1.1 智能建筑
我们正生活在一个信息化时代，智能建筑就是这个时代的产物。随着社会的发展与进步，人们所需的物质追求已得到满足，现在人们开始追求的是精神上的满足。因此与人们生活息息相关的“衣、食、住、行”中，住越来越成为人们关注的热点，而且人们对建筑的要求也在不断的变化。最初，人们对所居住环境的要求是靠近水源、土壤肥沃的地方，到后来想驻足繁华城市，大都市的环境，而现在所重视的是健康、便利的自然环境。
人们对智能建筑要求中的“健康”是指：环境满足人体生理、心理的需要。如温度、湿度适中，阳光充足，空气清新，安全设备良好，景色宜人等。根据世界卫生组织(WHO)的定义，所谓“健康”就是在身体上、精神上、社会上处于良好的状态，并不是单纯的指没有疾病。
根据定义“健康住宅”就是能使居住者在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态的住宅。
所谓“便利”是指：便利的交通和通信、综合的信息服务、完善的物业管理及设施配套，例如：
交通、医疗、教育文化等设施是否配套，物业管理的水平是否满足人们的需要，安全设施是否完好等。
智能建筑不仅仅可为人们提供舒适、便利的环境，还具有可持续发展的节能功效。智能建筑应该成为人类与自然和谐共存，可持续发展的建筑。
1.1.1 智能建筑的发展
智能建筑的概念在20世纪70年代诞生于美国，第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德(Hartford)市建成。它对一幢旧金融大厦实施改建，楼内主要增添了计算机、数字程控交换机等先进的办公设备及高速通信线路等基础设施。大楼的客户不必购置设备便可进行语音通信、文字处理、电子邮件传递、市场行情查询、情报资料检索、科学计算等服务。此外，大楼内的供暖、给排水、消防、保安、供配电、照明、交通等系统均由计算机控制，实现了自动化综合管理，使用户感到更加舒适、方便和安全，从而第一次出现了“智能建筑”这一名称，它的建成可以说完成了传统建筑与新兴信息技术相结合的尝试。从此，智能建筑在欧美及世界各地蓬勃发展起来。
智能大厦的发展经历了几个阶段，早期的智能建筑以反重工业经济的高能耗为设计目标，利用计算机智能化对建筑物内的水电、暖通进行监控，同时还要进行科学的配置管理，从而达到节能、高效的目的。随后，人们将后工业时代的环保意识和安全舒适的内容注入到智能化工程的设计思想，在继承节能、高效的原则基础上，对人的活动空间、温湿度、光照等舒适性因素进行了更加细化和优化的智能管理。具有楼宇自动化系统的建筑物提供舒适的工作环境，以及综合性自动化监控管理功能。
1.1.2 智能建筑的含义
建筑物智能化程度随科学技术的发展而逐步提高。当今世界科学技术发展的主要标志是4C技术(即Computer——计算机技术、Control——控制技术、Communication——通信技术、CRT——图形显示技术)。将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。4C技术仅仅是智能建筑的结构化和系统化。智能建筑应当是：“通过对建筑物的4个基本要素，即结构、系统、服务和管理，以及它们之间的内在联系，以最优化的设计，提供一个投资合理又拥有高效率的幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。智能建筑物能够帮助建筑物的主人，财产的管理者和拥有者等意识到，他们在诸如费用开支、生活舒适、商务活动和人身安全等方面得到最大利益的回报。”建筑智能化的目的是：应用现代4C技术构成智能建筑结构与系统，结合现代化的服务与管理方式给人们提供一个安全、舒适的生活、学习与工作环境。
智能建筑的发展历史不长，目前尚未形成统一概念，比较典型的定义有美国智能建筑学会和日本智能建筑研究会的观点。美国智能建筑学会的定义是：通过将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要求及他们的内在关系进行优化，提供一种投资合理，具有高效、舒适和环境便利的建筑物。日本智能建筑研究会的观点是：智能建筑是指同时具有信息通信，办公自动化服务及楼宇自动化服务各项功能，并便于智力活动需要的建筑物。
