智能建筑指数——智能建筑的综合评价方法

梁华梅

(中设安泰(北京)工程咨询有限公司，北京100044)

1 传统“智能建筑”的定义

用“智能”一词来描述建筑，最早出现在20世纪80年代初的美国。对于“智能建筑”的定义，不同的国家和地区各不相同，概略如下。

欧洲(欧洲智能建筑集团EIBG):智能建筑创造了一个使建筑使用者效率最大化的环境，用最少的硬件和设施投入，达到有效的能源管理。

美国(美国智能建筑学会I.B.I):智能建筑通过优化其四大基本元素(建筑、系统、服务和管理)以及元素间的内在联系，提供了一个富有成效和高投资回报的环境，使得智能建筑拥有者、物业管理者和使用者能够实现在投资、舒适性、安全、长远灵活性和市场适应性领域的目标。

日本:作为信息接收和发送，实现高效管理的场所；确保使用者的满意度和方便度；使大厦的管理合理化，以较提供低成本、更加周到的行政服务；能就社会环境变化进行快速、灵活和经济地响应，复杂多样的办公任务和主动商业策略。

新加坡(新加坡政府公共设施部PWD):利用先进的自动控制系统监控各种各样的设施，从而为使用者提供舒适的工作环境。配置良好的网络基础设施，以实现楼层间的数据流通，并设有充裕的通信设施。

中国:GB 50314-2015《智能建筑设计标准》[1]，以建筑物为平台，基于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。

通过对比可以发现，美国将投入使用后的服务和管理纳入智能建筑范畴；日本则考虑到文化因素；而国内智能建筑也摒弃了着重建筑配备的高科技系统数量的做法(如3A、5A、超5A之类)，强调集架构、系统、应用、管理为一体，注重人、建筑、环境的相互协调。现行《智能建筑设计标准》针对不同的建筑类别，给出了智能化系统配置建议，并设定了定性的要求。早在2005年，总部设在香港的亚洲智能建筑学会就建立了完善的评价体系，旨在将抽象的定义转化为智能建筑的量化评价。

2 亚洲智能建筑学会“智能建筑”的定义

亚洲智能学会认为，智能建筑的设计和施工需要基于对优质环境模块的适当选择，通过配置相应的设施，实现建筑的长远价值，从而满足使用者要求[2]。

并基于该定义，学会研究出一套智能建筑的综合评估方法——智能建筑指数IBI(代号I)。根据不同环境模块的得分，通过缜密的公式进行计算，得出智能建筑指数数值，对应智能建筑的等级和评价(见表1)，从而实现了智能建筑的量化评价，并将智能建筑的内涵扩展到设计、施工、管理和成本效益的各个方面。

表1 智能建筑等级和具体评价

亚洲智能建筑学会“智能建筑”定义中所指的优质环境参数对应智能建筑指数的十大模块(M1～M10)，本文摘要介绍如下。

2.1 M1 环保指数

共设75个子项。内容涉及建筑设计、建筑材料、电梯选择、室内空气质量、给排水、暖通空调、电气设备的环保要求。

(1)建筑设计:公用花园设置；走廊宽度、电梯大堂面积；遮阳板和反光板设置；园林景观；环保建材。2001年初，香港屋宇署为了促进房屋的绿化，规定环保设施可不计入建筑总面积(GFA)和占地面积(SC)，允许豁免的环保设施最大面积不超过GFA的8%，屋宇署2016可持续发展报告[3]则将豁免的最大面积增加到GFA的10%。

(2)电梯的选择:高峰时段 5min输送能力UPPHC、行程时间RTT、等候时间AWT，驱动形式和控制系统。

(3)室内空气质量:室内温湿度，空气流动速度，碳氧化物、氮氧化物、臭氧、甲醛、PM10等指标。

(4)供暖通风与空调:1)供暖:是否使用废热；燃料有无污染。2)通风:每秒新鲜空气换气量；有无利用自然通风。3)空调系统制冷剂:环保型得分100；非环保型得分10。4)空调能源消耗:60kWh/年/m2或以下，得满分100分；120kWh/年/m2或以下，得分为60分。

