智能建筑发展回顾和展望

文/张文才

智能建筑的发展在我国建筑发展的进程中，属于最为新兴的领域，从时间段上看，也就仅仅二三十年的时间。80年代毕业从事建筑电气设计的工程技术人员都是我国智能建筑发展的建设者和见证者。住建部第一次智能建筑的会议是1996年初在上海佘山召开的，随后上海率先颁布了地方标准《智能建筑设计标准》，直到2000年才出现了首部国家《智能建筑设计标准》，对于指导我国智能建筑的设计起到了非常积极的作用，它规范了我国智能建筑建设过程中的问题，纠正了一些乱象，理清了人们的思路，防止了人为炒作，逐渐使智能建筑朝着正确的方向发展。

上世纪90年代初期，我国的基本建设出现了井喷式的发展，持续时间之长是全球所罕见的。全国大多数一二线城市的智能建筑，在这建设高潮中如雨后春笋般地出现。“3A智能建筑”、“5A全智慧型建筑”比比皆是，究其实质，还是开发商进行炒作的成分居多。而且有些开发商或是一些地方官员，还会提出要保证所用的产品和构建的系统在今后10年甚至15年不落后的要求。众所周知，信息技术的一些系统或产品更新换代很快，新技术、新产品在推向市场的同时，厂家研发部门的下一代新产品也基本研发的差不多了。进入本世纪以来，智能建筑的发展则逐渐走向了理性化，不是片面强求先进和不落后，而是从实际需求出发，要求能切实满足其今后的运行，并随着技术和产品的升级，不断优化自身的系统。设计人员根据业主方的实际需求，从实用和适用的角度出发，针对建筑本身的使用性质和功能，切实可行地设置所需的系统，并确保今后不断更新升级、扩展的可能性，并不是简单的进行子系统的堆叠。在系统的更新升级和扩展方面，系统的开放性是建筑智能化系统设计时必须认真考虑的问题。在早些年，这个问题是设计人员和系统集成商头痛的主要问题。建筑智能化众多子系统中，总是有一些厂商的产品并不是遵循统一的、国际上公认的开放的通信协议，而是自成一体，在与其它相关子系统互联时，必须经过协议的转换，有时甚至是无法互联。这在今天几乎是不会再发生的事情。为此，我们也曾经进行过一项科研项目，就是如何将一些智能化系统不同的通信协议，转化成统一的，符合统一规定的通信协议。

关于建筑智能化技术的发展，其中数字化技术起到了至关重要的作用。我们能有今天的建筑智能化技术，应归功于数字技术的发展。无论是因特网还是各建筑内自己组成的内部网，无论是构建平安城市的视频监控网，还是建筑内的视频安防监控、入侵报警、出入口控制、电子巡查系统，或者建筑设备监控系统等等，均采用了数字化技术，使得各类系统的操控性能、信息传输、处理、存储等更为方便，更为可靠。记得在上世纪90年代末期，曾有主管安防方面的专家认为采用数字录像不可靠，易篡改，坚持要用模拟方式保存视频信息。但用不了多长时间，这种意见就销声匿迹了。数字化技术已经渗透到人们生活、工作的方方面面，所谓的一些技术弊端，也都得到了有效的克服。

建筑智能化技术的发展和应用，应遵循什么原则呢？

首先就是相关标准、规范的制定。俗话说，没有规矩不成方圆，标准和规范就是指导和规范建筑智能化系统设计的关键。《智能建筑设计标准》首先从智能建筑的定义上看：“以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。”其条文说明对于智能建筑的定义做了更为详尽的诠释，在信息科技发展的推动下，以建筑物为载体，以数字化、网络化等信息化应用为显著技术特征的建筑智能化系统工程，集架构、系统、应用、管理及其优化组合于一体，有效提升了各类智能化信息的综合应用功能，使建筑物逐步形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，从而构成具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的物类化生命体综合效应的智慧能力，更贴切地适应并满足人们对工作和生活环境的建筑物安全、高效、便利、生态及可持续发展的现代功能需求，因此，对智能建筑应注入适时的内涵和提出新的建设要求。所以该标准对智能建筑设计，凸显以各类智能化信息的深度挖掘、资源集聚和综合应用为前提，推导以信息网络统一化的工程架构规划程序，注重以信息集成平台的搭建和实施运行、运营及运维等信息化应用模式，以满足营造良好建筑功能环境和适应更优良功能空间拓展的需求，并创造可持续完善的基础条件。该标准在整体智能化系统设计的基础上，根据不同类型和功能的建筑智能化系统设计，抓住其自身的特点，从实用和适用的角度出发，列出了住宅建筑、办公建筑、旅馆建筑、文化建筑、博物馆建筑、观演建筑、会展建筑、教育建筑、金融建筑、交通建筑、医疗建筑、体育建筑、商店建筑以及通用工业建筑的智能化设计。同时，在行业标准中，也有以上大部分类型建筑详细的智能化系统设计规定。

