王進(jìn)倪 明松

[摘? ? ? ? ? ?要]? 教研項(xiàng)目為2018—2019年度大創(chuàng)項(xiàng)目，項(xiàng)目開展過程中，既能夠提高學(xué)生對(duì)教材的理解，同時(shí)也能讓教師學(xué)會(huì)針對(duì)不同的學(xué)生采用不同的教育教學(xué)方式。智能建筑是隨著城市信息化的發(fā)展而興起的融合了許多技術(shù)手段的集成系統(tǒng)，智能建筑也是未來建筑發(fā)展的方向，而安防系統(tǒng)在智能建筑發(fā)展中扮演了重要的角色，現(xiàn)有的安防系統(tǒng)無論是安全性，還是人力成本控制方面，都存在許多不足。在如今高速發(fā)展的社會(huì)，技術(shù)成本研究等方面都能夠?qū)崿F(xiàn)的情況下，將智能建筑設(shè)計(jì)與安全防控技術(shù)緊密結(jié)合，建設(shè)更加完美安全的建筑體是時(shí)代的追求，安全防范系統(tǒng)已成為智能建筑不可或缺的一部分。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 智能建筑;安防系統(tǒng);自動(dòng)化控制;施工與應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）28-0068-03

本教研項(xiàng)目的最終目標(biāo)是讓學(xué)生加深理解教材的內(nèi)容，能夠?qū)⒔滩牡睦碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，并總結(jié)該成果，后期制作PPT甚至是微課，在以后的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)用，讓更多的學(xué)生通過它能夠加深理解書本中的知識(shí)點(diǎn)。教研項(xiàng)目指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容如下。

一、智能建筑

（一）智能建筑的內(nèi)涵

目前我國對(duì)智能建筑的描述性定義為“通過對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理四大基本要素以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，并根據(jù)用戶的需求，以最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，采用現(xiàn)代最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)建立一個(gè)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理的一體化集成系統(tǒng)，提供一個(gè)投資合理又擁有高效、舒適、便利、高度安全的人性化建筑環(huán)境空間。智能建筑是集現(xiàn)代科學(xué)之大成的產(chǎn)物。

（二）智能建筑的發(fā)展情況

世界智能建筑的發(fā)展情況大體可以劃分為兩個(gè)時(shí)代：第一時(shí)代的智能建筑一般由許多相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)構(gòu)成，不同系統(tǒng)之間的操作也相對(duì)獨(dú)立;第二時(shí)代智能建筑能夠把所有子系統(tǒng)整合在一起，通過內(nèi)部小型網(wǎng)絡(luò)將幾棟樓或是一個(gè)小區(qū)內(nèi)所有樓的各個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)連接起來，從而能完成如遠(yuǎn)程控制操作、自動(dòng)監(jiān)控操作等一些涉及需要多個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的任務(wù)。全球第一座智能建筑City Place大廈是1984年在美國康涅狄格州哈特福特市將一幢舊金融大廈進(jìn)行改建而成的。亞洲第一座智能建筑是于1985年8月在東京青山建成的本田青山大樓。

我國智能建筑建設(shè)始于1990年，相較于一些發(fā)達(dá)國家還是起步較晚的。直到2005年我國智能建筑行業(yè)市場(chǎng)首次突破200億元后，以每年20%以上的增長態(tài)勢(shì)發(fā)展，到2012年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了861億元。這些數(shù)據(jù)來自《2013—2017年中國智能建筑行業(yè)發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》這份權(quán)威報(bào)告。也是在2010年前后我國新建的智能建筑才具有較完善的建筑設(shè)備自動(dòng)化（BA）、通訊自動(dòng)化（CA）和辦公自動(dòng)化（OA）系統(tǒng)簡(jiǎn)稱3A系統(tǒng)，而亞洲第一座智能建筑東京的本田青山大樓1985年建成時(shí)就已具備3A系統(tǒng)。不過近些年，我國智能建筑行業(yè)處于快速發(fā)展期，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和市場(chǎng)領(lǐng)域的延伸，未來智能建筑的發(fā)展十分迅速，發(fā)展的前景也十分可觀。

（三）智能建筑優(yōu)勢(shì)

