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时间：2020-10-12 15:08 
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城镇化不是简单地把体力劳动从农村挪到城市，而是经过二次转型，使国家真正走向智慧创造[1]。我国经济发展步入“新常态”后，供给侧结构性改革成为适应和引领我国经济发展的重要举措。提高城市建设水平，优化城市建筑是这一时期的重要工作。
智慧建造是新一代信息技术与工程建造融合成的工程建造创新模式：即利用以数字化、网络化和智能化和算据、算力、算法为特征的新一代信息技术，在实现工程建造要素资源数字化的基础上，通过规范化建模、网络化交互、高性能计算以及智能化决策支持，实现数字链驱动下的工程策划、规划设计、施（加）工生产、运维服务一体化集成与高效率协同，向使用者提供以人为本、绿色可持续的智能化工程产品与服务[2]。
绿色建筑在建筑的整个生命周期中，致力于以最节约能源、最有效利用资源的方式为建筑使用者提供最安全、最舒适的居住和工作场所，从而达到人和建筑与环境的可持续发展。智能建筑是实现绿色建筑目标的重要组成部分和发展手段。要实现绿色建筑的功能，必须要结合智能建筑的相关技术，特别是计算机技术、自动化控制技术以及先进科学的建筑设备等建筑控制技术。随着现代社会各方面发展的不断智能化，智能系统的功能、运行技术将成为绿色建筑不可分割的重要部分，绿色建筑和智能建筑一体化有机结合成为建筑行业未来发展的必然趋势。
绿色建筑的智能化是重新优化组合绿色建筑的系统结构、服务管理等基本要素和不同功能的建筑智能化子系统，在绿色建筑的基础上，通过使用智能化系统实现绿色建筑内部的信息、机电设备、办公、安保设施、消防系统自动化，来共同实现绿色建筑的智能化。在节约能源的前提下,绿色建筑的智能化不仅可以采用新型绿色建筑技术,还可以利用智能系统将建筑能耗降至低的数值。
进入新世纪后，我国确立了可持续的发展主题。作为我国经济发展的支柱行业的建筑行业在经济发展和城市规划中承担着重要任务。然而从目前的能源结构看，我国建筑能耗占总商品能耗的比例远高于同等气候条件的发达国家水平，由此证明了绿色建筑节能在我国存在巨大的发展潜力。
可持续发展要求建筑行业转变传统的高能耗模式，探索绿色节能的发展模式。而智能化系统的引入可为绿色建筑节能提供非常重要的技术支持，实现建筑在全生命周期中对能源的高效利用，达到“人”“建筑”“自然”的和谐统一，为我国可持续发展战略贡献行业力量。根据《中国智能建筑行业发展报告（2013-2018）》显示，我国每年约新建智能建筑4000亿㎡[3]。随着智能建筑的不断普及，它作为智慧城市的固定数据收集节点，发挥着稳定的、细致的作用，可以充分反映城市居民的工作和生活情况。
绿色建筑的智能化系统涵盖范围十分广泛。主要包括：（1）信息系统。在绿色建筑中，需要全面收集气候环境、生态植物、建筑构筑物、环保设备和机电设备、社会服务领域的信息给绿色建筑管理提供可靠信息。（2）控制系统。例如能源系统的控制系统、照明控制系统、空调控制系统、智能通风设备控制系统等。（3）智能管理。在绿色建筑中，需要建立一套完整的信息集成系统，充分发挥各子系统的能力，统一调度建筑中各项设备，进而降低建筑运行能耗,实现绿色建筑的节能、环保目的。（4）智能决策。决策系统在建筑建设、管理和更新改造中扮演着重要的角色。
随着近十年信息科学技术和互联网技术的发展和成熟,城市在发展过程中，还应当遵循自身发展规律，由单个城市向智慧城市群落转变。“智慧城市”的本质是将原城市概念中包含的例如文化教育、交通物流、卫生医疗、城市管理、商业活动、能源资源等要素,通过物联网、云计算、大数据等网络科技进行深度整合,使政府对城市的便民服务、公共治理、治安维稳、交通物流、民生及商业等需求有快捷的掌握及反馈,从而不断提高城市建设规划、服务管理、生产生活的网络化信息化，使城市中各种要素能够得到协调管理。
