現(xiàn)代智能建筑發(fā)展趨勢(shì)探析

楊鳳飛

摘 要:詳盡的解釋了智能建筑的定義、結(jié)構(gòu)、功能。展望未來(lái),智能建筑將成為建筑革命的先聲,成為21世紀(jì)的重要產(chǎn)業(yè)部門,并帶動(dòng)其它行業(yè)的發(fā)展,乃至成為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)與文化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

關(guān)鍵詞:智能建筑;信息化;社會(huì)背景;網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào):G267文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)18-0279-02

1 現(xiàn)代智能建筑概述

信息技術(shù)使人們的生產(chǎn)、生活等方式發(fā)生了巨大變化,作為人居住和活動(dòng)場(chǎng)所的建筑物要適應(yīng)信息化帶來(lái)的變化,智能建筑的產(chǎn)生和發(fā)展是必然趨勢(shì)。智能大廈的內(nèi)涵有如下定義:(1)位于華盛頓特區(qū)的“智能大廈研究機(jī)構(gòu)”對(duì)IB的定義 :“智能大廈是人們通過(guò)對(duì)建筑物的四個(gè)基本要素—結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化分析,提供一個(gè)投資合理、效率又高的舒適、溫馨、便利的環(huán)境?！?2)美國(guó)智能建學(xué)會(huì)(AIBI,American Intelligent Building Institute)定義“智能建筑”是將結(jié)構(gòu) 、系統(tǒng)、服務(wù)、運(yùn)營(yíng)及其相互聯(lián)系全面綜合,并達(dá)到最佳組合,所獲得的高效率、高功能與舒適性的大樓。(3)日本的建筑學(xué)界強(qiáng)調(diào)IB就是高功能大樓,是方便有效地利用現(xiàn)代信息與通信設(shè)備,并利用樓宇自動(dòng)化技術(shù),具有高度綜合管理功能的大樓。(4)新加坡規(guī)定IB必須有三個(gè)條件:一是具有保安、消防與環(huán)境控制等先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng),以及自動(dòng)調(diào)節(jié)大廈的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設(shè)施,以創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境;二是具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,使數(shù)據(jù)在大廈內(nèi)進(jìn)行流通;三是提供足夠的對(duì)外通信設(shè)施與能力。(5)我們的認(rèn)識(shí):IB 是以建筑為平臺(tái),利用系統(tǒng)集成方法,將智能型計(jì)算機(jī)、通信及信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合,通過(guò)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控,對(duì)信息資源的管理和對(duì)使用者的信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合,所獲得的投資合理,適合信息社會(huì)需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活更具人情化的建筑物。

2 智能建筑的構(gòu)成和功能

(1)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)智能大廈中的暖通、空調(diào)、電力、照明、給排水、消防、電梯、停車場(chǎng)、廢物處理等機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)、科學(xué)管理和維護(hù)保養(yǎng)。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通常包括以下三個(gè)子系統(tǒng):建筑物管理子系統(tǒng)、安全保衛(wèi)子系統(tǒng)、能源管理子系統(tǒng)。

(2)通信自動(dòng)化系統(tǒng)。通信網(wǎng)絡(luò)是建筑物的“中樞神經(jīng)”。有各種通信設(shè)備、線路、計(jì)算機(jī)軟件組成。是傳送話音、數(shù)據(jù)和圖像的基本通信網(wǎng)絡(luò)。包括實(shí)現(xiàn)樓層間各種終端、微機(jī)、工作站之間通信的樓層局域網(wǎng)、溝通樓群或樓內(nèi)計(jì)算機(jī)與樓內(nèi)各個(gè)局域網(wǎng)間通信聯(lián)系的樓群或樓內(nèi)高速主干網(wǎng)以及公共信息資源網(wǎng)。

(3)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。智能大廈中要處理行政、財(cái)務(wù)、商務(wù)、檔案、報(bào)表、文件等管理業(yè)務(wù)及安全保衛(wèi)業(yè)務(wù)。

(4)智能建筑的系統(tǒng)集成中心。它具有各個(gè)智能化系統(tǒng)信息總匯和各類信息綜合管理的功能:①匯集大廈內(nèi)外的各種信息,接口界面要標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、以實(shí)現(xiàn)各職能系統(tǒng)之間的信息交換及通信協(xié)議。②對(duì)大廈各個(gè)職能化系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理;③對(duì)大廈內(nèi)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理,必須具有很強(qiáng)的信息處理能力及數(shù)據(jù)通信能力。

(5)綜合布線系統(tǒng)。它為整個(gè)大廈的光電信息傳輸提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、傳輸介質(zhì)統(tǒng)一、布線結(jié)構(gòu)一致的通道,適應(yīng)多種信息的傳輸,管理配置靈活,維護(hù)方便。通常由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)及大廈室外連接子系統(tǒng)六個(gè)部分組成,與傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)比較,有著許多的優(yōu)越性,主要表現(xiàn)為它的兼容性、開(kāi)放性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。