(5)单位面积用电量指标及可再生能源利用情况:大量采用可再生能源，得分100；未大量采用得分50。

(6)照明:光源的发光效率、控制方式等。平均功率密度25W/m2为满分100分；办公楼平均照度500lx为100分。

现行规范《建筑照明设计标准》[4]第3.2.2条规定，在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率或效能高的灯具，并明确了荧光灯、金卤灯、LED等典型灯具效率或效能最低要求；照明节能则采用一般照明的功率密度值LPD作为评价指标，针对民用和工业建筑，照明功率密度限值LPD分别有相应规定。如办公建筑，普通办公室照度标准值为300lx，LPD 限值现行值9W/m2、目标值 8W/m2。 不难看出，现行国家规范在照明节能方面要求更高，各项参数指标也更加细化。

2.2 M2空间指数

共设18个子项，包括(1)人均面积:总建筑面积GFA除以估算人数。(2)使用面积百分比:使用面积除以总建筑面积GFA，80%得分100。(3)无障碍通道和设施:优秀100分，良好70分。(4)停车位数量:完全遵照规范，得分100；50%遵照，得分50。(5)重新间隔的可能性:优秀得分100；良好得分70。

2.3 M3舒适指数

共设50个子项，包括(1)洗手间数量及其设备:行政人员专用洗手间，配备淋浴设备的洗手间均可加分；消耗品的提供:提供纸巾得分80，提供干手机得分100。清洁度:非常干净100分，一般干净50分。(2)电梯的加速和减速:一般而言，加速度为重力加速度(9.8m/s2)的1/6以下，乘客会感觉舒适。(3)热舒适度(thermal comfort):温度22℃～24℃，相对湿度40%～60%，得分100。(4)照明器材的噪音、色温、眩光要求。(5)娱乐设施设置:优秀100分，良好70分。

2.4 M4效率指数

共设80个子项，包括(1)互联网传输速率、人均接入点、人均IP地址及防火墙设置。(2)出入口控制:使用指纹或人脸识别技术，得分100；卡式得分90。(3)视频监控系统:100%公共区域受监控，得分100。(4)楼宇自动化系统(BAS)设置。

2.5 M5文化指数

文化指数共设13个子项，包括:(1)娱乐设施:包括空中花园、体育中心、餐厅、健康俱乐部等。(2)室内植物及室外景观(海景、山景、园景等)。(3)富有文化韵味的室内设计。(4)私隐和风水。

在文化指数方面，GB 50352-2005《民用建筑设计通则》[5]有相应的规定:民用建筑设计应按可持续发展战略的原则，正确处理人、建筑和环境的相互关系；建筑总体布局应结合当地自然与地理环境特征，以人为本，满足人们物质与精神的需求；并与周围环境相协调；宜体现地域文化、时代特色；建筑基地应做绿化、美化环境设计，完善室外环境设施。

2.6 M6科技指数

共设38个子项，包括(1)电力供应:不间断电源(UPS)设置(电子控制系统采用不间断电源)。(2)互联网传输速率、人均接入点、IP地址；内联网管理系统设置:优秀100分，良好70分。(3)手机信号强度及覆盖面积:不小于室外的60%，得分100。(4)办公自动化:配置优秀100分，配置良好70分。(5)楼宇自动化系统(BAS):优秀级100分，良好级70分。(6)电视会议系统:借助信息高速公路设置，得分100；未设置，得分50。(7)出入口控制:使用指纹或人脸识别技术，得分100；卡式得分90。(8)视频监控系统:100%公共区域受监控，得分100。(9)公共区域资讯的提供:充分提供，得分100；部分提供，得分50。(10)电梯智能控制系统设置。(11)停车管理系统:优秀级100分，良好级70分。

GB 50314-2015《智能建筑设计标准》中，各类建筑智能化系统配置表基本涵盖科技指数的内容。

2.7 M7安全指数

安全指数共设31个子项。

(1)结构沉降监察:设置，得分100；未设置，得分30。沉降监察应每年进行一次。地震监察仪器(处于地震带的建筑):设置得分 100；未设置得分50。

现行JGJ 8-2016《建筑变形测量规范》[6]规定:七类建筑在施工和使用期间应进行变形测量，包括地基基础设计等级为甲级的建筑；加层、扩建建筑或处理地基上的建筑等。即以上七类建筑需要严格依照规范，设置结构沉降监察等变形测量，其他建筑设置与否不宜影响得分。

