洪友白

(廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361006)

智能化技術(shù)在綠色建筑中的地位與作用

洪友白

(廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361006)

在分析智能化技術(shù)與綠色建筑基本概念的基礎(chǔ)上，詮釋了智能化技術(shù)與綠色建筑的基本關(guān)系，指出建筑智能化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的手段之一，是支撐綠色建筑的重要基礎(chǔ)。具體闡述智能化技術(shù)為綠色建筑助力加分的運(yùn)行節(jié)能方式與管理節(jié)能方式，闡明了智能化技術(shù)自身的主體目標(biāo)與總體目標(biāo)。

智能化技術(shù) 綠色建筑 節(jié)能 目標(biāo)

1 智能化技術(shù)

《智能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)(第二版)》一書在論及智能建筑時(shí)提到：“智能建筑的發(fā)展，是建筑技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐步發(fā)展和充實(shí)的，現(xiàn)代建筑技術(shù)(Architecture)，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)(Computer)、現(xiàn)代控制技術(shù)(Control)、現(xiàn)代通信技術(shù)(Communication)，即A+3C技術(shù)是智能建筑發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)?！笨芍?，基于建筑平臺(tái)的“智能化技術(shù)”的內(nèi)涵：智能化技術(shù)是結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的一門綜合性技術(shù)。

2 綠色建筑

“綠色建筑”的“綠色”，并不是指一般意義上的小區(qū)草坪、立體綠化或屋頂花園，更不等同于豪華建筑，而是代表一種概念或象征。

1)定義[1]：指在全生命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

2)核心內(nèi)涵：解決人與自然的關(guān)系，人與自然和諧共生。

3)概念屬性：涉及建筑性能，且只為性能“之一”(主要是經(jīng)濟(jì)性能)，而不是性能的全部，如不包括建筑的安全性能等。

3 智能化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠建的手段之一

分析綠色建筑的定義，簡(jiǎn)而言之就是要實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！?。按照GB/T 50378-2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的評(píng)分細(xì)則，建筑智能化技術(shù)主要在 “四節(jié)一環(huán)?！钡摹肮?jié)能”要素中發(fā)揮重要的作用?？梢姡ㄖ悄芑夹g(shù)是實(shí)現(xiàn)綠建的手段之一。

其作用體現(xiàn)主要為：1)借助智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)耗能設(shè)備(空調(diào)、照明、供配電、電梯、給排水等)的運(yùn)行控制，通過提高能效來達(dá)到節(jié)能目的；2)采用智能化系統(tǒng)集成平臺(tái)，實(shí)施切實(shí)可行的節(jié)能策略，通過聯(lián)動(dòng)控制，提升運(yùn)行節(jié)能的精細(xì)化程度；3)運(yùn)用智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑能耗計(jì)量及設(shè)備能效分析研究，改進(jìn)不合理的用能行為，為實(shí)施節(jié)能策略以及制定建筑的節(jié)能改進(jìn)方案提供更加科學(xué)的依據(jù)。

4 智能化技術(shù)如何為綠建加分

4.1 樹立“節(jié)能即是能效”的理念

樹立“節(jié)能即是能效”的理念極為重要。提倡節(jié)能不等于不用能，而是要在不降低生活品質(zhì)的條件下最大限度地提高能源的利用效率。

國(guó)家有關(guān)規(guī)范[2]對(duì)“節(jié)能”一詞的權(quán)威英文譯名是“energy efficiency”，即能源效率、能源效能，由此可見“節(jié)能”的核心內(nèi)涵就是“能效”，所謂的節(jié)能策略就是變“低能效”為“高能效”的一系列操作。

4.2 節(jié)能措施主要分類

節(jié)能措施一般可分為人為設(shè)定的節(jié)能行為(行為節(jié)能)和基于技術(shù)手段的節(jié)能行為(技術(shù)節(jié)能)。

4.2.1 行為節(jié)能

所謂行為節(jié)能，可簡(jiǎn)單理解為：通過人為設(shè)定，使能耗系統(tǒng)根據(jù)人的主觀節(jié)能意識(shí)主動(dòng)減少能源消耗的一種節(jié)能方式。比如“隨手關(guān)燈”、“在冬季采暖和夏季空調(diào)期內(nèi)不頻繁開窗或長(zhǎng)時(shí)間開窗”等，這種行為不屬于智能化技術(shù)所要研究的節(jié)能范疇。

