智能化技術在綠色建筑中的地位與作用

洪友白

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司，福建 廈門 361006)

智能化技術在綠色建筑中的地位與作用

洪友白

(廈門合立道工程設計集團股份有限公司，福建 廈門 361006)

在分析智能化技術與綠色建筑基本概念的基礎上，詮釋了智能化技術與綠色建筑的基本關系，指出建筑智能化技術是實現綠色建筑的手段之一，是支撐綠色建筑的重要基礎。具體闡述智能化技術為綠色建筑助力加分的運行節能方式與管理節能方式，闡明了智能化技術自身的主體目標與總體目標。

智能化技術 綠色建筑 節能 目標

1 智能化技術

《智能建筑設計技術(第二版)》一書在論及智能建筑時提到：“智能建筑的發展，是建筑技術與信息技術相結合的產物，是隨著科學技術的進步而逐步發展和充實的，現代建筑技術(Architecture)，現代計算機技術(Computer)、現代控制技術(Control)、現代通信技術(Communication)，即A+3C技術是智能建筑發展的技術基礎。”可知，基于建筑平臺的“智能化技術”的內涵：智能化技術是結合現代計算機技術、現代控制技術和現代通信技術的一門綜合性技術。

2 綠色建筑

“綠色建筑”的“綠色”，并不是指一般意義上的小區草坪、立體綠化或屋頂花園，更不等同于豪華建筑，而是代表一種概念或象征。

1)定義[1]：指在全生命周期內，最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

2)核心內涵：解決人與自然的關系，人與自然和諧共生。

3)概念屬性：涉及建筑性能，且只為性能“之一”(主要是經濟性能)，而不是性能的全部，如不包括建筑的安全性能等。

3 智能化技術是實現綠建的手段之一

分析綠色建筑的定義，簡而言之就是要實現“四節一環保”。按照GB/T 50378-2014《綠色建筑評價標準》的評分細則，建筑智能化技術主要在 “四節一環保”的“節能”要素中發揮重要的作用。可見，建筑智能化技術是實現綠建的手段之一。

其作用體現主要為：1)借助智能化技術實現對耗能設備(空調、照明、供配電、電梯、給排水等)的運行控制，通過提高能效來達到節能目的；2)采用智能化系統集成平臺，實施切實可行的節能策略，通過聯動控制，提升運行節能的精細化程度；3)運用智能化技術實現建筑能耗計量及設備能效分析研究，改進不合理的用能行為，為實施節能策略以及制定建筑的節能改進方案提供更加科學的依據。

4 智能化技術如何為綠建加分

4.1 樹立“節能即是能效”的理念

樹立“節能即是能效”的理念極為重要。提倡節能不等于不用能，而是要在不降低生活品質的條件下最大限度地提高能源的利用效率。

國家有關規范[2]對“節能”一詞的權威英文譯名是“energy efficiency”，即能源效率、能源效能，由此可見“節能”的核心內涵就是“能效”，所謂的節能策略就是變“低能效”為“高能效”的一系列操作。

4.2 節能措施主要分類

節能措施一般可分為人為設定的節能行為(行為節能)和基于技術手段的節能行為(技術節能)。

4.2.1 行為節能

所謂行為節能，可簡單理解為：通過人為設定，使能耗系統根據人的主觀節能意識主動減少能源消耗的一種節能方式。比如“隨手關燈”、“在冬季采暖和夏季空調期內不頻繁開窗或長時間開窗”等，這種行為不屬于智能化技術所要研究的節能范疇。

4.2.2 技術節能

技術節能是著力研究如何基于技術手段挖掘能效潛力的一種節能措施，如“高光效光源”、“照明聲光控制”、“風機變頻調速”等。技術節能還可以分為旨在減少能耗的設備節能、旨在控制能耗的運行節能和旨在持續改進能效的管理節能。

1)“設備節能”是基于耗能元器件的高能效選型，特點是耗能元器件選定后其能耗不變。例如，選定某一節能變壓器后，客觀上被動地減少了電力系統的損耗，而且一旦設備選定后這種損耗是固定不變的。

