建筑智能化与绿色建筑

文│ 陕西省土木建筑学会智能建筑专业委员会 王 娜

建筑智能化与绿色建筑

文│ 陕西省土木建筑学会智能建筑专业委员会 王 娜

此文从绿色建筑的指标体系和技术要点出发，分析建筑智能化技术在绿色建筑中的应用，说明智能化技术不仅是绿色建筑的技术要点之一，也是促进绿色建筑指标落实的重要手段，提出建筑智能化的内涵应扩展到对绿色生态设施、新能源的监控与管理，并将绿色建筑运营管理的内容纳入建筑智能化集成系统管理中。

建筑智能化；绿色建筑；指标；技术要点

1 绿色建筑与智能建筑

建筑在建材生产、建筑施工、建筑运行的全生命周期内消耗了地球50%的能源、42%的水资源、50%的材料，产生了全球24%的空气污染、50%的温室效应、40%的水源污染、20%的固体垃圾和50%的氯氟烃等。绿色建筑改变建筑业当前高投入、高消耗、高污染、低效率的模式，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，做到人及建筑与环境的和谐共生，持续发展。

智能建筑将建筑技术和信息技术相结合，以建筑物为平台，兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。建筑是智能建筑的平台，在节能环保的大背景下，建筑这一平台向绿色、生态方向发展，建筑智能化的内容、技术以及内涵均要随之扩展。

当今，绿色建筑、智能建筑已经成为建筑的发展方向，“绿色”已经成为一种理念，“智能”已经成为一种手段，因而智能建筑规划、设计应采用绿色的观念和方式，而且智能化技术的应用也应扩大到对绿色生态设施、新能源的监控与管理；而对于绿色建筑来说，智能技术是其技术要点之一，在《绿色建筑技术导则》中，要求“应用以智能技术为支撑的系统与产品，提高绿色建筑性能”，设置“满足用户功能性、安全性、舒适性和高效率需求的智能化系统”。本文基于《绿色建筑技术导则》有关绿色建筑的指标体系和技术要点，分析建筑智能化技术在绿色建筑中的应用。

2 绿色建筑的指标体系

绿色建筑指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环境质量和运营管理六类指标组成。这六类指标涵盖了绿色建筑的基本要素，反映了绿色建筑的性能。

由绿色建筑的指标可见，建筑智能化技术在促进绿色建筑指标落实方面大有作为。下面通过对绿色建筑技术要点的分析，说明智能化技术在促进绿色建筑指标落实中的作用。

3 绿色建筑的技术要点与智能化技术应用

绿色建筑关注建筑的全寿命周期，即不仅在规划设计阶段充分考虑并利用环境因素，也在确保施工过程中对环境的影响最低，运营管理阶段能为人们提供健康、舒适、低耗、无害空间，拆除后对环境危害降到最低，并使拆除材料尽可能再循环利用。因而绿色建筑的技术要点包括规划设计、建筑施工和运营管理，除此之外，智能技术是与其并列的四个技术要点之一。

3.1 规划设计的技术要点及其智能化技术应用

规划设计的技术要点包括节地与室外环境（建筑场地、节地、降低环境负荷、绿化和交通）；节能与能源利用（降低能耗、提高用能效率、使用可再生能源）；节水与水资源利用（节水规划、提高用水效率、雨污水综合利用）；节材与材料资源（节材、使用绿色建材）；室内环境质量 （光环境、热环境、声环境、室内空气质量）。

在室外环境的绿化中，智能灌溉系统实时检测土壤潮湿度，根据检测结果实施灌溉，不仅满足绿化需求，并节约水资源。

在节能与能源利用中，采用有效的遮阳措施和采用用能调控与计量系统是降低能耗的技术要点，智能遮阳板和电动百叶窗在满足建筑采光的同时，自动调控遮阳板及百叶窗的角度，避免因大量的太阳光而增加室内空调负荷，达到节能降耗的目的。而能耗计量和监测是建筑智能化技术节能的重要内容也是进行节能监测与管理的有效手段，能耗计量监测系统如图1所示。通过能耗分项计量可以详细了解建筑物各类负荷的能耗，实现目标量化管理，及时改变不合理的能耗状况，实现对建筑物用能的科学管理，提高电能的使用效率，降低能耗；在提高用能效率方面，建筑设备监控系统通过对照明、空调、给排水设备的监测与控制，使其工作在最佳的节能状态，并根据负荷的动态变化自动调控照度、温度和流量，提高用能效率；在使用可再生能源方面，利用智能化技术监测、控制、管理太阳能与地热能等可再生能源应用系统，优化其运行，使其更好发挥功效，降低建筑能耗。比如太阳能热水监控系统通过监测系统中水位、温度、压力等参数自动控制上水泵、补水泵、热水供应泵、辅助加热装置等设备的启停，保证正常及阴雨天气的情况下用户热水的需求。

在节水与水资源利用中，雨污水综合利用是重要内容。中水回用监控系统对设备的运行状态进行监视，自动检测、显示各种设备的运行参数，实现设备的自动化运转，使设备始终处在最佳运行状态，达到节约能源的目的。

在室内环境质量控制方面，建筑设备监控系统通过对照明、空调的监测、控制，创造健康、适用、高效的建筑环境。在光环境控制方面，通过自动控制反光板、反光镜、集光装置等自然光调控设施，改善室内自然光分布，减少对人工照明的依赖；智能照明系统采用 “预设置”、“合成照度控制”和“人员检测控制”等多种方式，对不同时间、不同区域的灯光进行开关及照度控制，充分利用自然光，使整个照明系统可以按照经济有效的方案来准确运作，降低运行管理费用，节约能源。在热湿环境控制方面，空调监控系统有效监测和调控室内的热/湿舒适度和空气质量，保证用户的健康与舒适，并节约能源。

