郑永超

内容摘要  在城市现代化发展的今天，人们对于生活服务标准及服务质量的要求越来越高，原来单一组网的智能建筑时代必将向综合化、集成化、网络化、智能化的智慧建筑发展，智慧建筑的标准化、市场化成为一种趋势。智慧建筑通过大数据检索、智能AI、人脸识别、光电感测、语音识别等智能终端，通过大数据分析、功能计算、模糊控制等一系列技术手段实现，将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境，通过对建筑物智能化功能的配备，实现高效、安全、节能、舒适、环保和可持续发展的目标。

关键词  智慧建筑 楼宇 安防 家居

1 引言

第一次工业革命是机器代替手工劳动的时代;第二次工业革命人类进入了“电气时代”;20世纪中叶，第三次科技革命以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，是涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。科技的进步使人们对生活品质的追求越来越高，从而智能建筑应运而生，随着今天科技的进一步发展，人们又提出的“智慧建筑”的口号[1]。

2 智能建筑到智慧建筑的发展

“人创造了建筑，人的需求定义了建筑的功能，人的活力决定了建筑的生命”，在20世纪末，智能建筑时代到来，5A智能建筑依托于“安防自动化、消防自动化、楼宇自动化、办公自动化、信息自动化”五大专业，各专业自成体系，依靠科技的力量实现系统管控的自动化和智能化。科技的进一步发展、AI技术的普遍应用、集中控制理念的深入、信息共享协议的标准化，使智慧建筑成为未来建筑的发展趋势。

3 智慧建筑新模型

智慧建筑运用计算机技术、互联网技术、智能AI、多功能平台、自动化控制技术等先进技术将所有分立系统数据整合共享、互联互通、集中运算，以人为中心，实现建筑的智慧控制。智慧建筑改变了传统智能建筑的系统架构，将原来智能建筑中的5大独立系统，整合为一个系统，重新建立了统一系统构架，实现了数据的统一传输、分配、交换，数据的集中处理，各系统的交互响应。智慧建筑系统架构主要为4层：信息采集层、信息传输层、管理调度层、信息匹配与呈现层[2]。

3.1 信息采集层

信息采集层主要是功能系统获取用户需求、环境因素、外部信息，它主要包含用户信息采集、外部信息采集、环境信息采集3种类型。

用户系统采集依托于人工智能、声纹识别、指纹识别、图像传感、智能定位、人工模拟等的智能终端，识别用户信息、用户需求。例如通过人脸识别技术，人们可以知道家中女主回到家。

外部信息采集是依托互联网平台的大数据存储，通过智能检索实现信息的收集，智能AI可以定制主人的喜好，也可以根据主人的历史记录分析主人的喜好，更优化的配置分配资源。通过检索技术，人们可以实时了解各地的新闻、了解人们目的地的天气状况，可以获取最新的电影资讯。

环境信息采集依靠环境传感器，实现定向环境识别，智能建筑发展时代，给人们带来的边界，可以通过传感技术轻松的知道家中的温湿度，可以监控环境的火灾发生情况及时预警，可以实施得至家中水、电、气、暖的使用情况。而智慧家居是在智能家居便捷的同时，把系统传感技术进一步的优化，统一配置、实现数据的共享互联。

3.2 信息传输层

信息传输依托于网络技术及网络协议的进一步统一。互联网技术的高速发展、WiFi的普及、5G技术的推广、局域、广域网络入住千家万户，以及智能网关设备、无线交换设备等的逐步问世，信息的共享与传输逐步跨越了沟壑，开始最大限度的实现的数据的共享。不同设备之间的共享，不同系统之间的共享，需要一个通用的标准来涵盖所有用户的设备[3]。

随着光纤技术的发展，数据传输量大大提高，而5G技术的发展，是移动网络更加便捷，高速发展的网络技术，让人们可以实施观看在雅典的奥运会，可以和家人分享在巴厘岛的旅游度假相册、可以实施监控家中老人的生活起居状况、可以让电梯随叫随到、可以及时知道到访宾客。

