李晶
[摘 要]經濟發展與科技水平提升相輔相成,對建筑行業發展來說大有裨益。在智能化、綠色化等理念的綜合影響下,新型建筑模式得以產生,如綠色建筑、智能建筑,二者雖有所不同,但相互影響、相互聯系,可以說智能建筑是手段,綠色建筑是目標。基于此,文章從二者的基本概念出發,分析綠色建筑與智能建筑間的關系,闡述當前建筑行業中綠色建筑與智能建筑的融合表現,提出相應的融合發展建議,如政策引導、新能源開發及新技術應用等,以期為提高建筑質量、推動建筑行業高效高質發展提供一定的借鑒。
[關鍵詞]綠色建筑;智能建筑;融合發展
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1722(2024)03-0079-03
綠色建筑也可稱為可持續建筑、生態建筑,是指基于全生命周期理論,以最大限度節約資源、減少污染為目標,為人們提供健康、適用的,能與自然和諧發展的建筑,最高效率利用能源,最低限度影響環境,節能是綠色建筑的主要表現。
綠色建筑這一理念起源于20世紀70年代中期,石油危機的爆發讓越來越多的人認識到,不能過度依賴單一能源,建筑學家從建筑物的角度拓展節能途徑,如封閉式房屋、絕緣材料使用等。到1985年,綠色建筑理念開始被人們認同。2017年2月,中共中央、國務院正式發布了《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》,其中表明了對生態環保建設的態度。建筑行業要積極響應國家號召,不斷探索人與自然的和諧發展,尤其要注重環保,將生命周期管理反映到資源節約上。
智能建筑是信息時代發展趨勢下的必然產物,是計算機技術、控制技術、通信技術等與建筑技術結合后的結果。在現代科技迅猛發展的背景下,建筑智能化的程度越來越高,實現了房屋結構與智能服務的結合,為使用者提供了高效率、高舒適度及高性能的服務。
綠色建筑與智能建筑的融合趨勢越來越明顯,二者相互促進,綠色建筑為智能建筑提供良好的環境和基礎,而智能建筑則為綠色建筑提供了更多的智能化技術與設備,以提高建筑的舒適度和節能效果。
(一)智能建筑是綠色建筑的延伸
綠色建筑強調利用各種可再生能源,如太陽能、風能等,在設計中更注重通風、遮陽及隔音等。智能建筑在綠色建筑的基礎上提高建筑的科技感,力求提高節能效果,在滿足綠色環保需求的同時突出建筑的智能化和現代化,給予使用者雙重滿足。
此外,智能建筑必須根據綠色建筑的情況調節,如在水資源利用上,智能建筑需根據綠色建筑水資源的質量、標準設定智能節水系統,針對性地進行水資源的精細化和智能化管理,達到節水目的[ 1 ]。
(二)綠色建筑是智能建筑的基礎
在智能建筑中,大多利用綠色建筑理念,達到節能環保、可持續發展等目的,例如在能源利用上,優先考慮可再生能源,減少對普通能源的消耗,在建筑施工時還要檢測一些污染物,確保其達標且在安全范圍內。在智能建筑形成時,必須考慮綠色建筑的基本要求,這樣才能使智能建筑的價值最大化。
綠色建筑涉及可再生能源的使用問題。在1981年的聯合國新能源及可再生能源會議上,重新定義了新能源的概念,規定了綠色建筑的范圍與邊界,奠定了其與智能建筑融合的基礎條件。
(一)綠色能源在智能建筑中的應用
建筑行業一直都是經濟發展關注的重點,因為其關聯著房地產、裝修裝飾等諸多行業,對經濟的發展起到一定的連鎖帶動作用。而綠色建筑中必然涉及綠色能源的應用,因此在綠色建筑與智能建筑融合的過程中,也必須注重綠色能源的使用。
第一,太陽能。太陽能是非常重要的清潔綠色能源之一,其應用方向主要是發電,如光伏發電、熱發電等,利用集熱器和發電器轉化太陽能,目前我國對太陽能的應用已趨于成熟。
太陽能在智能建筑中的應用,主要表現在集熱器與智能建筑熱水系統的結合上,集中存儲建筑中需要的水資源,分別布置儲水箱和集熱裝置,利用集熱裝置保證建筑內全天候的熱水供應,如太陽能采暖,便是將集熱裝置與太陽能熱水系統聯合使用,多用于寒冷時節。
