摘要:智能建筑有傳統(tǒng)建筑無法比擬的優(yōu)勢。近年,我國現(xiàn)代信息技術(shù)長足發(fā)展,多個領(lǐng)域達到世界先進水平,這為智能建筑的推廣提供了技術(shù)保障。新時期,我國經(jīng)濟建設(shè)“綠色GDP”、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、“智慧”城市建設(shè)、“宜居”城市建設(shè)都離不開智能建筑的推廣和普及,智能建筑發(fā)展前景廣闊。
關(guān)鍵詞:智能建筑 信息技術(shù) 3A系統(tǒng) 宜居城市
1. 引言
智能建筑的概念起源于1984年美國哈特福德 (Hartford)市建成的城市廣場(第一幢智能大廈)。中國于上世紀90年代起步,但迅猛發(fā)展的勢頭令世人矚目。北京發(fā)展大廈可謂我國智能建筑的雛形,隨后建成了上海金貿(mào)大廈(88F)、深圳地王大廈(81F)、廣州中信大廈(80F)、南京金鷹國際商城(58F)等一批較高程度智能大廈。據(jù)不完全統(tǒng)計,至2001年底,國內(nèi)已建成的智能建筑約有2300幢。目前在建的智能建筑大廈已轉(zhuǎn)向大型公共建筑,如會展中心、圖書館、體育場館、文化藝術(shù)中心、博物館等,如深圳圖書館和藝術(shù)中心,總投入約16億元,智能系統(tǒng)占1億元左右。外刊預(yù)測,21世紀世界一半以上智能化建筑將興建在中國。
建筑物的4個基本要素是結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理。智能建筑是指通過將建筑物的結(jié)構(gòu)、設(shè)備、服務(wù)和管理以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合,從而為用戶提供一個投資合理、高效、舒適、便利、快捷、高度安全的人性化環(huán)境空間。
當(dāng)今世界,以4C技術(shù)(即Computer計算機技術(shù)、Contro控制技術(shù)、Communication通信技術(shù)、CRT圖形顯示技術(shù))為主要標(biāo)志的科技水平發(fā)展迅猛。將成熟和高度智能化的4C技術(shù)綜合應(yīng)用于建筑物,可以在建筑物內(nèi)建立一個計算機綜合網(wǎng)絡(luò)控制中心,依托方便、快捷、高效的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)建筑設(shè)備、服務(wù)和管理的智能化 。智能建筑是信息時代的必然產(chǎn)物,建筑物智能化程度將隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展而逐步提高。
現(xiàn)代社會,業(yè)主、財產(chǎn)管理者對諸如費用開支、節(jié)能環(huán)保、生活便捷、環(huán)境舒適、商務(wù)隱秘、人身安全等方面越來越高的“宜居”要求使得智能建筑“生逢其時”,而建設(shè)綠色GDP、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展及我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)政策為智能建筑提供了廣闊的發(fā)展前景。
2.智能建筑是信息時代的必然產(chǎn)物
2.1 智能建筑的優(yōu)勢
2.1.1 智能建筑創(chuàng)造了安全、健康、舒適、高效的生存環(huán)境
智能建筑首先強調(diào)確保安全和健康,機房智能控制系統(tǒng)通過綜合布線系統(tǒng)將消防監(jiān)控系統(tǒng)、煙感系統(tǒng)、自動噴淋系統(tǒng)及自動報警系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)消防監(jiān)控和動作的智能化;通過中心機房搭載中央空調(diào)系統(tǒng)、空氣監(jiān)控系統(tǒng)及自動消毒系統(tǒng),能監(jiān)測出空氣中有害污染物的含量,并自動消毒。
舒適度方面,機房智能控制系統(tǒng)搭載室內(nèi)溫度、濕度、照度監(jiān)控和調(diào)節(jié)系統(tǒng),可選擇性地實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的人性化調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié),甚至能對背景色彩、噪聲和味道進行控制,創(chuàng)造適宜的居住環(huán)境,較之傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)大大提高工作效率。
2.1.2 智能建筑更加節(jié)能