(2)建筑防火设施；火灾报警和灭火装置；逃生路径:疏散通道、楼梯、出口等的设置(见现行《建筑设计防火规范》[7]和《火灾自动报警系统设计规范》[8]相应条文)。

(3)全部撤离时间:10min或更短，得分100；30min或更长，得分10。

全部撤离时间属消防性能化设计内容，针对人员密集的大型建筑物，如机场、体育馆、超高层建筑等，需要进行消防性能化设计，得到包括全部撤离时间在内的参数数据。

(4)后备电源的供电比例:不少于 20%，得分100。

后备电源设置与否，根据用电负荷等级和电源情况确定，见《供配电系统设计规范》[9]第4.0.1条:需设置自备电源作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源，或第二电源不能满足一级负荷条件时。

关于自备电源的供电比例，《民用建筑电气设计规范》[10]第6.1.2条规定，在方案和初设阶段，应急柴油发电机组容量可按配电变压器总容量的10%～20%进行估算，实际设置比例应随负荷情况和使用要求调整。在目前的信息和大数据时代，提高后备电源供电比例，无疑有利于确保供电可靠性。

(5)预防性保养维修的综合方案。(6)安全管理制度。

2.8 M8管理指数

共设40个子项。

2.9 M9成效指数

指成本——租金的比率，比率越低，得分越高。

2.10 M10健康指数

共设32个子项，包括(1)生活水箱清洗频率:3个月或以下，得分 100；10个月或更长，得分 10。(2)排水管道:清洁、无生锈、无渗漏、无阻塞。(3)大厦整体的清洁度；厕所的通风和排气。(4)废物收集:收集方法、收集频率、废物收集点的清洁频率等。(5)室内空气质量。

3 智能建筑指数计算示例

根据亚洲智能建筑学会编制的《智能建筑指数手册》，模块中每一个子项的得分范围为0～100。该计分方法的独特之处在于:模块的得分并非所有子项分值的平均值，而是按照子项在模块中的重要程度，赋予该子项相应的权重，权重值在0～10之间。

例如:M1有75个子项，子项的分值依次为X1～X75，子项的权重依次为W1～W75，该模块的分值利用公式(1)计算:

当某一元素不适用时，将此元素得分定为1，权重设为0，此时数值为1，不影响总得分。

笔者根据设计实践，认为权重法有简化的空间，即是权重百分比法。规定M1～M10权重的和∑Y为100，每个分项的权重按原有比例转化成百分比。上例中M1的权重为Y1，Y1/∑按单项权重法数值为7/74，转换成百分比即为9.5/100，依次将Y1～Y10转换成百分比，得到I的分值I2，跟单项权重法得到的I1基本一致，视觉上却更加直观简洁，具体可参见表3。

对照 GB/T 50378-2014《绿色建筑评价标准》[11]，绿色建筑评价指标体系由七类指标组成，见表4。绿色建筑评价聚焦于最大限度地节约资源、保护环境、减少污染；智能建筑指数还考虑到舒适环境、工作效率、科技含量以及健康水平。二者都包括设计和运行阶段的评价，涵盖了建筑全寿命期。

表2 不同类型建筑中各智能建筑指数所占权重

4 结束语

作为智能建筑的量化评价指标，《智能建筑指数手册》的发布为智能建筑的评价提供借鉴。“他山之石，可以攻玉”，通过对比分析不难发现，智能建筑指数超出了电气专业范围，涉及到建筑、结构、暖通空调、概预算等各专业；不仅仅针对设计阶段，还关系到后期维修、运营和管理；不仅仅集中在科技层面，还考虑到环保、文化、健康和效率。本文希

类似的公式同样适用于智能建筑指数，按照模块在指数中的重要程度，赋予该模块相应的权重，权重值在0～10之间。而不同类型建筑物每个模块所占的权重亦不尽相同，具体参见表2。

例如:智能建筑指数 I有10个模块，分值依次为 M1～M10，子项的权重依次为 Y1～Y10，利用公式(2)计算I的分值:望为业内专业人士提供参考，进而制定并实施一套综合性的智能建筑评价体系，推进国内智能建筑行业的蓬勃发展。

表3 某办公楼智能建筑指数I计算

表4 绿色建筑评价评分项