智能建筑基礎教程

先進性：智能建筑是建筑技術與高科技技術聯(lián)姻的寵兒。其所采用的強電設備和弱電系統(tǒng)都應該是最先進的，代表著當今國際和國內最新的科技水平。

開放性：智能建筑是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展而不斷完善的。因此，所采用的系統(tǒng)設備應該是模塊式的，隨需求的不斷更新和容量的不斷擴大，可以增加更新模塊。

安全性：智能建筑的安全設施應該是比較完善的。它包括防火系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、煤氣報警系統(tǒng)和其它各種安全防范系統(tǒng)和事故處理系統(tǒng)，使住戶具有較高的安全感。

舒適性：智能建筑能夠提供最舒適宜人的室內環(huán)境。室內的溫度、濕度可以自動調節(jié)，燈光的照度、亮度可以選最佳狀態(tài)，甚至各種電氣設備都可以自動設定和遠程控制。

經(jīng)濟性：智能建筑的各種設備，都在設計和建設中進行了嚴密的考慮。一次投資，統(tǒng)一設計，資源共享，集中管理。尤其是充分考慮了各種節(jié)能措施，所以比一般建筑更為經(jīng)濟實用。

效率性：智能建筑是一幢高效率的建筑物。它表現(xiàn)為整幢建筑運行管理的自動化。例如電力設備的有效性控制，空調系統(tǒng)的有效控制，設備狀態(tài)的自動監(jiān)視，電梯運行的統(tǒng)一管理。這些都擺脫了原來孤島式的單項傳統(tǒng)監(jiān)控手段，使之更集中、更統(tǒng)一、更有效。

悉地國際 機電業(yè)務總經(jīng)理 電氣總工程師 設計副總裁 李炳華

悉地國際 智誠機電設計顧問中心 設計總監(jiān) 劉文捷

今天，智能建筑已經(jīng)不再是一個概念，而變成了城市中的一道風景，而智慧城市已經(jīng)成為未來城市發(fā)展的新方向。這一切說明，我國已經(jīng)進入了智能建筑全面發(fā)展的時期。智能建筑，不僅能合理利用建筑資源，更能將建筑與周邊的環(huán)境融為一體，利用建筑本身的優(yōu)勢促進自然生態(tài)的平衡，甚至利用高科技的設備實現(xiàn)能源的可循環(huán)利用，降低人類生活帶給自然環(huán)境的影響和破壞，提高人類生活的總體水平和全人類的生活質量。

記者近期采訪到悉地國際機電業(yè)務總經(jīng)理、電氣總工程師李炳華先生與設計總監(jiān)劉文捷女士，他們詳細分析了智能建筑在中國發(fā)展的情況以及未來的前景，并通過一些成功的項目生動的闡述了智能建筑的新技術和新理念。

記者：作為智能建筑領域的專業(yè)人士，您覺得什么樣的建筑才是真正的智能建筑?

劉文捷：我個人覺得真正的智能建筑必須是同自然環(huán)境、使用功能和人緊密結合起來，并注入智能化元素的建筑。

李炳華：我覺得真正的智能建筑是符合《智能建筑設計標準》GB50314的建筑，該標準告訴大家如何設計智能建筑。智能建筑也需要落地，通過施工、驗收將其建成，否則就只能是概念。所以，智能建筑歸結起來就是是否滿足智能建筑設計標準(GB50314)，滿足標準的才算是智能建筑。

記者：生態(tài)和智慧是未來城市發(fā)展的兩個重點課題，智能建筑憑借得天獨厚的優(yōu)勢，可以大有作為。您如何看待中國目前智能建筑發(fā)展現(xiàn)狀以及未來前景?

李炳華：生態(tài)和智慧比智能建筑范圍大很多，智能建筑有相應的標準考核，生態(tài)和智慧這兩種類型已經(jīng)超出了建筑的范圍，他們比建筑的范圍更大，有可能是一座小城鎮(zhèn)或者城市級的。由此可知，他們概念上有很大的區(qū)別，在生態(tài)城市或者智慧城市范疇里面，智能建筑的發(fā)展除了要滿足GB50314標準的要求之外，還要和智慧城市與生態(tài)城市相對接。

記者：簡單介紹一下您所設計過印象比較深刻的智能建筑?它都采用了什么先進的智能設計手法?

