智能建筑如何走上綠色發(fā)展道路

文｜丁勇

一、我國智能建筑的發(fā)展史

在可持續(xù)發(fā)展觀念已成為世界共識的今天，智能建筑也已歷經(jīng)三十多年的發(fā)展，呈現(xiàn)出了煥然一新的面貌，各個國家和地區(qū)也相繼走上了智能建筑的可持續(xù)轉(zhuǎn)型之路。我國第一棟智能建筑——北京發(fā)展大廈誕生于1984年。早期智能建筑也主要集中在沿海等開放程度較高的地區(qū)，后期隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，趁著改革開放的春風(fēng)和房地產(chǎn)行業(yè)的熱潮，智能建筑工程項目如雨后春筍般涌現(xiàn)，一大批卓越的智能建筑建脫穎而出，智能建筑的工程質(zhì)量不斷得到提升，智能建筑也逐步向二、三線城市推進。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國智能建筑市場規(guī)模年均增長率已達到20%，投資量越來越大，甚至逐漸趕超美國和日本。當前國內(nèi)智能建筑建設(shè)量，占全國新建建筑的30%。

圖1 智能建筑的五個歷史發(fā)展階段

圖2 智慧建筑的演變路徑

智能建筑中包含各類智能化控制子系統(tǒng)，例如信息化應(yīng)用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息設(shè)施系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、機房工程等。早期受經(jīng)濟發(fā)展水平的制約，智能建筑相關(guān)產(chǎn)品和系統(tǒng)主要依賴國外進口，霍尼韋爾、江森、西門子等公司在我國智能建筑市場上占據(jù)相當大的比重。但隨著多年來我國的政策扶持、技術(shù)開發(fā)、人才培養(yǎng)等，一大批民族自主品牌已經(jīng)成立，企業(yè)的自主創(chuàng)新能力也在不斷加強，智能化子系統(tǒng)的研發(fā)制造技術(shù)逐步完備。尤其是受到我國安全相關(guān)強制性標準的影響，公共安全系統(tǒng)中的火災(zāi)自動報警與消防聯(lián)動系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)已處于先進水平。

新時期，隨著我國大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、BIM 等高新技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，智能建筑的關(guān)注重點主要集中在“智能”方面，越來越朝著“智慧化”方向演變。關(guān)于國內(nèi)智能建筑的發(fā)展歷程，比較公認的觀點是歷經(jīng)五個階段，分別是單功能系統(tǒng)階段、多功能系統(tǒng)階段、集成系統(tǒng)階段、智能建筑智能管理系統(tǒng)階段、建筑智能化環(huán)境集成階段。清華大學(xué)王福林則在此基礎(chǔ)上，結(jié)合時代發(fā)展特征，重新總結(jié)智能建筑的五個發(fā)展階段，如圖1所示。阿里巴巴集團于2017年發(fā)布智慧建筑白皮書，其中提到按照建筑的智慧化程度劃分，也可以將智能建筑的發(fā)展歷程分為三個階段：傳統(tǒng)建筑階段、智能建筑階段和智慧建筑階段，如圖2所示。

由于我國智能建筑的起步較晚，相較于國際上智能建筑的可持續(xù)轉(zhuǎn)型發(fā)展，我國智能建筑的發(fā)展還處于強調(diào)功能化發(fā)展的階段，著重表現(xiàn)在智慧功能的擴展。但是，節(jié)能減排已是我國的基本國策，綠色發(fā)展也成為我國的五大發(fā)展理念之一，因此，智能建筑的可持續(xù)轉(zhuǎn)型升級勢在必行，是實現(xiàn)我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的必然之路。

二、智能建筑綠色發(fā)展中的關(guān)鍵問題

歷經(jīng)三十多年的發(fā)展，智能建筑進入新的時期。然而在良好的發(fā)展形勢下，智能建筑不可避免地會出現(xiàn)一些問題。如圖3所示，對從事智能建筑領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)人員進行簡單調(diào)研，了解到當前智能建筑中的智能化系統(tǒng)功能實現(xiàn)狀況，約15.3%的智能建筑智能化系統(tǒng)處于基本癱瘓狀態(tài)，81.4%的智能化系統(tǒng)能實現(xiàn)部分監(jiān)測顯示功能，僅有3.4%的智能建筑運行達到理想效果，能夠根據(jù)環(huán)境、人員和設(shè)備的變化，進行優(yōu)化調(diào)控，從而達到綠色環(huán)保節(jié)能的目的。由此可看，智能建筑的功能實現(xiàn)率還有待提升。

同時，通過該調(diào)研還了解到導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因，總結(jié)主要有以下兩點：一是雖然智能化各子系統(tǒng)技術(shù)逐漸趨于成熟，但系統(tǒng)集成尚待完善。智能化子系統(tǒng)一般由不同的廠商提供，再加上系統(tǒng)采用的通信協(xié)議和通信技術(shù)的不同，導(dǎo)致各系統(tǒng)之間難以實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度和管控。解決各智能化子系統(tǒng)之間的互聯(lián)性和互操作性問題，針對建筑物的運營及管理目標，構(gòu)建一個統(tǒng)一的信息平臺，以多種類智能化信息集成方式，形成具有信息匯聚、資源共享、協(xié)同運行、優(yōu)化管理等綜合應(yīng)用功能的系統(tǒng)，是當前智能化集成架構(gòu)急需解決的問題。二是智能建筑工程各環(huán)節(jié)精準度不夠，尤其是后期運營維護不受重視。一方面，設(shè)計、施工、調(diào)適、運營、維護等環(huán)節(jié)精細度不夠。受到當前大環(huán)境的影響，建筑的交付周期較短，縱使有精細化的設(shè)計，但后期的施工、調(diào)適等環(huán)節(jié)受工期的制約，使系統(tǒng)部分功能與設(shè)計不一致甚至缺失，導(dǎo)致系統(tǒng)在運營時達不到預(yù)期目標。另一方面，大多數(shù)建筑的智能化系統(tǒng)維護和管理多被小區(qū)的物業(yè)管理人員甚至是安保人員接手，其中大多數(shù)人員缺乏專業(yè)素養(yǎng)，不理解系統(tǒng)的操作界面和操作管理，無法根據(jù)外界環(huán)境的動態(tài)改變來實時調(diào)整系統(tǒng)運行狀態(tài)，更不會對系統(tǒng)定期進行調(diào)適和保養(yǎng)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，更不會進行進一步的維修解決問題。