另外，对于建筑智能化的各项子系统，也同时具有相应的专项规范。首先对于建筑中各类信息传输的基础——综合布线系统，其规范关于系统的设计作出了明确的规定，而且随着国际上布线产品和技术的发展，以及网络通信的需求，从最初的着重在铜缆方面发展到注重光通信，充分体现了与时俱进，与国际接轨的技术风格。在涉及到民生安全的安全防范方面，在制定了总体安全防范工程技术规范后，紧接着又针对安全防范中三大子系统（视频安防监控、入侵报警、出入口控制）颁布了专门的规范，从而对于指导安全防范的设计、施工有了更为详细的规定和要求。

当前信息技术的发展，数据中心的建设十分关键。无论是建筑拥有者自身的数据存储，还是将数据存储在云端，均需要建立一定规模的数据中心。无论是数据中心的供电安全可靠，还是数据存储的安全以及数据中心的节能，在数据中心设计规范中都有体现，指导和规范了全国数据中心的建设。

建筑节能是智能建筑运行中的一个永恒的话题，值得指出的是，尽管有相关的建筑设备监控系统的设计、施工和验收的相关规范和条文，但是建筑实际运行过程中还是有很大的节能空间。贵州汇通华城楼宇科技有限公司在承担了数百项建筑进一步节能改造工程的基础上，率先主编了《中央空调水系统节能控制装置技术规范》，为建筑制冷系统进一步节能，挖掘潜力提供了规范依据。

照明节能也是建筑中能耗较大的方面，单纯依靠建筑设备监控系统进行运行控制，往往只能简单进行一些开关灯控制，而无法达到建筑人们所想要达到的效果。而采用智能照明控制系统，则效果完全不同。尤其是采用LED灯进行夜景照明，其控制效果更为理想。建筑照明设计标准为照明节能、新型照明光源的应用，无论是建筑内的多场景设置还是建筑外立面的照明效果，达到了人们在白天根本无法想象的艺术效果，也更增进了城市的活力，给了人们一个全新城市夜景照明的惊喜。智能照明系统无疑起到了不可替代的作用。

建筑智能化系统中，会议系统是十分关键的组成部分，无论是饭店、酒店还是办公楼，尤其是政府部门等，均离不开会议场所，除了一般会议扩声外，有的还需举行国际会议，需要同声传译。进入本世纪以来，根据数字会议技术的发展，逐渐完善了相关的规范。例如深圳台电实业有限公司，在承担国内大量会议系统的基础上，主编了《电子会议系统工程设计规范》以及相应的工程施工以及质量验收规范，并率先将电子会议系统工程设计规范译成英文，真正做到与国际接轨，而且其会议系统不仅用于国内绝大部分重要的政府会议场所，APEC、亚运会、北京奥运会，而且应用于联合国、欧盟以及非盟。