對(duì)比傳統(tǒng)建筑時(shí)，智能建筑在安全性方面、居住舒適度以及對(duì)當(dāng)下住戶的需求了解把握上都有明顯的優(yōu)勢(shì)，更加符合當(dāng)下國家所推行的節(jié)能型社會(huì)以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。智能建筑能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的控制，對(duì)當(dāng)下現(xiàn)代建筑的物業(yè)管理工作提供了很大的便捷，更能夠滿足不同業(yè)主多方面的需求。同時(shí)放眼未來，在現(xiàn)代科技飛速發(fā)展下，智能建筑既能適應(yīng)這種發(fā)展，又能為未來發(fā)展留有余地，為未來建筑的更新提供可能性。

二、安全防范系統(tǒng)

（一）安全防范系統(tǒng)的內(nèi)涵

智能建筑安全防范系統(tǒng)是智能建筑非常重要的組成部分，它保障了智能建筑的正常運(yùn)行。安全防范包括人力防范、物理防范和技術(shù)防范的綜合防范體系。安全防范原則是需要將人力防范、物理防范和技術(shù)防范三種基本手段相結(jié)合。人力防范是由具有相應(yīng)素質(zhì)人員或人員群體執(zhí)行的一種有組織的防范行為，包括人、組織和管理等，如物業(yè)人員或是保安;物理防范又稱實(shí)體防范是指用于安全防范目的，推遲危險(xiǎn)的發(fā)生，為“反應(yīng)”提供足夠的時(shí)間，包括建構(gòu)筑物、屏障等一些實(shí)體事物;技術(shù)防范是指利用眾多的電子信息設(shè)備組成系統(tǒng)或是網(wǎng)絡(luò)來提高偵測(cè)、延遲、反應(yīng)能力和防護(hù)功能的安全防范手段，它是現(xiàn)代科技信息發(fā)展的產(chǎn)物。

（二）安全防范系統(tǒng)的基本功能和構(gòu)成

1.能夠?qū)崿F(xiàn)有效可靠的安全防范是智能建筑的主要特點(diǎn)之一從安全防范在智能建筑中的作用來看，當(dāng)前安全防范系統(tǒng)的基本功能體現(xiàn)在保護(hù)建筑物的外部、內(nèi)部區(qū)域以及指定重要區(qū)域三個(gè)方面。

（1）建筑物外部保護(hù)是指非法進(jìn)入人員從建筑物外部窗戶、門、天窗，通風(fēng)管道等非法侵入建筑物時(shí)，安全防范報(bào)警系統(tǒng)會(huì)隨即啟動(dòng)，同時(shí)相關(guān)設(shè)備也會(huì)啟動(dòng)，限制入侵人員入侵，它是安防系統(tǒng)提供的第一層保護(hù)。

（2）建筑物內(nèi)部區(qū)域保護(hù)是指對(duì)建筑物內(nèi)部一些區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，是安防系統(tǒng)提供的第二層保護(hù)。它主要是監(jiān)控某些受限制的區(qū)域，保證這些區(qū)域不受入侵。當(dāng)有人進(jìn)入該區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向控制中心發(fā)出進(jìn)入信息，控制中心再根據(jù)情況做出相應(yīng)處理。

（3）重要區(qū)域保護(hù)是指對(duì)建筑物內(nèi)某指定的重要區(qū)域特別保護(hù)，這是安防系統(tǒng)提供的第三層保護(hù)。它通常設(shè)置在特別重要的、需加強(qiáng)保衛(wèi)的場(chǎng)所。當(dāng)入侵人員入侵防范區(qū)域時(shí)，保安人員可以通過系統(tǒng)監(jiān)控視頻了解入侵人員的活動(dòng)。如果前兩層防范措施都失敗了，最后一層系統(tǒng)啟動(dòng)控制方案。在處理完入侵后相關(guān)人員將事件發(fā)生前后的信息記錄進(jìn)行分析和總結(jié)。

2.能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑物或是建筑群體有效可靠的安全防范構(gòu)成安全防范系統(tǒng)的每個(gè)子系統(tǒng)都很重要，缺一不可，即監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、控制管理系統(tǒng)、保安人員巡更系統(tǒng)。

（1）監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)是我們生活中普遍存在的安防系統(tǒng)的子系統(tǒng)，它由前端攝像設(shè)備、傳輸控制、顯示器組成。它的原理是利用視頻技術(shù)探測(cè)，并實(shí)時(shí)通過屏幕反饋監(jiān)控場(chǎng)地的狀況、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像。

（2）報(bào)警系統(tǒng)：普遍的報(bào)警系統(tǒng)包括探測(cè)器、傳輸系統(tǒng)和報(bào)警控制器。它的原理是利用傳感器技術(shù)和電子信息技術(shù)探測(cè)，當(dāng)有人非法入侵設(shè)防區(qū)域時(shí)它將發(fā)出報(bào)警信息以警示相關(guān)人員注意。

