智能建筑——未來(lái)建筑發(fā)展趨勢(shì)

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摘要：本文作者提出智能建筑是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，尤其是本世紀(jì)末，信息科學(xué)技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，成為智能建筑產(chǎn)生與發(fā)展的重要支柱。建筑業(yè) 從未經(jīng)歷過(guò)象今天這樣的重大沖擊，可以預(yù)見(jiàn)智能建筑將成為建筑革命的先聲，成為21世紀(jì)的重要產(chǎn)業(yè)部門(mén)，并進(jìn)而帶動(dòng)其它行業(yè)的發(fā)展，乃至成為一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)與文化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 也是未來(lái)建筑的重要標(biāo)志。

　　關(guān)鍵詞：智能建筑 信息化 社會(huì)背景 網(wǎng)絡(luò) 智能化 人性化 舒適 信息服務(wù) 安全 服務(wù)

　　1.智能建筑的基礎(chǔ)

　　信息技術(shù)使人們的生產(chǎn)、生活等方式發(fā)生了巨大變化，表現(xiàn)在：（1）電子商業(yè)的出現(xiàn)，包括網(wǎng)上信息服務(wù)、電子購(gòu)物、電子銀行和金融服務(wù)、網(wǎng)上攻讀學(xué)位；（2）管理工作的變化；（3） 制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)全球化。有了Internet，一個(gè)新設(shè)備可以在美國(guó)設(shè)計(jì)，中國(guó)印刷，俄羅斯制造。

　　作為人居住和活動(dòng)場(chǎng)所的建筑物要適應(yīng)信息化帶來(lái)的變化，智能建筑的產(chǎn)生和發(fā)展是必然趨勢(shì)。智能建筑是通過(guò)配置建筑物內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)，以綜合布線為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為橋梁 ，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)、建筑物內(nèi)各種設(shè)備（空調(diào)、共熱、給排水、變配電、照明、電梯、 消防、公共安全等）的綜合管理。所有這些，從技術(shù)上也為智能建筑的產(chǎn)業(yè)起到技術(shù)上的支撐作用。

　　2.智能建筑的社會(huì)背景

　　20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深刻變化。據(jù)日本對(duì)各職業(yè)的分類(lèi)，就業(yè)人口從事第三產(chǎn)業(yè)的職業(yè)人數(shù)，1955年時(shí)，為100萬(wàn)人，占就業(yè)總勞動(dòng)人數(shù)的26%；1985年時(shí)，為 2800萬(wàn)人，占就業(yè)總勞動(dòng)人數(shù)的47%.這表明一個(gè)從工業(yè)社會(huì)中脫胎而出的、新型的信息化時(shí)代的到來(lái)。信息資源成為社會(huì)生產(chǎn)的一種主要資源，成為人類(lèi)生存和社會(huì)進(jìn)步的重要因素。信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值成為國(guó)民生產(chǎn)總值的主要部分，因而它是一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)，甚至是全球性產(chǎn)業(yè)，帶有明顯的獨(dú)立和交融特性。

　　1957年，在美國(guó)從事技術(shù)、管理、職員等辦公室工作的白領(lǐng)人員首次超過(guò)藍(lán)領(lǐng)人員。1974年到1984年，美國(guó)辦公室工作效率增加4%，而同期工業(yè)增加100%，農(nóng)業(yè)增加200%.同時(shí)辦公費(fèi) 用卻以15%速度遞增。另一方面，白領(lǐng)階層的增加，人們對(duì)辦公環(huán)境的好壞也愈加重視。依 賴于大量享有高薪的辦公人員提供服務(wù)而運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)，無(wú)法承受辦公費(fèi)用高漲而功率低的狀態(tài) .這一矛盾必然要由適用于信息化社會(huì)的手段來(lái)處理。智能建筑的產(chǎn)生為解決這一問(wèn)題展開(kāi)了廣闊前景，尤其是其通信及辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，大大提高了辦公效率。

