建筑的信息化和智能化是当代建筑的发展趋势。随着IT和互联网技术向各个工程应用领域的深入渗透,以及电子加工与制造技术的不断提升,现代建筑,特别是大型公共建筑,已经配置了大规模的传感器网络和自动控制系统。然而,在实际运行中这些智能建筑并不那么“智能”,多数自控系统甚至处于半瘫痪的状态。导致建筑自控系统应用困境的根本原因是,集中式的系统架构引发一系列工程实践瓶颈,影响最终功能使用效果,并且集中式系统难以满足建筑智能化急速膨胀的需求。为此,清华大学建筑节能研究中心开发了一套建筑无中心平台,全面服务于现代建筑的运行、控制和管理,采用扁平化的系统架构,从根本上解决了建筑自控领域现有的诸多问题。本文从理论上分析建筑无中心信息系统,对该系统的可行性、基本元素设计、系统架构设计、系统运行的稳定性和控制决策的有效性等问题,进行全面深入的分析和讨论。主要包括三方面工作:第一,从无中心系统的角度构建建筑以及各类机电系统的模型。将整个建筑系统看作是建筑空间和源类设备两种基本单元的组合,通过定义基本单元的标准化信息内容和基本单元的连接方式,给出描述建筑及系统的通用方法。以此,明确了新系统中智能节点和网络拓扑的定义方法。第二,从无中心系统的角度构建建筑运行任务的模型。将系统监测、机电控制、故障诊断、管理操作等各类建筑运行任务分为四类基本问题,即扩散问题、求和问题、分配问题和单点问题。每一类问题都与若干类功能服务应用相对应,具有特定的组网和求解模式。文中对每一类问题给出了标准定义,并辅以大量案例解释说明。以此,明确新系统应用于建筑运行管理的普适性和有效性。第三,建立新系统的数学模型。采用数学建模的方法,标准化定义建筑信息系统以及四类基本运行问题,详细分析每类问题网络计算的可行性、收敛性、稳定性。以此,明确了系统在实际运行中的稳定可靠。