智能化技术在绿色建筑中的地位与作用

洪友白

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司，福建 厦门 361006)

智能化技术在绿色建筑中的地位与作用

洪友白

(厦门合立道工程设计集团股份有限公司，福建 厦门 361006)

在分析智能化技术与绿色建筑基本概念的基础上，诠释了智能化技术与绿色建筑的基本关系，指出建筑智能化技术是实现绿色建筑的手段之一，是支撑绿色建筑的重要基础。具体阐述智能化技术为绿色建筑助力加分的运行节能方式与管理节能方式，阐明了智能化技术自身的主体目标与总体目标。

智能化技术 绿色建筑 节能 目标

1 智能化技术

《智能建筑设计技术(第二版)》一书在论及智能建筑时提到：“智能建筑的发展，是建筑技术与信息技术相结合的产物，是随着科学技术的进步而逐步发展和充实的，现代建筑技术(Architecture)，现代计算机技术(Computer)、现代控制技术(Control)、现代通信技术(Communication)，即A+3C技术是智能建筑发展的技术基础。”可知，基于建筑平台的“智能化技术”的内涵：智能化技术是结合现代计算机技术、现代控制技术和现代通信技术的一门综合性技术。

2 绿色建筑

“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义上的小区草坪、立体绿化或屋顶花园，更不等同于豪华建筑，而是代表一种概念或象征。

1)定义[1]：指在全生命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

2)核心内涵：解决人与自然的关系，人与自然和谐共生。

3)概念属性：涉及建筑性能，且只为性能“之一”(主要是经济性能)，而不是性能的全部，如不包括建筑的安全性能等。

3 智能化技术是实现绿建的手段之一

分析绿色建筑的定义，简而言之就是要实现“四节一环保”。按照GB/T 50378-2014《绿色建筑评价标准》的评分细则，建筑智能化技术主要在 “四节一环保”的“节能”要素中发挥重要的作用。可见，建筑智能化技术是实现绿建的手段之一。

其作用体现主要为：1)借助智能化技术实现对耗能设备(空调、照明、供配电、电梯、给排水等)的运行控制，通过提高能效来达到节能目的；2)采用智能化系统集成平台，实施切实可行的节能策略，通过联动控制，提升运行节能的精细化程度；3)运用智能化技术实现建筑能耗计量及设备能效分析研究，改进不合理的用能行为，为实施节能策略以及制定建筑的节能改进方案提供更加科学的依据。

4 智能化技术如何为绿建加分

4.1 树立“节能即是能效”的理念

树立“节能即是能效”的理念极为重要。提倡节能不等于不用能，而是要在不降低生活品质的条件下最大限度地提高能源的利用效率。

国家有关规范[2]对“节能”一词的权威英文译名是“energy efficiency”，即能源效率、能源效能，由此可见“节能”的核心内涵就是“能效”，所谓的节能策略就是变“低能效”为“高能效”的一系列操作。

4.2 节能措施主要分类

节能措施一般可分为人为设定的节能行为(行为节能)和基于技术手段的节能行为(技术节能)。

4.2.1 行为节能

所谓行为节能，可简单理解为：通过人为设定，使能耗系统根据人的主观节能意识主动减少能源消耗的一种节能方式。比如“随手关灯”、“在冬季采暖和夏季空调期内不频繁开窗或长时间开窗”等，这种行为不属于智能化技术所要研究的节能范畴。

4.2.2 技术节能

技术节能是着力研究如何基于技术手段挖掘能效潜力的一种节能措施，如“高光效光源”、“照明声光控制”、“风机变频调速”等。技术节能还可以分为旨在减少能耗的设备节能、旨在控制能耗的运行节能和旨在持续改进能效的管理节能。

1)“设备节能”是基于耗能元器件的高能效选型，特点是耗能元器件选定后其能耗不变。例如，选定某一节能变压器后，客观上被动地减少了电力系统的损耗，而且一旦设备选定后这种损耗是固定不变的。

2)“运行节能”是对已确定投入的电气设备，在运行状态过程中自觉采取并产生效果的节能行为。

3)“管理节能”是指基于技术手段，旨在发现不合理的用能现象及其过程，以便持续改进能效的节能管理措施。

4.3 建筑设备监控系统(BAS)对节能的直接贡献

4.3.1 BAS的功能

BAS的功能有：1)实现自动调节以适应室内环境的变化；2)确保机组的连锁安全和设备的自身安全(运行安全)；3)实现优化控制以节能降耗；4)实现自动远程监测和过程自动控制以节省设备管理人员。概括来说，即为：调适环境、运行安全、节能降耗、节省人力。

4.3.2 BAS的节能方式

由4.3.1可知，节能降耗是BAS的目的之一，通过“运行节能”方式，使已确定投入的电气设备在运行过程中主动采取措施并直接产生节能效果。

众所周知，用电设备都是按照全工况(全负荷)选型的，实际运行工况(负荷)根据实际情况，其总用电需求量必然小于全负荷，这就给“运行节能”提供了实施条件。

4.3.3 BAS的良好设计是有效节能的前提

1)设计应深刻理解工艺原理及其运行情况，充分挖掘节能潜力，在此基础上编制运行节能策略，提出需采集的信息，用以支持和落实运行中的节能效果。

2)需清楚BAS每一个采集的信息点的意图，如调适环境、节能降耗、设备安全、节省人力。

4.4 从设备监控(BAS)到能耗监测

4.4.1 设备监控与能耗监测的异同

1)相同点：均服务于建筑耗能设备；就节能而言，同属于 “能效管理”范畴。

2)不同点：对设备监控而言，“节能”不是唯一的目的，而能耗监测的唯一目的就是节能；设备监控系统的节能是“运行节能”，能耗监测系统的节能隶属“管理节能”。

4.4.2 能耗监测系统独树一帜

1)监管文件系列化

2008年国务院发布《民用建筑节能条例》，要求对国家机关和大型公共建筑进行能耗测评和标识，并予以公示。随后，由住建部对建筑能耗监测系统提出了诸多特定的规定，相继出台了一系列能耗监测的文件，逐渐形成了有别于建筑设备监控系统(BAS)的建筑能耗监测体系。