3.2 建筑施工技术要点及其智能化技术应用

建筑施工技术要点包括场地环境 （施工场地、降低环境负荷、保护水文环境）、节能（降低能耗、提高用能效率）、节水（提高用水效率）、节材与材料资源（节材、使用绿色建材）。建筑智能化技术不仅在建筑施工的节能、节水方面发挥作用，而且在建筑施工信息化管理方面更具有独到的功能。建筑工程管理包括施工质量管理、施工进度管理、施工技术管理等，过程复杂，建筑施工信息化管理利用信息技术高效地采集、加工、传递和实时共享管理过程中需要处理的信息，使建筑施工活动以及项目管理活动流程科学化，提高施工管理的水平。

3.3 智能技术要点

在《绿色建筑技术导则》中，绿色建筑的智能技术包括智能技术和智能化系统两个方面。

智能技术包括应用以智能技术为支撑的系统与产品，提高绿色建筑性能。发展节能与节水控制系统与产品、利用可再生能源的智能系统与产品、室内环境综合控制系统与产品等。可采用综合性智能采光控制、地热与协同控制、外遮阳自动控制、能源消耗与水资源消耗自动统计与管理、空调与新风综合控制、中水雨水利用综合控制等技术。由此可见，在绿色建筑中，不仅要应用智能化系统和产品，还要发展节能与节水控制系统和产品，特别提到智能技术在采光控制、遮阳自动控制、可再生能源利用、室内环境综合控制、能源消耗与水资源消耗自动统计与管理等绿色设施方面的应用。

从功能效益上要求智能化系统“满足用户功能性、安全性、舒适性和高效率的需求”；从功能质量上要求“通信网络子系统、信息网络子系统、建筑设备监控子系统、火灾自动报警及消防联动子系统、安全防范子系统、综合布线子系统、智能化系统集成等的功能质量满足设计要求，且先进、可靠与实用。

智能化系统的组成如图2所示。

其中，公共安全系统包括火灾自动报警系统、安全技术防范系统和应急联动系统，应对危害社会安全的各类突发事件，确保大楼内人员生命与财产的安全。建筑设备管理系统，一方面实现对温度、湿度、照度及空气质量等环境指标的控制，创造舒适的环境，提高楼内工作人员的工作效率与创造力，另一方面通过对建筑物内大量机电设备的监控管理，实现多种能量监管，达到节能、高效和延长设备使用寿命的目的。信息设施系统和信息化应用系统，创造一个迅速获取信息、处理信息、应用信息的良好办公环境，达到高效率工作的目的。智能化集成系统将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台从而形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。

对比《绿色建筑技术导则》中所涉及的智能化系统的要求可见，绿色建筑中设置的智能化系统包括建筑智能化系统的主要内容。而建筑智能化系统的功能满足绿色建筑在功能性、安全性、舒适性和高效率的要求。

3.4 运营管理的技术要点及其智能化技术应用

运营管理的技术要点包括管理网络、资源管理、耗材管理、绿化管理和垃圾管理。其中管理网络是建立运营管理的网络平台，监视节能、节水的管理和环境质量，提高物业管理水平和服务质量，建立必要的预警机制和突发事件的应急处理系统。资源管理主要是节能与节水管理，实现分户、分类计量与收费，耗材管理是建立建筑、设备与系统的维护制度，减少因维修带来的材料损耗。

建筑智能化技术在运营管理方面的应用更为直接，首先，智能建筑信息设施系统中的综合布线系统和信息网络系统为运营管理提供网络平台，建筑智能化集成系统实施对节能、节水的管理和环境质量的监视，实时采集监测点的运行数据，在数据中心将实时监测各环节的数据变化通过图表等方式直观展现，对异常数据及时报警，通过曲线图、趋势图等对节能、节水和环境质量情况进行分析统计，根据分析结果优化设备运行，实现不同控制系统间的联动，合理分配用能、用水，实现能源精细管理，提升建筑节能、节水管理水平；其次，建筑设备监控系统监视建筑设备的运行，记录运行时间，根据记录数据制定设备维护保养计划，延长设备使用寿命，提高物业管理水平和服务质量；智能建筑公共安全中的应急联动系统和集成管理系统实现运营管理所要求的预警机制和突发事件的应急处理能力；而建筑智能化集成管理系统软件实施绿色建筑资源管理，内容包括绿化管理、垃圾管理等。

由以上分析可见，智能技术不仅是绿色建筑的技术要点之一，而且在绿色建筑的规划设计、建筑施工和运营管理等方面均可发挥重要作用。

4 结束语

以“绿色”为目的、以“智能”为手段，节约能源、降低资源消耗和浪费、减少污染，是建筑智能化发展的方向和目的，也是绿色建筑发展的必经之路。因而，建筑智能化的内涵应扩展对绿色生态设施、新能源的监控与管理，建筑智能化的体系应将绿色生态设施监控和新能源监控纳入建筑设备监控与管理之中，将绿色建筑运营管理的内容纳入集成系统管理中，增强能耗分项计量与能耗分析、能源管理等功能。

【1】绿色建筑技术导则.建设部与科技部.建科[2005]199号.

【2】王娜，沈国民.智能建筑概论.北京：中国建筑工业出版社，2010.

【3】王娜.建筑节能技术.北京：中国建筑工业出版社，2013.