绿色智能建筑的内涵范文

时间:2023-11-08 17:52:10

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绿色智能建筑的内涵

篇1

【关键词】绿色;智能;建筑;特性

The Analysis of Green and Intelligent Building's Basic Characteristics

Tang Shao-wei,Yang Yuan-hua

(Chongqing City Construction Technology Development CenterChongqing400015)

【Abstract】It is in favour of green and intelligent buildings development by analysis of which basic characteristics to clear key characteristics.This paper cleared key characteristics of green and intelligent building by aummarize which basic characteristics and analysis of which self-correlation.

【Key words】Green;Intelligent;Building;Characteristics

1.前言

智能建筑的出现,极大的提升了人们的生活质量和工作效率,然而,单纯依靠智能系统并不能解决日益严重的生态环境问题[1]。为达到减少对自然环境的影响,节约资源能源,建设健康舒适的居住、工作环境这一目标,发展绿色建筑已经成为全球的共识。于此同时,为实现绿色建筑的建设目标,在工程中涉及的建筑设备、资源利用、管理信息、生态等领域,有大量需要解决的智能控制与信息管理的课题,如果不能有效的实现各类设备系统的智能控制,不能完备的进行建筑物建设、运行与更新过程的信息管理,绿色建筑的主要目标是不可能达到的[2]。可见,绿色是目的、方向、总纲,智能化是手段、措施与技术[3]。绿色建筑与智能建筑的关系正如建设部仇保兴副部长在《中国的能源战略与绿色建筑前景》中所概括:“以智能化推进绿色建筑,节约能源,降低资源消耗和浪费,减少污染,是建筑智能化发展的方向和目的,也是绿色建筑发展的必由之路。”

2.绿色智能建筑概念

绿色建筑与智能建筑的充分融合,产生了绿色智能建筑。英国De Montfort大学的Derek Clements-Croome教授认为绿色建筑是高效运行,具有高效绩效反馈和响应系统、灵活的自适应设计、主动环境控制、多重使用空间、高效运行管理,能够独立控制通风、空调、自然采光、噪声和隐私性的建筑,智能建筑是自动运行,非格式化的智能空间管理,具有主动智能、组织智能、使用者智能等特性的建筑,综合起来绿色智能建筑就是智能的、健康的、可持续发展的建筑[4]。南京工业大学的陆伟良教授认为现代绿色智能建筑除须具备传统住宅遮风避雨、通风采光等基本功能外,还要具备协调环境、保护生态的特殊功能[3]。有的专家认为绿色智能建筑即是以“可持续”为核心,通过智能化手段与绿色理念的融合来实现人、资源、环境三者的最优化发展[5]。也有专家认为,绿色智能建筑是智能建筑与绿色建筑的有机结合,是运用计算机、通信、自控、建筑、物理、生物、生化、生态等高科技手段来建设低耗节能,与环境和谐相存的建筑物,是智能系统融入绿色建筑的完美结晶[1]。建设部科技司司长赖明把绿色智能建筑概括为:为人们提供健康、舒适、安全的居住、工作和活动空间,同时实现高效率地利用资源、最低限度地影响环境的建筑。

3.绿色智能建筑内涵

所谓内涵,维基百科解释为:称呼给定的词所包含的意义或特征;汉语百科解释为:内涵是一种抽象的感觉,是某个人对一个人或某件事的一种认知感觉,内涵不是广义的,是局限在某一特定人对待某一人或某一事的看法;其基本解释为:一个概念所反映的事物的本质属性的总和,也就是概念的内容。根据前文所述绿色智能建筑的概念,结合文献[1],总结出绿色智能建筑的内涵:

(1) 智能化与绿色生态。绿色智能建筑首先应该是充分运用智能控制手段,服务于绿色生态建设的建筑。绿色建筑的建设活动污染防治、节水、能耗监测、节能管理、室内环境控制等方面都需要运用智能控制技术进行优化,做到现代高科技与大自然的高度和谐统一。

(2) 智能化与健康环保。绿色智能建筑号召人们重新审视自己的行为,用新的思路来建设健康舒适的居住和工作环境。

(3) 智能化与低碳节能。绿色智能建筑必须是低碳节能的,并由此带给用户或业主实实在在的经济利益。

(4) 智能化与可持续发展。运用智能化手段,实现节地、节水、节能、节材的目标,产生最少或不产生废弃物,强调可持续发展的长期策略。

4.绿色智能建筑的基本特性

特性是指某事物所特有的性质,特殊的品性、品质,是事物内涵的外在体现。根据前文所述绿色智能建筑的概念、内涵,在相关学者研究成果的基础上[3][5],总结出绿色智能建筑具有如下的基本特性:

(1)开放性。绿色智能建筑在生态方面有广泛的开放性,留给研究者和有关从业人员广泛的空间,去思考、拓展,以达到更深入的理解和阐释。

(2)环保性。采用的是无害、无污、可以自然降解的环保型建筑材料。

(3)生态性。按生态经济开放式闭合循环的原理作无废无污的生态工程设计、建造和维护。

(4)清洁性。充分利用清洁能源,降低建筑运转的能耗,提高自养水平。

(5)文化性。富有生态及艺术内涵,倡导环保、节能、可持续发展的生活方式,注重居住者、使用者精神需求的满足。

(6)舒适性。具有良好的室内空气环境,日照、通风和采光。

(7)健康性。能够营造健康的学习、生活、工作环境,同时要求一切从使用者出发,不仅追求自然要素,还要注意使用者生理、心理、性格、喜好等人文要素,使之生活在健康的环境中。

