智能建筑指數(shù)
——智能建筑的綜合評(píng)價(jià)方法

梁華梅

(中設(shè)安泰(北京)工程咨詢有限公司，北京100044)

1 傳統(tǒng)“智能建筑”的定義

用“智能”一詞來描述建筑，最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代初的美國。對(duì)于“智能建筑”的定義，不同的國家和地區(qū)各不相同，概略如下。

歐洲(歐洲智能建筑集團(tuán)EIBG):智能建筑創(chuàng)造了一個(gè)使建筑使用者效率最大化的環(huán)境，用最少的硬件和設(shè)施投入，達(dá)到有效的能源管理。

美國(美國智能建筑學(xué)會(huì)I.B.I):智能建筑通過優(yōu)化其四大基本元素(建筑、系統(tǒng)、服務(wù)和管理)以及元素間的內(nèi)在聯(lián)系，提供了一個(gè)富有成效和高投資回報(bào)的環(huán)境，使得智能建筑擁有者、物業(yè)管理者和使用者能夠?qū)崿F(xiàn)在投資、舒適性、安全、長遠(yuǎn)靈活性和市場(chǎng)適應(yīng)性領(lǐng)域的目標(biāo)。

日本:作為信息接收和發(fā)送，實(shí)現(xiàn)高效管理的場(chǎng)所；確保使用者的滿意度和方便度；使大廈的管理合理化，以較提供低成本、更加周到的行政服務(wù)；能就社會(huì)環(huán)境變化進(jìn)行快速、靈活和經(jīng)濟(jì)地響應(yīng)，復(fù)雜多樣的辦公任務(wù)和主動(dòng)商業(yè)策略。

新加坡(新加坡政府公共設(shè)施部PWD):利用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控各種各樣的設(shè)施，從而為使用者提供舒適的工作環(huán)境。配置良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)樓層間的數(shù)據(jù)流通，并設(shè)有充裕的通信設(shè)施。

中國:GB 50314-2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[1]，以建筑物為平臺(tái)，基于各類智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑。

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，美國將投入使用后的服務(wù)和管理納入智能建筑范疇；日本則考慮到文化因素；而國內(nèi)智能建筑也摒棄了著重建筑配備的高科技系統(tǒng)數(shù)量的做法(如3A、5A、超5A之類)，強(qiáng)調(diào)集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理為一體，注重人、建筑、環(huán)境的相互協(xié)調(diào)?，F(xiàn)行《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》針對(duì)不同的建筑類別，給出了智能化系統(tǒng)配置建議，并設(shè)定了定性的要求。早在2005年，總部設(shè)在香港的亞洲智能建筑學(xué)會(huì)就建立了完善的評(píng)價(jià)體系，旨在將抽象的定義轉(zhuǎn)化為智能建筑的量化評(píng)價(jià)。

2 亞洲智能建筑學(xué)會(huì)“智能建筑”的定義

亞洲智能學(xué)會(huì)認(rèn)為，智能建筑的設(shè)計(jì)和施工需要基于對(duì)優(yōu)質(zhì)環(huán)境模塊的適當(dāng)選擇，通過配置相應(yīng)的設(shè)施，實(shí)現(xiàn)建筑的長遠(yuǎn)價(jià)值，從而滿足使用者要求[2]。

并基于該定義，學(xué)會(huì)研究出一套智能建筑的綜合評(píng)估方法——智能建筑指數(shù)IBI(代號(hào)I)。根據(jù)不同環(huán)境模塊的得分，通過縝密的公式進(jìn)行計(jì)算，得出智能建筑指數(shù)數(shù)值，對(duì)應(yīng)智能建筑的等級(jí)和評(píng)價(jià)(見表1)，從而實(shí)現(xiàn)了智能建筑的量化評(píng)價(jià)，并將智能建筑的內(nèi)涵擴(kuò)展到設(shè)計(jì)、施工、管理和成本效益的各個(gè)方面。

表1 智能建筑等級(jí)和具體評(píng)價(jià)

亞洲智能建筑學(xué)會(huì)“智能建筑”定義中所指的優(yōu)質(zhì)環(huán)境參數(shù)對(duì)應(yīng)智能建筑指數(shù)的十大模塊(M1～M10)，本文摘要介紹如下。

2.1 M1 環(huán)保指數(shù)

共設(shè)75個(gè)子項(xiàng)。內(nèi)容涉及建筑設(shè)計(jì)、建筑材料、電梯選擇、室內(nèi)空氣質(zhì)量、給排水、暖通空調(diào)、電氣設(shè)備的環(huán)保要求。