4.2.2 技術(shù)節(jié)能

技術(shù)節(jié)能是著力研究如何基于技術(shù)手段挖掘能效潛力的一種節(jié)能措施，如“高光效光源”、“照明聲光控制”、“風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速”等。技術(shù)節(jié)能還可以分為旨在減少能耗的設(shè)備節(jié)能、旨在控制能耗的運(yùn)行節(jié)能和旨在持續(xù)改進(jìn)能效的管理節(jié)能。

1)“設(shè)備節(jié)能”是基于耗能元器件的高能效選型，特點(diǎn)是耗能元器件選定后其能耗不變。例如，選定某一節(jié)能變壓器后，客觀上被動(dòng)地減少了電力系統(tǒng)的損耗，而且一旦設(shè)備選定后這種損耗是固定不變的。

2)“運(yùn)行節(jié)能”是對(duì)已確定投入的電氣設(shè)備，在運(yùn)行狀態(tài)過程中自覺采取并產(chǎn)生效果的節(jié)能行為。

3)“管理節(jié)能”是指基于技術(shù)手段，旨在發(fā)現(xiàn)不合理的用能現(xiàn)象及其過程，以便持續(xù)改進(jìn)能效的節(jié)能管理措施。

4.3 建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)對(duì)節(jié)能的直接貢獻(xiàn)

4.3.1 BAS的功能

BAS的功能有：1)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)室內(nèi)環(huán)境的變化；2)確保機(jī)組的連鎖安全和設(shè)備的自身安全(運(yùn)行安全)；3)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制以節(jié)能降耗；4)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和過程自動(dòng)控制以節(jié)省設(shè)備管理人員。概括來說，即為：調(diào)適環(huán)境、運(yùn)行安全、節(jié)能降耗、節(jié)省人力。

4.3.2 BAS的節(jié)能方式

由4.3.1可知，節(jié)能降耗是BAS的目的之一，通過“運(yùn)行節(jié)能”方式，使已確定投入的電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中主動(dòng)采取措施并直接產(chǎn)生節(jié)能效果。

眾所周知，用電設(shè)備都是按照全工況(全負(fù)荷)選型的，實(shí)際運(yùn)行工況(負(fù)荷)根據(jù)實(shí)際情況，其總用電需求量必然小于全負(fù)荷，這就給“運(yùn)行節(jié)能”提供了實(shí)施條件。

4.3.3 BAS的良好設(shè)計(jì)是有效節(jié)能的前提

1)設(shè)計(jì)應(yīng)深刻理解工藝原理及其運(yùn)行情況，充分挖掘節(jié)能潛力，在此基礎(chǔ)上編制運(yùn)行節(jié)能策略，提出需采集的信息，用以支持和落實(shí)運(yùn)行中的節(jié)能效果。

2)需清楚BAS每一個(gè)采集的信息點(diǎn)的意圖，如調(diào)適環(huán)境、節(jié)能降耗、設(shè)備安全、節(jié)省人力。

4.4 從設(shè)備監(jiān)控(BAS)到能耗監(jiān)測(cè)

4.4.1 設(shè)備監(jiān)控與能耗監(jiān)測(cè)的異同

1)相同點(diǎn)：均服務(wù)于建筑耗能設(shè)備；就節(jié)能而言，同屬于 “能效管理”范疇。

2)不同點(diǎn)：對(duì)設(shè)備監(jiān)控而言，“節(jié)能”不是唯一的目的，而能耗監(jiān)測(cè)的唯一目的就是節(jié)能；設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的節(jié)能是“運(yùn)行節(jié)能”，能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的節(jié)能隸屬“管理節(jié)能”。

4.4.2 能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獨(dú)樹一幟

1)監(jiān)管文件系列化

2008年國(guó)務(wù)院發(fā)布《民用建筑節(jié)能條例》，要求對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)和大型公共建筑進(jìn)行能耗測(cè)評(píng)和標(biāo)識(shí)，并予以公示。隨后，由住建部對(duì)建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提出了諸多特定的規(guī)定，相繼出臺(tái)了一系列能耗監(jiān)測(cè)的文件，逐漸形成了有別于建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)的建筑能耗監(jiān)測(cè)體系。