李炳華：水立方是我們設計的智能建筑，它也是目前我們國家智能建筑中一個頂級設計產(chǎn)品，他既滿足了奧運比賽中的需求，同時又比別的建筑智能化程度更高。我舉兩個例子，一是水立方里面的計時記分系統(tǒng)，這個系統(tǒng)對運動員破紀錄、名次和成績，要求精準度非常高，這套系統(tǒng)屬于水立方里面體育建筑所特有的系統(tǒng);另外還有場地擴聲系統(tǒng)，這是針對觀眾席的設計，要求清晰的聲音，所以在水立方設計的時候有語言清晰度指標。我們做了模擬分析計算實驗，因為在過去我們整個國家這方面比較欠缺，只是一味地注重外形，但是對里面的功能重視不夠。其實全球大部分的場館場地擴音系統(tǒng)都做得很差，包括世界杯的比賽場地，如德國某著名的體育場，但是水立方這發(fā)面就做得非常好。如果場地的語音都聽不清楚，那表示場館的設計方案有問題。所以，水立方屬于智能化水平最高的建筑之一，比普通的智能建筑有更多的提升。

劉文捷：還有水立方里面的大顯示屏，考慮了大屏幕的設置，包括觀眾的視距，都是按照當時最新的標準進行設計的，有科學的依據(jù)和人的直觀感受，包括聽覺感受和視覺感受。另外，還有記時計分系統(tǒng)，以及相應的比賽系統(tǒng)來保證運動員的感受。在水立方中，運動員一共打破了21項世界紀錄，這也是與背后的智能化技術的支持，還有觀眾和運動員的體驗分不開的。

李炳華：水立方的大屏幕能讓95%以上的觀眾可視，所以屏幕中的字體大小，字間距都有要求的，通過一些分析計算出來的。

劉文捷：水立方的安全問題也是當時很先進的技術，采用了數(shù)字化安防技術，保證了整個場館的安全。還有場館中的機電設備控制，也是采用了每個點的精細化控制，以確保場館的舒適度。

記者：樓宇自控是智能建筑中很重要的部分，您覺得樓宇自控又有哪些發(fā)展趨勢呢?

劉文捷：水立方的樓宇控制也是當時比較先進的樓宇控制技術，包括對暖通和機電設備舒適性的控制準確度，觀眾席的溫度要求和場地要求是不一樣的，在一個空間里面，不同層次的高度上要有不同的溫度控制要求，這件事情是很難的，我們都是通過暖通專業(yè)，對座椅通風進行設計等，還得結合我們的控制才能達到溫度精準的控制。如：場地需要26度，觀眾席需要22到24度，這樣一個溫度差控制問題，不僅需要通過精準的樓宇技術控制，而且溫度測點的設置也都深入到物聯(lián)網(wǎng)，也就是所謂的傳感器，就像手腳一樣要把整個賽場，所有每個點的位置的溫度，都要感測出來，通過測點進行取樣，保證最后的PID控制，還有空調在合適的位置送出的合適溫度，讓運動員和觀眾都感覺到舒適。而且場館外的ETFE膜也是需要自動控制的，不但要自動啟停，也要控制膜的充氣系統(tǒng)。

李炳華：其實用最簡單的一句話概況就是：保證比賽正常進行所必須的控制，而且要求是很精準的。剛才劉總也列舉了很多例子，我補充幾個，像水立方的泳池水溫問題，按照國際泳聯(lián)的規(guī)定水溫需要在26.5度，不能超過27度且低于25度，這樣的水溫控制的精準度要求非常高，所以需要智能化的設備來控制，還有一些冰上運動的冰面，它的溫度和硬度都是需要樓宇自動化來實現(xiàn)的。

記者：我國建筑智能化產(chǎn)品雖然取得了長足的進步，但還存在一些不足。您覺得存在哪些主要問題?應該如何解決?

