建筑运营信息化对可持续发展的价值

2015-01-26岳志铁

智能建筑与智慧城市 2015年1期

岳志铁

（同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司）

1 引言

在20世纪70年代世界性的石油危机之后，国际上普遍意识到原有耗用大量自然资源的建筑产业模式必须转向可持续发展之路，越来越多的国家正在实践推广相关技术，并逐渐成为当今世界建筑发展的重要方向。而国内从80年代中期才开始建筑节能探索历程，在经济发展受到能源、资源的严重制约，以及因环境破坏与污染产生巨大生态灾害之后，20世纪初政府在节能的基础上，加快速度向生态、绿色综合效应转变，并逐渐明晰可持续发展的重要性和方向。

可持续发展涉及自然、环境、社会、经济、科技、政治等诸多方面，降低环境压力，与环境相协调，有利适宜居住，同时减少能耗、节约用水、减少污染、保护环境、保护生态、提高生产力，也是科学发展观基本要求之一。“建筑”的可持续发展只是其中一个组成部分，不是孤立的，只有在整体社会环境下才能体现其价值，做到可持续性。在现阶段，建筑可持续发展采用的方法是以“四节一环保”为基础的绿色建筑设计评价系统，加强在建筑设计、施工、建筑运营阶段的技术、管理要求，甚至在运营期间推广智能化运行管理，以及利用比较新的“BIM”技术，都是为了提高自身建筑整体性能（安全、舒适、经济等），同时减少资源的消耗，与周边自然环境和谐共处。

建筑作为经济发展中重要的投资形式，也是人类社会活动的重要场所，需满足人的物质功能和精神感受的要求。然而，人的需求随社会的发展而变化，尤其在当今社会中，各种思想、科技等发展的速度超乎人类原有的意识范围，建筑所处的环境以及需提供的功能要求也因时而变，因而建筑所涉及的信息将对建筑适应可持续化发展要求发挥重要作用，即建筑运营过程中，进行信息化操作是可持续化发展的必然要求。

2 范畴

建筑智能化管理和BIM（建筑信息模型）管理方式，都是围绕建筑本体，以保养完善自身硬件，能够延长建筑运营寿命为目的。区别于这二者，建筑运营信息化是以建筑作为客观存在，在社会、自然环境下作为平台承担、关联、反馈的环境信息，并建立信息与建筑需求之间的逻辑关系，进一步引导（规划、在建、已建）建筑合理调整，使其能及时适应并符合社会、自然环境近期和长期需求，从而能作为可持续发展中的有机部分。建筑运营信息化是关注建筑作为载体所承担的软件信息，也是在建筑运营期对前期设计效果的跟踪研究。

建筑运营信息化是建筑信息化、全生命周期管理的一个环节，是信息社会“大数据”的有机组成。建筑信息化是“大数据”中以建筑为平台、媒介的数据整合，包括建筑项目从策划开始，经过设计、深化，通过施工建造完成，交付运营使用各个过程的全周期。很多围绕建筑的课题调研（包含对运营中的建筑）就是建筑信息化的一种体现。建筑运营信息化包含“长期的运营数据积累，客户数据（包括基本属性数据、用户行为数据等）”[1]，即建筑空间内的活动人群信息、需求信息、建筑本身资源消耗信息、对周边影响信息、社会需求信息等，甚至一些零散的信息，都能从中分析发现与建筑的信息关系，并寻找积极因素，促进建筑与环境和谐，可持续发展。如菜市场周边道路的车流信息（车辆种类、数量、时间等）尽管不是其范围内的因素，但也应作为它的运营信息，在此基础上使菜市场上下货时间尽量与周边社区车流高峰错开，避免货车增加周边道路交通压力，减少道路拥堵，因而减少为此增加的汽车尾气排放和对周边的噪声影响。

3 价值

3.1 数据基础

项目策划和建筑设计都是基于已搜集的信息，满足当时的需求，但当代社会的高速发展，社会需求的变化时间已远远小于建筑的建设周期，建筑无法及时调整，为此，只有利用建筑运营中的信息反馈，才能跟上社会的不断变化的需求。同样，长期积累的数据信息，反映的需求规律也是最根本和永久性的。

我国20世纪逐步推进的保障性住房，作为惠民工程，为广大低收入居民提供住房，尤其在“十二五”期间，我国计划建设保障性安居工程3600万套。然而，由于使用者的收入有限，大部分没有经济能力再行购买商品房，扩大居住空间，只能将这一套保障房长期生活使用。随着居住者年纪增加，家庭组成也在变化，其中很大一部分住户的小孩在10多年后长大独立，创建自己的家庭，购买自己的房屋，而父母也进入老年。为此，原保障房小区将转化为以老年人为主体的养老社区；同时，因年轻人没有足够的经济实力，他们还将暂时作为新建立的保障房社区主体，但毕竟年轻人经过一定年份的努力，可以有能力改善置换到更大的住房，因而保障房满足的需求就与现阶段有所区别。只有对保障房运营中涉及的信息数据长期统计积累，如年龄结构、家庭组成、经济收入，以及周边社区等信息数据，才能分析保障房居住人群变化影响、流动的概率、需求特点等因素，并更有针对性地有效保障后续建设的保障房满足社会需求，适合可持续发展。

