綠色建筑與智能建筑發(fā)展及聯(lián)合應(yīng)用研究

蔡亞萍

摘 要：經(jīng)濟的快速發(fā)展推動了科學技術(shù)水平的提高，帶動了建筑業(yè)的進步。隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了綠色建筑、智能建筑等各種建筑新形態(tài)。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(guān)聯(lián)的，前者是架構(gòu)目標，后者是技術(shù)支持?；诖?，從綠色建筑和智能建筑的定義、特征、評價標準、發(fā)展概況等方面對綠色建筑和智能建筑的發(fā)展趨勢進行了較為全面的總結(jié)，并著力闡述了綠色建筑和智能建筑在國家建設(shè)中的重要意義。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；智能建筑；總結(jié)；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(jù)統(tǒng)計，我國居民家庭在夏季高溫季節(jié)空調(diào)使用負荷已經(jīng)占據(jù)全國總用電量的30%～50%。在此背景下，采用可持續(xù)發(fā)展的可再生能源作為無源制冷技術(shù)，已逐漸成為建筑行業(yè)的一個重要課題。世界各國綠色建筑與智能建筑產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，說明綠色與智能化是建筑產(chǎn)業(yè)真正走向可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑。

1 智能建筑發(fā)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(fā)展而產(chǎn)生的?！吨悄芙ㄖO(shè)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(shè)備、辦公自動化、信息通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為一身，以設(shè)計、體系、功能、管理于一體，并通過各種方式的優(yōu)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(xié)會（AIBI）所界定的“智能化建筑”，指結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理4個方面的優(yōu)化、聯(lián)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(shù)集成的綜合體系。首先，智能化建筑是以智能電腦技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)對建筑內(nèi)各類設(shè)施的控制與管理，并為用戶提供各類相關(guān)的業(yè)務(wù)活動。其次，充分利用信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地管理信息資源，為用戶提供可靠的通信和服務(wù)[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(shù)有機地融合在一起，創(chuàng)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(shù)的內(nèi)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(yīng)人類對建筑物的使用需求，從而提升建筑物現(xiàn)代化程度。綠色智能建筑技術(shù)，是以綠色建筑技術(shù)、智能化與自動化技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展的。綠色智能建筑的優(yōu)點表現(xiàn)在建筑布局的選擇會更科學、更合理、更有效，利用現(xiàn)代技術(shù)達到了節(jié)能、環(huán)保等方面的要求。

1.3 綠色智能建筑的主要內(nèi)容

在社會層面上，綠色智能建筑既要達到節(jié)能、環(huán)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(guī)劃和布局是非常關(guān)鍵的，而且綠色智能建筑技術(shù)必須和智能技術(shù)相結(jié)合。

在技術(shù)層面，綠色建筑以綠色技術(shù)為基礎(chǔ)，其主要內(nèi)容包括：資源循環(huán)利用、節(jié)約能源、節(jié)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(shù)的應(yīng)用包括：視頻監(jiān)控、通信控制、云計算等計算機技術(shù)。

1.4 智能建筑國內(nèi)外發(fā)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(yè)大廈，占地面積接近190 000 m2，內(nèi)部設(shè)施全自動化，燈光、空調(diào)、電梯、消防等都采用計算機控制，實現(xiàn)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(guī)劃。美國成立了世界智能建筑協(xié)會、日本的“智能社區(qū)”“智能建筑群”“國際智能信息城”、新加坡園區(qū)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(yè)標準化委員會于1995年頒布《建筑與建筑綜合布線系統(tǒng)和設(shè)計規(guī)范》，上海頒布了《智能建筑設(shè)計標準》，并將其分為3個等級，以便于規(guī)劃、設(shè)計、施工[3]。

2 國內(nèi)外綠色建筑發(fā)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(xiàn)于20世紀70年代，在世界可持續(xù)發(fā)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(jù)我國的基本國情，從節(jié)能、資源、環(huán)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(jié)約資源（節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地、節(jié)約材料），保護環(huán)境，減少污染，提供健康、適用、高效的生活環(huán)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?shù)刭Y源、氣候、人文的協(xié)調(diào)，注重與周圍環(huán)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(nèi)外發(fā)展概況