(1)建筑設(shè)計(jì):公用花園設(shè)置；走廊寬度、電梯大堂面積；遮陽板和反光板設(shè)置；園林景觀；環(huán)保建材。2001年初，香港屋宇署為了促進(jìn)房屋的綠化，規(guī)定環(huán)保設(shè)施可不計(jì)入建筑總面積(GFA)和占地面積(SC)，允許豁免的環(huán)保設(shè)施最大面積不超過GFA的8%，屋宇署2016可持續(xù)發(fā)展報(bào)告[3]則將豁免的最大面積增加到GFA的10%。

(2)電梯的選擇:高峰時(shí)段 5min輸送能力UPPHC、行程時(shí)間RTT、等候時(shí)間AWT，驅(qū)動(dòng)形式和控制系統(tǒng)。

(3)室內(nèi)空氣質(zhì)量:室內(nèi)溫濕度，空氣流動(dòng)速度，碳氧化物、氮氧化物、臭氧、甲醛、PM10等指標(biāo)。

(4)供暖通風(fēng)與空調(diào):1)供暖:是否使用廢熱；燃料有無污染。2)通風(fēng):每秒新鮮空氣換氣量；有無利用自然通風(fēng)。3)空調(diào)系統(tǒng)制冷劑:環(huán)保型得分100；非環(huán)保型得分10。4)空調(diào)能源消耗:60kWh/年/m2或以下，得滿分100分；120kWh/年/m2或以下，得分為60分。

(5)單位面積用電量指標(biāo)及可再生能源利用情況:大量采用可再生能源，得分100；未大量采用得分50。

(6)照明:光源的發(fā)光效率、控制方式等。平均功率密度25W/m2為滿分100分；辦公樓平均照度500lx為100分。

現(xiàn)行規(guī)范《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[4]第3.2.2條規(guī)定，在滿足眩光限制和配光要求條件下，應(yīng)選用效率或效能高的燈具，并明確了熒光燈、金鹵燈、LED等典型燈具效率或效能最低要求；照明節(jié)能則采用一般照明的功率密度值LPD作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，針對(duì)民用和工業(yè)建筑，照明功率密度限值LPD分別有相應(yīng)規(guī)定。如辦公建筑，普通辦公室照度標(biāo)準(zhǔn)值為300lx，LPD 限值現(xiàn)行值9W/m2、目標(biāo)值 8W/m2。 不難看出，現(xiàn)行國家規(guī)范在照明節(jié)能方面要求更高，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)也更加細(xì)化。

2.2 M2空間指數(shù)

共設(shè)18個(gè)子項(xiàng)，包括(1)人均面積:總建筑面積GFA除以估算人數(shù)。(2)使用面積百分比:使用面積除以總建筑面積GFA，80%得分100。(3)無障礙通道和設(shè)施:優(yōu)秀100分，良好70分。(4)停車位數(shù)量:完全遵照規(guī)范，得分100；50%遵照，得分50。(5)重新間隔的可能性:優(yōu)秀得分100；良好得分70。

2.3 M3舒適指數(shù)

共設(shè)50個(gè)子項(xiàng)，包括(1)洗手間數(shù)量及其設(shè)備:行政人員專用洗手間，配備淋浴設(shè)備的洗手間均可加分；消耗品的提供:提供紙巾得分80，提供干手機(jī)得分100。清潔度:非常干凈100分，一般干凈50分。(2)電梯的加速和減速:一般而言，加速度為重力加速度(9.8m/s2)的1/6以下，乘客會(huì)感覺舒適。(3)熱舒適度(thermal comfort):溫度22℃～24℃，相對(duì)濕度40%～60%，得分100。(4)照明器材的噪音、色溫、眩光要求。(5)娛樂設(shè)施設(shè)置:優(yōu)秀100分，良好70分。

2.4 M4效率指數(shù)

共設(shè)80個(gè)子項(xiàng)，包括(1)互聯(lián)網(wǎng)傳輸速率、人均接入點(diǎn)、人均IP地址及防火墻設(shè)置。(2)出入口控制:使用指紋或人臉識(shí)別技術(shù)，得分100；卡式得分90。(3)視頻監(jiān)控系統(tǒng):100%公共區(qū)域受監(jiān)控，得分100。(4)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)設(shè)置。

