实时数据流掌握整个系统、单个设备和环境的运行状况和态势，并将其传送到综合管理平台，再经过综合管理平台上专业的数学模型、策略、模式、流程等分析处理，形成控制数据流，经由子系统总线和专属网络发送给执行器，通过执行器的动作调节末端输出，达到管控整个环境的目的。

 这些传感器、执行器、读写器等就是物联网的雏形，就是物联网在智能建筑上的早期应用。

二、物联网技术不断成熟促进智能建筑向精细化深入

近年来物联网概念逐步成熟、物联网理论逐渐完善、物联网新技术不断涌现、物联网最后一公里难关的突破，反映到智能建筑上就是促成智能建筑向精细化深入，这体现在如下几个方面（不局限于此）：

1. 单个设备的精细化控制

   比如：早期的空气处理机组只是通过送风温度和供水温度的反馈信号控制水阀的开度，以达到调节送风温度的目的；而目前的新风机组在原基础上还要监测回风温度、新风温度、回水温度、供水压力、回风CO2浓度等参数共同决定水阀开度、回风阀开度、新风阀开度、风机转速。

2.  系统整体精细化控制

   还以暖通系统为例，早期暖通系统各个设备组是各自封闭式控制，比如：前端的制冷机组、中间的新风机组、末端的风机盘管和VAV机组；而目前比较先进的控制策略是通过汇集不同区段的传感器信息，综合调节所有设备组，在满足环境要求的前提下，发挥系统最大的综合效率，节省能耗。

3. 软故障管理

   系统或设备的软故障相当于人类的亚健康，虽然还能够工作，但工作效率、寿命将大幅度降低，能耗大幅度上升，这无疑将增加社会资源的消耗与环境污染。早期由于物联网技术不发达、最后一公里没有解决，系统只能监测到硬故障；而目前随着以物联网为基础的探测技术不断深入到系统和设备的核心部位，全时、全面地监测设备运行参数，发现异常立即报警，提醒维保人员到场做预防性巡查处置，避免设备长期带病运行而损坏。比如：一台水泵在一定流量和压力下，其运行电流与消耗功率偏离规定值域，则可能预示着该水泵轴承缺油或管线漏水。

4. 按需供给

   早期的智能建筑系统由于最后一公里缺失，不能够有效综合监测实际需求，致使供给滞后、波动、与现场需求无关，比如：暖通系统开启后，无论供给空间是否有人，都会持续定量供给，这就会造成人少时供给浪费，人多时供给不足。而目前结合空间占用探测技术可以做到按需供给。

5. 分区供给

   早期的智能建筑系统也能够粗略实现分区供给，但由于环境监测手段和控制手段不足，只能做到按大区域供给，造成大区内供给不平衡。随着物联网向全数字化发展，使得智能建筑系统的触手深入到每个细小空间，甚至每一点，举例说明：早期的模拟公共广播系统，采用的是功放+分配矩阵+音频线路+末端扬声器结构，虽然能够实现简单的分区广播，但如果分区精细，都将造成无论是设备数量、线路复杂性、信号失真、以及增加投资等方面的剧增，甚至到了某一极限值后再细分是不可能的。而目前数字化广播技术，分区可以到每一个扬声器（我们可以把扬声器地址编码器和音频解码器看做数字物联网末端）。

6. 趋势供给

   早期的智能建筑系统由于检测手段单一，检测技术简单，能够做到实时供给就已经不错了。随着物联网技术和检测技术的发展，给环境管理提供了新的空间，促进了人们转变和更新环境管理理念，在保证和提升实时管理质量的同时，引入了趋势供给概念。所谓趋势管理，就是通过汇集管控环境空间内外的信息，综合分析预测各个分区未来供给需求趋势，提前采取措施，根据趋势逐步增加或减少各个分区的供给，在保证环境舒适、安全、平稳的同时，最大限度降低能耗。

三、计算机网络技术模糊了智能建筑系统界限

早期的各个智能化子系统，都是建立在自己专用的数据总线上，采用专门通讯协议。由于系统厂家的不同及系统功能的不同，根本不可能实现相互复用和共享，只有通过系统集成平台数据汇聚、数据转换、数据分发，这种方式的缺点有六：其一，某些设备重复部署；其二，每个子系统监控点受到数据总线扇出系数和传输距离的限制不可能连接太多太远的设备；其三，数据传输速度慢且可靠性、稳定性不高；其四，每个子系统都单独组网，造成施工费用高、难度大；其五，网路五花八门，造成调试困难、维护困难；其六，一旦施工完成，系统很难修改、扩充。

随着计算机网络技术的发展、部署成本的下降、可靠性的提高、通讯速度几何级数增长，使得在整个建筑、建筑群、建筑园区，甚至社区、城市部署高速互联网成为可能。目前绝大部分建筑、建筑群、建筑园区都铺设了以TCP/IP互联网为基础信息高速公路，信息点分布到每个区域、每个房间、每个桌面，这使得基于TCP/IP通讯技术的数字化物联网能够通过这个信息高速公路将触角延伸到任何需要的点位。

如前所述，智能建筑各个子系统正是架构在基础物联网之上的上层建筑，现代网络技术使得通讯链路的统一、通讯标准的统一、通讯数据的统一，在推动数字化物联网技术的发展同时，也使得各个子系统相互融合、边界模糊、基础信息共享。下面试举三个例子说明：

暖通系统供给

现代暖通供给控制理念中，不仅保留了传统意义上的暖通系统，还融合了客流统计系统（客流量大小、客流方向等），空间管理系统（出租状况、出租客户类型等），气象（室外温湿度、阳光照度、风雨雪等），业态（商场、餐饮、健身等）等等其它系统数据和信息。由暖通系统实测参数，融合其它系统数据和信息共同分析决定每个区域的供给量、供给时间。

停车场通风系统

现代停车场通风系统控制理念中，不仅受传统的CO2，CO1浓度控制，还会结合写字楼上下班时间，商铺开闭店时间，影剧院进散场时间，停车数量和集中区域等物业管理系统数据，综合分析进行精细区域趋势控制。

安全保卫管理

现代安全保卫管理理念中，不仅只依赖传统的安保系统，视频监控系统，消防报警系统，还融合了客流统计系统数据，活动预订系统数据，写字楼上下班时间，商铺开闭店时间，影剧院进散场时间，餐饮高峰时间等物业管理数据，分析制定安全防范不同时间段、不同区域的策略，启动技防子系统及调动保安人员力量，在重点时间对重点区域进行重点监管。