我們居住的房屋,空調(diào)、照明和家電系統(tǒng)的能耗很大,約占家庭總能耗低70%,而智能建筑通過計算機控制和處理,智能區(qū)分工作時間和非工作時間,可以充分利用自然光和大氣冷(熱)量調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境,從而最大限度地降低能耗。根據(jù)國外相關(guān)數(shù)據(jù),智能建筑可比常規(guī)建筑節(jié)能30%左右。
2.1.3 智能建筑能滿足用戶多種環(huán)境功能的要求
常規(guī)建筑是根據(jù)事先給定的環(huán)境功能進行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計。智能建筑要求結(jié)構(gòu)設(shè)計除支持3A功能(建筑設(shè)備自動化、通信自動化和辦公自動化)外,必須是開放式、大跨度框架結(jié)構(gòu),允許用戶迅速而方便地改變建筑物的使用功能或重新規(guī)劃建筑平面。室內(nèi)通信與電力供應(yīng)具有很大靈活性,通過結(jié)構(gòu)化綜合布線,在室內(nèi)可分布多種標(biāo)準(zhǔn)化的強、弱電插座,只要根據(jù)要求改變跳接線,可以快速改變插座功能。這種設(shè)計更好地滿足了用戶對多種環(huán)境功能的要求,實現(xiàn)建筑物的多用途化。
2.1.4 智能建筑具有現(xiàn)代化的通信手段和工作條件
通過便捷的互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)終端,用戶足不出戶就可借助國際直撥電話、可視電話、電子郵件、音像郵件、電視會議、自動記錄等多種手段及時獲取國際金融和科技情報,實現(xiàn)信息檢索和統(tǒng)計分析,甚至借助云端可以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的分析、處理和存儲。先進的通信手段為業(yè)主提供了便宜、快捷的工作環(huán)境。
2.2 智能建筑是現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展的必然產(chǎn)物
根據(jù)我國《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50314-2006),建筑智能化結(jié)構(gòu)是由三大系統(tǒng)組成:樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)、辦公自動化系統(tǒng)(OAS)和通信自動化系統(tǒng)(CAS);智能建筑系統(tǒng)集成實施的子系統(tǒng)包括綜合布線、樓宇自控、電話交換機、機房工程、監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報警、公共廣播、門禁系統(tǒng)、樓宇對講、一卡通、停車管理、消防系統(tǒng)、多媒體顯示系統(tǒng)、遠程會議系統(tǒng)等。所有這些系統(tǒng)的有效運行無一不依賴于現(xiàn)代信息技術(shù)有效保障。
隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用普及,信息產(chǎn)業(yè)已成為我國的支柱產(chǎn)業(yè),其規(guī)模已居世界第二位。近年來我國在一些有較大影響力的關(guān)鍵信息技術(shù)領(lǐng)域有了可喜的突破。
近年來我國微電子取得關(guān)鍵技術(shù)的突破,成功開發(fā)出863眾志、龍芯等CPU;我國在光電子技術(shù)方面也有所突破,在國際上獨立提出并實現(xiàn)了優(yōu)于現(xiàn)有其它結(jié)構(gòu)性能的40Gb/sDFB+EA(帶電吸收的分布反饋激光器)和SOA+EA(帶電吸收的半導(dǎo)體光放大器)。研制出國際領(lǐng)先的可調(diào)諧長波長探測器;在全固態(tài)激光器技術(shù)方面,我國在國際上首次研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的深紫外六倍頻全固態(tài)激光器和寬調(diào)諧全固態(tài)激光器;
我國近年來在高端計算機的研制方面取得了較好的成績,出現(xiàn)了神威、銀河、曙光、深騰等知名產(chǎn)品。在全球超級計算機TOP500的排名中,2004年曙光4000A排名第10,中國成為繼美國、日本之后第三個能制造和應(yīng)用十萬億次級商用高性能計算機的國家。
軟件方面,中文處理軟件保持國際領(lǐng)先,我們自行開發(fā)了服務(wù)器操作系統(tǒng),實現(xiàn)了桌面Linux操作系統(tǒng)的基本功能。今后電子政務(wù)的推開和開放源代碼將為我國軟件發(fā)展帶來前所未有的機遇。
目前,中國已開展了NGI(下一代互聯(lián)網(wǎng))和NGN(下一代網(wǎng)絡(luò))的研究和試驗,其中最重要的是CNGI項目(中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程),該項目已建成目前世界上最大規(guī)模的IPv6試驗網(wǎng)。
