基于綠色智能建筑技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)用探析

鄧皓麟 李安睿 易星宇 向薪竹 李思奇 陳敬奇

作者簡(jiǎn)介： 鄧皓麟 ，（2000-） ，男，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。

基金項(xiàng)目：重慶市級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助 （S202110347024）。

摘 要：我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題與溫室效應(yīng)問題日益受到社會(huì)各界的重視。在這些因素中，建筑的作用也不容忽視。因此，綠色智能建筑的概念也隨之產(chǎn)生，并在綠色智能建筑中引發(fā)了有關(guān)業(yè)界的廣泛關(guān)注和探討。在建筑工業(yè)中運(yùn)用最新的智能技術(shù)、節(jié)能環(huán)保的思想，營(yíng)造出一種綠色、智能化的居住與工作環(huán)境，是節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的重要表現(xiàn)，是推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效推動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：綠色智能建筑技術(shù)；新發(fā)展；應(yīng)用

1 前言

智能建筑是建筑藝術(shù)、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。智能建筑對(duì)建筑、消防、公安等方面的發(fā)展起到了推動(dòng)作用；電信、電信等行業(yè)的發(fā)展，使建筑智能化系統(tǒng)產(chǎn)品成為新的產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)了整個(gè)國(guó)家的發(fā)展；智能建筑的開發(fā)已成為國(guó)際社會(huì)的必然趨勢(shì)，智能建筑在國(guó)際上得到了廣泛的關(guān)注。隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，新農(nóng)村的建設(shè)正在逐漸推進(jìn)，中國(guó)的房地產(chǎn)市場(chǎng)依然是全球最大的；發(fā)展智能，綠色建筑，建筑節(jié)能具有很好的發(fā)展前景和發(fā)展?jié)摿ΑＵ畬⒃诮ㄔO(shè)智能化方面投入大量資金。據(jù)國(guó)際權(quán)威人士預(yù)計(jì)，中國(guó)的大、中城市將建造50%的智能建筑。一些專家預(yù)計(jì)，中國(guó)智能建筑在未來(lái)10年內(nèi)將會(huì)有8000-9000套。大力發(fā)展節(jié)能、節(jié)約用地、節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約能源、節(jié)約用水的綜合性研究；節(jié)材、綜合和優(yōu)化是當(dāng)前的迫切任務(wù)。智能建筑是綠色建筑的一部新的科技成果，它體現(xiàn)了建筑的智能化、安全、健康、方便、節(jié)約能源的目的。綠色建筑智能化技術(shù)的普及，對(duì)改善人類居住環(huán)境、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的作用。

2 智能建筑的內(nèi)涵及特點(diǎn)

2.1智能建筑的內(nèi)涵

美國(guó)智能建筑協(xié)會(huì)（AIBI）對(duì)智能建筑下了一個(gè)新的定義：智能建筑主要是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)備、服務(wù)、運(yùn)營(yíng)四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，以獲得高效、舒適、方便、安全的建筑空間進(jìn)行優(yōu)化。歐洲智能建筑雜志將智能建筑定義為：在維護(hù)費(fèi)用最低的情況下，創(chuàng)建一個(gè)能夠讓使用者在最大程度上利用其自身的資源進(jìn)行高效管理的建筑環(huán)境。智能建筑應(yīng)該提供一個(gè)快速反應(yīng)、高效、有強(qiáng)大支撐的環(huán)境，讓使用者能夠快速地完成自己的工作。智能建筑在 GB/T50314-2000 《智能建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)智能建筑進(jìn)行了界定，即以建筑為平臺(tái)，集建筑設(shè)備、辦公自動(dòng)化和通訊系統(tǒng)于一體，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和服務(wù)于一體；為用戶提供安全、高效、舒適、方便的施工環(huán)境。智能建筑的智能化主要由多種智能化系統(tǒng)構(gòu)成，頂層是智能建筑集成管理系統(tǒng)（IBMS），底層是三大智能化系統(tǒng)：設(shè)備管理自動(dòng)化系統(tǒng)（BMS），通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（CNS）及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）。智能建筑的基本目標(biāo)是：讓人們的工作與生活變得更安全、更有效；更容易操作和管理的大樓；通過技術(shù)措施，對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源。

2.2智能建筑的特點(diǎn)

