建筑智能化在綠色建筑體系中的應(yīng)用研究

邵申俊

(上海華東發(fā)展城建設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司,上海 200336)

近幾年來(lái),智能建筑和綠色建筑成為建筑的主要發(fā)展方向。綠色建筑的推行改變了當(dāng)前建筑業(yè)的低效率、高投入、高污染的建造模式,使得在建筑整個(gè)生命周期最大限度地節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境,做到人與建筑和諧共處、持續(xù)發(fā)展。而智能建筑是以建筑為平臺(tái),集建筑技術(shù)和系統(tǒng)、服務(wù)、管理等信息技術(shù)及其優(yōu)化組合為一體,為使用人員提供安全,便捷,節(jié)能,健康的建筑環(huán)境。建筑是智能化的平臺(tái),在國(guó)家大力推廣節(jié)能環(huán)保的背景下,建筑正朝綠色生態(tài)的方向發(fā)展,建筑智能的內(nèi)容、技術(shù)和內(nèi)涵都會(huì)隨之發(fā)展,因此,智能建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用綠色的理念和方法,將智能技術(shù)的應(yīng)用范圍整個(gè)建筑生命周期之中,擴(kuò)大到綠色生態(tài)設(shè)施和新能源的監(jiān)測(cè)和管理

1 建筑智能化概述

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,建筑的“智能化設(shè)計(jì)”的概念并不確定,智能化設(shè)計(jì)也不會(huì)處于一個(gè)恒定的層次。在美國(guó),智能建筑研究院對(duì)智能建筑的定義是：必須滿足建筑系統(tǒng),結(jié)構(gòu),服務(wù)和管理四個(gè)基本需求,同時(shí)優(yōu)化其需求見(jiàn)的內(nèi)在關(guān)系,提供一個(gè)合理,有效,便利和寬松的環(huán)境[1]。歐盟智能建筑定義的智能建筑是：實(shí)現(xiàn)智能建筑自身資源的有效管理,在降低維護(hù)成本的前提下,用戶可以最大限度地提高效率[2]。國(guó)際智能工程學(xué)會(huì)將智能建筑定義為：滿足用戶需求,實(shí)現(xiàn)高效,安全,舒適,節(jié)能的要求,同時(shí)具有構(gòu)建功能和信息技術(shù)的靈活性[3]。而我國(guó)智能建筑的解釋為：建筑智能建立在建筑的基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)建筑施工設(shè)備的自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)管理的最佳組合,建筑環(huán)境以人為本[4]。

智能建筑技術(shù)是自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)信息等高科技與建筑技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,為生活提供了極大的安全性,舒適性和便利性,改變了人們的生活觀念和居住質(zhì)量。隨著中國(guó)智能建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展,預(yù)計(jì)到2020年,中國(guó)的智能建筑市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到24萬(wàn)億日元,約占全球總量的三分之一[5]?？傮w來(lái)看,中國(guó)的建筑智能化建設(shè)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展的軌道。

2 全生命周期中的建筑智能應(yīng)用

綠色建筑體系關(guān)注建筑的整個(gè)生命周期,所以智能化應(yīng)全面體現(xiàn)在綠色建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì),施工和運(yùn)營(yíng)管理三個(gè)階段,以保證實(shí)施運(yùn)行的健康,舒適,低消耗和無(wú)害。

2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)階段

根據(jù)綠色建筑的要求,規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括節(jié)地和室外環(huán)境、節(jié)能和能源利用、節(jié)水和水資源利用、節(jié)材和材料資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。在室外環(huán)境綠化中,實(shí)施智能灌溉系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)土壤中水分的含量實(shí)施灌溉,既滿足綠化需要,又節(jié)約水資源。在節(jié)能和能源利用方面,采取自動(dòng)化遮陽(yáng)措施可以很大程度的降低空調(diào)耗能,智能遮陽(yáng)板和電動(dòng)百葉窗在算法控制下隨日照的采集參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板和百葉窗的角度,滿足建筑物的日光的同時(shí)避免因太陽(yáng)光照射而增加室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗[6]。同時(shí)能耗的測(cè)量和監(jiān)測(cè)是構(gòu)建智能節(jié)能技術(shù)的重要組成部分,也是節(jié)能監(jiān)測(cè)管理的有效手段。

