互聯(lián)網(wǎng)+與建筑智能化

王志海,顧進

（中江國際集團公司，江蘇 南京 210008）

1 建筑智能化產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀

20世紀80年代， 美國人建造出世界第一棟智能大廈，建筑智能化產(chǎn)業(yè)從此誕生。 這座大廈位于美國康涅狄格州的哈特福特市，配有語言通信、文字處理、電子郵件、市場行情信息、科學計算和情報資料檢索等服務，實現(xiàn)自動化綜合管理，大樓內(nèi)的空調(diào)、電梯、供水、防盜、防火及供配電系統(tǒng)等都通過計算機系統(tǒng)進行有效控制。 此后，日本、西歐、東歐紛紛開始研究、設計、建設、發(fā)展智能建筑。 建筑智能化的誕生成為建筑史上的重要里程碑。

智能建筑的誕生離不開計算機技術的發(fā)展，計算機讓一個沒有任何生命特征的物體有了思維，變得智能，讓一群孤立的物體建立起聯(lián)系。 從這個意義上講，“計算機+建筑=智能建筑”。

從第一棟智能建筑誕生至今的30余年中，建筑智能化發(fā)展突飛猛進。 5A寫字樓、6E辦公區(qū)、綠色大廈、平安社區(qū)等，都將建筑（群）描繪出一副高大上的宜居藍圖。 然而事實上，智能建筑發(fā)展到今天仍然有很多問題。

（1）建筑的智能僅限于本建筑，在智慧社區(qū)、智慧城市作為國家重點發(fā)展的今天，智能建筑無法與上級管理平臺對接。

（2）智能建筑內(nèi)的子系統(tǒng)間缺乏智能聯(lián)動，智能程度不足，即使有IBMS來解決這個問題，但是聯(lián)動設計不足，難以滿足新問題的應對。

（3）智能建筑的各系統(tǒng)設備落后，很多智能化系統(tǒng)僅是擺設。 例如安防系統(tǒng)、很多場所的監(jiān)控系統(tǒng)，完全不能滿足系統(tǒng)建設的期望。 所依賴的視頻和紅外等技術，很容易被繞過。 人們對安防的依賴更多的是對人的依賴，而不是設備，智能設備形同虛設。

（4）新技術日新月異，以往的智能建筑不再智能， 系統(tǒng)與設備的軟硬升級無人甚至無法去做；即使是新建筑，設計方案仍然是老教條，尤其是面向行業(yè)的設計，缺乏創(chuàng)新性技術整合。

（5）相關規(guī)范不完善。 《智能建筑設計標準》（GB50314-2006）正式版已發(fā)布10年，仍沒有新的正式版本出爐。

在新常態(tài)、新形勢、新機遇、新發(fā)展、新挑戰(zhàn)的今天，建筑智能化產(chǎn)業(yè)需要再一次飛躍。

2 互聯(lián)網(wǎng)+的含義

‘互聯(lián)網(wǎng)+’用兩個詞來形容最為貼切，即：跨界、融合。

跨界，一是“互聯(lián)網(wǎng)”本身已不只是一個網(wǎng)絡應用，它要跨出自身的行業(yè)，挖掘、創(chuàng)新出新的棲身地；二是與互聯(lián)網(wǎng)對應的新技術，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等，也要在各行各業(yè)尋找應用點。融合是跨界的結果，融合的結果是創(chuàng)新的應用。

互聯(lián)網(wǎng)+不是一個單純的技術， 而是一個理念，它面向的不只是一個固定的行業(yè)，而是一次新技術與各個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的整合。 互聯(lián)網(wǎng)+使互聯(lián)網(wǎng)逐漸跳出一個行業(yè)的范疇，成為國民經(jīng)濟的一大新引擎。