(8)安全性。具有预防外来入侵和自然灾害的能力。

5.绿色智能建筑基本特性的自相关分析

绿色智能建筑基本特性是内涵的外在表现,若建筑具有绿色智能建筑的各类基本特性,那么就可以认为这个建筑是绿色智能建筑。

通过分析绿色智能建筑基本特性之间的自相关性发现:健康性是绿色智能建筑最关键特性,其次是生态性。其中环保性、生态性、清洁性、舒适性等基本特性的体现有利于健康性目标的实现,而开放性、环保性、清洁性等基本特性的体现有利于实现生态性目标(表1)。

表1 绿色智能建筑基本特性自相关分析

基本特征 开放性 环保性 生态性 清洁性 文化性 舒适性 健康性 安全性 统计

开放性 2

环保性 2

生态性 3

清洁性 2

文化性 1

舒适性 2

健康性 4

安全性 1

注:表示强相关性,表示弱相关性。统计栏中数字表示从横向看除自相关的基本特性外,与该项基本特性强相关的其他基本特性数量。

6.小结

改革开放以来,我国的经济建设取得了巨大成就,但仍然处在社会主义初级阶段,如何利用有限的资源,促进我国绿色智能建筑的发展,任重而道远。通过前文分析,总结出了绿色智能建筑的基本特性,明确了健康性和生态性是最重要的基本特性。因此,在绿色智能建筑建设过程中,在有限的资源条件下,要首先满足健康性和生态性要求。目前的智能工程技术比较好的体现了健康性基本特性,但是对生态性的技术支撑还不够,需要进一步加强有关方面的研究。

参考文献

[1]陶根根 环境与绿色智能建筑 集团经济研究 2007年 第102期.

[2]陈大章 刘刚 智能建筑与城市信息 2005年 第10期.

[3]陆伟良 丁玉林 杨军志 对我国现阶段以绿色智能建筑为综合发展方向的探讨 城市建筑 2007年4期.

[4]D.J.Clements-croome,2006,Challenge and Opportunities for Intelligent Buildings for the 21st Century,Proceedings of Xian International Conference,on Architecture and Technology-Architecture in Harmony,ISBN 884-897,978-7-112-00507-9.

[5]王平 绿色智能建筑一体化发展探讨 第五届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会 2009年3月27日.

篇2

[关键词]建筑;智能化建筑;内涵

中图分类号:TU243 文献标识号:A 文章编号:2306-1499(2014)13-0187-01

智能化建筑顺应了城市发展进程,应运而生,随处可见。建筑不应当局限于大厦、高楼之中,应当树立起广义建筑的理解概念。智能化的建筑遍处都在,不仅承载了城市智能化的发展,和城市的发展息息相关。

1.智能化建筑内涵

智能化建筑通常是指建筑物的结构、设备、服务以及管理进行优化组合而成,进而提高了建筑环境的人性化,也为人们提供了一个舒适、健康的生活环境。智能化建筑是信息时代的必然产物,建筑物的智能化程度也会伴随科学技术的发展而提升,智能化建筑是集设计思想融合为一体,形成了智能建筑的整体观念。智能技术分别是由:现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成。

在建筑物中将4C计算机技术结合到一起,建立一个计算机应用网络,进而使建筑物结构化、系统化,从而智能化。最新修改版的国家标准《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006)对智能建筑定义为“以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境”。

智能化系统中相关技术的应用可以概括为以下几方面:个性化的智能建筑设计,节能型的智能建筑,绿色智能建筑。绿色智能建筑的提出原则即是:生活环境的舒适,安全、方便、节能、环保;“节能”是为了使居住建筑物中为了节省各种能源而采取的各种措施,其中包括了节水、节电以及太阳能、或者是风能的利用等;“环保”指的是保护建筑物周围环境而采取的各种措施,其中包括了对污水的处理、绿化小区、减少污染气体的排出等,为了可以达到建筑物的节能、环保得以有效实施,需要采取各种智能化技术。

建筑智能化系统是以计算机为控制中心,利用建筑物的结构化进行综合布线,进行建筑物各个空间之间的数据信息连接,然后再由计算机进行数据的加工、处理,并且提出适合的对策,此时就会利用通信终端或控制终端(如阀门、电子锁或开关等)发出相符的信号反应,充分体现出了建筑的“智能化”。由此建筑物内的所有设施都实现了控制管理,不仅提高了建筑物的管理效果还提高了使用率,又减少了建筑物管理的能源消耗。

2. 智能化建筑的特征

传统的建筑与智能化建筑进行比较的话,智能化建筑就具有许多鲜活的特点:

2.1智能化功能的强悍性

智能化建筑是将现代信息技术与现代艺术最完美的结合产物,它区别于一般建筑物就是由于它拥有强大的智能化系统,比如说,建筑办公自动化、建筑物业管理智能化,以及通信自动化等。

2.2发展迅速,内涵容量大

智能化建筑的发展迅速,其强大的内涵容量包括了各种高科技设备和高新技术以及4C计算机技术,比如说,计算机多媒体电脑、以及各种光纤宽带网络传统电缆等。

2.3适应性强,灵活性大

智能化建筑具有很大的灵活性,例如说在智能化的房间设计中,可以将大开间分开成几个不同的小隔间,活动楼板,而且每一个工位楼板都分别由几个小型的楼板组成的,这样的建筑设计就显得十分灵活多变。此外,智能化建筑的管线设计时还可以根据住户的使用方式及要求进行相应性的变化,具有适应性强的多变能力。