2)能耗監(jiān)測(cè)是能效管理的細(xì)分

目前，鑒于對(duì)建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的特有規(guī)定，有必要對(duì)“建筑能耗監(jiān)測(cè)”形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)并作為能效管理的子系統(tǒng)。能耗監(jiān)測(cè)有別于設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)并從其中獨(dú)立出來是與時(shí)俱進(jìn)的技術(shù)新應(yīng)用。

3)能耗監(jiān)測(cè)與設(shè)備監(jiān)控的集成

“能效管理”從節(jié)能措施分類的角度理解，應(yīng)是作為“運(yùn)行節(jié)能”的設(shè)備監(jiān)控與作為“管理節(jié)能”的能耗監(jiān)測(cè)的疊加。“能耗監(jiān)測(cè)”借助于評(píng)估能源使用現(xiàn)狀來發(fā)現(xiàn)能源管理缺陷，并以此制定能源利用優(yōu)化方案；“設(shè)備監(jiān)控”則是在耗能設(shè)備運(yùn)行過程中實(shí)施確定的節(jié)能方案。

如果只在設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)或能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中單一地去討論 “能效管理”，那僅僅是個(gè)概念性思路，只有利用智能化技術(shù)把兩個(gè)子系統(tǒng)集成起來，才能實(shí)現(xiàn)所謂的“能效管理”。

4.5 小結(jié)

由本章分析可見，依照4.2中節(jié)能措施的分類法，智能化技術(shù)主要從兩方面為綠建加分。一是BAS的“運(yùn)行節(jié)能”技術(shù)措施，即對(duì)已確定投入的電氣設(shè)備，通過在運(yùn)行過程中自覺采取措施，直接產(chǎn)生節(jié)能效果；二是能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的“管理節(jié)能”技術(shù)措施，即在對(duì)各種能源消耗狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中，通過糾正不合理的用能現(xiàn)象間接產(chǎn)生節(jié)能效果。

5 建筑智能化的總體目標(biāo)與主導(dǎo)目標(biāo)

5.1 主導(dǎo)目標(biāo)

5.1.1 建筑智能化的主導(dǎo)目標(biāo)

以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境為主題的綠色建筑是國(guó)家對(duì)建筑工程建設(shè)要求的基本導(dǎo)向。因此，GB 50314-2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱“《智標(biāo)》”)規(guī)定，智能建筑建設(shè)應(yīng)認(rèn)準(zhǔn)這一導(dǎo)向，以綠色建筑作為主導(dǎo)目標(biāo)。也就是說，要在總體目標(biāo)下細(xì)分的多個(gè)子目標(biāo)中，把實(shí)現(xiàn)綠色建筑作為第一目標(biāo)，以建筑智能化技術(shù)的特點(diǎn)為專長(zhǎng)，強(qiáng)力推動(dòng)和強(qiáng)制實(shí)施建筑耗能設(shè)備的“運(yùn)行節(jié)能”和“管理節(jié)能”，并強(qiáng)化綠色建筑達(dá)標(biāo)，確保在選用節(jié)能措施、測(cè)評(píng)節(jié)能量等方面能占有一席之地。

5.1.2 集成系統(tǒng)的主導(dǎo)目標(biāo)

《智標(biāo)》規(guī)定，智能化集成系統(tǒng)的功能應(yīng)符合的第一規(guī)定是“應(yīng)以實(shí)現(xiàn)綠色建筑為目標(biāo)”，這里應(yīng)該理解為智能化集成系統(tǒng)的主導(dǎo)目標(biāo)。

例如上述4.4.2解釋的“建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)”和“建筑能效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，當(dāng)對(duì)兩個(gè)系統(tǒng)作集成時(shí)，理應(yīng)把節(jié)能作為著力點(diǎn)，為綠色建筑達(dá)標(biāo)加分。

5.1.3 BMS(建筑設(shè)備管理系統(tǒng))的主導(dǎo)目標(biāo)

上述4.3.1提到BAS同時(shí)具有“調(diào)適環(huán)境、運(yùn)行安全、節(jié)能降耗、節(jié)省人力”四大功能，在綠色建筑作為智能建筑的主導(dǎo)目標(biāo)引導(dǎo)下， BAS理應(yīng)把其中的“節(jié)能降耗”作為BMS的主導(dǎo)目標(biāo)，著力為綠色建筑達(dá)標(biāo)加分。