这两种定义反映出两国对事物认识角度的不同。前者从智能建筑的功能描述，比较抽象，而后者则从构成角度来认识智能建筑，较为具体，明确。应该说这两个定义各有自己的特色，抽象能够适应技术的发展和变化，具体则便于人们认识和理解。我国在《智能建筑设计标准》中是这样定义智能建筑的：智能建筑是以建筑为平台，兼备建筑设备，办公自动化及通信网络系统，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。总的来说，智能建筑是信息技术与建筑技术结合的产物，智能建筑是有智能化集成系统的建筑。
智能建筑的基本功能主要由三大部分构成。即建筑自动化或楼宇自动化(Building Automation，BA)、通信自动化(Communication Automation，CA)和办公自动化(Office Automation，OA)，这三个自动化通常称为“3A”，它们是智能化建筑中最基本的，而且是必须具备的基本功能，从而形成“3A”智能建筑。目前有些地方的房地产开发公司为了突出某项功能，以提高建筑等级和工程造价，又提出防火自动化(FA)和信息管理自动化(MA)，形成“5A”智能建筑，还有的又提出保安自动化(SA)，出现“6A”智能建筑，甚至还有提出“8A”、“9A”的。但从国际惯例来看，FA和SA等均放在BA中，MA已包含在CA内，所以通常只采用“3A”的提法。
应该说智能建筑是将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体，具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点，能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑。在国内有些场合把智能建筑统称为“智能大厦”，从实际工程应用来看，这一名词定义不太确切，因为高楼大厦不一定都需要高度智能化，相反，不是高层建筑却需要高度智能化，例如航空港、火车站、客货运港区和智能化居住小区等房屋建筑等。目前所述的智能化建筑只是在某些领域具备一定智能化，其程度也是深浅不一，没有统一标准，且智能化本身的内容是随着人们的要求和科学技术不断发展而延伸拓宽的。我国有关部门已在文件中明确称为智能化建筑或智能建筑，其名称较确切，含义也较广泛，与我国具体情况是相适应的。
1.2 智能建筑中的计算机网络
智能建筑由楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统组成，但这三个系统都是建立在计算机网络基础上的。楼宇自动化系统由建筑物内的安全防范系统、楼宇设备自控系统、空调系统、火灾报警与消防联动系统等组成，这些系统采用计算机进行集中监视、控制和管理，形成了计算机网络。办公自动化系统是建立在计算机网络上的用于建筑物内各类信息共享和处理的系统。通信自动化是用于实施建筑物内通信方式和网络管理的计算机网络系统。因此计算机网络是智能建筑的最重要基础设施，起着举足轻重的作用，计算机网络决定着智能建筑的智能化程度。
智能建筑的重要技术是系统集成，使得3A 系统的信息共享，软硬件资源共享，以实现科学合理地运用建筑物内全部的物理和逻辑上的资源。为实现现代化、智能化、科学化的综合管理，提供完美卓越的服务，要实现智能建筑的系统集成和功能集成，必须满足3A 系统和各相应系统在公共高速通信网络上的集成。
1.2.1 智能建筑计算机网络系统组成
智能建筑构建计算机网络系统时，应根据建筑物的用途，对信息的需求和以后的发展，作出总体设计考虑。一般来说，智能建筑的计算机网络由三部分组成。
1.建筑物主干网
负责计算机中心的主机或服务器与楼内各局域网及其他办公设备联网。根据建筑物传输要求，主干网的传输速率有100Mbps、1000Mbps、10000Mbps等三种，对于主干网，要求可靠性高，具有一定的覆盖范围，具有可扩展性，根据需要可以随时扩展新网络。
2.楼层局域网
各楼层局部的计算机网络。可以在一个楼层内配置一个或几个局域网，也可以几个楼层配置一个局域网，这些不同的局域网可以通过三层交换机或路由器连接起来，甚至采用交换式虚拟网。