2.4节省能源消耗,提高能源利用率

进行智能化建筑的空调设计时,使用了焓值设计,将数据设定为自动控制和各种节能优化控制措施结合在一起,降低能源消耗,取得更多的经济效益。

2.5投资高

智能建筑中所使用的智能系统在整个投资中占的比例都很大,几乎相当于整个建筑结构工作的投资值。

3. 智能化系统的设计定位

在进行建筑物的设计时使用了先进、成熟、实用的智能化技术和系统产品,使建筑物的管理模式实现网络化、信息化、自动化,达到了建筑物的使用有效率和提高效益的终结目标。

进行建筑的初步设计时,首先定位建筑物智能化系统设计的目标,然后完美和补充智能化系统的设计。建筑物智能化系统的主要组成部分有:宽频网络结构、系统集成功能、信息服务与智能化物业管理等内容。

4.智能建筑的信息化建设

智能化建筑指的是现代科学信息技术结合高科技手段的可持续建筑,实际上是利用智能化技术,达到提高建筑经济、环境的可持续发展性。智能化建筑从真正意义上顺应了时代的潮流,将科学发展观以及以人为本的和谐社会充分地体现出来。

信息化技术的应用范围非常广泛,而在智能化建筑物中的信息技术得以实际应用的只是其中的一部分,这一部分的技术应用被人们称为了建筑智能化技术。信息技术作为智能建筑的核心技术,将智能建筑功能的主要技术手段得以实现,还是成功建造智能建筑的关键技术。从智能建筑的整体看,对于从事建筑行业的工程技术人员的要求也提高了很多。建筑师们为了更加熟练地使用建筑智能化技术,需要学习和掌握各种智能建筑中的信息技术,使自己成为不仅懂专业(建筑)技术,还熟练掌握信息技术的复合型技术人才。

例如,在进行某大厦智能化建设时,将信息化技术建设放到首位。因为建设当中的大夏高达四百米左右,所以使用了光纤传输体系在大厦的主干网络中,在某些传输通道中可采用单模光缆。这样网络主干传输速率就在千兆以上。大厦的信息化网络建设过程中电缆电视网络传输采用了八百兆双向信号传输的功能,不满足了整座大夏的视频播放技术等服务的功能,还使大厦实现了“三网合一”(即电视网、电话网、计算机网)的多媒体信息传输过程提供了另一种宽带传输模式。

5.建筑智能化的必要性

我国目前建筑业的消耗比重呈快速向上发展阶段,由此智能化建筑面临着挑战。智能化建筑的发展现如今成为了我国建筑业发展的重点。

回看我国改革开放的几十年中,我国第三产业的就业率也在提升,这就使办公资源的能源消耗越来越大,与此同时也提高了对办公环境的要求,不仅要达到舒适性、和安全性还要达到人性化,自动化。想要实现建筑物的智能化标准,只要将这些条件联合到一起,才能达到建筑物智能化,进而提升安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。

6.智能建筑的发展趋势及畅想

智能化技术结合建筑技术造就了智能化建筑,它吸取了先进的科学信息技术,将建筑的自动化水平和智能化水平得以提高,更加实现了高标准地满足人们的需求。它将极大地改变传统建筑、结构、装饰、安装等工程的形态。

在智能化技术发展的背景下,智能化建筑也势必会不断提高,智能化建筑的内容和核心也会随之改变。智能化建筑会不断地接近人类的需要和智能去发展,最终将成为可以满足人类任何要求、连接人类与建筑物重要载体。

总而言之,建筑智能化是一种可以让人产生安全感、舒适感的现代建筑。社会的发展进步中的基础需求将是智能化建筑,它也是实现社会主义发展的必经之路。因此,我们一定要认识到智能化建筑的重要性,将智能化水平和技术不断进行提高,促进智能化建筑为社会发展做出更多贡献。

参考文献

[1]钱毋荒.智能建筑与建筑智能化系统[J].电讯技术,1999,01:10-16.

[2]符长青.绿色建筑与智能建筑的融合发展[J].智能建筑与城市信息,2012,07:24-28.

[3]杜明芳,范同顺,方建军,苏玮.建筑电气与智能化专业内涵及发展定位探析[A].中国通信学会.Proceedings of International Conference of China Communication and Technology (ICCCT2010)[C].中国通信学会:,2010:3.

篇3

【关键词】低碳经济;建筑节能;绿色建筑

1绿色建筑的概念与内涵

绿色建筑的概念有不同表述,但其基本内涵是表示人、建筑与环境三者之间的和谐关系,即建筑在建造和使用过程中必须节约能源、节约资源,减少对环境的污染;要求人们在利用自然条件和技术手段创造良好、健康居住环境的同时,应尽可能地控制和减少对自然环境的过度使用和破坏,维持生态环境和人类向大自然的索取与回报之间的动态平衡[1]。在建筑规划设计方面,绿色建筑体现在室内布局设计方面应十分合理,充分利用阳光和自然通风,最大限度地节省能源,为居住者创造一种安全、健康、舒适的生活空间和亲近自然、和谐、舒适的良好生活感受。

我国《绿色建筑评价标准》(GB 50378)对绿色建筑的定义为:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节约能源、节约土地、节约水资源、节约材料) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