正是由于這些原因，常常導(dǎo)致智能建筑出現(xiàn)建筑能耗偏高、系統(tǒng)性能不穩(wěn)定、環(huán)境調(diào)控效果不理想等現(xiàn)象，而這些問題是智能建筑綠色發(fā)展道路上的“攔路虎”，使得智能建筑的發(fā)展與“綠色”背道而馳。

圖3 智能建筑的功能實現(xiàn)現(xiàn)狀

三、智能建筑的綠色發(fā)展

目前在我國，“智能”和“綠色”還是兩個相對獨立的板塊，但是也逐漸呈現(xiàn)出相互滲透的趨勢。《智能建筑設(shè)計標準》GB 50314-2015中定義智能建筑是以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑?！毒G色建筑評價標準》GB 50378 第三版（尚未正式發(fā)布）中定義綠色建筑為在全壽命周期內(nèi)，節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實現(xiàn)人與自然和諧共生的高性能建筑。智能建筑關(guān)注不同類型建筑的功能需求，開始強調(diào)“以人為本”的可持續(xù)思想。綠色建筑關(guān)注不同年齡層次人群對建筑的需求，更加強調(diào)建筑的安全耐久性、健康性及智能化特性。

辯證性分析建筑“綠色”與“智能”的關(guān)系，智能建筑是綠色建筑的技術(shù)支撐，綠色建筑是智能建筑的最終目的。當前的智能建筑還缺少“綠色”的特征，真正的綠色智能建筑應(yīng)該是建立在信息技術(shù)的基礎(chǔ)上、具有人和自然高度和諧、平衡共生的綠色建筑，是注重經(jīng)濟效益、安全、環(huán)保和人文關(guān)懷的、且具有時代特征的高新技術(shù)的綠色建筑。因此，主要的發(fā)展內(nèi)容包括重視能源資源的集約化利用、重視室內(nèi)環(huán)境的舒適健康、重視智能建筑的綠色運營等三個方面。

四、智能建筑綠色發(fā)展的建議

實現(xiàn)智能建筑的綠色發(fā)展，離不開多方位、全體系、系統(tǒng)性的戰(zhàn)略規(guī)劃，覆蓋技術(shù)標準體系、監(jiān)督管理機制、技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐、經(jīng)濟激勵政策、人員培養(yǎng)體系、能力建設(shè)和宣傳培訓(xùn)等多方面內(nèi)容。這里簡單選取幾點重點闡述。

1.綠色發(fā)展 標準先行

智能建筑的綠色發(fā)展離不開標準的建立，當前智能建筑和綠色建筑的標準體系是相互脫離的，兩者并未有效的融合。智能建筑的綠色發(fā)展，應(yīng)建立覆蓋設(shè)計、施工、驗收和運營等全壽命周期的標準體系。標準體系的建立主要可以考慮以下幾個方面：第一，著重智能建筑的綠色運營；第二，開拓既有建筑的綠色智能化改造領(lǐng)域；第三，提升綠色智能建筑標準的國際化水平。

2.信息技術(shù)的應(yīng)用落地

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能建筑的含義不斷拓寬，上到智慧城市的建設(shè)，小到智能家居的研發(fā)，以信息化技術(shù)促進智能建筑的綠色發(fā)展，是未來智能建筑發(fā)展的重要趨勢。

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)、BIM 等技術(shù)對傳統(tǒng)的智能建筑體系和架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能建筑、建筑的遠程運維監(jiān)管服務(wù)、扁平化的智能建筑感知架構(gòu)等都是這些新概念的具體應(yīng)用落地，加強成果轉(zhuǎn)化，為智能建筑的綠色長遠發(fā)展提供新的動力。

3.人員的培訓(xùn)管理

“綠色”和“智能”是一個多專業(yè)協(xié)調(diào)配合的工作，專業(yè)集成度高，要求從業(yè)人員具備良好的專業(yè)素養(yǎng)。不論是設(shè)計、施工還是運營管理人員，都要與時俱進，不斷更新專業(yè)知識，提升理論水平和實踐能力。因此，對就業(yè)人員開展多種形式的再教育工作是非常有必要的。例如，加強相關(guān)標準的宣貫，舉辦相關(guān)軟件、資格認證的培訓(xùn)班，定期舉辦跨學(xué)科的知識講座或者經(jīng)驗分享交流會舉辦各種形式的專業(yè)比賽激勵從業(yè)人員提升技能。

此外，除了對從業(yè)人員進行宣傳和教育，也十分有必要對普通大眾進行知識的普及，宣傳綠色智能建筑的重要性，鼓勵建筑使用者踐行綠色低碳的理念，學(xué)會并力所能及地使用智能化系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制室內(nèi)環(huán)境，最終實現(xiàn)控制節(jié)能，增強幸福感和獲得感。