2.5 M5文化指數(shù)

文化指數(shù)共設(shè)13個(gè)子項(xiàng)，包括:(1)娛樂設(shè)施:包括空中花園、體育中心、餐廳、健康俱樂部等。(2)室內(nèi)植物及室外景觀(海景、山景、園景等)。(3)富有文化韻味的室內(nèi)設(shè)計(jì)。(4)私隱和風(fēng)水。

在文化指數(shù)方面，GB 50352-2005《民用建筑設(shè)計(jì)通則》[5]有相應(yīng)的規(guī)定:民用建筑設(shè)計(jì)應(yīng)按可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的原則，正確處理人、建筑和環(huán)境的相互關(guān)系；建筑總體布局應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀慌c地理環(huán)境特征，以人為本，滿足人們物質(zhì)與精神的需求；并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)；宜體現(xiàn)地域文化、時(shí)代特色；建筑基地應(yīng)做綠化、美化環(huán)境設(shè)計(jì)，完善室外環(huán)境設(shè)施。

2.6 M6科技指數(shù)

共設(shè)38個(gè)子項(xiàng)，包括(1)電力供應(yīng):不間斷電源(UPS)設(shè)置(電子控制系統(tǒng)采用不間斷電源)。(2)互聯(lián)網(wǎng)傳輸速率、人均接入點(diǎn)、IP地址；內(nèi)聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)設(shè)置:優(yōu)秀100分，良好70分。(3)手機(jī)信號(hào)強(qiáng)度及覆蓋面積:不小于室外的60%，得分100。(4)辦公自動(dòng)化:配置優(yōu)秀100分，配置良好70分。(5)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS):優(yōu)秀級(jí)100分，良好級(jí)70分。(6)電視會(huì)議系統(tǒng):借助信息高速公路設(shè)置，得分100；未設(shè)置，得分50。(7)出入口控制:使用指紋或人臉識(shí)別技術(shù)，得分100；卡式得分90。(8)視頻監(jiān)控系統(tǒng):100%公共區(qū)域受監(jiān)控，得分100。(9)公共區(qū)域資訊的提供:充分提供，得分100；部分提供，得分50。(10)電梯智能控制系統(tǒng)設(shè)置。(11)停車管理系統(tǒng):優(yōu)秀級(jí)100分，良好級(jí)70分。

GB 50314-2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，各類建筑智能化系統(tǒng)配置表基本涵蓋科技指數(shù)的內(nèi)容。

2.7 M7安全指數(shù)

安全指數(shù)共設(shè)31個(gè)子項(xiàng)。

(1)結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)察:設(shè)置，得分100；未設(shè)置，得分30。沉降監(jiān)察應(yīng)每年進(jìn)行一次。地震監(jiān)察儀器(處于地震帶的建筑):設(shè)置得分 100；未設(shè)置得分50。

現(xiàn)行JGJ 8-2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》[6]規(guī)定:七類建筑在施工和使用期間應(yīng)進(jìn)行變形測(cè)量，包括地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑；加層、擴(kuò)建建筑或處理地基上的建筑等。即以上七類建筑需要嚴(yán)格依照規(guī)范，設(shè)置結(jié)構(gòu)沉降監(jiān)察等變形測(cè)量，其他建筑設(shè)置與否不宜影響得分。

(2)建筑防火設(shè)施；火災(zāi)報(bào)警和滅火裝置；逃生路徑:疏散通道、樓梯、出口等的設(shè)置(見現(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[7]和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]相應(yīng)條文)。

(3)全部撤離時(shí)間:10min或更短，得分100；30min或更長，得分10。

全部撤離時(shí)間屬消防性能化設(shè)計(jì)內(nèi)容，針對(duì)人員密集的大型建筑物，如機(jī)場(chǎng)、體育館、超高層建筑等，需要進(jìn)行消防性能化設(shè)計(jì)，得到包括全部撤離時(shí)間在內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)。

(4)后備電源的供電比例:不少于 20%，得分100。

后備電源設(shè)置與否，根據(jù)用電負(fù)荷等級(jí)和電源情況確定，見《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]第4.0.1條:需設(shè)置自備電源作為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的應(yīng)急電源，或第二電源不能滿足一級(jí)負(fù)荷條件時(shí)。

關(guān)于自備電源的供電比例，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[10]第6.1.2條規(guī)定，在方案和初設(shè)階段，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組容量可按配電變壓器總?cè)萘康?0%～20%進(jìn)行估算，實(shí)際設(shè)置比例應(yīng)隨負(fù)荷情況和使用要求調(diào)整。在目前的信息和大數(shù)據(jù)時(shí)代，提高后備電源供電比例，無疑有利于確保供電可靠性。

