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智能建筑如何走上绿色发展道路

2019-10-12丁勇

中国建设信息化 2019年18期
关键词:智能建筑智能化绿色

文|丁勇

一、我国智能建筑的发展史

在可持续发展观念已成为世界共识的今天,智能建筑也已历经三十多年的发展,呈现出了焕然一新的面貌,各个国家和地区也相继走上了智能建筑的可持续转型之路。我国第一栋智能建筑——北京发展大厦诞生于1984年。早期智能建筑也主要集中在沿海等开放程度较高的地区,后期随着经济的不断发展,趁着改革开放的春风和房地产行业的热潮,智能建筑工程项目如雨后春笋般涌现,一大批卓越的智能建筑建脱颖而出,智能建筑的工程质量不断得到提升,智能建筑也逐步向二、三线城市推进。相关数据显示,中国智能建筑市场规模年均增长率已达到20%,投资量越来越大,甚至逐渐赶超美国和日本。当前国内智能建筑建设量,占全国新建建筑的30%。

图1 智能建筑的五个历史发展阶段

图2 智慧建筑的演变路径

智能建筑中包含各类智能化控制子系统,例如信息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、机房工程等。早期受经济发展水平的制约,智能建筑相关产品和系统主要依赖国外进口,霍尼韦尔、江森、西门子等公司在我国智能建筑市场上占据相当大的比重。但随着多年来我国的政策扶持、技术开发、人才培养等,一大批民族自主品牌已经成立,企业的自主创新能力也在不断加强,智能化子系统的研发制造技术逐步完备。尤其是受到我国安全相关强制性标准的影响,公共安全系统中的火灾自动报警与消防联动系统在智能建筑中的应用最为广泛,技术已处于先进水平。

新时期,随着我国大数据、云服务、物联网、移动互联、BIM 等高新技术的创新发展,智能建筑的关注重点主要集中在“智能”方面,越来越朝着“智慧化”方向演变。关于国内智能建筑的发展历程,比较公认的观点是历经五个阶段,分别是单功能系统阶段、多功能系统阶段、集成系统阶段、智能建筑智能管理系统阶段、建筑智能化环境集成阶段。清华大学王福林则在此基础上,结合时代发展特征,重新总结智能建筑的五个发展阶段,如图1所示。阿里巴巴集团于2017年发布智慧建筑白皮书,其中提到按照建筑的智慧化程度划分,也可以将智能建筑的发展历程分为三个阶段:传统建筑阶段、智能建筑阶段和智慧建筑阶段,如图2所示。

由于我国智能建筑的起步较晚,相较于国际上智能建筑的可持续转型发展,我国智能建筑的发展还处于强调功能化发展的阶段,着重表现在智慧功能的扩展。但是,节能减排已是我国的基本国策,绿色发展也成为我国的五大发展理念之一,因此,智能建筑的可持续转型升级势在必行,是实现我国新型城镇化建设的必然之路。

二、智能建筑绿色发展中的关键问题

历经三十多年的发展,智能建筑进入新的时期。然而在良好的发展形势下,智能建筑不可避免地会出现一些问题。如图3所示,对从事智能建筑领域相关专业人员进行简单调研,了解到当前智能建筑中的智能化系统功能实现状况,约15.3%的智能建筑智能化系统处于基本瘫痪状态,81.4%的智能化系统能实现部分监测显示功能,仅有3.4%的智能建筑运行达到理想效果,能够根据环境、人员和设备的变化,进行优化调控,从而达到绿色环保节能的目的。由此可看,智能建筑的功能实现率还有待提升。

同时,通过该调研还了解到导致该现象的原因,总结主要有以下两点:一是虽然智能化各子系统技术逐渐趋于成熟,但系统集成尚待完善。智能化子系统一般由不同的厂商提供,再加上系统采用的通信协议和通信技术的不同,导致各系统之间难以实现统一的调度和管控。解决各智能化子系统之间的互联性和互操作性问题,针对建筑物的运营及管理目标,构建一个统一的信息平台,以多种类智能化信息集成方式,形成具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能的系统,是当前智能化集成架构急需解决的问题。二是智能建筑工程各环节精准度不够,尤其是后期运营维护不受重视。一方面,设计、施工、调适、运营、维护等环节精细度不够。受到当前大环境的影响,建筑的交付周期较短,纵使有精细化的设计,但后期的施工、调适等环节受工期的制约,使系统部分功能与设计不一致甚至缺失,导致系统在运营时达不到预期目标。另一方面,大多数建筑的智能化系统维护和管理多被小区的物业管理人员甚至是安保人员接手,其中大多数人员缺乏专业素养,不理解系统的操作界面和操作管理,无法根据外界环境的动态改变来实时调整系统运行状态,更不会对系统定期进行调适和保养,一旦系统出现故障,更不会进行进一步的维修解决问题。

