新形势下对智能楼宇建设的思考

翁俊峰 倪瑾瑾

1.深圳招商房地产有限公司 广东 深圳 518067

2.中国建筑第二工程局有限公司华南分公司 广东 深圳 518000

随着社会的不断发展，再加上人们物质生活水平的不断提高以及观念上的变化，当前对写字楼使用需求已从简单的安装并运行独立的照明设备、安防系统、通风和空调系统，转为更加智能化的办公楼使用需求，包括环境健康、经济以及能源可持续发展的目标。目前国内智能楼宇研发和建设正在快速发展，融合物联网、大数据、人工智能、移动互联网等技术应用，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等协调工作实现智能化管理。

1 智能楼宇的发展历程

从全球智能楼宇的发展历程来看，大致可以分为三个阶段：

1）1980-2000年为自动化建筑阶段，具体特性为关键性能指标已经具备一定的可视化，能够识别一般问题，但是不能识别能源浪费问题及数据分析能力，即传统的5A系统（BA、SA、FA、CA、OA）。

2）2000-2020年发展为感知型智能建筑，具备了解房间及中央能源消耗，能够进行分级控制、理解使用者舒适偏好、收集会议和天气的信息，即结合BIM技术应用的智能化开发新阶段IBMS、BIM、BIM+FM、BIM+GIS。

3）2020年至今，在社会形势变化和科学技术发展的推动下，人们对于楼宇的更高需求集中表现为对公共建筑的精细化管控要求更高效、环境更友好、运营更经济，目前智能楼宇的智慧系统建设已经进入新阶段，即运用各种物联网（IOT）平台分析建筑能耗，实现实际建筑物与数据化虚拟建筑物的实时对应，并对简单事件进行自动风险识别和处理。

2 智能楼宇的价值增值点分析

当前建筑包含了许多监测设备、复杂的控制系统以及各种用于提高用户的工作效率、安全性和舒适度的平台，但由于还是系统集成，依然受品牌协议限制、非组态模块化无法快速部署复制，维护升级难，部署后如需增加新应用场景及功能难度大。相对封闭，无法加载第三方应用，算力有限，无法真正实现物联系统智慧联控。

未来真正的智能楼宇能够做到：同一个建筑中的所有设施和系统都能彼此影响并相互联系，当数据信息在互连设备和系统之间不受限制地流动时，照明，空调，安保和其他系统的运行效率要高很多。这必将导致为用户带来更多的增值收益，主要增值点可以概括为以下几个方面：

1）降低运营成本

智能办公建筑相当于超级连接器，能够将与建筑相关的所有现存机器，设备和软硬件系统连接起来。如果利用得当，这种超级连接可以降低建筑的运营成本。智能建筑提供的是更加智慧和便利的服务，包括企业增值服务、能源和运营服务、提高舒适度与生产力的服务、以及互联基础设施服务，这些服务让用户以最优的成本来保障生产力。

图1 智能楼宇中的系统互联

图2 建筑全生命周期的运营成本

2）提高用户工作效率

真正意义上的智能办公建筑，能够提供旨在改善并提高建筑实用性的工具，给用户带来实质性的帮助。这些工具和技术可以让用户更好地完成他们的工作，例如，通过改善办公空间的舒适度（即改善温度、湿度、照明等环境因素）、提供人员进出的便利性来提高用户的工作效率等。

此外，智能楼宇可以通过配置的各种设备收集用户的相关数据，尤其是用户在使用过程中发生的数据，例如能源消耗情况、安全隐患问题等等。当通过合适的方式加以分析时，这些“社会物理”数据就可以被用于设计有针对性的办公空间，更好地服务于用户的交互和协作。

3）增强环境的可持续性

多年以来，写字楼管理系统通过消耗刚好足够的能源来进行制热、制冷和照明，满足用户最低限度的舒适感。这些系统可以利用自动化控制来实现温度和亮度的调节，同时，自动化控制可以帮助写字楼业主和运营商完成环境可持续性的目标。

另一方面，在智能办公建筑中，楼宇的管理数据能够以便于阅读的可视化仪表图形式供他们参考，那些负责管理楼宇可持续发展的决策者们可以更好地了解其建筑整体的可持续发展情况[1]。

3 智慧平台系统架构及技术应用探究

项目前期阶段建立BIM模型，用于设计、指导施工，后期阶段利用BIM模型可进行运营管理提升优化，BIM空间资产管理平台对建筑资产进行全方位管理，可对现有资产及新增资产进行信息编辑和录入，解决建筑资产难量化的问题。