3.对外互联网
对外互联网是智能建筑物信息的进出口通道，对外互联设备将综合利用已有和将有的通信手段实现智能建筑与外界的通信和信息交流。这些通信手段包括卫星通信网、微波信道和电话网(PSTN)，还有公用通信网，如X.25分组交换网、数字数据网(DDN)及综合业务数字网(ISDN)和帧中继网(FR)等。
1.2.2 智能建筑中的网络设计
1.用户需求分析
在智能建筑的计算机网络设计中，首先必须认真分析用户需求，以便决定主干网、楼层局域网、子系统局域网的类型、结构、容量、设备选型、内部网络互联方案，和建筑物外界信息交流的方案，网络管理方案。
1)通信功能需求
通信功能需求包括建筑物内通信和对外通信。建筑物内通信包括：楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信系统的信息共享及信息交流的要求。对外通信包括：程控电话、可视电话、电视会议、VSAT卫星通信、电视系统及和Internet联网的要求。
2)内部通信逻辑子网的划分
由于建筑物内既有出租的用户又有内部办公用房；内部办公又有重点部门和一般的办公部门；内部信息和外部信息之间要求有保密性，外部不同用户之间、内部不同部门之间也要有保密性。因此要划分为各个不同的逻辑子网。
3)通信信息点的要求
建筑物中有各种功能区域。建筑物内有办公楼部分、写字楼部分、酒店部分、公共服务区等不同的功能区域，要根据不同的功能区域确定出各部分信息点的种类和数量要求。
4)信息汇集点的确定
根据使用功能的需求，可以确定内部一个汇集中心和若干分中心，以及对外互联的信息汇集中心，例如，可以进行如下划分。
建筑物信息汇集中心——即网络控制中心，是全网的信息交汇中心。
建筑物内信息汇集分中心——其划分既要考虑到地理位置，又要考虑到信息分类。例如楼宇自控信息汇集分中心，程控交换机信息汇集分中心，写字楼办公信息汇集分中心等。
建筑物对外信息汇集分中心——对外互联设备总称，涉及网间互联设备(路由器)、网络代理访问服务器等。
5)网管要求
对于智能建筑而言，网络管理十分重要，网络管理必须为系统管理员提供网络设备运行状况、系统故障诊断方面信息，以保证系统正常运行。
6)数据吞吐率要求
根据建筑物的需求，其信道需要支持图像传输、语音传输和大量的数据传输，还必须支持多媒体数据传输，随着视频会议、VOD点播等多媒体应用越来越广，数据吞吐率要求越来越高，在这个基础上，还要考虑为今后发展留出的裕度。
2.网络设计的目标与原则
1)设计目标
为智能大厦提供信息共享与交换的平台，以及对外的信息交换。需要设计智能大厦的大楼主干网、楼层及各系统的局域网及大厦内部的局域网与外部广域网互联的接入网。
2)设计原则
(1)技术先进、成熟：采用国内外先进而成熟的网络技术及网络产品，设计出性能优越、功能全面、管理方便的网络方案。
(2)可靠性及安全性高：要求网络平均无故障时间长，抗干扰能力强，防外部非法侵入的能力强。
(3)方便用户使用：提供图形人机界面，操作简单，易于编程，易于维护。
(4)优越的性能价格比：在满足功能要求及可靠性的前提下尽量选用价格低廉的网络产品。
(5)系统具有良好的扩展性：网络技术发展很快，在大厦的生活周期中，由于功能需求不断发展和变化，网络应具有良好的扩展性。
1.3 智能建筑中的电话系统
电话系统是智能建筑中的最早应用的通信系统，它和计算机通信系统一样，需要通信电缆将系统信号传递给系统用户或设备。电话系统是综合布线系统的主要作业对象，因此作为综合布线系统的设计与施工者，有必要了解和熟悉智能建筑中电话系统的结构和功能。
新建的智能建筑电话系统通常采用小型用户程控交换机(集团电话)的管理方式。其电话设备一般由外线与分机构成，外线指接入小型用户程控交换机的外线总数，分机是单位内所安排的电话数量。小型用户程控交换机通过外线接入公用电话交换网中本地电话网的端局上，用户交换机上的用户除了可以内部相互通话外，还可以通过端局与公用网上的用户通话。
1.3.1 小型用户程控交换机与公用电话交换网的关系
1.小型用户程控交换机接入公用电话交换网常用的外线种类小型用户程控交换机接入公用电话交换网常用的外线种类如下。
普通外线：电话局普通线。
