綠色建筑智能化的價(jià)值

文｜ 同濟(jì)大學(xué) 程大章

綠色建筑的建設(shè)目標(biāo)是通過(guò)運(yùn)營(yíng)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)的。綠色建筑的運(yùn)營(yíng)在建筑全生命周期內(nèi)，堅(jiān)持“以人為本”和可持續(xù)發(fā)展的理念，在傳統(tǒng)物業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)上通過(guò)應(yīng)用適宜技術(shù)、信息化與智能化技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材與保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。

筆者在參與綠色建筑星級(jí)標(biāo)識(shí)認(rèn)證工作中發(fā)現(xiàn)，由于一些與運(yùn)營(yíng)相關(guān)的項(xiàng)目在設(shè)計(jì)認(rèn)證時(shí)不參評(píng)或無(wú)需提供數(shù)據(jù)證明，因而不被重視，而到運(yùn)營(yíng)認(rèn)證時(shí)往往是困難重重。這就凸顯了一個(gè)重要的問(wèn)題，如何落實(shí)綠色建筑全面監(jiān)測(cè)技術(shù)的措施。

1 智能化技術(shù)是支撐綠色建筑的重要基礎(chǔ)

1.1 綠色建筑的運(yùn)行管理

由于綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理需落實(shí)在物業(yè)管理的日常工作中，綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理策略與目標(biāo)需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段中確定，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中不斷改進(jìn)。

我國(guó)政府頒布的《物業(yè)管理?xiàng)l例》、國(guó)務(wù)院關(guān)于修改《物業(yè)管理?xiàng)l例》的決定、《物業(yè)服務(wù)收費(fèi)管理辦法》、《物業(yè)管理企業(yè)資質(zhì)管理辦法》等法規(guī)，正在逐步規(guī)范物業(yè)管理行業(yè)。物業(yè)管理經(jīng)營(yíng)人受物業(yè)所有人的委托，按照國(guó)家法律和管理標(biāo)準(zhǔn)及委托合同行使管理權(quán)，運(yùn)用現(xiàn)代維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以經(jīng)濟(jì)手段對(duì)物業(yè)及其周圍環(huán)境的養(yǎng)護(hù)、修繕、經(jīng)營(yíng)，并為使用人提供多方面的服務(wù)，使物業(yè)發(fā)揮最大的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

物業(yè)管理服務(wù)常規(guī)內(nèi)容包括給排水、燃?xì)狻㈦娏﹄娪崱⒈０病⒕G化、保潔、停車、消防與電梯管理以及共用設(shè)施設(shè)備的日常維護(hù)等。而綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理與其不同，相比之下有以下特點(diǎn)：

◆ 采用建筑全生命期成本分析方法，制定綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理策略與目標(biāo)，最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和減少污染；

◆ 堅(jiān)持“以人為本”，為建筑物的使用者提供健康、適用和高效的生活與工作環(huán)境；

◆ 應(yīng)用適宜技術(shù)、信息化與智能化技術(shù)，實(shí)施高效運(yùn)營(yíng)管理。

建筑物的運(yùn)營(yíng)管理是通過(guò)物業(yè)管理公司來(lái)實(shí)施的，需要處理好使用者、建筑和自然三者之間的關(guān)系，既要為使用者創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適的空間環(huán)境，又要保護(hù)周圍的自然環(huán)境，做好節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材與綠化等工作，實(shí)現(xiàn)綠色建筑各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，體現(xiàn)管理科學(xué)規(guī)范、服務(wù)優(yōu)質(zhì)高效。

雖然綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理工作已引起人們的重視，但其建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方和物業(yè)服務(wù)方還是在工作上存在著脫節(jié)的現(xiàn)象。這需要建設(shè)方在建設(shè)階段更多地考慮今后運(yùn)營(yíng)管理的總體要求與實(shí)施細(xì)節(jié)；需要物業(yè)服務(wù)企業(yè)在工程前期介入，以保證相關(guān)工程竣工后的資料完整。目前大多物業(yè)企業(yè)的綠色運(yùn)營(yíng)服務(wù)觀念尚未建立，不少物業(yè)從業(yè)人員沒(méi)有受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，對(duì)掌握綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理，特別是智能技術(shù)有困難。因此，在綠色建筑的運(yùn)營(yíng)管理領(lǐng)域還有大量的工作需要推進(jìn)。