3.3 管理调度层

管理调度层是智慧建筑的核心层，作为智慧建筑的智慧大腦，他需要分析所有系统中传回的数据信息，提取可靠信息，摒弃无用信息，对用户的每一个具体需求做出最准确的反馈。智慧控制依托智能控制理论，是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础，扩展了相关的理论和技术，其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。

3.4 信息匹配与呈现

以最大限度地满足用户体验为前提，通过集控，创造宜人家居，科技的发展带给人们更多的舒适和便捷。智慧家居就是让这些科技“活”起来，通过智慧大脑的统一协调分配，终端呈现出的是各系统、各设备的统一协调工作。

4 智慧建筑发展制约

智慧建筑的发展相对缓慢，系统开发的厂家前期未形成统一的标准、后期兼容性等问题比较明显。

（1）智慧建筑系统的分立融合问题，智能建筑的发展，智能家居，智能安防、智能消防等产品的升级换代，但还未跳脱出分立协议的局限，智能家居多采用zigbee、蓝牙、WiFi等协议实现的家居系统集中控制，通过App，语音控制实现。而智能安防系统多为485、CAN，RF433/315、红外等协议通过独立主机，采用移动互联网络实现，系统发展的分立导致系统设备间的数据共享存在问题。

（2）智慧建筑的设计施工标准不完善，系统的普及要求行业中要有现行的标准规范，国内关于智能化系统技术的规范很多，虽然在智能建筑提出后，国家提出诸多标准、规范，但各系统间的融合等问题尚未解决，互联互通仍存在一道需要道德屏障。这些规范普遍功能论述较多，做什么谈得较多，但怎么做不够具体。系统设计施工人员缺少一本类似JGJ/T 16—2018《民用建筑电气设计规范》这样的工具书。

（3）智慧建筑的推广应用势必造成工程成本的增加，现今房地产市场的大起大落，各建设单位在投资方面细之又细，不会去承担未知风险，探索新事物。

5 智慧建筑的未来之路

首先，来设想一下人们心中的智慧建筑：在北方城市的早晨，清晨的第一缕阳光并不能叫醒疲惫的你，但窗帘可以，它们缓缓地分开，晨光在房间缓缓的铺展开来，一束柔和的阳光缓缓地掠过你的脸，你慢慢睁开了朦胧的双眼，耳边响起了著名相声演员郭德纲的声音：“窗前明月光，疑似地上霜，举头望明月，我叫你起床”。随后悠扬欢快的音乐响起，伴随着音乐您伸伸懒腰，开始了新的一天。

所有的这一切都是源于智慧建筑。它通过大数据检索、智能AI、人脸识别、光电感测、语音识别等智能终端，通过大数据分析、功能计算、模糊控制等一系列技术手段实现。

智慧建筑是通過将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境，通过对建筑物智能化功能的配备，实现高效、安全、节能、舒适、环保和可持续发展的目标。

智慧建筑整体解决方案是根据系统工程的原理，为适应不同用户的需求，将计算机技术、通信技术、控制技术、生物识别技术、多媒体技术和现代建筑艺术有机结合，通过对建筑内设备、环境和使用者信息的采集、监测、管理和控制，实现建筑环境的组合优化，从而为使用者提供满足建筑物设计功能需求和现代信息技术应用需求，并且具有安全、经济、高效、舒适、便利和灵活特点的现代化建筑或建筑群。

6 结语

影响智能建筑今后发展的因素较多，但值得特别关注的是，在接下来的发展之路上，智慧建筑必须融入智慧城市建设。智能建筑已经深入的今天，虽然诸多问题延缓了智慧建筑的脚步，但随着科技的不断进度，标准的不断统一，智慧建筑势必成为未来建筑的主要发展方向。

（作者系中铁建置业有限公司 工程师）

【参考文献】

[1]赵学锋.现代智能化建筑的节能技术应用[J].制造业自动化，2011，33（3）：201-203.

[2]牛盛楠，杨现国.浅析绿色智能化建筑的可持续性[J].低压电器，2009（4）：1-3+12.

[3]应健，曾志富.物联网技术在智能化建筑领域的发展[J].智能建筑与城市信息，2012（2）：24-26.