智能建筑发展现状与前景分析

2021-03-30郝赫

智能建筑与智慧城市 2021年9期

郝赫

（哈尔滨职业技术学院）

1 引言

智慧城市建设的根本是以人为本，这就要求在进行建设时要充分考虑人与自然的关系，尊重自然生态规律。智能建筑在智慧城市建设原则的引领下，通过自动化系统的功能模块、设备模型及设备管理实体等，搭建起现代建筑智能设计系统，改变了传统的设计方式和理念，提升了建筑的适用性、节能性。

2 智能建筑的相关概念

美国建筑学会首次提出了智能建筑的概念：“智能建筑是新时代的一种新型建筑形式，它通过最大限度地优化建筑结构、系统、服务和管理，为居民提供高效的生活环境。智能建筑在我国起步较晚，技术发展主要围绕建筑这一平台，在建筑环境内实现办公自动化和通信网系统，最大限度地整合结构、系统、服务和管理，为人们提供安全、高效、方便的建筑环境。虽然起步晚，但是随着我国建筑技术、计算机技术、控制技术的高速发展，智能建筑作为现代科技发展的结晶，整体应用技术已经基本成熟，尤其在公共建筑项目中已基本普及。

智能建筑的基本功能主要有三个部分：通讯自动化(CA)、建筑设备自动化(BA)和办公自动化(OA)。它的系统构成包括：系统集成中心，综合布线系统，建筑设备自动化系统，办公自动化系统，通讯自动化系统五大部分。智能建筑物使用的设备一般置于系统集成中心，经建筑物综合布线连接各种终端设备，后通过计算机分析处理给出相应控制策略，再经通讯终端或控制终端给出相应控制对象的反应，使建筑物达到一定的智能水平，从而形成建筑物设备自动化系统、办公自动化系统和通信网络自动化系统[1]。

3 智能建筑的发展现状

3.1 智能建筑助力节能减排

在我国，由于智能建筑的理念与可持续发展的绿色环保理念相吻合，所以我国智能建筑主要体现节能环保、实用，及可持续发展等特征，与其他国家的智能建筑相比，我国更重视节能减排，更重视智能建筑的高效节能。

3.2 智能化水平参差不齐

我国大型公共建筑的智能化发展尚需解决若干问题，从基础功能上看，智能化已进入普及阶段。在国内各大中城市，新办公大楼、商业大楼等已基本实现了智能化，即公共建筑的智能化已成为现代建筑的标准配置。但智能建筑在国内的使用状况也不尽如人意，系统稳定性差，功能实现率低，智能水平参差不齐，成为智能建筑屡次被诟病的问题。近年来，智能集成设计在智能建筑行业中逐渐兴起。简言之，智能建筑一体化，就是把复杂的智能控制系统集成到一起，达到标准统一，施工方法统一。这样可以大大提高系统的稳定性、可靠性[2]。

3.3 智能化人才短缺

虽然建筑设计院人员、专业配套全面，但是主要集中在建筑，结构，水，电，暖五大核心传统专业，能够从事建筑智能化系统工程设计的人才较为缺乏。智能建筑系统的设计人员主要集中在智能系统集成厂商，他们对智能系统的各个子系统的技术都比较了解，对设备和产品也比较熟悉。但目前存在的问题是这部分人毕业后大多没有经过专业设计培训，对建筑设计缺乏了解，施工图设计质量较差。而建筑设计中的建筑、结构、水、电、暖气等专业都是由设计院设计的，系统集成商只做智能化设计，与设计院协同设计能力较差。

4 智能建筑的发展前景

4.1 融入智慧城市建设体系，构建智慧建筑

建筑业今后的发展方向是智能建筑向智慧城市的升级融合。伴随着新生代信息技术的迅猛发展，以及国家新四化的演进，尤其是以新型城市化为目标的指引下，要克服城市化带来的种种“城市病”，智慧城市建设势在必行。作为智慧城市重要组成部分的智能建筑，随着我国智慧城市建设的深入，必须将其融入智慧城市建设中去，这是未来智能建筑发展的大趋势。对智能建筑的融入，应从智能建筑体系结构的确定，设计理念的更新，标准和规范的完善，B/S接入模式的建立，集成融合平台的建立，云计算服务平台的建立，嵌入式控制系统的构建等方面来考虑[3]。