2绿色建筑是发展低碳经济的必然要求

低碳经济是运用可持续发展的理念,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,最大限度地减轻对高碳能源的依赖,减少温室气体排放,促进经济社会发展,保障生态系统良性循环的经济发展模式。发展低碳经济,一方面是积极承担环境保护责任,完成国家节能降耗指标的要求;另一方面是调整经济结构,提高能源利用效益,发展新兴工业,建设生态文明。低碳经济的实质,就是能源的高效利用、清洁能源的开发以及追求绿色GDP的增长。其核心问题是绿色能源技术和减排技术的创新,产业结构的调整和产业政策的重新规划,以及人类生存发展观念的根本性转变。

3我国建筑能效现状

我国正处于工业化和城市化进程的初级阶段,据有关资料统计,我国平均每年有1 500万以上的农村人口向城镇转移,加上中国经济的快速发展,城乡人民生活条件的不断改善和提高,城市居民对居住条件的改善有着迫切的要求,从而推动我国建筑业迅速发展。全国城乡到处大量新建房屋,近几年全国每年竣工的房屋面积约20×108m2,新建建筑规模超过了欧美发达国家之和。我国既有建筑面积已达420×108m2并继续快速增加,且由于建筑用地规划和建筑设计不合理,浪费严重,单位建筑能耗比西欧发达国家高出2~3倍,北方采暖燃煤排放物对空气污染高出国际标准2~5倍[4]。据统计,全球有50%的能源用于建筑,同时人类从自然界所获得的50%以上的物质原料也是用来建造各类建筑和附属设施。尽管诸如道路、桥梁、隧道等不能以绿色建筑去衡量,但是居住区、办公楼、公寓等对资源的利用是周而复始的。有资料反映,建筑引起的空气污染、光污染、电磁污染占据了环境总污染的1/3还多,人类活动产生的垃圾,其中40%为建筑垃圾。对于发展中国家而言,由于大量人口涌入城市,对住宅、道路、地下工程、公共设施的需求越来越高,所耗费的能源也越来越多,这与日益匮乏的石油资源、煤资源产生了难以调和的矛盾。

4绿色建筑的推广和设计理念

绿色建筑的推广应本着政府主导、全社会参与、教育和科研相结合的原则。即政府通过大力宣传和倡导发展绿色建筑的重要意义,引起全社会对发展绿色建筑的广泛关注,出台有效的政策引导绿色建筑健康发展。通过学校的教育使学生从小了解绿色建筑的有关知识,从小使学生培养节能、环保、健康的生活观念。加大对绿色建筑相关理论和技术的研究,推进绿色建筑科学研究和相关工程技术的发展。尽可能地降低绿色建筑的建造成本,把绿色建筑设计和建造成为大众化的经济、节能、环保、舒适、健康,并被全社会大众所接受的高品质产品,而不仅是一种时尚的仅为少数人追求的奢侈品。绿色建筑在设计理念方面推广的内容如下。

5绿色建筑的发展之路

5.1研究和推广符合我国国情的绿色建筑和建筑节能技术

在中国老百姓收入不高的情况下,我们引进绿色建筑标准和技术时,要充分考虑建筑的建造成本和使用成本,规定绿色建筑所采用的技术、产品和设施,成本要低。如冬暖夏凉的延安窑洞,为我国西北地区特有的传统民居建筑代表,它的造价并不高,可以将它进行改造成中国式的绿色建筑;新疆某地有一种建筑,墙壁材料由当地的石膏和秸秆混合建成,保温性很好、建造成本也很低廉,是非常具有地方特色的建筑。这些典型的乡村绿色建筑进行推广,其造价较低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。再如一些投资回报率很高的节能技术和设备,如节能灯、太阳能热水器、节能空调、节水马桶等,用户一旦采用了这些技术和设备后,可以最大限度地减少电费、水费和其他能源费的开支,一般5~8年之内就可以把增加成本收回来。这样的绿色建筑和节能技术才符合中国国情,中国老百信才容易接受,才容在中国大范围推广应用。

5.2突破对绿色建筑认识的误区

如果将绿色节能建筑定位为高端化和贵族化就难以推广、普及,也不符合我国国情。事实证明,绿色建筑发展必须符合中国国情、能被普通老百姓接受、适用技术式的绿色建筑才是中国绿色建筑健康发展的道路。以前的智能建筑就走了弯路,仅将智能建筑停留在安保和音响控制等方面,将线路设计得十分复杂,工程造价非常高,但建成后耗电量却居高不下,运行成本很高[5]。所以这不是我们提倡的绿色智能建筑。绿色智能建筑应该是利用信息技术来节省能源,为工作、生活提供舒适和便利。比如用手机来控制家里的智能开关,冬天出门时把家里的暖气或空调关掉,回家之前半小时,用手机遥控启动家中的供热或空调开关,当到家里时,房间里就正好达到使人舒适的温度。据统计,如能做到主人不在家的时候家中不供暖,就可节省1/3的供暖能源。夏季在南方,室内40%热量是来自太阳辐射[5]。可以设计一个很小的智能感应装置,当太阳辐射较强时,控制百叶窗或遮阳帘自动调节室内的辐射量,减少太阳辐射造成室内的热效应,从而达到节约空调能耗的目的。象这样的智能建筑才可称为绿色智能建筑,才是符合新时代要求的绿色智能建筑。

5.3大力推广“绿色建筑”的标识

目前,由于绿色建筑标识的内涵不明确,国家也没有制定相关的规范和标准,部分房地产开发商为提高房价或推销其产品,常常就滥用“绿色建筑”的概念做虚假宣传,欺骗消费者。建议应规范和大力推广“绿色建筑”这一标识,通过对建筑的节能、节水、节地、节材、室内环境及对生态环境影响等这些具体指标给出量化的标准值,让绿色建筑从一个模糊的概念变成定可测量的量化的标准,并出台相关政策,对达到标准的授予“绿色节能建筑”的标识。这样“伪绿色建筑”就会原形毕露,没有市场。

参考文献:

1《绿色建筑》教材编写组.绿色建筑[M].北京:中国计划出版社, 2008.