第二,風能。風能是自然界中無污染、儲量大、可再生的一種能源。在全球氣候變暖和能源危機的雙重壓力下,各國都在加大風能開發和利用的力度,其在智能建筑中的應用多表現在高層建筑物上,如高層建筑物的風力發電,我國最典型的便是位于廣州珠江新城CBD的珠江城大廈,被稱為“世界最節能大樓”,更是全球首個建筑中部設置風力發電項目的寫字樓。樓體設計的四個風洞內裝有四臺風力發電機,運用空氣力學原理,將周邊風力轉化為電力,同時為玻璃幕墻卸壓。
第三,地熱能。地熱能是利用時間最長的一種能源,如溫泉、地下熱水取暖等,其在智能建筑上的應用多表現為地表水技術、地下水技術及地埋管技術,尤其是地埋管技術,能調控建筑內的溫度,控制有害氣體的排放,減少建筑耗能。此外,還有地源熱泵的應用,即利用土壤或地表水、地下水這些熱源,保持建筑內恒溫。從節約能源的角度來看,地源熱泵維護了生態系統的平衡,基本不產生碳排放量,是最綠色的清潔能源之一[ 2 ]。
(二)智能系統在綠色建筑中的應用
綠色建筑與智能建筑的融合,是融實用性和環保性為一體的過程,在滿足環保性的綠色建筑中,為提高其實用性,就必須注重智能系統的應用。
第一,智能化維護系統應用。用最少的能耗滿足綠色建筑的智能化需求,如智能化遮陽系統,尤其是炎熱的夏季,建筑物使用者不需要太過強烈的陽光,遮陽系統能根據人們的需求進行隔熱調節,減少空調負荷,其系統運用涉及電動遮陽板、太陽、降水、溫度傳感器和太陽能傳感器等組件,根據溫度和日照等實施智能調整,為人們提供舒適的生活、工作環境。
第二,智能化采暖系統應用。利用紅外線低溫輻射、地源熱泵及智控式供暖等方式,將智能化采暖系統應用到綠色建筑上。我國常見的采暖方式主要包括鍋爐集中供暖、燃氣供暖、空調供暖等,其熱效率基本能達到70%~85%,但其均存在同樣的缺點,即對環境的污染較嚴重;而智能化采暖利用地源熱泵或紅外線低溫輻射,能實現“精準供暖”,尤其是地源熱泵與智能系統的連接,無燃氣排放,無熱島效應,且利用大地可再生能源,直接促進了綠色建筑和智能建筑的融合發展[ 3 ]。
(一)發揮政策引導作用,支持融合發展
首先,完善相關融合政策,加速制定有關融合標準和融合要求,鼓勵并支持綠色建筑和智能建筑的融合發展,尤其是綠色材料和智能技術的綜合應用。同時,根據嚴格的融合標準開展二者的設計、施工及驗收等工作,保證基本的建筑質量和建筑安全。
例如,2023年8月甘肅省發改委發布了《關于報送2024—2025年新能源整體開發方案有關事項的通知》,其中指出,各地區發改委(能源局)要與當地的電網企業協同統籌規劃,在2021年整體開發的基礎上,提高建筑項目與新能源項目的銜接度,將既有的風光電指標項目作為2024年的主要建設項目,將新增的風光電指標作為2025年度的建設重心,在2024年和2025年預計開發甘肅隴東多能互補綜合能源基地、甘肅巴丹吉林沙漠酒泉新能源基地、甘肅騰格里沙漠河西能源基地,因地制宜,形成發電、種植、養殖及農產品加工等綠色一體化的發展模式,帶動周邊經濟發展,利用政策的助推和引導,支持融合發展。
其次,強調政策的宣傳推廣。綠色建筑和智能建筑的融合最終是用來服務民眾的,如果民眾不接受、不理解這一理念,就很難開拓市場,融合也就沒有意義,所以,必須加強對綠色建筑和智能建筑的宣傳推廣,善用多種營銷渠道,如微博、短視頻、公眾號等,加深公眾對其認識與了解,同時能對該板塊的人才起到一定的發掘、培養作用,不斷提高有關從業人員的素質和能力。
最后,可通過設置政府引導基金的形式,積極吸引并鼓勵綠色建筑和智能建筑的融合發展。政府引導基金能夠吸引有能力、有資源的企業率先開展融合作業,其能發揮一定的帶頭表率作用,也身體力行地發揮了宣傳作用,吸引更多有能力的企業加入其中,用良好的融合成果向公眾展示綠色建筑與智能建筑融合的必要性和有效性,推動其持續發展。
(二)合理開發新能源,強調綠色智能化