近年来，随着科学技术的飞速发展，工业化水平和数字化程度的提高，智能建筑已不能满足人们日益升级的需求，以物联网、云计算、大数据等为代表的互联网技术，正推动建筑由智能化向智慧化升级，“智慧建筑”是顺应建筑理念和实践必然方向。当前对智慧建筑的研究尚处于初级阶段，尚无明确统一的概念和定义，智慧建筑并非对建筑进行简单的修饰，是建筑技术在新时代信息技术变革下，建筑业引入新技术，满足新需求的必经之路。

4.2 智慧建筑关键技术

随着计算机、自控、通信、互联网等技术的发展，尤其是近几年势头正猛的IT新技术如：物联网、云计算、大数据、BIM、AI等，进一步推动了智能建筑向智慧建筑的转型升级，为智慧建筑的实现与发展提供了有力的技术支撑。

4.2.1 物联网技术

物联网技术实现了物与物之间的智能关联，它以互联网为基础，将射频识别装置、红外传感器、GPS系统、激光扫描器等传感设备与互联网结合，使所有能被独立定位的物体连接成为一个网络。物联网的本质是将IT基础设施与物理基础设施结合，实现物物联接，旨在实时、动态、智慧地管理和控制，这一特点与智慧建筑的内在需求相吻合。要想对建筑进行有效的管理，实现建筑的自我“智慧”管控，就需要获取建筑生态的相关信息，而物联网技术是实现建筑生态整体感知、可靠传输和智能决策的重要技术基础。

4.2.2 云计算技术

云计算是一种基于互联网的全新计算技术，通过它，计算机可以根据需要灵活获取算力和软硬件资源“。云”是由大量计算机和移动终端所构成，它可以提供超强的计算能力和存储空间。随着智慧建筑的发展，未来的建筑中将会布满各种各样的传感器、数据采集设备，这些设备会不间断采集庞大的数据，如要从这海量的数据中心筛选出有用的信息，普通的计算方式远远无法满足要求。这就需要通过云计算超强的计算能力，加速数据处理，提高应用服务的层次和质量，才能满足用户的各种需求[4]。

4.2.3 大数据技术

大数据技术描述了新一代的技术和架构体系，通过高速的采集、发现和分析，从海量数据中挖掘出有效数据。大数据的特征是数据量大，数据类型复杂多样，生成速度快，智慧建筑以物联网技术为基础，实时感知建筑物发出的各种信号，这些数据是复杂多变的，需要进行存储、处理、查询和分析，而智慧建筑要想成为经验丰富的“智者”，大数据技术为其持续发展提供了必要的技术保障。

4.2.4 BIM技术

BIM技术是智慧城市、智慧建筑的基石。在施工阶段，透过BIM技术，有利于建构精准的沟通机制、保证高效率的建筑团队协同作业，比如，可使用BIM促成机电设备与建筑结构的精密整合。另外，智慧建筑除了需要精确系统的施工，更需要可靠的系统维运，从业者最怕的就是众多信息在维运过程中出现缺失，而BIM最大的特点，便在于让数据随时链接到可视化模型，确保信息永不缺失。

4.2.5 人工智能技术

人工智能是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多学科相互渗透而发展起来的一门综合学科，主要研究利用计算机应用系统对人类智能活动进行模拟和扩展。智慧建筑是一种被智能控制的生态系统，它是一种融合了计算机技术、自动化技术和网络技术的综合建筑。智慧建筑的关键在于建筑的智慧化，即具有类似人的知觉、记忆和思考的能力，具有自己的“脑”，能够控制和自动调节建筑中的各种感知设备，能够在建筑遇到突发情况时，具有分析和判断的智慧决策能力[5]。