劉文捷：我主要講講國內的智能化產(chǎn)品，國內產(chǎn)品的品牌與知名度還是有所欠缺，國外一些知名的品牌,如霍尼韋爾HONEYWELL、江森JOHNSONCONTROL等，而國內樓控有待進一步提升品牌知名度，這是產(chǎn)品需要的發(fā)展方向。國內產(chǎn)品還提升制造精確度，現(xiàn)在提到的工業(yè)4.0，我們只要提升品質，才能保證知名度的提升。

李炳華：因為現(xiàn)在從智能建筑來看，尤其智能控制這塊，能真正運行好的案例并不多。行業(yè)中也做過一些，能有20-30%正常運行就已經(jīng)很不錯了，絕大部分的項目都是沒有達到預期的，比如：辦公室的空調控制，按照道理是通過自控系統(tǒng)來調節(jié)達到房間的設定溫度，大概是24度到25度，但是現(xiàn)在由于種種原因沒有達到預期。我們也分析了原因：一是因為趕工期，工程的工期很短，最后都是很倉促的竣工投入使用，投入使用后，建設單位也就不再過問;二是因為工作界面太多，里面的強電、弱電、空調、自控各自有自己的界面，廠家之間的交圈沒有處理好。這兩個問題是造成自控沒有很好發(fā)揮作用的很重要的原因。

劉文捷：這和實施非常有關系，如果產(chǎn)品很好，設計也沒有問題，但是可能實施起來會因為周期和交圈的問題，造成實施度差，所以后期使用不是很理想。還有物業(yè)人員的水平也有一定的因素，也許前期樓宇自控被采用了，但是由于物業(yè)運營管理人員的水平與素質沒有達到一定高度，對這套系統(tǒng)的操作或多或少有很多問題。

記者：作為建筑設計師或者電氣工程師，在推動智能建筑在中國發(fā)展，承擔了怎樣的角色?在工作中應該如何推進智能建筑的發(fā)展?

劉文捷：智能建筑想要在中國發(fā)展得更好，需要前期的規(guī)劃和設計，以及建筑使用和功能上的合理，與人和自然的整體融入，這些都是在設計階段要考慮的因素。我們設計師起到了前期的規(guī)劃設計的作用，而且包括產(chǎn)品上的應用，設計師引領產(chǎn)品的一些研發(fā)方向，建筑設計師和電氣工程師也起到了相應的作用。我們在工作中的每個設計都離不開智能建筑的設計，我們要保證采用新技術、新工藝、新科技的東西，這都是設計師的責任。

記者：我國現(xiàn)行政策大力提倡節(jié)能減排，從智能建筑角度設計而言，您認為有哪些途徑可以實現(xiàn)建筑的節(jié)能減排?

李炳華：國家一直在推動節(jié)能減排工作，讓智能建筑能發(fā)揮出它應有的作用，既滿足舒適度同時又可以節(jié)能。在新編的民用建筑電氣設計規(guī)范(修訂版)中有相關的條款，我們只要按照條款進行實施，就能滿足節(jié)能減排的要求。我舉個例子，辦公室以節(jié)能為目的控制燈與風機盤管等設備，如果辦公室沒有人，燈就不應該亮，也不需要調節(jié)溫度，這是屬于從控制角度講。如果有人來了，窗戶的自然光又不足的時候，辦公室的燈都需要打開，如果自然光很充足的，盡管辦公室有人，也不需要開燈。另外，窗簾的位置要調節(jié)相應的角度，避免太陽光引起的眩光，既保證視覺的舒適，又保證環(huán)境里面照明的水平，同時又降低了能耗。

我們對辦公室的能耗做過分析，以辦公室為例，通常是用傳統(tǒng)的機械式翹板開關來控制，節(jié)能最高的可達70%-80%左右，但是單純靠自覺性來節(jié)能非常片面，通過技術角度來實現(xiàn)節(jié)能技術最有必要。

記者：您從事智能建筑研究多年，有很多的理論成果和實踐經(jīng)驗，能談談從業(yè)這么多年，您最大的感受是什么嗎?