1.2 綠色建筑中的智能化系統(tǒng)

近年來(lái)，綠色建筑因符合中國(guó)政府可持續(xù)發(fā)展的國(guó)策及世界節(jié)能環(huán)保主流，得到了快速發(fā)展，無(wú)論是工程界還是房地產(chǎn)業(yè)都已經(jīng)把綠色建筑的建設(shè)作為主要的工作內(nèi)容。但是作為高新技術(shù)集成的產(chǎn)物，綠色建筑在中國(guó)處于初級(jí)階段，就如20年前的智能建筑，人們?cè)谝愿邼q的熱情、前衛(wèi)的理念去構(gòu)造心中的理想物時(shí)，往往缺失了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

1.2.1 綠色建筑工程實(shí)踐中的問(wèn)題

在工程實(shí)踐中，由于各種功利的影響，我們的行為往往在有意無(wú)意中出現(xiàn)了以下情況。

（1）重形式與理念，輕實(shí)效與長(zhǎng)效

一些綠色建筑在建設(shè)時(shí)強(qiáng)化了綠色理念，把各種綠色建材、綠色建筑設(shè)計(jì)方法、節(jié)能技術(shù)、節(jié)能設(shè)備等堆積組合在一幢孤立的建筑物中，以此獲取各類綠色建筑示范工程的稱號(hào)，但只是介紹理想的設(shè)計(jì)值或仿真結(jié)果還不夠，缺乏完整的測(cè)試數(shù)據(jù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)，不能提供建設(shè)與運(yùn)行的真實(shí)成本資料。

（2）缺乏全生命周期成本的分析

現(xiàn)代社會(huì)中任何人工設(shè)施都需進(jìn)行全生命周期的成本分析。根據(jù)其建設(shè)的投資與其全生命周期內(nèi)維持功能的費(fèi)用得到全生命周期的成本，然后由該設(shè)施的收益進(jìn)行投入產(chǎn)生的效果分析。

綠色建筑中使用節(jié)能環(huán)保設(shè)備及可再生能源設(shè)施的建設(shè)成本是很高的，所有的設(shè)備壽命遠(yuǎn)低于建筑物的壽命，因而運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用不菲。然而這些投入之后，是否獲得了預(yù)期的收益？設(shè)施投運(yùn)后究竟節(jié)能多少？設(shè)施節(jié)能/產(chǎn)能的成本究竟是多少？設(shè)施運(yùn)行有哪些環(huán)境代價(jià)？實(shí)在有許多說(shuō)不清楚的問(wèn)題。

1.2.2 綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理的監(jiān)測(cè)

綠色建筑運(yùn)營(yíng)管理的監(jiān)測(cè)是為了保障其建設(shè)目標(biāo)在運(yùn)行中的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)來(lái)分析建筑物的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)的效能及缺陷。需要指出的是，這一監(jiān)測(cè)并非是對(duì)綠色建材與節(jié)能設(shè)施的性能測(cè)試，而是從工程的整體來(lái)驗(yàn)證綠色建筑的實(shí)際效果。

（1）監(jiān)測(cè)內(nèi)容

綠色建筑運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)大致分為：環(huán)境監(jiān)測(cè)、能源監(jiān)測(cè)和設(shè)施監(jiān)測(cè)三類。

環(huán)境監(jiān)測(cè)有室內(nèi)外的溫度、濕度、CO2、照度、戶外風(fēng)速與室內(nèi)自然通風(fēng)的空氣流速等。

能源監(jiān)測(cè)有建筑物的能源參數(shù)如電壓、電流、電度（分項(xiàng)計(jì)量值）及其累計(jì)量、燃?xì)夂牧考捌淅塾?jì)量、燃油耗量及其累計(jì)量、供水量及其累計(jì)量、區(qū)域提供的冷/熱量及其累計(jì)量、可再生能源提供的電量及其累計(jì)量與冷/熱量及其累計(jì)量等。