3.2 提高资源利用率、减少资源消耗

在建筑运营过程中，建筑既消耗着社会和自然资源，同时本身也作为资源为社会所消耗，基于建筑运营信息，可以利用数据对比分析，将资源的综合作用最大化，提高资源利用率、减少资源消耗，符合可持续发展的要求。

近些年频频出现某些地方将刚使用几年的建筑拆除，同时还有很多滞销房屋形成了空城、“鬼城”，这都是未对现有城市建筑进行有效信息化管理，只进行简单化的重复建设，而造成建筑、土地、建材等浪费。相对地既有建筑改造，就是结合社会需求信息，综合利用现有建筑资源的方式，减少建筑垃圾，减少拆除、重新建设消耗的资源等。

在建筑运营中，将多方面的建筑运营信息进行汇总统筹，能有效提高资源效率。如城市都存在汽车停车难问题，政府可将各停车场资源统一规划、管理，打破单一区域运营：居民区白天居民都上班，空出大量停车位，可供周边公共建筑使用；夜晚，公共建筑中员工下部，空出的车位则可为周边社区使用。如此就可以提高车库的利用效率，缓解停车难问题，还可以进一步统筹规划新建建筑的停车比例，将室内空间转为他用。同样，也可以将学校这类建筑纳入统筹，在节假日、寒暑假期间为社会提供闲置的教室、体育活动场地等资源，提高利用效率，政府也可相对减少这方面的资源再投入。这些做法都能提高资源利用效率，符合可持续发展要求。

3.3 理论研究的实际检验

“实践是检验真理的唯一标准”，这也是建筑科学研究的判定标准。科学的建筑理论、建筑技术则能保证建筑质量、建筑空间合理化；顺应时代的需求，才能做到可持续化发展。而建筑运营信息化，是用建筑实际的信息数据检验原有的建筑设计理论等方面是否合理有效，为相关的研究提供数据基础，建立更全面、系统、综合的建筑学科研究。

我国夏热冬暖地区的个别城市，认为本地区冬季不冷，建筑外墙不需采用保温设计，仅利用加气混凝土砌块作为外墙填充墙，混凝土热桥位置不设置保温，在建筑节能分析计算中也能满足传热系数的指标要求，建筑照样可以交付使用。然而建筑运营一定时间后，反馈的信息是外墙开裂、渗水、发霉，主要原因就是加气混凝土砌块与无保温混凝土墙面在太阳辐射下，热量传递差距及温度引起的形变过大产生裂缝。这一信息就证明原有的仅片面考虑节能分析计算是不够的，对建筑外墙保温采用的技术措施是有缺陷的，需要调整，否则既增加的建筑维修费用，又影响居民的生活品质，不符合可持续发展的要求。

4 难点

4.1 认知度

建筑项目运作周期中，建筑设计师更关注前期的方案设计，塑造建筑形态、室内空间，反映一定的精神价值，并尽可能以一种相对合理的设计达到在建筑运营中合理节能（尽管不少建筑师是被动地进行这项要求）；在建筑交付使用后，则是选用建筑的照片，宣传自己的设计思想。多数项目投资商更关注项目利润获得的多少和周期；施工单位则是尽量用少投入，获得企业最大收入。现阶段，在项目前期和施工过程中，国家也主要关注此方面，而对于建筑运营阶段的信息数据要求很低；要么还未意识到此方面的价值性，要么以与工作范围无关为由直接忽视，造成建筑运营信息化在整个环节最为欠缺。建筑运营信息化就是能够依靠数据将问题提前暴露出来，如果等到问题积聚到非常严重时，才开始进行调研，获得部分“当时”的数据，这种解决问题的方式可能具有片面性、短期性，无法从根本上解决问题。

4.2 目标

建筑运营信息化的建立是从无到有、从简单到丰富的逐步过程，没有一个相对具体的目标，甚至在早期都无从下手，不知要将什么数据进行信息化的积累，这是因为国内在这方面的工作比较欠缺，经验不足。如在夏热冬冷地区居住建筑中，对建筑围护保温构造的节能应用研究信息，可以是室内外环境参数和建筑构件性能参数，并进一步涉及居住者信息及行为模式，与建筑运行能耗的分类数据等。在建筑围护保温构造与建筑应提供的舒适度、运行能耗之间建立逻辑联系，研究出合理的建筑围护保温构造形式。