3 互聯(lián)網(wǎng)+助力建筑智能化產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在互聯(lián)網(wǎng)+的時代，每個行業(yè)、企業(yè)都要找到自己的“互聯(lián)網(wǎng)+”，建筑智能化行業(yè)也不例外。 建筑智能化正處于急需新飛躍的當口，而這個飛躍的實質(zhì)， 正是要將新技術整合到傳統(tǒng)的建筑智能化中，形成新的智能建筑，稱之為感知建筑。 圖1顯示了建筑發(fā)展的技術特征。

圖1 建筑發(fā)展的技術特征

在智能建筑誕生之前，建筑只是土木工程。 計算機、網(wǎng)絡、電話、自動化技術助力土木建筑發(fā)展成為智能建筑，5A成為現(xiàn)代智能建筑的標志和特征，同時，智能建筑的發(fā)展也遇到了瓶頸，迫切需要新的助力。 互聯(lián)網(wǎng)+融合了移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術，為智能建筑帶來新的生機。筆者將公式寫為：“互聯(lián)網(wǎng)+智能建筑=感知建筑”。這里的“感” 意味著感覺， 是物聯(lián)網(wǎng)技術的體現(xiàn)，“知”是傳遞與識別，是互聯(lián)網(wǎng)技術的體現(xiàn)，感知建筑以云計算、大數(shù)據(jù)為技術承載和運轉(zhuǎn)引擎，為建筑的智能化產(chǎn)業(yè)帶來創(chuàng)新的契機。

3.1 基于互聯(lián)網(wǎng)+的分級式統(tǒng)一建筑管控平臺

這個平臺徹底解決了建筑對外接口互通、對內(nèi)共享聯(lián)動的問題。 平臺架構如圖2所示。

圖2 分級式統(tǒng)一建筑管控平臺

統(tǒng)一管控平臺分為兩級， 上級為總控平臺，下級為分控平臺， 總控平臺總體協(xié)調(diào)與智慧城市、智慧園區(qū)的信息共享和資源調(diào)度、信令控制，分控平臺承擔了向上將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪?，接收來自總控的指令和信息；向下雙向?qū)虞d體內(nèi)部的各種物聯(lián)網(wǎng)信息，完成信息管理、設備管理、應急響應與統(tǒng)一指揮調(diào)度在內(nèi)的多種業(yè)務與處理。分級統(tǒng)一管控平臺系統(tǒng)可以應用于城市級跨領域的智慧管控，也可以應用于區(qū)域級同領域內(nèi)不同系統(tǒng)間的管控。

統(tǒng)一管控平臺整合了移動互聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術，完成了建筑間、系統(tǒng)間的互通，豐富了包括異地終端和移動終端在內(nèi)的監(jiān)管控方式，同時融合了包括IBMS、樓宇自控系統(tǒng)、建筑信息模型（BIM）在內(nèi)的各級管控系統(tǒng)， 使感知建筑成為一個相互關聯(lián)、完整協(xié)同的有機體，使系統(tǒng)信息高度共享，資源合理分配，提高系統(tǒng)效率，克服以往因各應用系統(tǒng)獨立操作、各自為政的“信息孤島”現(xiàn)象。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)助力感知建筑成為有“感覺”的建筑

物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。但這個定義沒有給出實質(zhì)性的含義。創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)的目的并不是物物相連，相連只是網(wǎng)絡的狀態(tài)和用于感知的手段。 從應用層面出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)應該是感知、判斷和處理。與其他網(wǎng)絡不同，物聯(lián)網(wǎng)不僅為人類服務，而且是自覺主動的服務。

物聯(lián)網(wǎng)推動建筑智能化發(fā)展表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）智能建筑的數(shù)十個子系統(tǒng)均可以使用傳感聯(lián)網(wǎng)技術。 如建筑設備監(jiān)控、紅外視頻監(jiān)控、門禁、一卡通、三表遠傳、智能家居等。

（2）面向行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)設計，將智能判斷成功率大大提升。 例如用于安防系統(tǒng)的靜脈鑒別、虹膜識別技術，為金融行業(yè)提供了極大安全保障。

（3）物聯(lián)網(wǎng)可以基于IP的網(wǎng)絡特性幫助建筑智能化系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化控制。