設(shè)施監(jiān)測(cè)有墻體內(nèi)外側(cè)的溫度，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池電壓與逆變器狀態(tài)參數(shù)，地/水源熱泵機(jī)組的工作井與檢測(cè)井的水溫、水位及水質(zhì)，地源熱泵機(jī)組土壤熱交換器的壓力損失，地/水源熱泵機(jī)組的進(jìn)水溫度與流量，循環(huán)水的熱量與釋熱量等。

（2）監(jiān)測(cè)技術(shù)

綠色建筑的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要是溫度、濕度、照度、壓力、流量、流速、電壓、電流、電度、CO2、水質(zhì)等。其中的冷量、熱量則通常由溫度、流量通過(guò)計(jì)算間接測(cè)量而得。雖然這些參數(shù)并不復(fù)雜，而且測(cè)量的范圍遠(yuǎn)比工業(yè)、航空、航天要小得多，精度要求也不是很高，但是由于檢測(cè)場(chǎng)所的多樣性，對(duì)檢測(cè)器的要求則有很大的差異。以溫度檢測(cè)器為例，室內(nèi)溫度、送風(fēng)溫度、室外溫度、冷凍水溫度、墻體溫度、水井溫度、鍋爐燃?xì)鉁囟鹊鹊臏y(cè)試，需要選擇不同類型、不同防護(hù)形式，不同傳感器的溫度檢測(cè)器，甚至不同的測(cè)量原理。

綠色建筑的監(jiān)測(cè)大多分為不同的專業(yè)測(cè)試系統(tǒng)，不僅要準(zhǔn)確地獲取建筑內(nèi)外的環(huán)境與設(shè)施運(yùn)行數(shù)據(jù)，而且要進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的初步處理。如建筑熱耗測(cè)定中常用的熱流計(jì)，用來(lái)測(cè)量建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)或各種保溫材料的傳熱量及物理性能的參數(shù)；現(xiàn)場(chǎng)傳熱系數(shù)檢測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)不受季節(jié)限制的現(xiàn)場(chǎng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的檢測(cè)。又如紅外熱像儀可遠(yuǎn)距離測(cè)定建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工缺陷（如空洞、熱橋、受潮、剝落等），測(cè)得的各種熱像圖可表征建筑構(gòu)造的熱工缺陷的位置和大小。部分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)則來(lái)源于設(shè)施，其監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)通信接口向監(jiān)測(cè)平臺(tái)傳輸。地源熱泵、水源熱泵、太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備等自身的專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，為保證設(shè)備的正常運(yùn)行而不斷地采集相關(guān)數(shù)據(jù)。這些設(shè)備分布在建筑物內(nèi)外，將這些數(shù)據(jù)匯集在一起的最大困難是它們的監(jiān)控系統(tǒng)往往是封閉的，不能外傳數(shù)據(jù)，有的雖留有通信接口，其協(xié)議卻不愿公開(kāi)，需進(jìn)行很大的投入才能破解這類信息孤島，否則要重復(fù)設(shè)置大量的探測(cè)器件。為降低綠色建筑與運(yùn)行成本，需要各類綠色建筑的設(shè)備制造商充分考慮與外界信息交互的設(shè)計(jì)。

1.2.3 綠色建筑運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析

綠色建筑在傳統(tǒng)建筑的基礎(chǔ)上設(shè)置了生態(tài)設(shè)施與節(jié)能設(shè)施，更換了建材與建筑部品，這無(wú)疑需增加建設(shè)成本。這類的投入增加可以獲得生態(tài)環(huán)保效益，其中降低運(yùn)行成本，也是人們所期望的，但是對(duì)此的分析不應(yīng)停留在設(shè)計(jì)目標(biāo)與理論期望的階段，應(yīng)通過(guò)綠色建筑的全生命周期的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析給出結(jié)論。

