綠色建筑與智能建筑發展及聯合應用研究

蔡亞萍

摘 要：經濟的快速發展推動了科學技術水平的提高，帶動了建筑業的進步。隨著我國建筑業的快速發展，出現了綠色建筑、智能建筑等各種建筑新形態。盡管綠色建筑和智能建筑在概念上有所不同，但它們是相互關聯的，前者是架構目標，后者是技術支持。基于此，從綠色建筑和智能建筑的定義、特征、評價標準、發展概況等方面對綠色建筑和智能建筑的發展趨勢進行了較為全面的總結，并著力闡述了綠色建筑和智能建筑在國家建設中的重要意義。

關鍵詞：綠色建筑；智能建筑；總結；作用

中圖分類號：TU201? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）05-0110-03

0 引言

根據統計，我國居民家庭在夏季高溫季節空調使用負荷已經占據全國總用電量的30%～50%。在此背景下，采用可持續發展的可再生能源作為無源制冷技術，已逐漸成為建筑行業的一個重要課題。世界各國綠色建筑與智能建筑產業的迅速發展，說明綠色與智能化是建筑產業真正走向可持續發展的唯一途徑。

1 智能建筑發展綜述

1.1 智能建筑概念及特點

“智能建筑”這個概念是在20世紀80年代提出的，是伴隨著信息化的發展而產生的。《智能建筑設計標準》將智能建筑界定義為：“智能建筑是指以住宅為載體，融建筑設備、辦公自動化、信息通信網絡系統為一身，以設計、體系、功能、管理于一體，并通過各種方式的優化，為使用者提供安全、高效、舒適、便利的空間”。

目前，國際上公認的是美國智能建筑協會（AIBI）所界定的“智能化建筑”，指結構、系統、服務、管理4個方面的優化、聯系、綜合，以獲得高效率、高功能和高舒適度。智能建筑是一種多學科綜合、多技術集成的綜合體系。首先，智能化建筑是以智能電腦技術為基礎，實現對建筑內各類設施的控制與管理，并為用戶提供各類相關的業務活動。其次，充分利用信息技術和互聯網技術有效地管理信息資源，為用戶提供可靠的通信和服務[1]。最后，智能建筑將建筑自動化、辦公自動化、通信自動化三大體系與建筑藝術有機地融合在一起，創造出安全、高效、舒適、方便、運行合理的建筑。

1.2 綠色智能建筑技術的內涵

綠色智能建筑工程科技的終極目標是改善建筑物的各種功能，以適應人類對建筑物的使用需求，從而提升建筑物現代化程度。綠色智能建筑技術，是以綠色建筑技術、智能化與自動化技術為基礎發展的。綠色智能建筑的優點表現在建筑布局的選擇會更科學、更合理、更有效，利用現代技術達到了節能、環保等方面的要求。

1.3 綠色智能建筑的主要內容

在社會層面上，綠色智能建筑既要達到節能、環保、智能化的要求，又要確保其使用的簡便和快速。因此，綠色智能建筑的規劃和布局是非常關鍵的，而且綠色智能建筑技術必須和智能技術相結合。

在技術層面，綠色建筑以綠色技術為基礎，其主要內容包括：資源循環利用、節約能源、節約建筑用地、水資源科學利用、新能源利用等，綠色智能建筑技術的應用包括：視頻監控、通信控制、云計算等計算機技術。

1.4 智能建筑國內外發展概況

美國第一座智能建筑“城市廣場”于1984年在美國康涅狄格州哈特福德市落成，被譽為世界第一座智能建筑。這座38層的商業大廈，占地面積接近190 000 m2，內部設施全自動化，燈光、空調、電梯、消防等都采用計算機控制，實現了各功能的銜接[2]。日本的智能大樓比美國要落后一些，1985年，日本建成了第一座智能化建筑，即位于東京的本田青山大廈。此后，英國、法國、加拿大、瑞典和德國相繼在20世紀80年代末和90年代初建造了自己的智能建筑。

目前，世界各國都將智能建筑納入城市規劃。美國成立了世界智能建筑協會、日本的“智能社區”“智能建筑群”“國際智能信息城”、新加坡園區的“智能導光板”、韓國的“智能半島”等，描繪了未來智能建筑的藍圖。我國建筑行業標準化委員會于1995年頒布《建筑與建筑綜合布線系統和設計規范》，上海頒布了《智能建筑設計標準》，并將其分為3個等級，以便于規劃、設計、施工[3]。

2 國內外綠色建筑發展綜述

2.1 綠色建筑概念及特點

“綠色建筑”這個概念最早出現于20世紀70年代，在世界可持續發展的大背景下，這一理念又被提上了日程。《綠色建筑評價標準》是我國首部綠色建筑國家標準，它根據我國的基本國情，從節能、資源、環境保護等方面提出了“綠色建筑”的概念，即在整個生命周期中，盡可能節約資源（節約能源、節約用水、節約土地、節約材料），保護環境，減少污染，提供健康、適用、高效的生活環境，與自然和諧相處。