20世紀60年代，世界范圍內(nèi)開始了對綠色建筑的研究。意大利建筑師 Paolo Soleri 將生態(tài)與建筑相結(jié)合，形成了“Arology”。美國園林建筑師麥克哈格于1969年發(fā)表了《設(shè)計結(jié)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(fā)，許多工業(yè)國家都在關(guān)注著生態(tài)環(huán)境的保護，而建筑行業(yè)是一個能耗很高的行業(yè)，它的節(jié)能研究也逐漸發(fā)展起來，因此，節(jié)能型建筑就是它的前身。20世紀80年代以來，我國的節(jié)能建筑系統(tǒng)建設(shè)不斷完善。進入20世紀90年代以后，有關(guān)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(chǎn)業(yè)的發(fā)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(fā)給予了高度關(guān)注，從而使我國綠色建筑得到了穩(wěn)步、迅速的發(fā)展。

3 智能建筑與綠色建筑的關(guān)系

3.1 智能是綠色建筑的手段、措施和技術(shù)

智能用來支持綠色建筑指標的實現(xiàn)，以滿足人們節(jié)能、安全、健康生活的需要。具體有以下5點優(yōu)勢：①能夠發(fā)展與使用可再生能源，降低對傳統(tǒng)能源的損耗。②能夠完成對空氣、水質(zhì)、噪聲、光環(huán)境等污染的有效控制。③能夠?qū)Ω鞣N污染物實現(xiàn)智能監(jiān)測和報警。④能夠?qū)馂?、安全實現(xiàn)技術(shù)預警。⑤能夠?qū)崿F(xiàn)各類先進的技術(shù)產(chǎn)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(diào)節(jié)，在最大限度地減少了對能源的耗費。通過提供的工作環(huán)境，可以將工作與非工作時間分離，并根據(jù)房屋的內(nèi)部條件做出各種需要的控制程序，沒人的地方要手動調(diào)節(jié)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(xiàn)在智能產(chǎn)品的應(yīng)用范圍很廣，應(yīng)用頻率也很高，傳統(tǒng)的在客廳或大廳的活動方式已經(jīng)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(qū)域，讓住戶在房間的各個區(qū)域都能同時體驗到視覺和聽覺上的娛樂[6]?？梢曢T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(chǎn)品可以幫助人們在門口不用打開電視，就可以通過室內(nèi)電視看到整個社區(qū)的影像，讓生活更輕松，并更具有安全感。

4 綠色建筑設(shè)計與智能建筑技術(shù)的相互應(yīng)用

綠色建筑與智能建筑是相得益彰、彼此相互支持的關(guān)系。智能建筑是綠色建筑的技術(shù)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(tǒng)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(tǒng)工程，它要遵循系統(tǒng)工程的發(fā)展規(guī)律，從工程初步設(shè)計、深化系統(tǒng)設(shè)計、智能建筑施工、試運行、系統(tǒng)維護優(yōu)化到建筑拆除，構(gòu)成了建筑的整個生命周期。而一座智能化建筑要達到節(jié)能環(huán)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(xiàn)整個建筑的功能。其具體表現(xiàn)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(yōu)化家居內(nèi)部功能品質(zhì)、改善工作生活環(huán)境是對智能建筑的基本要求。②在樓內(nèi)開展二次組織，即智能建筑的各個部件，包括各種設(shè)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(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。在可持續(xù)發(fā)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(xù)發(fā)展是指社會、生態(tài)系統(tǒng)或任何正在發(fā)展的系統(tǒng)，在未來的某一天仍能在不因關(guān)鍵資源枯竭或過度負載的情況下，持續(xù)有效地維持其應(yīng)有的職能。”。

4.1 綠色技術(shù)的應(yīng)用

綠色技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用包括節(jié)能、節(jié)水和節(jié)地。