在智慧城市大背景下，智能化系统是支撑绿色建筑的重要基础。绿色建筑智能化的需求主要集中于运营管理上，绿色建筑的运营管理策略与目标需要在规划设计阶段确定，并在运营过程中不断改进。在未来的智慧城市建设中，要促进智慧的城镇建筑群建设，实现城市群的协同创新、区域联动，不断推动城市与城市间的合作，加深相互之间的产业关联性、环境的关连性[1]。
智能建筑的在国际上的发展已经有很长一段时间。上世纪80年代初期,美国诞生了世界上第一个智能建筑,位于康浬狄格州哈特福德市的办公自动化软件的办公楼，配备自动监测火灾的自动监控安全系统[4]。上世纪80年代智能化建筑在全世界范围内高速发展，新加坡、印度和一些欧美国家陆续建设“智慧城市”。智能建筑因其智能高效、节能舒适等特点而在世界各地的快速发展,引起了广泛的关注[5]。进入九十年代后期,绿色建筑的理论逐渐成熟,国际上对绿色建筑和智能建筑结合探索开始逐步发展起来。二十一世纪之后,绿色建筑和智能建筑的结合更是进入高速发展的时代。2003年，美国《技术评论》提出“传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首”[6]。2008年，EPOSS通过《Internet of Things in 2020》报告推测分析了物联网的发展的四个阶段[7]。2008年，IBM提出“智慧地球”概念后，很多国际知名互联网厂商针对智慧建筑提出了不同的解决方案。2009年，日本提出了“I-Japan智慧日本战略2015”，目的是将建筑智能化技术融入到国民经济的各个领域，最初目标重点放在医疗卫生信息服务,教育和人员培训等作为三大电子政府管理公用事业上，促进了建筑智慧化程度进一步普及。2010年，美国中西部一所城市在IBM等新型技术的帮助下,将城市建筑完全数字化,力求将城市所有能利用上的资源都连接起来建立智能化系统。2012年IBM公司实现了将卢浮宫打造成欧洲第一个智慧博物馆的目标。2015年，美国华盛顿大学Alex和Arye研究了影响智能公寓居住者社交网络的效应，以期将建筑的能源效率提高到社会期望的状态[8]。2018年，SmartME项目旨在通过利用分布在墨西拿市的现有设备、传感器和执行器创建“智能”服务的基础设施和生态系统，Stack4Things是SmartME项目的核心管理框架[9]。
我国智能建筑建设始于上世纪九十年代,初期发展较为缓慢。从1992 年开始，我国陆续建成大批“智能建筑”。2009年，朗德华信（北京）自控技术有限公司在“云计算”和“物联网”技术的基础上，为绿色建筑在节约能耗而推出了全球首家云计算建筑能源管理控制平台和中国第一家IP物联网自适应控制系统，落实了智慧建筑的理念[10]。上海浦江国际金融广场是国内首次采用建筑全生命周期合同能源管理模式的绿色智慧建筑。从设计到建成运营的整个过程各个环节中智能化的管理。此外，北京大厦、上海金茂大厦,青岛银行建设等都具有相当高的智能水平。智慧城市建设依靠智慧建筑提供的数据进行分析与应用，为决策提供数据支撑。近年来,我国智能建筑虽已得到相当程度的发展，但由于经济、技术、人为等各方面原因影响[11],从绿色建筑发展情况来看，很多城市仍然面临依赖政府给予专项财政补贴、依靠政府强制执行法律法规和行业标准的问题。智能建筑技术起步较晚，应用普及面不够，创新能力整体不强，尚属起步阶段。整体上看，中国当前建筑业的发展水平，还无法满足建成全球卓越城市的发展战略需求。建设行业的绿色发展和智能发展各自为阵，缺乏跨领域综合的思维。需要紧紧抓住新一轮科技革命为产业变革与升级带来的历史性机遇，形成绿色化与智能化相融合的智慧建造发展模式，彻底扭转碎片化、粗放式的工程建造方式。
智能建筑的智能系统由多个基本自动化系统组成。这些系统的实现技术涉及建筑、控制、信息、人工智能等多个领域，内容庞杂而且处于快速发展之中。智能建筑实现技术可以归纳总结为：信息传输通道平台、信息采集与处理的自动化平台和信息综合的智能化平台。建筑设备自动控制系统按其自动化程度可以分为单机自动化、分系统自动化、综合自动化。在智能建筑系统中应用的数据库有关系数据库和实时数据库两类。关系数据库目前已经在各类管理信息系统中得到广泛的应用。实时数据库是实时系统与数据库技术的结合。绿色建筑综合集成化系统是将各个系统整合到相互关联的、相互协调统一系统中，使各分系统实现的资源共享和高效管理。