2仇保兴.发展节能与绿色建筑刻不容缓[J].中国经济周刊, 2005, (9): 11.

3彭飞,安妍.倡导绿色建筑促进生态文明建设[J].现代经济信息, 2009, (23): 268.

作者简介:

杨冬平、女、1966年10月、河南林州人、助理工程师

工作于:林州市永盛建筑有限公司

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关键词:智能建筑 发展方向

智能建筑的概念

所谓智能建筑就是以建筑为平台,利用系统集成方法,将智能型计算机、通信及信息技术与建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息社会需要并且具有安全、高效、舒适、便利和灵活更具人情化的建筑物。美国智能建筑学会(AIBI,American IntelligentBuilding Institute)对其定义:“智能建筑是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合,并达到最佳组合,所获得的高效率、高功能与舒适性的大楼。”

建筑物运作综合智能化通常由以下五个方面组成:

1.建筑功能运作自动化。大型建筑物的运作包含有多种功能系统,如水、电、热力、空调、通讯等等。他们各具特色,对一座建筑物来说要实现自动控制就十分复杂,所以智能的概念是替人来做出最佳方案并完成其运行。

2.建筑物的节能运作。智能建筑的另一使命是降低建筑物各类设备的能耗,延长其使用寿命,提高效率,减少管理人员,求取更高的经济效率。

3.通信自动化。利用电信网络、卫星电视和计算机互联网络为大厦提供现代化的信息传递手段。

4.办公自动化。采用Internet/Intranet技术,基于工作流的概念,使企业内部人员方便快捷地共享信息,高效地协同工作;改变过去复杂、低效的手工办公方式,实现迅速、全方位的信息采集、信息处理,为企业的管理和决策提供科学的依据。

5.安全保卫自动化。通过各种摄像头、各种感触探测器进行信号采集、分析、处理,并经由机电一体化的设备进行控制保护。

我国智能建筑发展现状

智能建筑的发展史,是一个从监控到管理的发展过程。早期的超高层大楼一般设备非常多,诸如空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等各种专业系统同时共存。操作和控制这些系统,仅靠中央临近室很难实现。智能建筑的概念最初进入国内时间并不晚,大体上在80年代中以后,中国科学院计算技术研究所就曾进行了“智能化办公大楼可行性研究”,对智能办公楼的发展进行了探讨。国内第一座大型智能建筑通常被认为是北京发展大厦,并在此后短短几年时间里,相继建成了深圳的地王大厦、北京西客站等一大批高标准的智能大厦。而且不仅在北京、广州等东部大城市出现了智能建筑,即便在乌鲁木齐这样远离沿海的西部中型城市也建造了智能大厦。智能建筑在国内的发展迎来了。

不可忽视的是,我国智能建筑领域也存在着不少令人忧虑的问题:

(一)理论研究跟不上智能建筑的发展

尽管我国在"七五"期间就确定了"智能化办公大楼可行性研究"的攻关课题,但对智能建筑的理论研究和相关科技产品的开发一直未能得到足够的重视和发展,对其认识也停留在国外的研究成果上。专业学术刊物直到96年才出现,而且很难见到符合中国国情的有深度的文章,专业理论著作更是凤毛麟角,智能建筑相关的全国统一标准规范也是千呼万唤没出来。而我国的智能建筑却不能坐等理论的发展。一座座根据自己理解的"智能大厦"迫不及待地次第而出,没有先进而成熟的科学理论作指导,实践就没有明确的方向,摸索着前进,就难免出现这样那样的问题,"智能大厦"不遂人愿也就不足为怪了。

(二)智能建筑工程的规划、设计和施工队伍的技术能力不强

由于缺少相应的规范,对大厦智能化的规划往往是发展商说了算,根据他们的要求提出的设计方案也往往缺乏全面性和长远性。设计问题主要表现为BA系统设计人员不熟悉相关工艺流程、许多设计单位,BA设计人员与相关工程设计人员相互配合问题以及设计部门对智能化产品和智能设计集成方面不熟悉。施工问题主要表现在施工力度不够。智能化系统涉及专业较广,且有多个施工单位,因此要协调不同工序和工种之间的接口,并在施工过程中仔细检查,确保管线敷设、设备安装正确,发现问题及时整改,从而保证系统的政策开通。实际中,由于计算机、通信技术发展很快,相关设备与系统规范和标准不齐全,许多工程的智能化设备是在无测试、无规范、无标准的情况下投入使用的。

(三)缺少国产化系统集成产品

目前我国还没有开发出一套智能建筑系统集成产品。占据国内智能建筑市场的产品仍然属于国外的几家公司,如美国的江森自控、IBM、朗讯科技和Honeywell等。没有自己的产品,就没有主动权,就很难使智能建筑完全真正地适应中国国情。