鑒于此，《智標(biāo)》要求BMS(建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，包括設(shè)備監(jiān)控和能效監(jiān)測(cè))應(yīng)“具有支撐綠色建筑功效”、應(yīng)“基于建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)可再生能源實(shí)施有效利用和管理”、其“系統(tǒng)設(shè)計(jì)…應(yīng)符合…《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378…規(guī)定?！?/p>

5.2 總體目標(biāo)

智能建筑應(yīng)以綠色建筑作為主導(dǎo)目標(biāo)，但不能以偏概全。因此，《智標(biāo)》規(guī)定，“智能建筑工程設(shè)計(jì)”應(yīng)以“增強(qiáng)建筑物的科技功能和提升智能化系統(tǒng)的技術(shù)功效”連動(dòng)提升建筑物的應(yīng)用價(jià)值為總體目標(biāo)。這是智能化核心技術(shù)所決定的。

由此可見，總體目標(biāo)追求兩個(gè)方面，一是提升建筑物的應(yīng)用價(jià)值，二是增強(qiáng)建筑物的科技功能。

5.2.1 提升建筑物的應(yīng)用價(jià)值

通過提升智能化系統(tǒng)的技術(shù)功效連動(dòng)提升建筑物的“應(yīng)用價(jià)值”系智能建筑 “內(nèi)在的、最為根本的、須竭力追求的”目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)綠色建筑“四節(jié)一環(huán)?！钡慕ㄔO(shè)目標(biāo)，就是在經(jīng)濟(jì)性能方面為建筑物提升“應(yīng)用價(jià)值”?？梢姡悄芙ㄖ目傮w目標(biāo)覆蓋其主導(dǎo)目標(biāo)。智能化系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃的各智能化功能都是為了提升建筑物的“應(yīng)用價(jià)值”。例如，信息化應(yīng)用、信息設(shè)施系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)等。

只有借助于“智能化技術(shù)”，把建筑物的應(yīng)用價(jià)值發(fā)揮到最佳，對(duì)智能化的資金投入才有立足之基。該目標(biāo)是智能化方案創(chuàng)作的出發(fā)點(diǎn)和歸宿點(diǎn)，是設(shè)計(jì)方案中標(biāo)與否的基礎(chǔ)技術(shù)因素。

5.2.2 增強(qiáng)建筑物的科技功能

增強(qiáng)建筑物的科技功能系智能建筑的外在目標(biāo)，但不是為了“包裝”，而是社會(huì)發(fā)展到當(dāng)今信息時(shí)代所賦予的。

建筑物使用功能可有多種實(shí)現(xiàn)手段，其科技含量各有內(nèi)涵，但以智能化技術(shù)體現(xiàn)建筑物的科技含量，可以很直白地一改百姓大眾長(zhǎng)期以來由土木建筑的 “土”引發(fā)的慣性印象，以為建筑物不那么科學(xué)技術(shù)。其實(shí)智能建筑本身就是隨著科技的不斷進(jìn)步，伴隨著信息時(shí)代的到來應(yīng)運(yùn)而生的。

信息時(shí)代的核心技術(shù)就是信息技術(shù)，信息技術(shù)的成就恰恰就是體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及其兩者的結(jié)合之上。因此，把作為智能化技術(shù)基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)嵌入到現(xiàn)代建筑中去，最能展現(xiàn)也最能增強(qiáng)具有時(shí)代特征的信息化、智能化科技功能。

[1] GB/T 50378-2014綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.

[2] GB 50189-2015公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2015.

[3] 華東建筑設(shè)計(jì)研究院. 智能建筑設(shè)計(jì)技術(shù)(第二版)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.

洪友白

教授級(jí)高工，電氣與智能化總工，現(xiàn)就職于廈門合立道工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司。

Status and Role of Intelligent Technology in the Green Building

Hong Youbai

Based on the analysis of the basic concepts of intelligent technology and green building，it is pointed out that the intelligent technology is one of the means to realize the green building and is an important foundation to support green building. The way of run and manage energy-saving of intelligent technology which is good for green building is specific elaborated, and the subject objective and overall objective of intelligent technology are introduced.

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