　　80年代以后，由于高技術(shù)的沖擊，給一些發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了活力，同時(shí)也面臨著基礎(chǔ)設(shè)施落后和獎(jiǎng)金匱乏等問(wèn)題，這就出現(xiàn)了一些原來(lái)由政府投資的交通、通信等項(xiàng)目，向民間和國(guó)外開(kāi)放，出現(xiàn)了“建筑—經(jīng)營(yíng)—轉(zhuǎn)讓”即所謂BOT方式。1984年美日通信和電信業(yè)開(kāi)始 改革并全面開(kāi)放、大幅度自由化。尤其是90年代冷戰(zhàn)結(jié)束，大批高技術(shù)軍工企業(yè)實(shí)現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”，使得信息技術(shù)市場(chǎng)上出現(xiàn)如火如荼的競(jìng)爭(zhēng)格局。所有這些都為信息社會(huì)的完善和智能建筑的出現(xiàn)創(chuàng)造了社會(huì)條件。

　　3.智能建筑的概念及其發(fā)展

　　在信息社會(huì)中，人們對(duì)于現(xiàn)代建筑的概念也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)建筑提供的服務(wù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)和工作環(huán)境等方面的要求。智能大廈（Intelligent Building，以下簡(jiǎn)單稱IB）的出現(xiàn)，使得一幢幢樓就變成一個(gè)小社會(huì)，其內(nèi)部有眾多的小公司，各種商業(yè)的生活行為要求數(shù)以兆計(jì)的信息和控制指令進(jìn)出整座大廈。IB把建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理等基本要 素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合，從而提供一個(gè)投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境 .由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的信息化，“智能大廈”這一術(shù)語(yǔ)逐漸在建筑業(yè)流行起來(lái)，在國(guó)內(nèi)的樓宇建設(shè)中正流行一股“智能化”的熱潮。許多房地產(chǎn)商在廣告宣傳時(shí)，將其大名必冠以“ 智能化”或“5A甲級(jí)智能大廈”。但大廈的“智能化”并不僅僅是建設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的綜合布線系統(tǒng)，更不是時(shí)髦的頭銜能隨便加在自己頭上。我們必須對(duì)智能大廈有一個(gè)全面、綜合、深入的認(rèn)識(shí)，這對(duì)于設(shè)計(jì)者、使用者乃至發(fā)展商都是非常重要的。

　　3.1 智能大廈的沿革。IB的發(fā)展史，是一個(gè)從監(jiān)控到管理的發(fā)展過(guò)程，也是樓宇設(shè)備監(jiān)控的演變史。早期的超高層大樓一般設(shè)備非常多，諸如空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)等各種專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)同時(shí)共存。操作和控制這些系統(tǒng)，僅靠中央臨近室很難實(shí)現(xiàn)。80年代，微電腦技術(shù)的崛起再加上信號(hào)傳統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步，基本上實(shí)現(xiàn)了所有設(shè)備都可以顯示于大樓內(nèi)的中央監(jiān)控室，并且較容易地進(jìn)行操作和管理，從而提高了效率 . 1984年，美國(guó)康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進(jìn)行了改造，建成了稱之為（City Pl ace）的大廈（如圖1），從此誕生了世界公認(rèn)的第一座智能大廈。它是時(shí)代發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物；為了適應(yīng)信息時(shí)代的要求，各高科技公司，紛紛建成或改建具有高科技裝備的高科技 大樓（HI-Tech.Building），如美國(guó)國(guó)家安全局和五角大樓等；同時(shí)，高科技公司為了增強(qiáng)自身的九應(yīng)變能力，也對(duì)辦公或研究環(huán)境進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)。日本第一次引進(jìn)智能大樓的概念 在1984年的夏天，近十年來(lái)建成了野村證券大廈、安田大廈、KDD通信大廈、NEC總公司大樓 、ARK森大樓、本田青山大樓。日本是對(duì)IB進(jìn)行全面的綜合研究并提出有關(guān)理論和進(jìn)行實(shí)踐的最具代表性的國(guó)家之一。1995年底日本還成立了國(guó)家智能建筑專(zhuān)業(yè)委員會(huì)。據(jù)有關(guān)估測(cè) ，美國(guó)的智能大廈將超萬(wàn)幢，日本和泰國(guó)新建大廈中的60%為智能大廈。美國(guó)也宣稱1995年 以后要大幅度增加智能大廈的比例。中國(guó)的第一座智能大廈被認(rèn)為是北京的發(fā)展大廈。此后 ，相繼建成了一批準(zhǔn)智能大廈如深圳的地王大廈、北京西客站等，上海證券大廈其智能建筑的全部弱電工程由美國(guó)一家工程公司承包。