(四)技术障碍

在整个智能建筑领域仍然存在着一些技术上的缺陷,比如网络频宽的限制:数据传输量迅速增加和多媒体的使用,要求有宽阔的通讯空间;使用天线局域网络也要重新分配宝贵的音波频律。在新网络科技如ATM、Frame-relay等问世后,通讯空间的问题可获部分解决,但缺乏全面而完整的数据模型,各个建筑物自动化和应用系统之间仍然无法有效地交换数据。另外数据安全性和无缝话音与数据通讯之间还存在着矛盾,很多机构非常关注其内部资讯系统的安全性,以及保护其电脑和话音系统免被非法接达的问题,但如果把某建筑物隔离起来提供保护的话,就会导致无法使用更先进的通讯工具。

智能建筑的发展方向和趋势

智能建筑的发展核心

智能建筑发展的核心是可持续发展战略,随着我国智能建筑进程的不断加快,市场竞争激烈,如何全方位提高建筑品质,是一个焦点问题,也是供需双方的共同目标。开发商和消费者都把注意力投向智能化建筑的同时,“绿色”“生态”建筑才是最终追求的目标。

智能建筑的发展趋势

智能建筑在现代建筑中占有的地位已经越来越重要了,智能建筑的发展动向也已经越来越具体化。

在技术上,发展的重点将是虚拟技术,系统合作、可视化技术;在应用上,必须密切结合应用需求,强调综合集成。目前智能建筑正朝着以下几方面发展:

(1)信息网络技术。基于Web的Intranet网络技术正成为建筑物和企业内部的信息主干网络,随着新世纪的到来,Intranet信息网络必将显示旺盛的生命力,Intenet/Intranet为人们的信息交流和生活方式开创了一个全新的信息世界。

(2)控制网络技术。控制网络通常是指对生产过程对象控制为特征的计算机网络,从现场总线必然要发展成控制网络。进一步发展将使控制网络与信息网络统一起来。

(3)智能卡技术。保安门禁巡更管理,停车场收费、物业收费、商业消费、电子钱包等一卡通。

(4)可视化技术。是指基于网络化的视像传输、交互和提供多媒体视像服务的技术。就现阶段来讲,数字影视点播(VOD)和会议电视(MTV)均是此项技术的应用。

(5)流动办公。利用网络技术、通信技术、可视化技术、家庭智能化技术、向异地或移动的办公人员提供一个虚拟的办公环境。

(6)家庭智能化技术。家庭总线连接各种家电设备。

(7)无线局域网技术。有实用价值的新技术,该项技术利用微波、激光、红外线作为传输媒介,摆脱了线缆的束缚。

(8)数字卫星通信系统(VSAT)。

(9)双向电视传输系统。

四、智能建筑的展望

智能建筑是人、信息和工作环境的智慧结合,是建立在建筑设计、行为科学、信息科学、环境科学、社会工程学、系统工程学、人类工程学等各类理论学科之上的交叉应用。国内智能建筑急风暴雨式的起飞局面业已过去,现正处于一个整顿与规范的过程之中,市场逐步从无序走向有序,从混乱走向健康,一个秩序井然、和谐协调的发展环境正在逐步形成之中。当然,我们也应该认识到,任何平衡都只是相对的,智能建筑是一门正在发展中的技术,它的内涵仍不是稳定的,还处于发展之中,新技术、新工艺、新观念的发展都会突破平衡的局面,将会造成新的不平衡,这就需要我们继续付出新的努力去达到新的平衡。如此循环不己,才能推动智能建筑技术的发展。

智能建筑的发展,既是机遇又是挑战。智能建筑的实施,应贯彻“以人为本”的思想,采取各种积极手段和高科技措施,同时,要注意智能建筑的适应性和可扩充性,以适应社会发展的需求。同时加强国际间合作与交流,吸取发达国家的先进技术与管理经验,欢迎外商参与竞争,用于开拓国际市场,在竞争中求发展,健康有序地推进我国智能建筑的发展。

中国的智能建筑将面向新的世纪,面对信息时代,做好一切准备迎接更大的发展。

[参考文献]

[1] 阎俊爱.智能建筑技术与设计.清华大学出版社

[2]郑洁.智能建筑概论.重庆大学出版社

[3] 谢秉正.绿色智能建筑工程技术.东南大学出版社

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1.1“虚拟现实”技术的产生与定义

早在20世纪50年代,电子技术还处于以真空电子管为基础的时候,美国的MortonHeilig就成功地利用电影技术,通过“轮廓体验”让观众经历了一次沿着麦哈顿的想象之旅,虚拟现实技术进入探索阶段。直到20世纪80年代初,美国VRL公司的创始人JaronLanier正式提出了“virtualreality”——“虚拟现实”一词。

虚拟现实技术是指以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉等一体化的虚拟环境,用户可以借助各种特殊的硬件设备(如空间位置跟踪器、数据手套、力反馈设备等)与虚拟环境中的物体进行交互,从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术所虚拟的环境可以是真实世界的再现,如真实建筑物的虚拟创建;也可以是纯粹构想的虚拟世界,如三维动画中的建筑及环境。

1.2“虚拟现实”技术的特征

虚拟现实技术的特征主要表现在三个方面:沉浸性(Immersion)、交互性(Interactivity)和想象性(Imagination)。虚拟现实的沉浸性是指使用户感觉到好像完全置身于虚拟世界之中一样,它来源于对虚拟世界的多感知性,这包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、嗅觉感知、身体感知等所有人在现实客观世界中具有的感知功能。交互性是指虚拟现实系统强调人与虚拟世界之间进行自然的交互方式,并实时产生在真实世界中一样的感知,由此观察个人对环境的控制和反馈及环境发生的相应变化。而想象性是指虚拟现实技术可根据设计者的想象进行设计与仿真,使人类突破时间与空间,经历或体验世界上早已发生或尚未发生的事件;也可忽略客观存在的困难和局限,完成难以完成的事情。