智能化住宅小区以一套完备的网络系统为基础，实现建筑与智能化系统的有机结合。通过智能化系统的高效的管理，为住户提供舒适愉悦的生活和居住环境。它由以下系统组成：
（1）安全防范子系统。在小区中建立完善的几种的安全防范系统，对小区各区域进行24小时严格的监控。
（2）监控子系统。小区内部设备的监控与运行维护管理。家里综合信息展示平台。
（3）信息网络系统。主要包括楼宇自动化系统、卫星电视网络子系统、有线电视网络子系统、通讯网络子系统、计算机网络子系统。
（4）室内空气调控系统。主要包括空调调控子系统、太阳能热水调控子系统和自然风、光线调控子系统等。
（5）智能家居系统。主要包括家居通信信息子系统、家居综合布线子系统。
校园作为“人才的摇篮”，其建筑具有文化意识与象征含义。校园建筑是重要的城市公共建筑，校园建设的智能化发展尤为重要，不少校园提出了智能化的要求。上世纪80年代中期,我国智能化校园建设开始起步，首先提出教育信息化建设。随着互联网的发展,各类信息网络系统逐步完善健全,各种互联网资源日益丰富,校园内各系统和资源逐步整合。互联网的发展和“智慧地球”概念的提出为智能校园的建设奠定了基础。
智能校园需具备以下几个特征：
（1）充分利用各项技术，实现智能化的教学环境。在校园中设置电子化教室，教学中使用计算机，为学生营造一个优质的学习氛围。改变传统课堂的教学模式，构建教与学的互动，实现物理世界与网络世界的信息交互，使远程教学成为可能。教师从规模化的课堂传授转变为根据学生特点的精准个性化教学，实现沉浸式、游戏化、互动性的创新教学方式。
（2）校园中实现教师办公自动化，实现电子校务应用，建立人事、财务、教务教学、招生等管理信息系统和以办公自动化系统，提高运行效率。
（3）智能校园应以网络技术为平台，实现校园内部信息有效流转。设置电子化信息公告栏，实现校园生活线上与线下融合。
（4）校园建筑节能监控系统准确高效地监测能源的消耗情况并及时纠正资源配置不合理的现象，是实现能源资源合理利用的重要保障。
（5）校园建筑设置安保系统和自动报警系统以维护校园的安全性。如检测系统和火灾报警系统等，应具备对讲系统等。
（6）建立校园建设信息管理系统，实现校园建筑、设施、管网信息化管理。
（7）太阳能集热器与智能建筑热水系统相结合,使建筑中所需热水存储集中,智能系统自动运行,可以达到24小时供应建筑内的热水需求。
（8）校园建筑建立智能照明系统，将计算机系统与控制系统相结合，降低建筑能耗。
医院建筑是特殊性质的服务型建筑，整个医院建筑内人流、物流、信息流交错，且有大量的机电设备及相应的自动管理设备。将智能化系统与医院建筑环境有机结合能够建设更好的医疗环境。智能医院相较于其他类型的智能建筑，除了一些基本的智能系统之外还应该配备医院专用的智能系统，例如:
（1）门诊及药房派对管理系统。门诊和药房是医院中人流最密集的场所。通过排队管理系统的引入，可以将门诊中的各个环节联系起来，能减少就医排队的时长，从而有效的改善门诊区混乱的现象。
（2）病房呼叫对讲系统。病房呼叫对讲系统和信息管理系统相连，在病人呼叫医生的同时能自动访问数据库将病人资料传送给主治医生。
（3）手术室视频教学系统。医院不仅是一个医疗场所，同时还是教学和科研的场所，通过手术室视频教学系统可以将手续的全过程清晰的传送到示教会议室一共学生学习。
（4）婴儿保护系统在智能医院中，婴儿出生时会在脚部佩戴一个微型的RF发射器，婴儿被非法的抱走会发出警报。
（5）电子公告系统和电子查询系统，为病人提供各类信息的查询，这些系统在很大程度上能够完善医院的管理，为病人提供更好的服务。
绿色工业化建筑的智能化即将绿色工业建筑的概念与智能工业建筑的概念合二为一，推进绿色工业建筑的智能化，促进智能建筑的绿色发展与节能减排。