（3）管理控制系統(tǒng)：管理控制系統(tǒng)有很多，如建筑單體或是群體都有出入口控制系統(tǒng)，它是由用計(jì)算氣定義好識(shí)別規(guī)則，通過識(shí)別技術(shù)對(duì)出入口目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并控制出入口執(zhí)行相關(guān)的設(shè)備開啟或關(guān)閉。它的整個(gè)行為形成一個(gè)系統(tǒng)或是網(wǎng)絡(luò)。出入口控制系統(tǒng)一般由管理機(jī)構(gòu)、出人口控制器和計(jì)算機(jī)三部分組成。此外，還有停車場(chǎng)的管理系統(tǒng)。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)類似出入口控制，它對(duì)進(jìn)出車輛進(jìn)行車輛信息錄入，對(duì)車位實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理計(jì)費(fèi)等。非常重要的安全管理系統(tǒng)也是管理控制系統(tǒng)的組成，它由監(jiān)控中心管理主機(jī)、打印機(jī)、接口模塊和各分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)組成，它是集合入侵報(bào)警、視頻安防監(jiān)控、出入口控制等子系統(tǒng)進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行組織、有效協(xié)調(diào)、管理和監(jiān)控。

（4）保安人員巡更系統(tǒng)：它是保證保安人員在規(guī)定的巡邏時(shí)，實(shí)時(shí)反饋給中央系統(tǒng)，傳送區(qū)域和自身的安全這些信息給中央系統(tǒng)。保證保安人員在指定的時(shí)間和地點(diǎn)向中央監(jiān)控站發(fā)回信號(hào)以表示正常。有巡更系統(tǒng)以后，一旦巡邏人員途中出現(xiàn)任何問題或是察覺巡查區(qū)域有問題，會(huì)及時(shí)反饋給中央系統(tǒng)，及時(shí)做出應(yīng)對(duì)，從而增加了建筑的安全性。

三、智能建筑安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

（一）以用戶需求為基礎(chǔ)

在智能建筑中，保證安全性是首要目標(biāo)，安全防范系統(tǒng)成為最為明顯也最為重要的環(huán)節(jié)。而安全防范系統(tǒng)智能建筑設(shè)計(jì)必須以分析用戶的需求為基礎(chǔ)，既要分析用戶的安防總體需求，同時(shí)對(duì)局部安全防范需求進(jìn)行專門的分析。如我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)智能綜合樓的安防系統(tǒng)，總體需求我們從外部到內(nèi)部依次做好基本的完善的安防系統(tǒng);其次就是局部特殊的一些區(qū)域要進(jìn)行獨(dú)自的安防設(shè)置，如樓中的銀行區(qū)域安防級(jí)別最高，各個(gè)部門財(cái)務(wù)處、重要設(shè)備區(qū)域、貴重商品展示柜等的安防級(jí)別相對(duì)其他部門區(qū)域都是要求進(jìn)行專門分析設(shè)計(jì)的，應(yīng)該根據(jù)保護(hù)對(duì)象的性質(zhì)制訂安全防護(hù)方案。

（二）多技術(shù)、多層次、全方位的防護(hù)

安全防范系統(tǒng)是一種多技術(shù)、多層次、一體化協(xié)作運(yùn)行的保護(hù)安全的系統(tǒng)。它的自動(dòng)化程度很高，而且由于科技網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使它更加智能，更加符合受眾的需求。安全防范系統(tǒng)中央大腦位于建筑物的管理指揮中心，以報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)和保安人員巡更系統(tǒng)等為主構(gòu)成。這些由有線技術(shù)和無線技術(shù)結(jié)合，控制固定目標(biāo)與移動(dòng)目標(biāo)結(jié)合的智能化、全方位、系統(tǒng)性的中心指揮報(bào)警管理系統(tǒng)。不同系統(tǒng)既要各自獨(dú)立進(jìn)行工作，也要和其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)整合，輔之以少量的專業(yè)管理人員對(duì)建筑物或是建筑群體進(jìn)行有效可靠的保衛(wèi)工作。

四、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能建筑安防系統(tǒng)中的創(chuàng)新運(yùn)用