1.3“虚拟现实”技术在建筑领域中的应用

数字化技术日新月异,使得三维电子模型在建筑表现方面的运用已经不再陌生。随处可见的电脑渲染表现图和多媒体动画早已让人们领略到数字化表现媒介的无穷魅力。如今,超写实的电脑透视效果在很大程度上已经取代了传统水彩、油墨等创作的图画,大多数的设计单位更倾向于将数字化工具用于制作效果表现图呈献给客户。无论是在设计概念分析和空间表达方面,数字化的虚拟表现确实展示了令人信服的结果。虚拟现实技术打破了专业化和非专业化之间的沟通障碍,是数字化的交流媒介,同时也为多学科、多专业信息的兼容带来了交叉合作。

虚拟电子模型所表现的并不仅仅是几何形状构成的视觉因素,还拓展到三维空间以外的光照条件、材料质感、声场音效、能源利用等方面。光影效果和材料质感极大地影响着空间的视觉冲击力,通过对光线阴影运动的模拟,可以观察到一天内光环境的变化;场地音效的模拟可以探索不同方位的声音效果,从而发现和解决设计中出现的声响问题,也可以依此来调节房间内部空间的尺度;通过对建筑物内部及其与其他建筑物之间的温度、湿度和气流变化状况的仿真,考量热传导和自然通风中能源效率的应用,从而指导建筑中开放空间及房间比例的设计。例如,国家体育场——“鸟巢”(图1-2)在设计中对热舒适度和风舒适度进行研究时,就采用了流体力学(CFD)模拟手段进行模拟分析,对自然通风气流组织进行评价,并根据结果提出对现有设计是否调整或调整建议(如调整吊顶分块间隙宽度、通风口的数量位置等)。

作为设计与表现的媒介和工具,数字化虚拟技术不断激发人们的想象力,使复杂的建筑形式及建造成为现实,其结构形式及组织构件都依赖于计算机迅速而精准的运算能力。近些年我国在这方面的实例也有很多,如扎哈·哈迪德的广州歌剧院(图3)、库哈斯的央视办公大楼、安德鲁的国家大剧院(如图4)、“鸟巢”、“水立方”等一系列的建筑设计创作,都与数字化技术息息相关,才使得建筑师的奇思妙想得以真正的实现。建筑师在建筑设计的实践中,数字化的虚拟技术可以帮助建筑师将创作理念转化为物理现实,通过建筑模型表现设计结果,变“不可能”为可能;也可以成为建筑师建立设计概念的起点,在虚拟环境中生成概念,在模型推敲中进行创作与再创作。弗兰克·盖里是数字化建筑创作的典型代表,他设计的西班牙毕尔巴赫古根海姆博物馆(图5)就采用了这种技术,其全部设计建立在150万个电脑模型基础上,被视为是数字时代建筑的里程碑。在F·盖里早期的项目中,数字化手段只是作为高级建模工具层面的应用,计算机只在他天马行空的设计发展完备以后才介入。如今计算机在设计过程模型阶段就提前介入,作为设计思维层面的应用被纳入整个设计过程,在初期就用CATIA软件(在“鸟巢”设计中被采用,在我国建筑行业属首例)扑捉出曲面形态,软件往往带给他意想不到的结果,F·盖里及时对每个过程及其结果进行反馈、控制、筛选与决策,逐步形成最后的建筑作品。

2智能技术

2.1智能建筑的兴起及定义

数字化对建筑的影响除了数字化虚拟空间与实体建筑的结合,还应包括数字化技术支持下建筑智能环境的创造。1984年,美国康涅狄格州的哈特福德市采用计算机技术对一幢旧金融大厦进行改造,对大楼内的空调、电梯、照明等设备进行监控,并提供语音通信、电子邮件和情报资料等方面的信息化服务,建成了“城市广场”——世界公认的第一座智能大厦。此后,智能建筑以一种崭新的面貌和技术迅速在世界各地展开,领先的范例包括日本东芝总部大厦(1984)、日本电报电话双塔楼(1986)、伦敦的Lloyds大厦(1994)、香港银行总部大厦(1995)。据2004年的数据统计,我国大陆地区共有不低于4500幢智能大厦,这包括北京发展大厦、上海金茂大厦、深圳地王大厦、南京金鹰国际商城等。2008年奥运体育场馆更是当今世界智能建筑的杰出代表。

美国智能建筑学会(AIBI)对“智能建筑”的定义是将结构、系统、服务、运营及其相互联系全面综合,并达到最佳组合,所获得的高效率、高功能与高舒适的建筑。与这种抽象的描述相比,建筑的智能化系统更像是建筑的“神经系统”,它将数字化技术所特有的性能带入僵硬的建筑中,对栖居其中的人作出合适的反应,不仅仅局限于传统概念上的消防、保安、空调,以及照明系统,而是扩展到几乎所有的部分,满足人们各个方面不同的需求,提供人们更多的选择。

2.2智能建筑的系统构成

智能建筑的智能环境无不以数字化信息技术为基础,其主要由三个方面的自动化构成,即建筑设备自动化系统BAS(BuildingAutomationSystem)、办公自动化系统OAS(OfficeAutomationSystem)、通讯自动化系统CAS(CommunicationAutomationSystem),每个系统中还有许多不同的子系统,由系统集成中心(SIC)利用综合布线系统(PDS)进行连接和控制,如表1所示。