1）創(chuàng)造安全、健康、舒適的辦公及生活環(huán)境智能建筑，以安全、健康、安全為首要目標(biāo)，其消防及安全保障體系均采用智能化，并可偵測(cè)室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度，并可自行進(jìn)行消毒，打造安全健康的「安全健康大樓」。智能大廈可以自動(dòng)調(diào)整溫度、濕度、亮度，甚至可以控制色彩、背景噪聲和氣味，讓人感覺自己就像在家一樣，工作效率大大提升。2）節(jié)能智能建筑在滿足用戶對(duì)環(huán)境的需求時(shí)，充分發(fā)揮了它的“智慧”，充分利用了自然光線和空氣中的冷空氣（或熱），從而將能耗降到最低。在節(jié)電、節(jié)水型、節(jié)材、節(jié)電等能源資源等方面，運(yùn)用高科技來(lái)節(jié)省能源也是智能建筑一書的一個(gè)重要特色。3）滿足各種使用者對(duì)各種環(huán)境功能的需求，智能建筑規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)必須具備智能化的功能，除了要能提供3A（5 S）的功能，還必須是一個(gè)開放式、大跨度的框架結(jié)構(gòu)，可以讓使用者快速、便捷地更改建筑物的用途或者重新規(guī)劃建筑的平面。4）智能建筑中的現(xiàn)代通訊工具和辦公環(huán)境，使用者可以直接撥打國(guó)際電話、視頻電話、電子郵件；通過電視會(huì)議、信息檢索和統(tǒng)計(jì)分析等方式，可以實(shí)時(shí)獲取世界范圍內(nèi)的金融商業(yè)信息、科技信息以及各類信息系統(tǒng)；通過國(guó)際電腦通訊網(wǎng)絡(luò)，您可以在任何時(shí)候與全球的商業(yè)和組織進(jìn)行商務(wù)活動(dòng)。

3綠色建筑和智能建筑的相互關(guān)系

3.1綠色建筑和智能建筑的關(guān)系

兩者均以“以人為本”的理念，強(qiáng)調(diào)節(jié)約能源和資源。智能建筑一書中強(qiáng)調(diào)的是節(jié)約能源、不污染環(huán)境、保持生態(tài)平衡是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要策略，智能建筑在這一點(diǎn)上肯定是綠色的、生態(tài)的。生態(tài)智能建筑必須處理好人、建筑與自然的關(guān)系，在營(yíng)造一個(gè)舒適的空間環(huán)境的同時(shí)，也要對(duì)其周邊環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，結(jié)合智能建筑中的各類智能評(píng)價(jià)，可以將智能需求分為四大類：個(gè)體用戶需求、機(jī)構(gòu)需求、本地環(huán)境需求以及全球環(huán)境需求。綠色智能建筑正是基于“一種安全，一種健康，一種節(jié)約，一種環(huán)境”的理念。綠色建筑與智能建筑密不可分，而智能建筑的問世也對(duì)綠色建筑的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。所以，無(wú)論是綠色建筑還是智能建筑，都應(yīng)該在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工三個(gè)階段進(jìn)行；在驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)管理階段，進(jìn)行階段的設(shè)計(jì)與執(zhí)行。

3.2綠色建筑對(duì)智能化與信息化的需求

綠色建筑項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)包括建筑設(shè)備、資源利用、管理信息等方面的技術(shù)和政策問題；在生態(tài)學(xué)等方面，存在著許多亟待解決的問題。若不能對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行有效的智能化控制，使項(xiàng)目順利完成，就無(wú)法完成綠色建筑的主要任務(wù)。