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末端是能感知檢查外部世界的傳感器。它目前被廣泛運(yùn)用于軍事、智能交通、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。它的特點(diǎn)：（1）規(guī)模大，如在我們智能建筑群體的設(shè)計(jì)要求設(shè)防區(qū)域它可以布置成千上萬的點(diǎn)，對(duì)區(qū)域進(jìn)行全面的設(shè)防。（2）能動(dòng)性，它可以自動(dòng)進(jìn)行配置和管理，通過特殊的手段形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如，在我們的智能建筑群體中有個(gè)別節(jié)點(diǎn)被人為破壞了，它能對(duì)失效的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，增強(qiáng)自己的精度，這是非常強(qiáng)大的特點(diǎn)。（3）靈活可靠性，它的體積很小，造價(jià)低，能夠在人們不易達(dá)到的地方或是危險(xiǎn)的地方設(shè)置。它在露天環(huán)境中，日曬雨淋風(fēng)吹霜打都能頑強(qiáng)適應(yīng)，堅(jiān)固可靠。同時(shí)可靠性方面，防止被盜取或是偽造監(jiān)測(cè)信息，它的軟硬件還有不錯(cuò)的魯棒性和容錯(cuò)性。如，我們?cè)陔娨晞』蚴请娪爸锌吹降谋O(jiān)控異?；蚴潜蝗肭值冗@些問題都能很好地解決。

以上的特點(diǎn)讓我們想到將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加入我們智能建筑的設(shè)計(jì)中，充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。我們?cè)噷⑦@些個(gè)小的傳感器節(jié)點(diǎn)單元設(shè)置在建筑物或是建筑群體的設(shè)防區(qū)域，不同的傳感器能探測(cè)包括地震、溫度、濕度、光強(qiáng)、移動(dòng)物體的大小、速度和方向以及探測(cè)周邊環(huán)境的各樣現(xiàn)象。這樣一來將智能的它融入智能建筑的安防系統(tǒng)中，可以很便捷地與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理員以及中心控制管理室進(jìn)行信息交流，保證安防的快速可靠。目前普遍采用的是總線式或電話線式聯(lián)網(wǎng)方式，它們?cè)诓季趾屯ㄐ派洗嬖谝恍┞┒春筒蛔阒?，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的加入將很好的改變這一狀況。與此同時(shí)，它還大大節(jié)約了投入成本，包括人力和物力的投入。相信在今后智能建筑安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們能夠?qū)⑵淙谌朐O(shè)計(jì)中，提供一個(gè)創(chuàng)新的智能建筑的安防系統(tǒng)。

五、總結(jié)

隨著國家社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、科技等飛速的發(fā)展，智能建筑的比例將會(huì)不斷攀升。而安全防范系統(tǒng)對(duì)智能建筑系統(tǒng)體系至關(guān)重要。本文從對(duì)智能建筑的追本溯源以及對(duì)安全防范系統(tǒng)的研究分析，再到將兩者結(jié)合起來深入研究智能建筑的安全防范系統(tǒng)，最后結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，改進(jìn)傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)總線式聯(lián)網(wǎng)或是電話線式聯(lián)網(wǎng)，對(duì)安全防范系統(tǒng)在智能建筑中建立提出了新的一種方式。伴隨智能建筑不斷的發(fā)展，當(dāng)前社會(huì)智能建筑設(shè)計(jì)和安全防范系統(tǒng)的結(jié)合，對(duì)一些節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)研究以及對(duì)現(xiàn)代不斷更新的先進(jìn)高科技的研究引入智能建筑還在不斷地發(fā)展中，為了給出更全面的、更人情化的、更與時(shí)俱進(jìn)的智能建筑安全防范系統(tǒng)。這也讓我們看到了智能建筑與安全防范系統(tǒng)廣闊的發(fā)展和研究空間。

項(xiàng)目組成員由鹽城工學(xué)院建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生組成，部分學(xué)生參與了指導(dǎo)教師的教研項(xiàng)目和課件制作。成員已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了建筑構(gòu)造、建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、建筑設(shè)計(jì)及原理1、建筑設(shè)計(jì)及原理2、建筑歷史等必修課程以及當(dāng)代建筑思潮、建筑材料、建筑物理等選修課程，且參加了多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)，通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等途徑自學(xué)了智能建筑課程，對(duì)本專業(yè)已經(jīng)有了較明確的認(rèn)識(shí)，能夠?qū)?shí)際工程中遇到的問題與書本知識(shí)相聯(lián)系，結(jié)合自己的興趣提出一些對(duì)智能建筑工程設(shè)計(jì)有意義的問題。這也是本次大創(chuàng)項(xiàng)目帶給教學(xué)的啟示，并在教研教改中大力推廣應(yīng)用。

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◎編輯 趙瑞峰