2)能耗监测是能效管理的细分

目前，鉴于对建筑能耗监测系统功能的特有规定，有必要对“建筑能耗监测”形成一个相对独立的系统并作为能效管理的子系统。能耗监测有别于设备监控系统并从其中独立出来是与时俱进的技术新应用。

3)能耗监测与设备监控的集成

“能效管理”从节能措施分类的角度理解，应是作为“运行节能”的设备监控与作为“管理节能”的能耗监测的叠加。“能耗监测”借助于评估能源使用现状来发现能源管理缺陷，并以此制定能源利用优化方案；“设备监控”则是在耗能设备运行过程中实施确定的节能方案。

如果只在设备监控系统或能耗监测系统中单一地去讨论 “能效管理”，那仅仅是个概念性思路，只有利用智能化技术把两个子系统集成起来，才能实现所谓的“能效管理”。

4.5 小结

由本章分析可见，依照4.2中节能措施的分类法，智能化技术主要从两方面为绿建加分。一是BAS的“运行节能”技术措施，即对已确定投入的电气设备，通过在运行过程中自觉采取措施，直接产生节能效果；二是能效监测系统的“管理节能”技术措施，即在对各种能源消耗状况进行监测的过程中，通过纠正不合理的用能现象间接产生节能效果。

5 建筑智能化的总体目标与主导目标

5.1 主导目标

5.1.1 建筑智能化的主导目标

以节约资源、保护环境为主题的绿色建筑是国家对建筑工程建设要求的基本导向。因此，GB 50314-2015《智能建筑设计标准》(以下简称“《智标》”)规定，智能建筑建设应认准这一导向，以绿色建筑作为主导目标。也就是说，要在总体目标下细分的多个子目标中，把实现绿色建筑作为第一目标，以建筑智能化技术的特点为专长，强力推动和强制实施建筑耗能设备的“运行节能”和“管理节能”，并强化绿色建筑达标，确保在选用节能措施、测评节能量等方面能占有一席之地。

5.1.2 集成系统的主导目标

《智标》规定，智能化集成系统的功能应符合的第一规定是“应以实现绿色建筑为目标”，这里应该理解为智能化集成系统的主导目标。

例如上述4.4.2解释的“建筑设备监控系统”和“建筑能效监测系统”，当对两个系统作集成时，理应把节能作为着力点，为绿色建筑达标加分。

5.1.3 BMS(建筑设备管理系统)的主导目标

上述4.3.1提到BAS同时具有“调适环境、运行安全、节能降耗、节省人力”四大功能，在绿色建筑作为智能建筑的主导目标引导下， BAS理应把其中的“节能降耗”作为BMS的主导目标，着力为绿色建筑达标加分。

鉴于此，《智标》要求BMS(建筑设备管理系统，包括设备监控和能效监测)应“具有支撑绿色建筑功效”、应“基于建筑设备监控系统，对可再生能源实施有效利用和管理”、其“系统设计…应符合…《绿色建筑评价标准》GB/T 50378…规定。”

5.2 总体目标

智能建筑应以绿色建筑作为主导目标，但不能以偏概全。因此，《智标》规定，“智能建筑工程设计”应以“增强建筑物的科技功能和提升智能化系统的技术功效”连动提升建筑物的应用价值为总体目标。这是智能化核心技术所决定的。

由此可见，总体目标追求两个方面，一是提升建筑物的应用价值，二是增强建筑物的科技功能。

5.2.1 提升建筑物的应用价值

通过提升智能化系统的技术功效连动提升建筑物的“应用价值”系智能建筑 “内在的、最为根本的、须竭力追求的”目标。实现绿色建筑“四节一环保”的建设目标，就是在经济性能方面为建筑物提升“应用价值”。可见，智能建筑的总体目标覆盖其主导目标。智能化系统架构规划的各智能化功能都是为了提升建筑物的“应用价值”。例如，信息化应用、信息设施系统、公共安全系统等。

只有借助于“智能化技术”，把建筑物的应用价值发挥到最佳，对智能化的资金投入才有立足之基。该目标是智能化方案创作的出发点和归宿点，是设计方案中标与否的基础技术因素。

5.2.2 增强建筑物的科技功能

增强建筑物的科技功能系智能建筑的外在目标，但不是为了“包装”，而是社会发展到当今信息时代所赋予的。

建筑物使用功能可有多种实现手段，其科技含量各有内涵，但以智能化技术体现建筑物的科技含量，可以很直白地一改百姓大众长期以来由土木建筑的 “土”引发的惯性印象，以为建筑物不那么科学技术。其实智能建筑本身就是随着科技的不断进步，伴随着信息时代的到来应运而生的。

信息时代的核心技术就是信息技术，信息技术的成就恰恰就是体现在计算机技术、通信技术及其两者的结合之上。因此，把作为智能化技术基础的计算机技术、通信技术嵌入到现代建筑中去，最能展现也最能增强具有时代特征的信息化、智能化科技功能。

[1] GB/T 50378-2014绿色建筑评价标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.

[2] GB 50189-2015公共建筑节能设计标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2015.

[3] 华东建筑设计研究院. 智能建筑设计技术(第二版)[M].上海：同济大学出版社，2002.

洪友白

教授级高工，电气与智能化总工，现就职于厦门合立道工程设计集团股份有限公司。

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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