首先，智能化楼宇总体建设架构可分别三部分：

1）顶层搭建一个物联网（IOT）平台，主要功能是数据分析和面向客户端，基于BIM、IOT与3DGIS的智慧建筑运维管理整体解决方案，以三维模型（BIM）为载体，结合5G、IOT、大数据、人工智能等先进技术，构建一个集中管控的可视、可控、可管的三维建筑管理平台，并且可以通过APP或电脑端输出可视化的管控结果。

2）中间层是智慧化的AI中台。将建筑运营每天产生的各类海量数据进行搜集提取和分析，通过共享算力，挖掘相关数据价值并进行持续训练，提升数据价值，反哺建筑自身运营。

3）底层基础设施是各个弱电硬件设备，包括智能照明系统、消防系统、安防系统、门禁系统、视频监控、电子巡更系统、停车管理系统、电梯系统、水景控制系统等。

其次，具体实施的技术应用系统包括：

1）可视化监管系统。通过三维可视化界面对总体态势和各子系统进行管理，包括整体状态、设备定位、信息查看、管线路由查询、报警信息提醒预处理等。

2）资产设施运营系统。资产运营管理平台有助于实现项目运营效率的提升，业务数字化与流程化升级提高便捷度，降低管理运作难度与运营成本。智能化系统结合物联网和大数据的应用可实现能耗优化，降低整体运营成本。

3）能源管理系统。通过对海量数据沉淀分析，生成专业能耗报告，以及量化能耗目标、分析优化能耗策略，可实时自动分析、自动告警，从而防止能耗异常，达到能耗最优解，提高总体能效水平。

4）消安一体化监管系统。将建筑消防系统全方位升级，保障消防安全，可通过线上三维场景进行消防演练，提升演练效率。同时，助力打造AI智慧安防监控体系，充分保障人员、建筑整体和财产安全，实现消安可视化应用价值最大化[2]。

5）以及大数据运营分析系统、智慧建筑运营服务等。

图4 智能楼宇技术应用架构

4 智能楼宇实施案例分析

1）中国尊项目

项目需求：中国尊作为北京最高的建筑，其建设目标是打造三维可视化消防设备、消防策略、消防资源融合管理平台，以实现超高层建筑面对火灾时合理高效应对险情的效果。

图5 北京中信大厦“中国尊”智慧消防BIM运维管理平台

建设内容：构建中国尊楼体整体BIM模型，打通大厦建筑内部消防设备、机电系统、重点机房等设施，融合搭建IOT平台、BIM空间资产平台、可视化监管系统、能源管理系统等，打造超高层建筑智慧消防BIM运维管理体系。

实现价值：平台通过空间管理、设备管理、资源管理、监控管理、联动应用等能力，实现面对灾情时对灾前、灾中、灾后的可视化应急指挥，可降低灾情带来的人员伤亡与经济损失情况。

2）腾讯滨海大厦

项目需求：腾讯以将总部滨海大厦打造成为智慧可视化、业务场景联动、资产设备一体化管理、数据互联互通、体验整体升级的科技大厦。

建设内容：搭建完整的智慧建筑运维系统，包括IOT平台、BIM空间资产平台、可视化监管系统、资产设施运维系统、大数据运营分析系统、能源管理系统等；融合腾讯微瓴平台构建了即资产数字化管理、空间设备三维可视化管理、全生命周期管理、业务流程一体化管理、能耗量化优化管理等应用场景于一体的智慧建筑运营管理体系。

实现价值：通过BIM运维管理平台，以三维可视化的方式管理各建筑以及各楼层，让工程维护管理标准化、信息化，安防监控可视化、实时化，数据积累信息化、数据统计分析便捷化，从而提高管控能力，提高工作效率，提高整体运行维护管理水平[3]。

图6 腾讯总部滨海大厦BIM运维管理平台

5 结束语

智能办公建筑可以将一栋写字楼的各个部分连接成一个统一的、动态的、有活力的智能建筑平台，真正智能的办公建筑在国内才刚刚崭露头角，相信不久的将来还会有更多智能办公建筑涌现。本质上，真正智能的办公建筑是能够自动集成物联网软件和硬件，进而系统性地学习用户行为的建筑物，让人们更安全、更舒适、更经济的入驻办公建筑。

我们正迈向真正智能的世界，在未来，办公建筑也将会变得更加智慧化。并且，社会的发展将导致人们的生活理念和生活方式不断发生变化，未来用户的需求可能会变得更加复杂，用户对办公空间的智能程度的要求将越来越高，我们应尽早做好准备。