被稱為“綠色建筑”通常要具有以下特征：一是保持建筑的使用功能和舒適性，同時保持建筑的能源消耗[4]。二是建筑注重與當地資源、氣候、人文的協調，注重與周圍環境的交流，使建筑與外界和諧共存。三是建筑盡可能使用可回收材料，并從整個使用壽命的角度來考慮能源消耗。

2.2 綠色建筑國內外發展概況

20世紀60年代，世界范圍內開始了對綠色建筑的研究。意大利建筑師 Paolo Soleri 將生態與建筑相結合，形成了“Arology”。美國園林建筑師麥克哈格于1969年發表了《設計結合自然》，是一座真正的綠色建筑。隨著20世紀70年代石油危機的爆發，許多工業國家都在關注著生態環境的保護，而建筑行業是一個能耗很高的行業，它的節能研究也逐漸發展起來，因此，節能型建筑就是它的前身。20世紀80年代以來，我國的節能建筑系統建設不斷完善。進入20世紀90年代以后，有關綠色建筑的理論研究逐漸步入軌道，與先進國家相比，我國綠色建筑產業的發展起步比較晚[5]。但由于我國的人口眾多，人均資源擁有量較低，所以政府對綠色建筑的開發給予了高度關注，從而使我國綠色建筑得到了穩步、迅速的發展。

3 智能建筑與綠色建筑的關系

3.1 智能是綠色建筑的手段、措施和技術

智能用來支持綠色建筑指標的實現，以滿足人們節能、安全、健康生活的需要。具體有以下5點優勢：①能夠發展與使用可再生能源，降低對傳統能源的損耗。②能夠完成對空氣、水質、噪聲、光環境等污染的有效控制。③能夠對各種污染物實現智能監測和報警。④能夠對火災、安全實現技術預警。⑤能夠實現各類先進的技術產品，來滿足健康、安全、有效、方便生活的需求等[6]。

在居民樓的實際使用中，空氣與光源的能源消耗是相當高的。在滿足消費者對居住要求的情況下，智能建筑還可以通過建筑的特點，來充分利用自然光和大氣中的能量，來對房間的生活條件做出有效調節，在最大限度地減少了對能源的耗費。通過提供的工作環境，可以將工作與非工作時間分離，并根據房屋的內部條件做出各種需要的控制程序，沒人的地方要手動調節房屋的燈光與溫度控制，這也是智能建筑的特點。

3.2 智能給人們生活帶來便利

現在智能產品的應用范圍很廣，應用頻率也很高，傳統的在客廳或大廳的活動方式已經不能滿足人們的娛樂需求，所以一些休閑活動延伸到了陽臺、客廳房間等區域，讓住戶在房間的各個區域都能同時體驗到視覺和聽覺上的娛樂[6]。可視門鈴終端一般安裝在大門上，可視屏幕體驗非常不便，而智能家居產品可以幫助人們在門口不用打開電視，就可以通過室內電視看到整個社區的影像，讓生活更輕松，并更具有安全感。

4 綠色建筑設計與智能建筑技術的相互應用

綠色建筑與智能建筑是相得益彰、彼此相互支持的關系。智能建筑是綠色建筑的技術支持，而綠色建筑也是其目標。建筑智能科技可以讓綠色建筑的目標更為迅速、有效、系統地達成，而綠色建筑就是建筑智能的目標。

智能建筑是一個具有長遠意義的系統工程，它要遵循系統工程的發展規律，從工程初步設計、深化系統設計、智能建筑施工、試運行、系統維護優化到建筑拆除，構成了建筑的整個生命周期。而一座智能化建筑要達到節能環保的目的，就必須從整個生命周期的角度來考慮，即以最小的成本和最好的方式來實現整個建筑的功能。其具體表現有：①考慮最佳使用功能，即用戶舒適度。對于建筑用戶而言，優化家居內部功能品質、改善工作生活環境是對智能建筑的基本要求。②在樓內開展二次組織，即智能建筑的各個部件，包括各種設施都必須具備二次組織的作用。③最大限度地提高建筑物的能源效率。一座高耗能的建筑永遠都不可能被稱之為“智慧”或者“綠色”，因為它能從多個角度來減少建筑的能源消耗。④與自然和諧共存的能力，也就是環保的可持續發展。在可持續發展問題上，UIA和教科文組織認為：“從更廣泛的角度來說，可持續發展是指社會、生態系統或任何正在發展的系統，在未來的某一天仍能在不因關鍵資源枯竭或過度負載的情況下，持續有效地維持其應有的職能。”。

4.1 綠色技術的應用

綠色技術在建筑領域的應用包括節能、節水和節地。

綠色節能技術是指在建筑施工過程中需要滿足節能要求，又要滿足建筑的使用要求。目前常用的節能材料有保溫墻體材料、高效節能的供暖設備等。采用這種新型節能建材，可以提高能源利用率，實現節能目標。