3.3綠色建筑的智能化系統(tǒng)工程

3.3.1綠色建筑智能化系統(tǒng)的內(nèi)容

1）信息：綠色建筑智能系統(tǒng)以信息為基礎(chǔ)，綠色建筑項(xiàng)目要求對(duì)環(huán)境（大氣、水、氣象）、生態(tài)（植物、動(dòng)物）、建筑物（結(jié)構(gòu)、地基、建材）、設(shè)備（能源、空調(diào)、水處理）；電力供應(yīng)，固體廢棄物處理等），社會(huì)（安全，信息，服務(wù)；管理、行政等方面的資訊，為綠色建筑的管理、管理和決策提供了一個(gè)較為真實(shí)、可信的環(huán)境。2）控制。綠色建筑涵蓋了所有領(lǐng)域，包括綠色能源，從太陽(yáng)能，風(fēng)能，地?zé)釕?yīng)用到地?zé)崛?lián)供等領(lǐng)域；有利用峰谷電價(jià)差值的冰蓄冷系統(tǒng)進(jìn)行控制；有的利用最佳的控制技術(shù)，利用自然能量進(jìn)行采光、通風(fēng)、采光、通風(fēng)，達(dá)到節(jié)能減排的目的；它具有根據(jù)環(huán)境溫度、濕度、照度等的自動(dòng)調(diào)整功能；具有變頻調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)所有水泵設(shè)備進(jìn)行最優(yōu)的能源控制；有自動(dòng)收集雨水，處理污水，提供循環(huán)利用的污水處理系統(tǒng)。3）管理。綠色建筑管理涉及到環(huán)境管理、生態(tài)管理、能源管理、資源管理、建筑管理、設(shè)備管理；社會(huì)，安全，通訊網(wǎng)絡(luò)等。因?yàn)楦鱾€(gè)子項(xiàng)目是互相聯(lián)系的，一些子項(xiàng)目的目標(biāo)甚至是互相沖突的，所以不能只關(guān)注一個(gè)子項(xiàng)目，而是要分享信息，并適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)各個(gè)子項(xiàng)目。

3.3.2綠色建筑智能化系統(tǒng)工程的特點(diǎn)

1）多目標(biāo)并存的大體系。建立環(huán)境、能源、資源，以達(dá)到綠色建筑的目標(biāo)；在生態(tài)監(jiān)控、安全監(jiān)控、信息監(jiān)控等方面，盡管許多子系統(tǒng)組成了一個(gè)有機(jī)的整體，但各個(gè)子系統(tǒng)的功能并不完全一致，因此需要使用多目標(biāo)模糊優(yōu)化。2）多項(xiàng)技術(shù)的交叉。綠色建筑的智能化監(jiān)測(cè)與管理目標(biāo)分為土木工程、環(huán)境工程和生態(tài)工程；能源工程，信息工程，化學(xué)工程；在裝備工程中，為了達(dá)到目的，常常要運(yùn)用各種技術(shù)手段。比如，一種模擬“皮膚組織-呼吸系統(tǒng)-神經(jīng)系統(tǒng)”的氣候調(diào)節(jié)設(shè)備（呼吸墻），需要采用新型的墻體材料、過濾器、氣候調(diào)節(jié)設(shè)備；通過對(duì)室內(nèi)、室外空氣參數(shù)檢測(cè)裝置、智能控制系統(tǒng)、建筑能耗和居民舒適程度等因素的綜合調(diào)控。

4 智能、綠色建筑一體化發(fā)展

智能、綠色建筑集成（即兩者的靈活結(jié)合）的發(fā)展，就是指建筑在“可持續(xù)”（既滿足當(dāng)代的需求，也不影響未來(lái)的滿足），以智能技術(shù)和綠色思想相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人、資源、環(huán)境三者的最優(yōu)發(fā)展。

4.1國(guó)際智能系統(tǒng)融入綠色建筑的發(fā)展

2000年，美國(guó)綠色建筑委員會(huì)（USGBC）出版的《綠色建筑評(píng)價(jià)體系》的7個(gè)評(píng)價(jià)體系共69個(gè)等級(jí)，其中，建筑物設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng) BAs對(duì)綠色建筑的影響達(dá)到了14個(gè)百分點(diǎn)，占到了20%，54%的綠色建筑入選（26分），這說明了智能化系統(tǒng)對(duì)綠色建筑的巨大影響。

4.1.1智能系統(tǒng)在建筑節(jié)能中舉足輕重

利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊、生物技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能控制，是智能建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在，美國(guó)建筑界目前正致力于利用信息化和智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。最近幾年，美國(guó)得克薩斯州新建了500座新大樓，它們可以使用微電腦管理照明、供熱、供熱；所有的能耗系統(tǒng)，包括制冷、空調(diào)等，都可以通過控制自身的能耗，節(jié)省20%的能耗，節(jié)省大量的人力。

4.1.2智能系統(tǒng)促進(jìn)建筑以人為本，可持續(xù)發(fā)展

智能與環(huán)保相結(jié)合，以智能推動(dòng)綠色建筑，以綠色理念推動(dòng)智慧，充分反映了人們對(duì)安全舒適，節(jié)約能源，減少污染的現(xiàn)代生活方式。從長(zhǎng)期來(lái)看，它不僅是為了滿足人類的需求，也是為了解決建筑和城市可持續(xù)發(fā)展的需求，同時(shí)也是對(duì)城市的豐富、完善和更新；對(duì)傳統(tǒng)建筑的需求進(jìn)行擴(kuò)展，是促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

