建筑智能化在綠色建筑體系中的應用研究

邵申俊

(上海華東發展城建設計(集團)有限公司,上海 200336)

近幾年來,智能建筑和綠色建筑成為建筑的主要發展方向。綠色建筑的推行改變了當前建筑業的低效率、高投入、高污染的建造模式,使得在建筑整個生命周期最大限度地節約資源,保護環境,做到人與建筑和諧共處、持續發展。而智能建筑是以建筑為平臺,集建筑技術和系統、服務、管理等信息技術及其優化組合為一體,為使用人員提供安全,便捷,節能,健康的建筑環境。建筑是智能化的平臺,在國家大力推廣節能環保的背景下,建筑正朝綠色生態的方向發展,建筑智能的內容、技術和內涵都會隨之發展,因此,智能建筑設計應采用綠色的理念和方法,將智能技術的應用范圍整個建筑生命周期之中,擴大到綠色生態設施和新能源的監測和管理

1 建筑智能化概述

隨著科學技術的發展,建筑的“智能化設計”的概念并不確定,智能化設計也不會處于一個恒定的層次。在美國,智能建筑研究院對智能建筑的定義是：必須滿足建筑系統,結構,服務和管理四個基本需求,同時優化其需求見的內在關系,提供一個合理,有效,便利和寬松的環境[1]。歐盟智能建筑定義的智能建筑是：實現智能建筑自身資源的有效管理,在降低維護成本的前提下,用戶可以最大限度地提高效率[2]。國際智能工程學會將智能建筑定義為：滿足用戶需求,實現高效,安全,舒適,節能的要求,同時具有構建功能和信息技術的靈活性[3]。而我國智能建筑的解釋為：建筑智能建立在建筑的基礎之上,實現建筑施工設備的自動化,實現管理的最佳組合,建筑環境以人為本[4]。

智能建筑技術是自動控制和計算機信息等高科技與建筑技術相結合的產物,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量。隨著中國智能建筑市場的快速發展,預計到2020年,中國的智能建筑市場規模將達到24萬億日元,約占全球總量的三分之一[5]。總體來看,中國的建筑智能化建設已經開始進入快速發展的軌道。

2 全生命周期中的建筑智能應用

綠色建筑體系關注建筑的整個生命周期,所以智能化應全面體現在綠色建筑的規劃設計,施工和運營管理三個階段,以保證實施運行的健康,舒適,低消耗和無害。

2.1 規劃設計階段

根據綠色建筑的要求,規劃設計要點包括節地和室外環境、節能和能源利用、節水和水資源利用、節材和材料資源、室內環境質量。在室外環境綠化中,實施智能灌溉系統實時檢測土壤中水分的含量實施灌溉,既滿足綠化需要,又節約水資源。在節能和能源利用方面,采取自動化遮陽措施可以很大程度的降低空調耗能,智能遮陽板和電動百葉窗在算法控制下隨日照的采集參數自動調節遮陽板和百葉窗的角度,滿足建筑物的日光的同時避免因太陽光照射而增加室內空調負荷,實現節能降耗[6]。同時能耗的測量和監測是構建智能節能技術的重要組成部分,也是節能監測管理的有效手段。

2.2 施工階段

施工技術要點包括減少環境負荷、保護水文環境、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。智能建筑技術不僅在建筑節能和節水方面發揮作用,而且在建筑信息管理中具有獨特功能。施工項目管理體系中包括施工的質量管理,進度管理,投資管理等[7]。建筑智能化體系就體現在建筑施工過程的信息化管理,信息化體系是利用現代信息技術高效地整合,處理,傳遞和共享管理過程中需要處理的實時信息,使施工活動和項目管理活動更加的快捷直觀,不斷提高施工管理科學管理水平。

2.3 運行和維護階段

運營管理階段的智能化技術要點包括管理網絡系統,資源管理,消耗品管理,綠化管理和廢物管理等[8]。管理網絡系統是建立運行管理網絡,監測各種能耗和環境質量,提高物業管理的服務水平和質量,建立預警機制和突發事件應急處理系統的網絡平臺。建筑智能集成系統對節能和節水管理、監測環境質量,實時監測運行數據,將數據變化通過圖表等形式直觀顯示,并及時對異常數據提供報警。實時監測各項能耗,統計環境質量狀況,優化設備運行情況,實現不同控制系統之間的聯動,合理配置能源使用量和用水量,實現精細化管理。通過施工設備監控系統監控施工設備的運行情況,記錄作業時間,并根據記錄所數據制定設備維護計劃,延長設備的使用壽命,提高物業管理水平和服務質量。

3 應用現有障礙

3.1 技術和人才障礙

建筑智能化的推廣和技術、人才密不可分,建筑智能化技術涉及領域較多,具有相當高的技術門檻。智能化建筑公司作為技術密集型企業涉及廣泛的業務,更需要依仗更高質量的項目設計,施工和運營維護人員。另外,隨著“云計算”,大數據等技術的發展,企業需要學習新概念,掌握新技術,這就對智能公司建設的研發能力提出了新的要求。但是,人才的融合和培訓需要較高的資金成本和時間成本。

3.2 資本障礙

智能建筑公司屬于技術密集型企業,技術創新需要不斷投資于研發。因此,對于財力較弱的企業來說,財務壁壘阻礙成了其進入大型高端建筑智能化領域的重要障礙之一。同時,隨著智能建筑的普及,越來越多的大型項目已經啟動,招標人對投標企業的資金實力提出了更高的要求。對于中標企業來說,工程承包,設備采購等方面需要大量資金支出,甚至部分項目需要進行墊資,企業需要充分的財務擔保,所以項目數量和規模的擴大對建筑智能化公司建財務實力也提出了更高的要求。

3.3 資質障礙

2006年起,建設部頒布了《建筑智能化工程設計與施工資質標準》行業規范,對建筑智能化企業進行了規范[9]。規定了從業公司的資質、技術條件、技術裝備和管理水平以及業務承攬范圍,同樣構成其他公司進入智能建筑行業的障礙。

4 總結展望

智能技術不僅是綠色建筑的技術要點之一,在綠色建筑的規劃、設計、施工和運營管理中也發揮著十分重要的作用,隨著國家大力推廣綠色建筑理念,建筑智能化的內涵應也應隨之擴大,對綠色生態設施和新能源的監測和管理,同時,將智能化技術與節能技術,并與建筑技術有機結合起來,將是近期熱門的研究方向。