綠色節水型技術是指利用先進的節水型技術，在建筑施工中提高水資源利用率，降低水資源的浪費。具體而言，就是將生活廢水經過處理，再循環使用。同時，采用集雨技術將雨水集中起來，使之成為潔凈水，從而實現節水。

節地技術是指利用現代技術來提高土地的利用率，由于建筑面積的增大，用地的供求關系日益突出，因此必須采用技術手段來提高土地資源利用率。

4.2 智能建筑技術的應用

4.2.1 智能化門窗的應用

智能建筑的門窗設計采用智能化的門窗，不但外觀漂亮，還具有很好的透光和隔音效果，綜合性能比一般的門窗要好。此外，智能門窗一般都會有自動警報系統，一旦窗戶被外力損壞就會發出警報，從而提高建筑的安全和可靠性。

4.2.2 日照控制器的應用

日光控制器是綠色智能建筑家具中比較常用的一種，它的主要功能就是調整太陽能設備。日照控制器可以將建筑物的位置和緯度等信息輸入到控制器中，系統就會自動開啟天窗和窗簾，從而調整房間的溫度。

4.2.3 自動通風設備的應用

在建筑物中，通風設備和空調設備消耗很大，占據了建筑物能耗的很大一部分。此外，室內通風和空調對建筑物的舒適度影響很大。在建筑設計中，一般以最大熱負荷為依據進行設計，因此空調系統的最大流量值一般都保持在最大值，從而造成能源的浪費。

智能建筑技術將可操作的組件集成到建筑結構中。例如：可伸縮屋頂和移動窗戶，通過智能技術使其能夠根據室內的溫度變化，調整風扇的速度和風量，從而達到智能控制的目的。具體來講，就是在炎熱的天氣，自動開啟通風系統，讓建筑內部處于最佳的自然風狀態。這樣既可以凈化室內的空氣，又可以提高室內的舒適性，還能節省大量的能源。

4.2.4 智能照明的應用

在綠色智能建筑技術中，智能照明技術是指對整個智能建筑的照明進行綜合控制，以滿足建筑的照明要求。智能照明技術主要通過調光控制模塊、智能探測器等先進的自動控制裝置來實現。智能探測器可根據周邊的情況，通過調整控制模塊實現對建筑物內部燈光的自動調整，從而達到提高照明效果和節約能源的目的。此外，在建筑智能化照明中所使用的大部分照明材料都是節能環保的。

5 現代綠色智能化建筑的發展及其前景

5.1 社會整體認知

在我國當前的建筑業中，人們普遍認為具有自動控制功能的建筑是智能化建筑，而將智能化建筑界定為狹義的弱電系統與建筑物的集成，卻沒有認識到其生態和可持續性。所以，如何將智能建筑推廣到可持續發展的道路上，實現與環境協調、相互促進、和諧共存，是當前我國綠色、智能化建筑發展亟待解決的問題。

5.2 綠色智能化建筑經濟性問題

在國內，智能化建設的成本比較高，標準不統一，價格也比較昂貴。由于開發商、物業公司、業主對智能化建筑的經營管理水平參差不齊，嚴重阻礙了智能化建筑的發展。借鑒歐洲先進的設計理念，尤其是針對智能建筑的節能計算技術，結合實際情況進行優化，對推動綠色、智能化建筑的發展起到積極作用。

5.3 綠色智能化建筑的評價標準

目前，我國對綠色建筑與智能建筑的評估存在相對的獨立性，綠色建筑的評估標準已經實施，而且建立了相對成熟的評估體系。如果能將智能建筑的評估系統引入到綠色建筑的評估系統中，則可以對智能建筑進行全面的綜合評價。

6 結束語

隨著人們對環境保護的重視，各個行業都必須堅持綠色發展，包括建筑業在內。綠色智能建筑技術已被廣泛應用于建筑領域，并將伴隨科技的發展和進步而不斷優化。本文對綠色智能建筑技術的發展趨勢進行了研究，對綠色智能建筑技術的內涵、內容及在實踐中的應用進行了闡述，并對其發展趨勢進行了探討，以期對綠色智能建筑技術的發展起到一定的推動作用。

參考文獻

[1] 王建利，羅劍波.綠色建筑與智能建筑發展及聯合應用研究[J].山西建筑，2012，38（29）：17-18.

[2] 尹伯悅，陸有忠.綠色建筑與智能建筑的發展與應用狀況以及相互關系的研究[J].工程建設，2006，38（2）：29-33.

[3] 肖平烈.綠色建筑與智能建筑在世界和我國的發展與應用狀況[J].商品與質量建筑與發展，2014（7）：350-350.

[4] 景碩，李丹丹，萬子梁，等.綠色建筑和智能建筑的一體化發展研究[J].科學技術創新，2018（8）：115-116.

[5] 宗福生.綠色建筑與智能建筑的一體化發展探討[J].城市建設理論研究：電子版，2017（6）：298-299.

[6] 蔡適然.綠色智慧建筑的自然維度與可持續性設計策略[D].南京：東南大學，2019.