建筑智能化在绿色建筑体系中的应用研究

邵申俊

(上海华东发展城建设计(集团)有限公司,上海 200336)

近几年来,智能建筑和绿色建筑成为建筑的主要发展方向。绿色建筑的推行改变了当前建筑业的低效率、高投入、高污染的建造模式,使得在建筑整个生命周期最大限度地节约资源,保护环境,做到人与建筑和谐共处、持续发展。而智能建筑是以建筑为平台,集建筑技术和系统、服务、管理等信息技术及其优化组合为一体,为使用人员提供安全,便捷,节能,健康的建筑环境。建筑是智能化的平台,在国家大力推广节能环保的背景下,建筑正朝绿色生态的方向发展,建筑智能的内容、技术和内涵都会随之发展,因此,智能建筑设计应采用绿色的理念和方法,将智能技术的应用范围整个建筑生命周期之中,扩大到绿色生态设施和新能源的监测和管理

1 建筑智能化概述

随着科学技术的发展,建筑的“智能化设计”的概念并不确定,智能化设计也不会处于一个恒定的层次。在美国,智能建筑研究院对智能建筑的定义是：必须满足建筑系统,结构,服务和管理四个基本需求,同时优化其需求见的内在关系,提供一个合理,有效,便利和宽松的环境[1]。欧盟智能建筑定义的智能建筑是：实现智能建筑自身资源的有效管理,在降低维护成本的前提下,用户可以最大限度地提高效率[2]。国际智能工程学会将智能建筑定义为：满足用户需求,实现高效,安全,舒适,节能的要求,同时具有构建功能和信息技术的灵活性[3]。而我国智能建筑的解释为：建筑智能建立在建筑的基础之上,实现建筑施工设备的自动化,实现管理的最佳组合,建筑环境以人为本[4]。

智能建筑技术是自动控制和计算机信息等高科技与建筑技术相结合的产物,为生活提供了极大的安全性,舒适性和便利性,改变了人们的生活观念和居住质量。随着中国智能建筑市场的快速发展,预计到2020年,中国的智能建筑市场规模将达到24万亿日元,约占全球总量的三分之一[5]。总体来看,中国的建筑智能化建设已经开始进入快速发展的轨道。

2 全生命周期中的建筑智能应用

绿色建筑体系关注建筑的整个生命周期,所以智能化应全面体现在绿色建筑的规划设计,施工和运营管理三个阶段,以保证实施运行的健康,舒适,低消耗和无害。

2.1 规划设计阶段

根据绿色建筑的要求,规划设计要点包括节地和室外环境、节能和能源利用、节水和水资源利用、节材和材料资源、室内环境质量。在室外环境绿化中,实施智能灌溉系统实时检测土壤中水分的含量实施灌溉,既满足绿化需要,又节约水资源。在节能和能源利用方面,采取自动化遮阳措施可以很大程度的降低空调耗能,智能遮阳板和电动百叶窗在算法控制下随日照的采集参数自动调节遮阳板和百叶窗的角度,满足建筑物的日光的同时避免因太阳光照射而增加室内空调负荷,实现节能降耗[6]。同时能耗的测量和监测是构建智能节能技术的重要组成部分,也是节能监测管理的有效手段。

2.2 施工阶段

施工技术要点包括减少环境负荷、保护水文环境、降低能耗,提高能源效率、提高用水效率、使用绿色建筑材料等。智能建筑技术不仅在建筑节能和节水方面发挥作用,而且在建筑信息管理中具有独特功能。施工项目管理体系中包括施工的质量管理,进度管理,投资管理等[7]。建筑智能化体系就体现在建筑施工过程的信息化管理,信息化体系是利用现代信息技术高效地整合,处理,传递和共享管理过程中需要处理的实时信息,使施工活动和项目管理活动更加的快捷直观,不断提高施工管理科学管理水平。

2.3 运行和维护阶段

运营管理阶段的智能化技术要点包括管理网络系统,资源管理,消耗品管理,绿化管理和废物管理等[8]。管理网络系统是建立运行管理网络,监测各种能耗和环境质量,提高物业管理的服务水平和质量,建立预警机制和突发事件应急处理系统的网络平台。建筑智能集成系统对节能和节水管理、监测环境质量,实时监测运行数据,将数据变化通过图表等形式直观显示,并及时对异常数据提供报警。实时监测各项能耗,统计环境质量状况,优化设备运行情况,实现不同控制系统之间的联动,合理配置能源使用量和用水量,实现精细化管理。通过施工设备监控系统监控施工设备的运行情况,记录作业时间,并根据记录所数据制定设备维护计划,延长设备的使用寿命,提高物业管理水平和服务质量。

3 应用现有障碍

3.1 技术和人才障碍

建筑智能化的推广和技术、人才密不可分,建筑智能化技术涉及领域较多,具有相当高的技术门槛。智能化建筑公司作为技术密集型企业涉及广泛的业务,更需要依仗更高质量的项目设计,施工和运营维护人员。另外,随着“云计算”,大数据等技术的发展,企业需要学习新概念,掌握新技术,这就对智能公司建设的研发能力提出了新的要求。但是,人才的融合和培训需要较高的资金成本和时间成本。

3.2 资本障碍

智能建筑公司属于技术密集型企业,技术创新需要不断投资于研发。因此,对于财力较弱的企业来说,财务壁垒阻碍成了其进入大型高端建筑智能化领域的重要障碍之一。同时,随着智能建筑的普及,越来越多的大型项目已经启动,招标人对投标企业的资金实力提出了更高的要求。对于中标企业来说,工程承包,设备采购等方面需要大量资金支出,甚至部分项目需要进行垫资,企业需要充分的财务担保,所以项目数量和规模的扩大对建筑智能化公司建财务实力也提出了更高的要求。

3.3 资质障碍

2006年起,建设部颁布了《建筑智能化工程设计与施工资质标准》行业规范,对建筑智能化企业进行了规范[9]。规定了从业公司的资质、技术条件、技术装备和管理水平以及业务承揽范围,同样构成其他公司进入智能建筑行业的障碍。

4 总结展望

智能技术不仅是绿色建筑的技术要点之一,在绿色建筑的规划、设计、施工和运营管理中也发挥着十分重要的作用,随着国家大力推广绿色建筑理念,建筑智能化的内涵应也应随之扩大,对绿色生态设施和新能源的监测和管理,同时,将智能化技术与节能技术,并与建筑技术有机结合起来,将是近期热门的研究方向。