在先進思想和先進技術的綜合作用下,人們對新能源的研究開發也在不斷拓展,如太陽能,如今被應用到多個領域中,如光熱、光伏、通風等,其轉換原理很簡單,即將太陽光熱收集傳輸到轉換裝置中,利用光電轉換能源提取,最終輸送到系統終端,實現采暖、發電等效果[ 4 ]。例如,山西省在2023年2月的省管主要領導干部專題研討班上,提出了能源革命和“雙碳”部署,這是山西省加快能源高質量發展的實踐路徑,增強了其深化能源革命、推動低碳發展的責任感與緊迫感,使山西省始終堅持“雙碳”目標的指引,實現煤炭優質產能釋放及清潔煤炭的高效利用,不斷推廣能源革命綜合改革試點范圍,加速“五大基地”建設,實現能源產業的一體化融合發展,奠定綠色智能化基礎,致力于帶動綠色建筑與智能建筑的融合發展。
(三)善用綠色智能技術,提高建筑科技感
綠色建筑與智能建筑的融合發展,必須以技術手段為基礎,融合多種綠色智能技術,形成數據集,將其應用到綠色建筑中,不斷提高建筑科技感。如BIM技術(建筑信息模型)于2002年首次提出,近些年在建筑工程施工、運營管理全過程中的應用愈發廣泛,在信息資源管理上,BIM能保證信息的完整性、共享性、仿真性和協同性。
目前,我國正在大力推廣BIM技術,BIM技術在綠色建筑與智能建筑融合發展中的應用主要表現在三個方面。
一是場地模型構建。BIM技術能搭建起綠色智能建筑場地,幫助設計人員直觀了解建筑實際情況,從而設計出更合理的綠色智能建筑方案,科學把控建筑細節,滿足建筑使用者的各種需求。
二是建筑協同設計。BIM技術實現了信息共享,有利于多方協作,如設計方、施工方、使用方等,實現數據同步,實時反饋各階段的施工情況,消除傳統建設模式下的錯、缺、漏等弊端,尤其是在裝配式的綠色智能建筑上,BIM技術能實現完全標準化的構件制造,保證各部件參數的準確性。
三是建筑施工過程。2020年7月住建部等多部委聯合印發《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》,其強調了綠色智能技術與建筑工業化的協同應用,鼓勵BIM技術和大數據、云計算、人工智能等的集成應用,實現綠色建筑構件生產數字化。
此外,BIM技術在綠色智能建筑的安全管理、能源管理、設備維護管理等方面也發揮了重要的作用,對綠色智能理念的落地和綠色智能建筑的發展大有裨益。
(四)強調綠色智能建筑人才建設
綠色建筑與智能建筑的融合發展,除了政策支持、新能源開發和技術指引外,更重要的是創新型人才的應用,深諳綠色理念和智能技術的人才是綠色智能建筑未來發展的剛需。
一方面,加快人才轉型步伐。現有人才以單一性人才為主,或懂得綠色建筑內涵,或掌握智能建筑技術,但綜合性人才較少。有關建筑企業可積極引導人才轉型,鼓勵其學習先進建筑技術,可通過專家培訓、行業交流、專業機構咨詢等方式展開,不斷提高人才的實踐能力,滿足綠色智能建筑的需求[ 5 ]。
另一方面,從教育體系革新上入手,根據綠色智能建筑發展趨勢,定位職業本科、專科高職及專科中職的教育,深化現代教育體系建設,緊跟國家在教育領域提出的“雙碳”人才培養和綠色低碳教育體系建設行動要求,針對建筑領域的智能化、綠色化發展趨勢,開展項目教學、情景教學,形成以市場需求為導向、以實踐能力掌握為重點的新型辦學格局,通過虛仿實訓應用、教學場景模擬,不斷提高學生的綠色建造和智能建造能力,滿足新興人才的技能交叉和綜合發展要求。
綠色建筑與智能建筑的融合發展,是未來建筑行業的主要趨勢,二者相輔相成、相互促進,為建筑使用者提供多重體驗,也是現代綠色、環保、經濟適用等理念對建筑行業提出的新要求。
因此,應從綠色智能化發展政策建設、新能源在綠色建筑上的開發、新技術的應用及創新型人才的培養等方面采取助推綠色智能化建筑發展的措施,推動建筑行業高效高質發展。
[1]林潤斌.建筑設計中的綠色建筑技術的應用與優化措施[J].四川建材,2022(11):16-18.
[2]宋秀剛.綠色建筑設計中智能建筑技術的應用[J].智能建筑與智慧城市,2023(05):99-101.
[3]姜鑫.綠色建筑與智能建筑的融合發展策略[J].智能建筑與工程機械,2023(01):97-99.
[4]曹杰,黃艷雁.綠色建筑設計中BIM技術應用的實踐分析[J].城市建筑,2022(12):196-198.
[5]余澤澤.智能建筑技術在綠色建筑中的應用[J].智能建筑與智慧城市,2023(09):124-126.