正是由于这些原因,常常导致智能建筑出现建筑能耗偏高、系统性能不稳定、环境调控效果不理想等现象,而这些问题是智能建筑绿色发展道路上的“拦路虎”,使得智能建筑的发展与“绿色”背道而驰。

图3 智能建筑的功能实现现状

三、智能建筑的绿色发展

目前在我国,“智能”和“绿色”还是两个相对独立的板块,但是也逐渐呈现出相互渗透的趋势。《智能建筑设计标准》GB 50314-2015中定义智能建筑是以建筑物为平台,基于对各类智能化信息的综合应用,集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体,具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力,形成以人、建筑、环境互为协调的整合体,为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。《绿色建筑评价标准》GB 50378 第三版(尚未正式发布)中定义绿色建筑为在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,最大限度地实现人与自然和谐共生的高性能建筑。智能建筑关注不同类型建筑的功能需求,开始强调“以人为本”的可持续思想。绿色建筑关注不同年龄层次人群对建筑的需求,更加强调建筑的安全耐久性、健康性及智能化特性。

辩证性分析建筑“绿色”与“智能”的关系,智能建筑是绿色建筑的技术支撑,绿色建筑是智能建筑的最终目的。当前的智能建筑还缺少“绿色”的特征,真正的绿色智能建筑应该是建立在信息技术的基础上、具有人和自然高度和谐、平衡共生的绿色建筑,是注重经济效益、安全、环保和人文关怀的、且具有时代特征的高新技术的绿色建筑。因此,主要的发展内容包括重视能源资源的集约化利用、重视室内环境的舒适健康、重视智能建筑的绿色运营等三个方面。

四、智能建筑绿色发展的建议

实现智能建筑的绿色发展,离不开多方位、全体系、系统性的战略规划,覆盖技术标准体系、监督管理机制、技术产业支撑、经济激励政策、人员培养体系、能力建设和宣传培训等多方面内容。这里简单选取几点重点阐述。

1.绿色发展 标准先行

智能建筑的绿色发展离不开标准的建立,当前智能建筑和绿色建筑的标准体系是相互脱离的,两者并未有效的融合。智能建筑的绿色发展,应建立覆盖设计、施工、验收和运营等全寿命周期的标准体系。标准体系的建立主要可以考虑以下几个方面:第一,着重智能建筑的绿色运营;第二,开拓既有建筑的绿色智能化改造领域;第三,提升绿色智能建筑标准的国际化水平。

2.信息技术的应用落地

随着科学技术的发展,智能建筑的含义不断拓宽,上到智慧城市的建设,小到智能家居的研发,以信息化技术促进智能建筑的绿色发展,是未来智能建筑发展的重要趋势。

物联网、大数据、云服务、BIM 等技术对传统的智能建筑体系和架构提出了挑战,基于物联网的智能建筑、建筑的远程运维监管服务、扁平化的智能建筑感知架构等都是这些新概念的具体应用落地,加强成果转化,为智能建筑的绿色长远发展提供新的动力。

3.人员的培训管理

“绿色”和“智能”是一个多专业协调配合的工作,专业集成度高,要求从业人员具备良好的专业素养。不论是设计、施工还是运营管理人员,都要与时俱进,不断更新专业知识,提升理论水平和实践能力。因此,对就业人员开展多种形式的再教育工作是非常有必要的。例如,加强相关标准的宣贯,举办相关软件、资格认证的培训班,定期举办跨学科的知识讲座或者经验分享交流会举办各种形式的专业比赛激励从业人员提升技能。

此外,除了对从业人员进行宣传和教育,也十分有必要对普通大众进行知识的普及,宣传绿色智能建筑的重要性,鼓励建筑使用者践行绿色低碳的理念,学会并力所能及地使用智能化系统,调节控制室内环境,最终实现控制节能,增强幸福感和获得感。

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