绿色工业建筑相较于其他类型的公共建筑，除了一些基本的智能系统之外还应该配备工业专用的智能系统，例如：
（1）有害物质检测控制系统（HPM）。一些工业生产不可避免地需要使用到各类危险品，HPM系统是保障工业生产安全的重要系统，能够有效监测危险品并在危险发生时发出警报。
（2）无线射频自动识别技术（RFID）。
在工业建筑中的停车管理、危险品管理、仓库管理等方面常常需要运用RFID 技术来实现建筑节能效用。
办公楼应该为工作人员提供优质的办公环境、与生态环境融合。智能办公写字楼的智能化系统应包括：
（1）自动楼宇系统。包括空调系统、变电系统、照明系统、给排水系统、冷热源系统、电梯管理系统、停车库系统等等。
（2）电信自动化系统。通讯自动化系统主要包括基本通讯功能模块，例如：视频电话会议系统、公共广播系统、楼内移动电话系统、综合布线系统等。
（3）办公自动化系统。办公自动化系统是将互联网技术和现代办公结合起来。主要包括计算机网络系统、会议系统、多媒体系统、会议室预约系统、智能化工作平台等。
（4）安保自动化系统。通过这些智能系统的实施，能够从很大程度上实现办公写字楼中的水电、空调设备、消防、安保的检测。
（5）遮阳节能控制系统，建筑遮阳技术与自然通风、采光、太阳能技术集成可以形成智能遮阳监控系统，能够主动调动建筑周围环境中的一切可利用能源，降低建筑能耗。
绿色和智慧代表了新的城市发展方向，用智慧城市的手段去实现绿色发展成为了中国城市建设的一个必然趋势。在未来的城市建设管理过程中，城市应当全面配合建筑业及城市转型升级的发展要求，制定和推行相关政策，积极促进高水平的绿色智能建筑技术的广泛应用，打造为全球绿色智能建筑技术综合发展的高地，为全球城市在新一轮的绿色建筑转型升级中树立标杆。
同时，在当下，城市建设思想方法发生了根本转变，从过去关注空间形态到未来关注城市当中的“流”，建立“流”与“形”的交互迭代关系，推动城市的永续发展。因此，智慧城市对于城市建设及绿色智慧建筑都提出了要求，对于城市建设工作者自身来说，应注重在城市智能信息平台的基础上，借助数据和模型驱动，深入挖掘城市规律，以工具理性创新引领转型时期城市规划设计的新思路，进而提供更高质量的规划产品供给，创造出更多的生态、社会和经济效益[12]。
因此，我们应围绕“绿智建筑”建设城市的发展目标，制定相应方针政策和法规制度，引导绿色建筑智能化快速走向高质量发展；加强绿色智能建造技术创新的研发投入，实现建造装备、建造模式等关键技术的创新突破，重视绿色智能建筑等技术人才与骨干人才的培养。并通过政策扶持及激励政策，在重要的行业与重要的企业中进行“绿智建筑”的推广行动，在城市建设绿色智能建造的技术重点策源地及系统方案应用与实施的重要区域。智慧建筑发展到一定阶段，其规模化、网络化也促进智慧城市的发展。智慧城市是我国城市转型升级、提高增效的必由之路，是贯彻党中央、国务院关于创新驱动发展精神的重要发展道路，是融合新型城镇化、工业化、信息化、农业现代化和绿色化的有效载体[3]。
城市正在转变发展方式的关键时期，发展模式由外延增长型转变为内生发展型，土地利用方式由增量规模扩张向存量效益提升转变，这一总体趋势对高密度城市空间的绿色智能化建设提出了迫切要求，促使绿色建筑技术与智能建筑技术走向融合发展，以更好实现对有限环境资源的可持续利用。
城市需要加快推动有关技术从部分科研机构和企业研发部门走向市场，促进规划设计、方案研发、施工建造、服务运营等全周期的“绿色建造+智能建造”复合产业链的形成和繁荣。绿色智能建筑已经成为21世纪建筑行业发展的主旋律,绿色智能建筑是整个社会信息化的一个组成部分,今天的智慧城市建设不再只是停留在概念层面，不再是单纯的以成熟技术作为推动，更重要的是以问题导向推动城市的发展。中国城镇化进程正处在世界城镇化的一个关键门槛上，只有让我国的城镇化建设充盈起来、智慧起来、理性起来，才能让我国的城市建设发展有更大的创造力。
文章摘自《中国绿色建筑2020》，作者：吴志强，汪滋淞，杨雪