　　總之，進(jìn)入90年代以后，智能大廈蓬勃發(fā)展，步美、日之后塵，法國(guó)、瑞典，英國(guó)等歐洲國(guó)家以及香港、新加坡等地的智能大廈如雨后春筍般地出現(xiàn)。

　　3.2 智能大廈的內(nèi)涵與體系結(jié)構(gòu)。（1）位于華盛頓特區(qū)的“智能大廈研究機(jī)構(gòu)”對(duì)IB的定義 ：“智能大廈是人們通過(guò)對(duì)建筑物的四個(gè)基本要素—結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化分析，提供一個(gè)投資合理、效率又高的舒適、溫馨、便利的環(huán)境。”（2）美國(guó)智能建學(xué)會(huì)（AIBI，American Intelligent Building Institute）定義“智能建筑”是將結(jié)構(gòu) 、系統(tǒng)、服務(wù)、運(yùn)營(yíng)及其相互聯(lián)系全面綜合，并達(dá)到最佳組合，所獲得的高效率、高功能與舒適性的大樓。（3）日本的建筑學(xué)界強(qiáng)調(diào)IB就是高功能大樓，是方便有效地利用現(xiàn)代信息與通信設(shè)備，并利用樓宇自動(dòng)化技術(shù)，具有高度綜合管理功能的大樓。（4）新加坡規(guī)定IB必須有三個(gè)條件：一是具有保安、消防與環(huán)境控制等先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，以及自動(dòng)調(diào)節(jié)大廈的溫度、濕度、燈光等參數(shù)的各種設(shè)施，以創(chuàng)造舒適安全的環(huán)境；二是具有良好的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，使數(shù)據(jù)在大廈內(nèi)進(jìn)行流通；三是提供足夠的對(duì)外通信設(shè)施與能力。（5）我們的認(rèn)識(shí)：IB 是以建筑為平臺(tái)，利用系統(tǒng)集成方法，將智能型計(jì)算機(jī)、通信及信息技術(shù)與建筑藝術(shù)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控，對(duì)信息資源的管理和對(duì)使用者的信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合，所獲得的投資合理，適合信息社會(huì)需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活更具人情化的建筑物。

　　3.3 建筑物的運(yùn)作綜合智能化通常由五個(gè)方面組成：

　　A、建筑功能運(yùn)作自動(dòng)化。大型建筑物的運(yùn)作包含有多種功能系統(tǒng)，如水、電、熱力、空調(diào)、通訊等等。他們又各有特色，如水又分為生活用水、生活污水、生活熱水、生產(chǎn)污水、消防用水、生活及生產(chǎn)廢水處理與循環(huán)使用、生產(chǎn)及生活污水的處理等。而這些對(duì)一座建筑物來(lái)說(shuō)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制就十分復(fù)雜。所以智能的概念是替人來(lái)做出最佳方案并完成其運(yùn)行。B、建筑物的節(jié)能運(yùn)作。智能建筑的另一使命是降低建筑物各類(lèi)設(shè)備的能耗，延長(zhǎng)其使用壽命，提高效率，減少管理人員，求取更高的經(jīng)濟(jì)效率。C、通信自動(dòng)化。利用電信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星電視和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為大廈提供現(xiàn)代化的信息傳遞手段。D、辦公自動(dòng)化。E、安全保衛(wèi)自動(dòng)化。通過(guò)各種攝像、各種感觸探測(cè)器進(jìn)行信號(hào)采集、分析、處理，并經(jīng)由機(jī)電一體化的設(shè)備進(jìn)行控制保護(hù)。

　　概括地講，IB是由建筑、CA、OA、BA等四種系統(tǒng)所構(gòu)成，將它們進(jìn)行有機(jī)性的整和后，以便對(duì)辦公室的業(yè)務(wù)處理提供各種高度化的機(jī)能，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、機(jī)能性、可靠性及安全性的目標(biāo)。CA、OA與BA系統(tǒng)共同組成了大樓的頭腦與神經(jīng)系統(tǒng)，而建筑系統(tǒng)為三系統(tǒng)的軀體，同時(shí)亦為大樓居住者的活動(dòng)空間。智能建筑是人、信息和工作環(huán)境的智慧結(jié)合，是建立在建筑設(shè)計(jì)、行為科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會(huì)工程學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、人類(lèi)工程學(xué)等各類(lèi)理論學(xué)科之上的交叉應(yīng)用。智能建筑將成為未來(lái)時(shí)代建筑的標(biāo)志。

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