2.2 施工階段

施工技術(shù)要點(diǎn)包括減少環(huán)境負(fù)荷、保護(hù)水文環(huán)境、降低能耗,提高能源效率、提高用水效率、使用綠色建筑材料等。智能建筑技術(shù)不僅在建筑節(jié)能和節(jié)水方面發(fā)揮作用,而且在建筑信息管理中具有獨(dú)特功能。施工項(xiàng)目管理體系中包括施工的質(zhì)量管理,進(jìn)度管理,投資管理等[7]。建筑智能化體系就體現(xiàn)在建筑施工過(guò)程的信息化管理,信息化體系是利用現(xiàn)代信息技術(shù)高效地整合,處理,傳遞和共享管理過(guò)程中需要處理的實(shí)時(shí)信息,使施工活動(dòng)和項(xiàng)目管理活動(dòng)更加的快捷直觀,不斷提高施工管理科學(xué)管理水平。

2.3 運(yùn)行和維護(hù)階段

運(yùn)營(yíng)管理階段的智能化技術(shù)要點(diǎn)包括管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),資源管理,消耗品管理,綠化管理和廢物管理等[8]。管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是建立運(yùn)行管理網(wǎng)絡(luò),監(jiān)測(cè)各種能耗和環(huán)境質(zhì)量,提高物業(yè)管理的服務(wù)水平和質(zhì)量,建立預(yù)警機(jī)制和突發(fā)事件應(yīng)急處理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。建筑智能集成系統(tǒng)對(duì)節(jié)能和節(jié)水管理、監(jiān)測(cè)環(huán)境質(zhì)量,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)變化通過(guò)圖表等形式直觀顯示,并及時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)提供報(bào)警。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各項(xiàng)能耗,統(tǒng)計(jì)環(huán)境質(zhì)量狀況,優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行情況,實(shí)現(xiàn)不同控制系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng),合理配置能源使用量和用水量,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。通過(guò)施工設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控施工設(shè)備的運(yùn)行情況,記錄作業(yè)時(shí)間,并根據(jù)記錄所數(shù)據(jù)制定設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,提高物業(yè)管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

3 應(yīng)用現(xiàn)有障礙

3.1 技術(shù)和人才障礙

建筑智能化的推廣和技術(shù)、人才密不可分,建筑智能化技術(shù)涉及領(lǐng)域較多,具有相當(dāng)高的技術(shù)門(mén)檻。智能化建筑公司作為技術(shù)密集型企業(yè)涉及廣泛的業(yè)務(wù),更需要依仗更高質(zhì)量的項(xiàng)目設(shè)計(jì),施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員。另外,隨著“云計(jì)算”,大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)需要學(xué)習(xí)新概念,掌握新技術(shù),這就對(duì)智能公司建設(shè)的研發(fā)能力提出了新的要求。但是,人才的融合和培訓(xùn)需要較高的資金成本和時(shí)間成本。

3.2 資本障礙

智能建筑公司屬于技術(shù)密集型企業(yè),技術(shù)創(chuàng)新需要不斷投資于研發(fā)。因此,對(duì)于財(cái)力較弱的企業(yè)來(lái)說(shuō),財(cái)務(wù)壁壘阻礙成了其進(jìn)入大型高端建筑智能化領(lǐng)域的重要障礙之一。同時(shí),隨著智能建筑的普及,越來(lái)越多的大型項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng),招標(biāo)人對(duì)投標(biāo)企業(yè)的資金實(shí)力提出了更高的要求。對(duì)于中標(biāo)企業(yè)來(lái)說(shuō),工程承包,設(shè)備采購(gòu)等方面需要大量資金支出,甚至部分項(xiàng)目需要進(jìn)行墊資,企業(yè)需要充分的財(cái)務(wù)擔(dān)保,所以項(xiàng)目數(shù)量和規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)建筑智能化公司建財(cái)務(wù)實(shí)力也提出了更高的要求。

3.3 資質(zhì)障礙

2006年起,建設(shè)部頒布了《建筑智能化工程設(shè)計(jì)與施工資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》行業(yè)規(guī)范,對(duì)建筑智能化企業(yè)進(jìn)行了規(guī)范[9]。規(guī)定了從業(yè)公司的資質(zhì)、技術(shù)條件、技術(shù)裝備和管理水平以及業(yè)務(wù)承攬范圍,同樣構(gòu)成其他公司進(jìn)入智能建筑行業(yè)的障礙。

4 總結(jié)展望

智能技術(shù)不僅是綠色建筑的技術(shù)要點(diǎn)之一,在綠色建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)管理中也發(fā)揮著十分重要的作用,隨著國(guó)家大力推廣綠色建筑理念,建筑智能化的內(nèi)涵應(yīng)也應(yīng)隨之?dāng)U大,對(duì)綠色生態(tài)設(shè)施和新能源的監(jiān)測(cè)和管理,同時(shí),將智能化技術(shù)與節(jié)能技術(shù),并與建筑技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái),將是近期熱門(mén)的研究方向。