隨著社會和經(jīng)濟發(fā)展及人們生活對網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越大,信息安全的重要性和緊迫性日益突出,密碼理論、密碼算法、安全協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全和信息隱藏等技術(shù)發(fā)展很快。我國專家在這些方面取得了一些創(chuàng)新成果。比如被國際同行稱之為“肖-Massey定理”的相關(guān)免疫布爾函數(shù)的頻譜特征。我國學(xué)者提出了一種新的分析Hash函數(shù)的方法———比特跟蹤方法,在國際上產(chǎn)生了重大影響。在國內(nèi)電子政務(wù)市場,國產(chǎn)PKI系統(tǒng)已占主流。
中國有用戶規(guī)模全球最大的移動通信網(wǎng),第三代移動通信(3G)時代的到來給我們提供了難得的機會,由中國提議并得到國際電信聯(lián)盟(ITU)和3G標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP通過的TD-SCDMA(時分—同步碼分多址)成為國際3G三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一。
無線通信技術(shù)方面,我國提出的WAPI(無線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))標(biāo)準(zhǔn)較好地解決了這一問題,性能上優(yōu)于802.11i國際標(biāo)準(zhǔn)。此外,我國提出的SCDMA技術(shù)以其優(yōu)良的性能價格比領(lǐng)先于其他無線接入技術(shù),成為我國農(nóng)村“村通工程”的首選方式。
在信息技術(shù)的應(yīng)用方面,我國在CIMS(計算機集成制造系統(tǒng))技術(shù)的推廣獲得了國際大學(xué)獎和企業(yè)獎,農(nóng)業(yè)信息化示范系統(tǒng)及其應(yīng)用獲得了聯(lián)合國的獎勵。我國開發(fā)了“用于測量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信規(guī)范”,被列入國際標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)志著我國在工業(yè)自動化的現(xiàn)場總線領(lǐng)域有了國際認可的核心技術(shù)。
盡管我國的信息技術(shù)發(fā)展總體水平比美國等發(fā)達國家還有一定差距,但也正以令世人驚嘆聲態(tài)勢飛速發(fā)展,且正在滲透到社會、經(jīng)濟和人們生活的方方面面。加大自主創(chuàng)新力度,大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)并推動信息技術(shù)在產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用是新時期我國經(jīng)濟建設(shè)的重要方向。新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、“智慧”城市的建設(shè)都離不開先進的信息技術(shù),更離不開智能建筑的大力發(fā)展。
3.發(fā)展智能建筑為建設(shè)宜居城市“保駕護航”
3.1 建設(shè)宜居城市,堅持可持續(xù)發(fā)展
宜居城市是指經(jīng)濟、社會、文化、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,人居環(huán)境良好,能夠滿足居民物質(zhì)和精神生活需求,適宜人類工作、生活和居住的城市。宜居城市有廣義和狹義之分,并且有宏觀、中觀、微觀三個層面的含義。1996年,聯(lián)合國第二次人居大會提出城市應(yīng)當(dāng)是適宜居住的人類居住地的概念,并之后成為21世紀新的城市觀。
2005年1月,國務(wù)院批復(fù)北京城市總體規(guī)劃,我國首次出現(xiàn)宜居城市概念。同年7月,國務(wù)院在全國城市規(guī)劃工作會議上要求各地把宜居城市作為城市規(guī)劃的重要內(nèi)容。宜居城市至此成為我國新的城市理念。建設(shè)部科技司2007年5月通過《宜居城市科學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)》以來,很多城市把宜居城市作為城市發(fā)展的目標(biāo),通過爭創(chuàng)宜居城市提升城市管理水平,打造城市品牌,營造更好的創(chuàng)業(yè)與生活環(huán)境,增強城市的吸引力、凝聚力和競爭力。