目前對(duì)于綠色建筑有眾多的評(píng)估指標(biāo)體系。如中國(guó)的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、英國(guó)的“建筑環(huán)境評(píng)價(jià)方法”、美國(guó)的“LEED綠色建筑等級(jí)體系”、加拿大的“ 綠色建筑評(píng)價(jià)工具”和日本的CASBEE等。由于不同地區(qū)和國(guó)家的綠色建筑實(shí)例不一定具有可比性，建立全球統(tǒng)一的綠色建筑性能參數(shù)指標(biāo)和認(rèn)證系統(tǒng)是困難的，而且基于技術(shù)與商業(yè)的出發(fā)點(diǎn)不同也帶來(lái)了評(píng)估方法的差異。近年來(lái)，我國(guó)在《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上衍生出的醫(yī)院建筑、工業(yè)建筑、辦公建筑等綠色建筑評(píng)價(jià)細(xì)則，正在以分類的形式細(xì)化評(píng)價(jià)方法，成為更具操作性的工作指導(dǎo)。

綠色與低碳的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)循環(huán)周期，通過(guò)從測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)可視化、效果評(píng)估、數(shù)據(jù)分析、設(shè)計(jì)改善方案到實(shí)施改善方案的各個(gè)環(huán)節(jié)，然后再回到測(cè)量數(shù)據(jù)，開(kāi)始第二個(gè)循環(huán)。在建筑物的運(yùn)行期中，這是一個(gè)無(wú)休止的工作循環(huán)，因?yàn)榻ㄖ锏墓δ軙?huì)有調(diào)整，負(fù)荷是一個(gè)隨機(jī)的過(guò)程，設(shè)備系統(tǒng)有一個(gè)漸進(jìn)的老化過(guò)程，在每一次循環(huán)中總會(huì)發(fā)現(xiàn)各類情況與問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改善。綠色與低碳的實(shí)現(xiàn)循環(huán)示意圖如圖1 所示。

圖1 綠色與低碳的實(shí)現(xiàn)循環(huán)示意圖

2 綠色建筑評(píng)價(jià)中的智能化技術(shù)

2006年頒布的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》作為中國(guó)第一部綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，以其專業(yè)技術(shù)的高度與符合國(guó)情的視角，有力地引領(lǐng)了中國(guó)綠色建筑行業(yè)的發(fā)展。節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)是中國(guó)的基本國(guó)策，獲得了廣泛的認(rèn)同。從在北京連續(xù)舉辦七屆國(guó)際綠色智能建筑與建筑節(jié)能論壇的盛況來(lái)看，綠色建筑在中國(guó)的發(fā)展可謂迅猛。尤其是哥本哈根會(huì)議上中國(guó)政府堅(jiān)定的立場(chǎng)，更推進(jìn)了國(guó)內(nèi)低碳城市與綠色建筑的建設(shè)。這意味著更多的綠色建筑將被設(shè)計(jì)、建造并投入使用，大量的綠色建筑將為中國(guó)的節(jié)能減排做出巨大的貢獻(xiàn)。如何評(píng)價(jià)綠色建筑的建設(shè)成果，正確引導(dǎo)工程建設(shè)行為，顯得更為重要。

2.1 現(xiàn)行綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中與智能化相關(guān)的條目

在綠色建筑標(biāo)識(shí)審查工作中，與建筑智能化相關(guān)的內(nèi)容分布在整個(gè)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》內(nèi)，由于大多條文并未明確具體細(xì)節(jié)，因此對(duì)相關(guān)條款難以定性或定量落實(shí)，操作上呈現(xiàn)難控制狀態(tài)。因沒(méi)有具體的技術(shù)措施與管理模式的要求，自然在評(píng)審中無(wú)法確定是否能有效實(shí)現(xiàn)該條款的目標(biāo)。尤其是在工程設(shè)計(jì)階段就處于含糊或缺位狀態(tài)，那么建成后投入運(yùn)行時(shí)就難以實(shí)現(xiàn)了。

鑒于上述情況，現(xiàn)將《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》與建筑智能化直接相關(guān)的條文作一些分析，如表1所示。