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

綠色節(jié)水型技術(shù)是指利用先進的節(jié)水型技術(shù)，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(jīng)過處理，再循環(huán)使用。同時，采用集雨技術(shù)將雨水集中起來，使之成為潔凈水，從而實現(xiàn)節(jié)水。

節(jié)地技術(shù)是指利用現(xiàn)代技術(shù)來提高土地的利用率，由于建筑面積的增大，用地的供求關(guān)系日益突出，因此必須采用技術(shù)手段來提高土地資源利用率。

4.2 智能建筑技術(shù)的應(yīng)用

4.2.1 智能化門窗的應(yīng)用

智能建筑的門窗設(shè)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(tǒng)，一旦窗戶被外力損壞就會發(fā)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(yīng)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(diào)整太陽能設(shè)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(tǒng)就會自動開啟天窗和窗簾，從而調(diào)整房間的溫度。

4.2.3 自動通風設(shè)備的應(yīng)用

在建筑物中，通風設(shè)備和空調(diào)設(shè)備消耗很大，占據(jù)了建筑物能耗的很大一部分。此外，室內(nèi)通風和空調(diào)對建筑物的舒適度影響很大。在建筑設(shè)計中，一般以最大熱負荷為依據(jù)進行設(shè)計，因此空調(diào)系統(tǒng)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(shù)將可操作的組件集成到建筑結(jié)構(gòu)中。例如：可伸縮屋頂和移動窗戶，通過智能技術(shù)使其能夠根據(jù)室內(nèi)的溫度變化，調(diào)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(tǒng)，讓建筑內(nèi)部處于最佳的自然風狀態(tài)。這樣既可以凈化室內(nèi)的空氣，又可以提高室內(nèi)的舒適性，還能節(jié)省大量的能源。

4.2.4 智能照明的應(yīng)用

在綠色智能建筑技術(shù)中，智能照明技術(shù)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(shù)主要通過調(diào)光控制模塊、智能探測器等先進的自動控制裝置來實現(xiàn)。智能探測器可根據(jù)周邊的情況，通過調(diào)整控制模塊實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部燈光的自動調(diào)整，從而達到提高照明效果和節(jié)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(jié)能環(huán)保的。

5 現(xiàn)代綠色智能化建筑的發(fā)展及其前景

5.1 社會整體認知

在我國當前的建筑業(yè)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(tǒng)與建筑物的集成，卻沒有認識到其生態(tài)和可持續(xù)性。所以，如何將智能建筑推廣到可持續(xù)發(fā)展的道路上，實現(xiàn)與環(huán)境協(xié)調(diào)、相互促進、和諧共存，是當前我國綠色、智能化建筑發(fā)展亟待解決的問題。

5.2 綠色智能化建筑經(jīng)濟性問題

在國內(nèi)，智能化建設(shè)的成本比較高，標準不統(tǒng)一，價格也比較昂貴。由于開發(fā)商、物業(yè)公司、業(yè)主對智能化建筑的經(jīng)營管理水平參差不齊，嚴重阻礙了智能化建筑的發(fā)展。借鑒歐洲先進的設(shè)計理念，尤其是針對智能建筑的節(jié)能計算技術(shù)，結(jié)合實際情況進行優(yōu)化，對推動綠色、智能化建筑的發(fā)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(jīng)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(tǒng)引入到綠色建筑的評估系統(tǒng)中，則可以對智能建筑進行全面的綜合評價。

6 結(jié)束語

隨著人們對環(huán)境保護的重視，各個行業(yè)都必須堅持綠色發(fā)展，包括建筑業(yè)在內(nèi)。綠色智能建筑技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，并將伴隨科技的發(fā)展和進步而不斷優(yōu)化。本文對綠色智能建筑技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了研究，對綠色智能建筑技術(shù)的內(nèi)涵、內(nèi)容及在實踐中的應(yīng)用進行了闡述，并對其發(fā)展趨勢進行了探討，以期對綠色智能建筑技術(shù)的發(fā)展起到一定的推動作用。

參考文獻

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