劉文捷：智能建筑在中國的發(fā)展非常快，而且國內的智能建筑與國際也是同步的，我們的建筑標準也在不停的修訂，包括從智能建筑的2000版到2006版再到2015版，建筑綜合布線標準也與國際接軌，還有安防標準也在修訂，另外，我們的智能建筑設計也是向互聯(lián)網(wǎng)領域發(fā)展，并與最新、最流行的時髦技術--物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+相結合。

李炳華：我對智能建筑發(fā)展有四種感受：

第一、應用面非常廣泛，在工業(yè)建筑、民用建筑等領域都有比較廣泛的應用，而且現(xiàn)在已經(jīng)逐步推廣到住宅的智能家居上。

第二、應用的深度越來越深，而且形成了細化的一些領域和市場，比如智能家居、酒店客房管理系統(tǒng)等，智能建筑某一個領域得到了細化和深化，智能家居市場通過這幾年的發(fā)展，盡管標準不是很健全，但是已經(jīng)在這個行業(yè)里面形成了一定的影響，所以用技術推動市場，市場反過來對技術又有促進作用。

第三、對于智能建筑來講，它的某些系統(tǒng)有待提升，需要新的技術來改進這一問題，比如：樓宇自控很多沒有達到預期，這個問題也亟待解決，否則花錢沒有達到預期，會影響到這個行業(yè)的發(fā)展，所以現(xiàn)在從《民用建筑電氣設計規(guī)范》修訂版本里面，就推薦采用智能一體化的技術手段，這個手段就是要減少不同產(chǎn)品和不同系統(tǒng)交集界面，進一步促進樓宇控制系統(tǒng)的落地與實施。

第四、智能建筑是實實在在的建筑形式，它有標準來考核和衡量，還可以設計、施工、驗收和評價，但是我們也要理性對待，不能以智慧城市概念來炒作。雖然智慧城市還沒很好的落地，但是可以借鑒智能建筑的一些經(jīng)驗，并沿著智能建筑這條發(fā)展的路徑來推動智慧城市的發(fā)展，智能建筑如果沒有統(tǒng)一的評價體系和標準，那就很難判定為智慧城市。

記者：您怎么看待智能建筑產(chǎn)品發(fā)展情況?您比較關注哪些新的產(chǎn)品和技術?

劉文捷：國內在智能產(chǎn)品的發(fā)展上可以堪稱“百花齊放”，尤其以沿海、深圳和北京的廠家為主，因為智能化系統(tǒng)有20-30個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)品就會有很多的廠家，他們的數(shù)量非常龐大，發(fā)展也非常迅速。雖然產(chǎn)品數(shù)量眾多，但是品牌知名不夠，在未來我們要集中發(fā)展國內的品牌知名度，更要將相應的品牌集中起來發(fā)展，這樣對智能建筑產(chǎn)品的發(fā)展應該更有利。

我們設計師比較關注的可能就是品牌知名度和度，另外還比較關注智能新技術，我們希望在設計中采用一些前沿的相對可靠的技術，如：在樓宇自控中，我會關注傳輸方式較好，同時符合統(tǒng)一的國際協(xié)議，并能與其他產(chǎn)品無縫鏈接，可替換度更好的自控產(chǎn)品。在安防中，現(xiàn)在都是數(shù)字化安防和IP式的攝像技術，那么我可能會更關注這方面的技術，還有未來模擬的視頻監(jiān)控，我會關注這塊更新的技術。

李炳華：劉總是從子系統(tǒng)的角度談了智能建筑產(chǎn)品的發(fā)展，我從系統(tǒng)的角度再來談一下，我比較關注的兩類產(chǎn)品和技術：一類是智能一體化的技術，它解決傳統(tǒng)的控制實施度和可用度;二類是細分領域，智能產(chǎn)品只有做精、做細，才能有更好的發(fā)展和提升。目前，細分的智能家居、智能照明控制系統(tǒng)、酒店客房管理系統(tǒng)、體育建筑專用設施系統(tǒng)等都是針對某個領域的特殊需求，開發(fā)出相應的產(chǎn)品。以后我們可能會培育出更多這種新品牌和新市場，組合相關的新技術開發(fā)相應的產(chǎn)品。