4.2我國(guó)智能與綠色建筑的發(fā)展特點(diǎn)

4.2.1智能、綠色建筑以政府主導(dǎo)為特點(diǎn)

1994年《中國(guó)21世紀(jì)議程》提出建設(shè)節(jié)能、城市規(guī)劃、城市建設(shè)與管理信息系統(tǒng)、城市建筑與生命線的綜合防災(zāi)減災(zāi)，是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的首選方案。1996年，《中華人民共和國(guó)人類住區(qū)發(fā)展報(bào)告》發(fā)布，提出了更高的要求，更有保障的措施。《建筑節(jié)能試點(diǎn)示范工程（小區(qū)）管理辦法》是由建設(shè)部于2004年2月頒布的；同時(shí)，“綠色奧林匹克建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)”是中國(guó)科學(xué)技術(shù)奧林匹克十大工程之一，成功地通過了國(guó)家綠色建筑的驗(yàn)收，并首次用于奧運(yùn)會(huì)。

4.2.2智能化系統(tǒng)與綠色建筑的柔性融合

目前，國(guó)內(nèi)許多城市的公用建筑都采用了以微機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的開放式智能監(jiān)控系統(tǒng)，并將微機(jī)控制網(wǎng)與以 Intemet為代表的數(shù)據(jù)網(wǎng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑能耗、室內(nèi)熱、濕度、空氣品質(zhì)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、優(yōu)化系統(tǒng)的運(yùn)行；降低建筑能耗，降低環(huán)境污染，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。總體而言，我國(guó)的建材產(chǎn)業(yè)逐步向智能、綠色建筑的整體發(fā)展戰(zhàn)略邁進(jìn)。

4.2.3我國(guó)智能與綠色建筑一體化實(shí)施的戰(zhàn)略問題

1）對(duì)綠色智能建筑進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)的構(gòu)建。綠色建筑與智能化的融合發(fā)展是近幾年人們對(duì)其的認(rèn)知上的一次突破，但如何推動(dòng)二者的協(xié)同發(fā)展尚處在起步階段，因此，本文只對(duì)綠色智能建筑系統(tǒng)進(jìn)行了初步的探討。見圖1。綠色智能建筑的體系架構(gòu)應(yīng)該包括其目標(biāo)、過程、內(nèi)容等多個(gè)層面，包括綠色建筑整個(gè)生命周期與時(shí)代發(fā)展的智慧。

2）實(shí)施綠色智能建筑集成的策略。綠色智能建筑集成實(shí)現(xiàn)的策略是資源的優(yōu)化利用，國(guó)內(nèi)對(duì)建筑資源的優(yōu)化利用已成為一個(gè)熱點(diǎn)，但大多數(shù)人更多地關(guān)注于單一的單一技術(shù)，例如廢物的處理；在人、機(jī)、時(shí)資源的優(yōu)化利用上，對(duì)建筑全生命周期中資源的動(dòng)態(tài)控制還很少見。本文以綠色智能建筑為研究對(duì)象，從整個(gè)系統(tǒng)的全局和整個(gè)過程出發(fā)，構(gòu)建了綠色智能建筑的動(dòng)態(tài)資源與信息流開發(fā)模式。見圖2。

3）政府在綠色智能建筑中的整合發(fā)展。推動(dòng)綠色智能建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的健全、綠色智能建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和健全、綠色智能建筑的生產(chǎn)、銷售過程的監(jiān)督、監(jiān)督、監(jiān)督。為此，必須使行業(yè)協(xié)會(huì)的中介機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)中的作用得到充分發(fā)揮，政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)逐漸從市場(chǎng)主體的有序退出，轉(zhuǎn)變到規(guī)范市場(chǎng)主體資格和競(jìng)爭(zhēng)行為。調(diào)整工業(yè)政策，制定相關(guān)的技術(shù)推廣與開發(fā)政策。

5 結(jié)語(yǔ)

智能、綠色建筑體系是我國(guó)建筑業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)以及可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。如今，智能、綠色環(huán)保技術(shù)迅猛發(fā)展，各種高技術(shù)將直接或間接地影響到智能，綠色建筑。綠色建筑與智能建筑是息息相關(guān)的，它與城市人居環(huán)境質(zhì)量的提高、人民生活水平息息相關(guān)，因此，大力推廣智能綠色一體化建筑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。通過投資、價(jià)格、稅收等方面的調(diào)控，鼓勵(lì)和支持綠色智能建筑的發(fā)展，積極吸收、消化、創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

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