2)“運行節能”是對已確定投入的電氣設備，在運行狀態過程中自覺采取并產生效果的節能行為。

3)“管理節能”是指基于技術手段，旨在發現不合理的用能現象及其過程，以便持續改進能效的節能管理措施。

4.3 建筑設備監控系統(BAS)對節能的直接貢獻

4.3.1 BAS的功能

BAS的功能有：1)實現自動調節以適應室內環境的變化；2)確保機組的連鎖安全和設備的自身安全(運行安全)；3)實現優化控制以節能降耗；4)實現自動遠程監測和過程自動控制以節省設備管理人員。概括來說，即為：調適環境、運行安全、節能降耗、節省人力。

4.3.2 BAS的節能方式

由4.3.1可知，節能降耗是BAS的目的之一，通過“運行節能”方式，使已確定投入的電氣設備在運行過程中主動采取措施并直接產生節能效果。

眾所周知，用電設備都是按照全工況(全負荷)選型的，實際運行工況(負荷)根據實際情況，其總用電需求量必然小于全負荷，這就給“運行節能”提供了實施條件。

4.3.3 BAS的良好設計是有效節能的前提

1)設計應深刻理解工藝原理及其運行情況，充分挖掘節能潛力，在此基礎上編制運行節能策略，提出需采集的信息，用以支持和落實運行中的節能效果。

2)需清楚BAS每一個采集的信息點的意圖，如調適環境、節能降耗、設備安全、節省人力。

4.4 從設備監控(BAS)到能耗監測

4.4.1 設備監控與能耗監測的異同

1)相同點：均服務于建筑耗能設備；就節能而言，同屬于 “能效管理”范疇。

2)不同點：對設備監控而言，“節能”不是唯一的目的，而能耗監測的唯一目的就是節能；設備監控系統的節能是“運行節能”，能耗監測系統的節能隸屬“管理節能”。

4.4.2 能耗監測系統獨樹一幟

1)監管文件系列化

2008年國務院發布《民用建筑節能條例》，要求對國家機關和大型公共建筑進行能耗測評和標識，并予以公示。隨后，由住建部對建筑能耗監測系統提出了諸多特定的規定，相繼出臺了一系列能耗監測的文件，逐漸形成了有別于建筑設備監控系統(BAS)的建筑能耗監測體系。

2)能耗監測是能效管理的細分

目前，鑒于對建筑能耗監測系統功能的特有規定，有必要對“建筑能耗監測”形成一個相對獨立的系統并作為能效管理的子系統。能耗監測有別于設備監控系統并從其中獨立出來是與時俱進的技術新應用。

3)能耗監測與設備監控的集成

“能效管理”從節能措施分類的角度理解，應是作為“運行節能”的設備監控與作為“管理節能”的能耗監測的疊加。“能耗監測”借助于評估能源使用現狀來發現能源管理缺陷，并以此制定能源利用優化方案；“設備監控”則是在耗能設備運行過程中實施確定的節能方案。

如果只在設備監控系統或能耗監測系統中單一地去討論 “能效管理”，那僅僅是個概念性思路，只有利用智能化技術把兩個子系統集成起來，才能實現所謂的“能效管理”。

4.5 小結

由本章分析可見，依照4.2中節能措施的分類法，智能化技術主要從兩方面為綠建加分。一是BAS的“運行節能”技術措施，即對已確定投入的電氣設備，通過在運行過程中自覺采取措施，直接產生節能效果；二是能效監測系統的“管理節能”技術措施，即在對各種能源消耗狀況進行監測的過程中，通過糾正不合理的用能現象間接產生節能效果。

5 建筑智能化的總體目標與主導目標

5.1 主導目標

5.1.1 建筑智能化的主導目標

以節約資源、保護環境為主題的綠色建筑是國家對建筑工程建設要求的基本導向。因此，GB 50314-2015《智能建筑設計標準》(以下簡稱“《智標》”)規定，智能建筑建設應認準這一導向，以綠色建筑作為主導目標。也就是說，要在總體目標下細分的多個子目標中，把實現綠色建筑作為第一目標，以建筑智能化技術的特點為專長，強力推動和強制實施建筑耗能設備的“運行節能”和“管理節能”，并強化綠色建筑達標，確保在選用節能措施、測評節能量等方面能占有一席之地。