总之，建筑智能化系统的应用，离不开标准和规范的指导，同时，建筑智能化系统的发展也进一步推动了规范的进步，提升了传统的建筑产业技术的进步和发展，达到了与时俱进，与国际接轨的目的。近些年，我国的一系列智能化技术相关规范都有一个共同点，就是克服了以往编制规范不容易，修改规范更不容易的局面。纵观上世纪80或90年代编制的一些规范，经过了十几二十年，技术已经发生了巨大的变化，可规范并没有及时跟进，没有及时修编，阻碍了新技术、新产品的应用。进入本世纪以来，出现了大量以往没有的新技术应用标准或规范，而且标准规范的更新时间间隔也越来越短。鉴于建筑智能化相关技术更新换代快的特点，一些规范并没有限定当前所认定的技术，而是鼓励应用发展过程中不断出现的新技术。在一些规范或标准还没有来得及更新时，也出现了一些关于新技术应用的白皮书。例如数据中心方面的白皮书，解决供电可靠性、数据传输、存储、处理等方面的内容，为数据中心的健康发展提供了有力的支持。又例如当前大量应用的数字式视频安防监控系统，大量的摄像机通过网络交换机连接到安防监控中心，那么，为这些摄像机安全可靠供电成为关键。国际上随之出现了通过所连接的交换机向摄像机供电的技术，全国信标委信息技术设备互连分委会通用布缆系统工作组和全国信标委信息技术设备互连分委会紧跟着发布了以太网供电（PoE）技术与应用白皮书，使该项技术很快在我国得到推广和应用。

近10年来我国各地纷纷在建设智慧城市，住建部和工信部紧抓各自的智慧城市建设。智慧城市也是根据国际上有关智慧城市的建设而提出的，是从最早的数字城市转化而来。数字化并不等于智慧化，从住建部和工信部对智慧城市的定义来看，也各自有所侧重，一个是侧重对城市的管理，一个是侧重于城市的信息。从各自的定义出发来建设智慧城市，必然会出现各自为主的现象。试想以这种方式来建设，必然会出现矛盾，出现重复投资的现象。好在这种现象并没有持续不断，一个城市是一个整体，只有首先进行顶层设计，各方鼎力协作，达到资源共享，各有侧重，不重复、不浪费、不扯皮，资源 共享。

随着信息技术的进一步发展，许多新的技术和系统不断应用到智能建筑中，为人们的工作、生活提供了极为丰富有效的技术手段。前几年提出的互联网+、物联网、云计算、大数据等技术，在智慧城市和建筑智能化技术领域发生了很大的变化。例如在构建平安城市方面，运用数字化的视频监控系统，将城市各个区域进行无死角覆盖，城市道路交通也达到全覆盖。同时在技术处理层面，也更为先进，能够通过画面、数据等出现的可疑情况立即进行跟踪，进行画面的调看等等，为确保城市、建筑物内人员和财产安全，起到了积极的作用。在智能化各系统运行的同时，在许多行业或政府部门通过办公网络产生大量数据的同时，在人们使用手机作为通信、教育、文化娱乐、购物的同时，大量数据不断涌现，许多网站纷纷建立了自己的云，可为广大用户和个人提供数据的存储和传送，由此而产生了公有云、私有云和混合云等多种形式，许多单位或企业在建立自己的数据中心的同时，还利用云作为备份。从而也催生了模块化数据中心的建设和发展。

近来，在智能行业中，人工智能（AI）成为信息技术行业热门的话题，涉及的范围也非常广泛，再加上与物联网的综合应用，形成了人工智能物联网技术（AloT）。在智能建筑中人工智能技术的发展，真正体现了具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。从传感器感知到某个参数的变化，其智能化系统作出的反应，比起人工的推理、判断和决策甚至要更快、更准确，而且不会带有人的情绪化。随着5G技术的商用化，将带来智能建筑技术的巨大变化。5G技术，不能简单认为仅仅是我们现在使用手机的网络的运行速度的变化，它将成为所有设备互联互通的高质量的移动互联网，也将成为未来一切信息技术设备的互联网接口，也将融合互联网、物联网等技术，使人们的生活、工作带来极大的变化，从而也将使许多智能化系统的设备发生变革，这将给广大系统生产商提供了更广阔的市场前景，也为广大智能建筑设计人员提供了更好、更有力的技术支持。所以说，5G与AloT的结合，首先是解决了上层高带宽、高可靠、低延时、海量连接，同时也解决了下层人工智能物联网的连接和数据传输，充分发挥其处理能力和应用服务。

总之，技术的发展，推动了技术标准的进步，同时，标准的制定，也进一步推动技术和产品的规范化发展，两者相辅相成。技术发展到一定的阶段，必然会出现重大的变革，我们当前正处于这个时期，望大家共同努力，在今后的智能建筑发展和建设中，做出更有成效的成绩。