(5)預(yù)防性保養(yǎng)維修的綜合方案。(6)安全管理制度。

2.8 M8管理指數(shù)

共設(shè)40個(gè)子項(xiàng)。

2.9 M9成效指數(shù)

指成本——租金的比率，比率越低，得分越高。

2.10 M10健康指數(shù)

共設(shè)32個(gè)子項(xiàng)，包括(1)生活水箱清洗頻率:3個(gè)月或以下，得分 100；10個(gè)月或更長，得分 10。(2)排水管道:清潔、無生銹、無滲漏、無阻塞。(3)大廈整體的清潔度；廁所的通風(fēng)和排氣。(4)廢物收集:收集方法、收集頻率、廢物收集點(diǎn)的清潔頻率等。(5)室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3 智能建筑指數(shù)計(jì)算示例

根據(jù)亞洲智能建筑學(xué)會(huì)編制的《智能建筑指數(shù)手冊(cè)》，模塊中每一個(gè)子項(xiàng)的得分范圍為0～100。該計(jì)分方法的獨(dú)特之處在于:模塊的得分并非所有子項(xiàng)分值的平均值，而是按照子項(xiàng)在模塊中的重要程度，賦予該子項(xiàng)相應(yīng)的權(quán)重，權(quán)重值在0～10之間。

例如:M1有75個(gè)子項(xiàng)，子項(xiàng)的分值依次為X1～X75，子項(xiàng)的權(quán)重依次為W1～W75，該模塊的分值利用公式(1)計(jì)算:

當(dāng)某一元素不適用時(shí)，將此元素得分定為1，權(quán)重設(shè)為0，此時(shí)數(shù)值為1，不影響總得分。

筆者根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)踐，認(rèn)為權(quán)重法有簡(jiǎn)化的空間，即是權(quán)重百分比法。規(guī)定M1～M10權(quán)重的和∑Y為100，每個(gè)分項(xiàng)的權(quán)重按原有比例轉(zhuǎn)化成百分比。上例中M1的權(quán)重為Y1，Y1/∑按單項(xiàng)權(quán)重法數(shù)值為7/74，轉(zhuǎn)換成百分比即為9.5/100，依次將Y1～Y10轉(zhuǎn)換成百分比，得到I的分值I2，跟單項(xiàng)權(quán)重法得到的I1基本一致，視覺上卻更加直觀簡(jiǎn)潔，具體可參見表3。

對(duì)照 GB/T 50378-2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》[11]，綠色建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系由七類指標(biāo)組成，見表4。綠色建筑評(píng)價(jià)聚焦于最大限度地節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少污染；智能建筑指數(shù)還考慮到舒適環(huán)境、工作效率、科技含量以及健康水平。二者都包括設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段的評(píng)價(jià)，涵蓋了建筑全壽命期。

表2 不同類型建筑中各智能建筑指數(shù)所占權(quán)重

4 結(jié)束語

作為智能建筑的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，《智能建筑指數(shù)手冊(cè)》的發(fā)布為智能建筑的評(píng)價(jià)提供借鑒?！八街?，可以攻玉”，通過對(duì)比分析不難發(fā)現(xiàn)，智能建筑指數(shù)超出了電氣專業(yè)范圍，涉及到建筑、結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、概預(yù)算等各專業(yè)；不僅僅針對(duì)設(shè)計(jì)階段，還關(guān)系到后期維修、運(yùn)營和管理；不僅僅集中在科技層面，還考慮到環(huán)保、文化、健康和效率。本文希

類似的公式同樣適用于智能建筑指數(shù)，按照模塊在指數(shù)中的重要程度，賦予該模塊相應(yīng)的權(quán)重，權(quán)重值在0～10之間。而不同類型建筑物每個(gè)模塊所占的權(quán)重亦不盡相同，具體參見表2。

例如:智能建筑指數(shù) I有10個(gè)模塊，分值依次為 M1～M10，子項(xiàng)的權(quán)重依次為 Y1～Y10，利用公式(2)計(jì)算I的分值:望為業(yè)內(nèi)專業(yè)人士提供參考，進(jìn)而制定并實(shí)施一套綜合性的智能建筑評(píng)價(jià)體系，推進(jìn)國內(nèi)智能建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

表3 某辦公樓智能建筑指數(shù)I計(jì)算

表4 綠色建筑評(píng)價(jià)評(píng)分項(xiàng)