3.3 互聯(lián)網(wǎng)+使建筑節(jié)能面臨新篇章

無論我們生活的環(huán)境需要節(jié)能減排，還是從建筑運營維護需要節(jié)能減支，建筑作為人類工作生活最密集的地方，都需要考慮節(jié)能問題。 發(fā)達國家在智能建筑設計中，融入綠色設計的理念，將建筑智能化設計和建筑綠色設計方法結合在一起，通過建筑智能化技術的應用，實現(xiàn)綠色建筑節(jié)約、環(huán)保、生態(tài)的全面建設目標。

建筑節(jié)能主要通過兩種途徑來實現(xiàn)，技術和管理。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)廣泛應用在節(jié)能技術中，出現(xiàn)了諸如空調(diào)智能化的技術，新的技術和理念仍然在百花齊放。 管理是實現(xiàn)節(jié)能的重要手段，例如業(yè)界知名的PMV算法， 就是一種用于管理的方法?；ヂ?lián)網(wǎng)+的引入使管理更加智能、便捷、準確，通過綜合能耗的數(shù)據(jù)采集和分析，使用單點多時刻曲線對比，建立能耗數(shù)據(jù)報表，使用移動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術進行分析對比，即可對當前的節(jié)能管理措施給出一個評判，再通過合適的軟件工具，能耗管理解決方案會隨之產(chǎn)生。

3.4 互聯(lián)網(wǎng)+使BIM融合建筑運維成為亮點

目前，BIM主要用于建筑項目的規(guī)劃、 設計與施工管理，在建筑全生命周期中占最大份量的運營階段中，BIM應用的開發(fā)非常有限，主要是BIM數(shù)據(jù)過于龐大， 真正能在運維階段使用的只占小部分。這樣的狀況其實和建模時設定的目標有關，對以自建自用為目的業(yè)主，一旦使用BIM設計，在建模時就會考慮到運維階段的使用，使BIM的價值可以繼續(xù)發(fā)揮。 而其他目的的業(yè)主，使用BIM只是緣于建設難度，往往不會考慮運維，并且未來的物管公司是否需要BIM尚且未知。

無論什么目的建筑，如果BIM能夠緊密的耦合在運維階段， 那么運維的效果和功能會大大提升，充分體現(xiàn)智能物業(yè)的能力。 在互聯(lián)網(wǎng)+的前提下，以云計算技術為基礎， 將BIM與建筑設施管理（FM）、集成樓宇管理系統(tǒng)綜合應用，把傳統(tǒng)建筑內(nèi)獨立運行及操作的各類設施與設備，匯集到統(tǒng)一的基于BIM 3D可視化模型的建筑物業(yè)及設施管理平臺上，實現(xiàn)統(tǒng)一的設施管理、設備監(jiān)控、樓宇各系統(tǒng)管控的聯(lián)動和可視。 移動互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，可以將這一運用擴展到異地終端、移動終端，從而極大提高便利性和功能性。互聯(lián)網(wǎng)+應用，使BIM成為大型建筑智能運維的必備數(shù)據(jù)模型。

4 互聯(lián)網(wǎng)+在智能建筑應用中的問題

互聯(lián)網(wǎng)+為建筑智能化產(chǎn)業(yè)帶來新希望，但目前仍存在一些應用問題。

（1）理念多產(chǎn)品少。 目前真正能用于實現(xiàn)高端智能化的產(chǎn)品，無論數(shù)量還是質(zhì)量都存在問題。 很多想法僅處于理念階段，缺少現(xiàn)實可用的產(chǎn)品。 建筑是一項耗資巨大的工程，沒有業(yè)主主動想去嘗試一些沒有案例、沒有產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的新理念，而沒有應用又會對產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化帶來困境。

（2）產(chǎn)業(yè)標準化和國家導向性政策缺乏。 感知建筑需要嘗試和支持，但在國家出臺標準和政策之前，人們?nèi)孕杩渴袌鲂嵊X引領。