3 智能建筑產(chǎn)生的背景

20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的巨大變化。白領(lǐng)階層的增加,人們對(duì)辦公環(huán)境的好壞也愈加重視。依賴于大量享有高薪的辦公人員提供服務(wù)而運(yùn)行的經(jīng)濟(jì),無(wú)法承受辦公費(fèi)用高漲而功率低的狀態(tài)。這一矛盾必然要由適用于信息化社會(huì)的手段來(lái)處理。智能建筑的產(chǎn)生為解決這一問(wèn)題展開(kāi)了廣闊前景,尤其是其通信及辦公自動(dòng)化系統(tǒng),大大提高了辦公效率。20世紀(jì)80年代以后,由于高技術(shù)的沖擊,給一些發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了活力,同時(shí)也面臨著基礎(chǔ)設(shè)施落后和獎(jiǎng)金匱乏等問(wèn)題,這就出現(xiàn)了一些原來(lái)由政府投資的交通、通信等項(xiàng)目,向民間和國(guó)外開(kāi)放,出現(xiàn)了“建筑—經(jīng)營(yíng)—轉(zhuǎn)讓”方式。1984年美日通信和電信業(yè)開(kāi)始改革并全面開(kāi)放、大幅度自由化。尤其是20世紀(jì)90年代冷戰(zhàn)結(jié)束,大批高技術(shù)軍工企業(yè)實(shí)現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”,使得信息技術(shù)市場(chǎng)上出現(xiàn)如火如荼的競(jìng)爭(zhēng)格局。所有這些都為信息社會(huì)的完善和智能建筑的出現(xiàn)創(chuàng)造了社會(huì)條件。

4 智能建筑的發(fā)展趨勢(shì)

在信息社會(huì)中,人們對(duì)于現(xiàn)代建筑的概念也在發(fā)生變化,傳統(tǒng)建筑提供的服務(wù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)和工作環(huán)境等方面的要求。智能大廈的出現(xiàn),使得一幢幢樓變成一個(gè)小社會(huì),其內(nèi)部有眾多的小公司,各種商業(yè)的活動(dòng)行為要求數(shù)以兆計(jì)的信息和控制指令進(jìn)出整座大廈。智能大廈把建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理等基本要素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合,從而提供一個(gè)投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的信息化,“智能大廈”這一術(shù)語(yǔ)逐漸在建筑業(yè)流行起來(lái),在國(guó)內(nèi)的樓宇建設(shè)中正流行一股“智能化”的熱潮。許多房地產(chǎn)商在廣告宣傳時(shí),將其大名必冠以“智能化”或“5A甲級(jí)智能大廈”。但大廈的“智能化”并不僅僅是建設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的綜合布線系統(tǒng),更不是時(shí)髦的頭銜能隨便加在自己頭上。我們必須對(duì)智能大廈有一個(gè)全面、綜合、深入的認(rèn)識(shí),這對(duì)于設(shè)計(jì)者、使用者乃至發(fā)展商都是非常重要的。智能大廈發(fā)展史,是一個(gè)從監(jiān)控到管理的發(fā)展過(guò)程,也是樓宇設(shè)備監(jiān)控的演變史。早期的超高層大樓一般設(shè)備非常多,諸如空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、停車場(chǎng)系統(tǒng)等各種專業(yè)系統(tǒng)同時(shí)共存。操作和控制這些系統(tǒng),僅靠中央臨近室很難實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代,微電腦技術(shù)的崛起再加上信號(hào)傳統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步,基本上實(shí)現(xiàn)了所有設(shè)備都可以顯示于大樓內(nèi)的中央監(jiān)控室,并且較容易地進(jìn)行操作和管理,從而提高了效率。1984年,美國(guó)康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進(jìn)行了改造,建成了稱之為(City Place)的大廈,從此誕生了世界公認(rèn)的第一座智能大廈。它是時(shí)代發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物;為了適應(yīng)信息時(shí)代的要求,各高科技公司,紛紛建成或改建具有高科技裝備的高科技 大樓(HI-Tech.Building),如美國(guó)國(guó)家安全局和五角大樓等;同時(shí),高科技公司為了增強(qiáng)自身的應(yīng)變能力,也對(duì)辦公或研究環(huán)境進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)。日本第一次引進(jìn)智能大樓的概念。近十年來(lái)建成了野村證券大廈、安田大廈、KDD通信大廈、NEC總公司大樓 、ARK森大樓、本田青山大樓。日本是對(duì)IB進(jìn)行全面的綜合研究并提出有關(guān)理論和進(jìn)行實(shí)踐的最具代表性的國(guó)家之一。1995年底日本還成立了國(guó)家智能建筑專業(yè)委員會(huì)。據(jù)有關(guān)估測(cè),美國(guó)的智能大廈將超萬(wàn)幢,日本和泰國(guó)新建大廈中的60%為智能大廈。美國(guó)也宣稱1995年以后要大幅度增加智能大廈的比例。中國(guó)的第一座智能大廈被認(rèn)為是北京的發(fā)展大廈。此后 ,相繼建成了一批準(zhǔn)智能大廈如深圳的地王大廈、北京西客站等,上海證券大廈的智能建筑的全部弱電工程由美國(guó)一家工程公司承包?？傊?進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,智能大廈蓬勃發(fā)展,步美、日之后塵,法國(guó)、瑞典,英國(guó)等歐洲國(guó)家以及香港、新加坡等地的智能大廈如雨后春筍般地出現(xiàn)。

未來(lái)的智能建筑發(fā)展將體現(xiàn)如下顯著特征:(1)多學(xué)科、多技術(shù)相互滲透。如虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、生物電子工程、仿生學(xué)、生態(tài)學(xué)等新技術(shù),使智能建筑有新的功能。(2)多個(gè)系統(tǒng)的相互交叉融合。智能大廈的三個(gè)系統(tǒng)不久就可以結(jié)合一個(gè)系統(tǒng)。(3)智能大廈群體化;未來(lái)將發(fā)展智能化建筑群。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化城市和國(guó)家。(4)智能建筑是可持續(xù)發(fā)展的建筑、其內(nèi)涵:高功能建筑、綠色建筑、健康建筑、生態(tài)建筑。

智能建筑將成為建筑革命的先聲,成為21世紀(jì)的重要產(chǎn)業(yè)部門,并進(jìn)而帶動(dòng)其它行業(yè)的發(fā)展,乃至成為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)與文化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。