5.1.2 集成系統的主導目標

《智標》規定，智能化集成系統的功能應符合的第一規定是“應以實現綠色建筑為目標”，這里應該理解為智能化集成系統的主導目標。

例如上述4.4.2解釋的“建筑設備監控系統”和“建筑能效監測系統”，當對兩個系統作集成時，理應把節能作為著力點，為綠色建筑達標加分。

5.1.3 BMS(建筑設備管理系統)的主導目標

上述4.3.1提到BAS同時具有“調適環境、運行安全、節能降耗、節省人力”四大功能，在綠色建筑作為智能建筑的主導目標引導下， BAS理應把其中的“節能降耗”作為BMS的主導目標，著力為綠色建筑達標加分。

鑒于此，《智標》要求BMS(建筑設備管理系統，包括設備監控和能效監測)應“具有支撐綠色建筑功效”、應“基于建筑設備監控系統，對可再生能源實施有效利用和管理”、其“系統設計…應符合…《綠色建筑評價標準》GB/T 50378…規定。”

5.2 總體目標

智能建筑應以綠色建筑作為主導目標，但不能以偏概全。因此，《智標》規定，“智能建筑工程設計”應以“增強建筑物的科技功能和提升智能化系統的技術功效”連動提升建筑物的應用價值為總體目標。這是智能化核心技術所決定的。

由此可見，總體目標追求兩個方面，一是提升建筑物的應用價值，二是增強建筑物的科技功能。

5.2.1 提升建筑物的應用價值

通過提升智能化系統的技術功效連動提升建筑物的“應用價值”系智能建筑 “內在的、最為根本的、須竭力追求的”目標。實現綠色建筑“四節一環保”的建設目標，就是在經濟性能方面為建筑物提升“應用價值”。可見，智能建筑的總體目標覆蓋其主導目標。智能化系統架構規劃的各智能化功能都是為了提升建筑物的“應用價值”。例如，信息化應用、信息設施系統、公共安全系統等。

只有借助于“智能化技術”，把建筑物的應用價值發揮到最佳，對智能化的資金投入才有立足之基。該目標是智能化方案創作的出發點和歸宿點，是設計方案中標與否的基礎技術因素。

5.2.2 增強建筑物的科技功能

增強建筑物的科技功能系智能建筑的外在目標，但不是為了“包裝”，而是社會發展到當今信息時代所賦予的。

建筑物使用功能可有多種實現手段，其科技含量各有內涵，但以智能化技術體現建筑物的科技含量，可以很直白地一改百姓大眾長期以來由土木建筑的 “土”引發的慣性印象，以為建筑物不那么科學技術。其實智能建筑本身就是隨著科技的不斷進步，伴隨著信息時代的到來應運而生的。

信息時代的核心技術就是信息技術，信息技術的成就恰恰就是體現在計算機技術、通信技術及其兩者的結合之上。因此，把作為智能化技術基礎的計算機技術、通信技術嵌入到現代建筑中去，最能展現也最能增強具有時代特征的信息化、智能化科技功能。

[1] GB/T 50378-2014綠色建筑評價標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2014.

[2] GB 50189-2015公共建筑節能設計標準[S]. 北京：中國建筑工業出版社，2015.

[3] 華東建筑設計研究院. 智能建筑設計技術(第二版)[M].上海：同濟大學出版社，2002.

洪友白

教授級高工，電氣與智能化總工，現就職于廈門合立道工程設計集團股份有限公司。

Status and Role of Intelligent Technology in the Green Building

Hong Youbai

Based on the analysis of the basic concepts of intelligent technology and green building，it is pointed out that the intelligent technology is one of the means to realize the green building and is an important foundation to support green building. The way of run and manage energy-saving of intelligent technology which is good for green building is specific elaborated, and the subject objective and overall objective of intelligent technology are introduced.

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