《宜居城市科學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)》由社會文明度、經(jīng)濟富裕度、環(huán)境優(yōu)美度、資源承載度、生活便宜度、公共安全度六大部分構(gòu)成。在總分一百分中,生態(tài)環(huán)境指標(biāo)占比重最大,其次為城市住房、市政設(shè)施和城市交通,體現(xiàn)宜居城市易居、逸居、康居、安居的內(nèi)涵和基本特征,強調(diào)以人為本。建設(shè)可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境友好的生態(tài)系統(tǒng)福澤子孫,而發(fā)展智能建筑的目標(biāo)之一就是建造更加環(huán)保、節(jié)能的房屋,創(chuàng)造更加美好、舒適的居住環(huán)境,因此更好地適應(yīng)了發(fā)展需求。
3.2 智能建筑能更好的滿足宜居城市關(guān)于公共安全和生活便宜度需求
公共安全和生活便宜度是宜居城市評價標(biāo)準(zhǔn)中重要的兩個指標(biāo),智能建筑完善的安防、監(jiān)控、報警和物業(yè)管理系統(tǒng)為小區(qū)的公共安全提供了物質(zhì)和管理保障,智能建筑依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的職能管理系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境和住戶需要及時調(diào)整各動作設(shè)備,更加方便、快捷、節(jié)能地提供服務(wù)。
由于我國在一個較長時期內(nèi)仍將處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)軌、社會轉(zhuǎn)型的特殊歷史時期,到2020年我國人均GDP從1000美元提高到4000美元,根據(jù)國際經(jīng)驗,在這期間利益重新分配,新舊觀念相互碰撞,社會結(jié)構(gòu)將發(fā)生劇烈變動,社會不穩(wěn)定因素增加。而現(xiàn)代犯罪的特點大大增強了犯罪行為在時間上的突然性,空間上的不確定性和手段上的對抗性,向傳統(tǒng)的社會公共安全工作提出了挑戰(zhàn),對國家的安全和社會的穩(wěn)定構(gòu)成了極大的威脅。近年,社會公共安全事件頻發(fā),且呈現(xiàn)出高智商化、年輕化、集團化的特性,這也為小區(qū)的安防提出更高的要求。智能建筑的安防系統(tǒng)較之普通小區(qū)要求高的多,其物業(yè)登記管理制度完善、信息管理和交換系統(tǒng)完善、安防保衛(wèi)系統(tǒng)完善、監(jiān)控?zé)o盲點與報警聯(lián)動,為小區(qū)公共安全提供了根本保障。
智能建筑小區(qū)的智能控制系統(tǒng)依托互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不但為用戶的信息資源需求提供了高效保證,更為用戶的個性化需求提供了及時、方便、周到和低成本的服務(wù)(例如智能家電控制系統(tǒng)),最大程度地滿足了人們不斷提高的物質(zhì)、文化生活需求。
4.結(jié)論
《2013-2017年中國智能建筑發(fā)展前景與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示,我國建筑業(yè)產(chǎn)值持續(xù)增長推動了智能建筑的發(fā)展,該市場在2005年首次突破200億元后以每年20%以上的增長態(tài)勢發(fā)展,2012年市場規(guī)模已達861億元。調(diào)查顯示,2012年我國新建建筑中智能建筑的比例僅為26%,遠低于美國的70%和日本的60%,市場拓展空間巨大。
當(dāng)前,我國推進新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、“智慧”城市建設(shè)也給智能建筑的發(fā)展提供了沃土。一方面,我國每年要建20億平米的新建建筑,根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢和城鎮(zhèn)化規(guī)劃,預(yù)計這一過程還要持續(xù)15-20年,保證了智能建筑的客觀需求;另一方面,近年來,我國在電子信息、互聯(lián)網(wǎng)安全、智能監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)金融、云計算等方面均取得了長足的進步,許多領(lǐng)域的先進性已達到世界先進水平,這為智能建筑的發(fā)展提供了技術(shù)保障。
隨著人類社會對建筑內(nèi)外信息交換、安全、舒適、便利和節(jié)能要求(“宜居”城市要求)的不斷提高,提升建筑的綜合功能、降低使用成本已成為建筑發(fā)展的趨勢。目前,我國智能建筑尚處于高速發(fā)展期,隨著科技進步和人們對物質(zhì)、文化生活需求的不斷提高,其市場前景廣闊。