表1 《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》與智能測(cè)控直接相關(guān)的條文

2.2 綠色建筑評(píng)價(jià)過(guò)程中對(duì)智能化系統(tǒng)的要求

“綠色建筑”是一個(gè)有機(jī)的整體概念，它貫穿于建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、使用以及維護(hù)的全過(guò)程，涵蓋了建筑物的整個(gè)生命周期。“綠色建筑”注重與周邊環(huán)境的和諧，包括對(duì)日光利用、空氣流通、景觀環(huán)境等的綜合考慮，為使用居住者提供健康舒適的空間，并對(duì)周邊環(huán)境形成積極的影響。“綠色建筑”是關(guān)注建筑材料與能源的合理利用與節(jié)約，因而在建筑物建造與使用過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)都能最大程度地節(jié)約能源與材料。“綠色建筑”將環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息技術(shù)滲透到人們生活的各個(gè)方面，用最新的理念，最先進(jìn)的技術(shù)去解決生態(tài)節(jié)能與居住舒適度的問(wèn)題。總之“綠色建筑”是自然環(huán)境的一部分，與之共同構(gòu)成和諧的有機(jī)系統(tǒng)。

目前在《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中用能控制與能源管理的內(nèi)容只是一般項(xiàng)，控制力度低，不能有效實(shí)現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo)。用能控制與能源管理在綠色建筑評(píng)價(jià)中應(yīng)具有較高的權(quán)重，才能引導(dǎo)設(shè)計(jì)者與建設(shè)者對(duì)此更加關(guān)注，并切實(shí)地給予投入，以確保實(shí)現(xiàn)綠色建筑的建設(shè)目標(biāo)。

對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)保設(shè)施監(jiān)控的智能化功能需要強(qiáng)化，如水處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理，雖然并未明顯地出現(xiàn)在條文中，但工程實(shí)踐反映不論是雨污水處理，還是景觀水的控制，如果缺失了智能監(jiān)控，都會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。

筆者最近走訪了日本品川東口南地區(qū)的區(qū)域能源中心，它裝備有兩臺(tái)2000kW燃?xì)馔钙綑C(jī)組、兩臺(tái)2500kVA發(fā)電機(jī)組、三臺(tái)2000RT吸收式冷凍機(jī)組、一臺(tái)1000RT吸收式冷凍機(jī)組、一臺(tái)800RT吸收式冷凍機(jī)組等，為12ha區(qū)域的建筑群提供冷水、熱水與蒸汽。從運(yùn)行的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，2005!2006年間，能效發(fā)生了大幅提高。究其原因，是2005年投入了完善的BA系統(tǒng)實(shí)行能源數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與分析，改進(jìn)了運(yùn)行組織和方案，通過(guò)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行指導(dǎo)與信息共享，加強(qiáng)了大規(guī)模建筑設(shè)施的維護(hù)管理；在室內(nèi)環(huán)境和服務(wù)性能方面，權(quán)衡室內(nèi)環(huán)境、服務(wù)性能與節(jié)能效果，聽(tīng)取客戶意見(jiàn)和積累各方面信息。

在節(jié)能節(jié)省資源方面，進(jìn)行了能源需求方的節(jié)能節(jié)省資源與能源供給方的節(jié)能節(jié)省資源；將節(jié)能成果“可視化”，對(duì)能源消耗單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與CASBEE評(píng)價(jià)。這些工作的結(jié)果使整個(gè)區(qū)域能源中心的能效比從0.80提升到0.86。如圖2所示。

圖2 品川東口南地區(qū)區(qū)域能源中心的能效提升過(guò)程

從國(guó)內(nèi)綠色建筑評(píng)價(jià)體系的執(zhí)行來(lái)看，需要在設(shè)置智能化功能時(shí)應(yīng)針對(duì)不同類型（公共建筑、住宅、既有建筑改造）、不同目標(biāo)（星級(jí)）的綠色建筑，設(shè)置智能測(cè)控功能的最低標(biāo)準(zhǔn)，以真實(shí)的數(shù)據(jù)反映綠色建筑的運(yùn)行狀態(tài)，以有效的控制保障預(yù)期的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，用智能分析來(lái)不斷提升綠色建筑的性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑的星級(jí)標(biāo)識(shí)認(rèn)證，并不是工程建設(shè)的目標(biāo)，只是我們用以推進(jìn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境與資源的手段。在我們以科學(xué)的視角、人類生存環(huán)境延續(xù)的尺度來(lái)談?wù)摼G色建筑技術(shù)時(shí)，運(yùn)行數(shù)據(jù)才是基礎(chǔ)，而有效的技術(shù)支撐則需要智能化監(jiān)控系統(tǒng)的支持。