2.3智能技术在建筑设计的影响

智能建筑的发展已经并将继续呈现出多样化的特征,从单幢大楼到成片的建筑广场,大到摩天大厦,小到家庭住宅,从集中布局的楼宇到规划分散的居民小区,均属于智能建筑的范畴。建筑的智能环境不再局限于办公类大厦,而是像公寓、酒店、商场、医院、学校等建筑种类扩展。而成片开发的建筑智能广场还拥有系统更大、结构更复杂的集成管理系统(IBMS),能对智能广场中所有的楼宇进行全面和综合的管理。不仅大型的公共建筑拥有舒适、高效的智能环境,数字化的智能技术在家庭环境中也得到了更为人性化的发展,它可以扩展到住宅内任何带有电子开关的东西,除了包括水电、暖通、安全警戒、声像联络、电话通讯、门窗构件等,还延伸至从动作和温度感应到生物传感器的诸多电子化设备。台湾首座高科技管家、智能型住宅“似水年华”,就可以通过玄关的系统控制面板,依据当时的温度或心情自动控制室内的冷气、灯光、窗帘,还可以呼叫电梯;到洗浴室洗浴时,秀出个人芯片卡,浴室就会自动播放自己喜爱的影音节目,测量体重的精确值则可以在镜面上显示,而非体重计。美国麻生理工曾经研究的“聪明屋”住宅,在暴风雨来临时可以自我保护和修复,建筑墙壁可以自动过滤汽车鸣笛的噪声,而接收鸟鸣和雨声。

进入21世纪,智能建筑技术中的信息网络技术、控制网络技术、智能卡技术、可视化技术、流动办公技术、家庭智能化技术、无线局域网技术、数据卫星通讯技术、双向电视传输技术等,都得到了更加广泛而具体的发展和应用。但与此同时,智能环境中网络化计算机和多媒体设备的普遍应用也为建筑师的设计工作增加了更大的复杂性。建筑师不但要了解计算机通信及多媒体环境的设计含义,更要在建筑设计的方案阶段就考虑到自动化设备机房的布局,弱电竖井的配置,吊顶、架空地板需要的层高等,对整个空间做出计划和部署。无形的数字信息和网络技术将会促进多元、层级的无线智能场所空间的形成,从而引起建筑布局从形式到内容的巨大变化。例如,通过智能技术在家可做的工作越来越多,家庭空间相应需要不断地增多增大,甚或发展成为家庭办公的SOHO形式。

在数字化信息技术的高速发展下,智能建筑比传统建筑在能源效率方面具有无可比拟的优势。然而,智能建筑在关注效率和功能的同时,发展人居环境与生态环境的和谐才是最为核心的目标。数字化的智能技术只是一种途径与方法,可持续发展的战略对智能建筑的设计与内容提出了新的方向,即绿色建筑。数字化技术与材料资源和损耗有着密切的关系,建筑设计应为控制物质浪费和能源消耗提供解决方案,寻找和研究新的材料和结构系统以适应信息环境所应有的功能。因此,新兴的生态学、生物工程学、生物电子学、仿生学、生物气候学和新材料学等科学技术都会逐步渗透到建筑智能化的多学科多技术领域中,实现真正的建筑与人和自然的和谐发展。“新材料、新结构、新技术”的应用在2008奥运体育场馆的设计和建造中得到了充分的体现。

例如,我国国家游泳中心——“水立方”就是响应了“绿色奥运”的理念,其设计综合展示了人文、科技与绿色的结合。国家游泳中心自由的结构形式和ETFE气泡外墙是整个建筑的亮点(图6)。其结构设计的灵感来源与Kelvin的“泡沫理论”,将水泡的结构放大到建筑结构的尺度,这种结构模型普遍的存在于自然界,如细胞组织单元的基本排列形式和水晶矿物结构等,但被用于建筑结构模型还属首次。而ETFE(四氟乙烯)膜材料的应用就更加充分体现了绿色和科技的主题,这种材料的选用不仅大大减低了屋顶和外墙的重量,而且成本合理、热学性能高、透光性强,具有良好的阻燃性和自熄性,其表面附着力及极小,对灰尘、污水的自洁性能远远大于玻璃,在北京的特殊气候下,无疑是最为理想的透明半透明材料。ETFE还在国家体育场-“鸟巢”的屋顶围护结构中作为防雨层,在一个建筑中如此大面积的应用单层ETFE膜结构,在世界上也还是首例。(图7)

3数据库系统和网络技术对建筑设计的支持

3.1数据库管理系统和网络技术的组成

数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的集合。而数据库管理系统(databasemanagementsystem)则是一种操纵和管理数据库的软件应用程序,用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。数据库管理系统可分为广泛的两种类型:前台工具和后台工具。前台工具是指用于与现有客户或潜在客户进行直接交流的系统,包括宣传手册、提案简报、网络站点等;后台工具则包括创造和管理前台使用的交流信息的系统工具,主要就是数据库管理、单位内部的局域网络等。

计算机网络把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机,通过通信设备和线路连接起来,在功能完善的网络软件运行下,实现网络中资源的共享。计算机网络分为局域网、广域网和将局域网、广域网通过一定协议组成的国际互联网络。

3.2数据库管理系统和网络技术在建筑设计中的应用

数据库系统和网络技术在“虚拟现实技术”以及“智能技术”中都起到至关重要的作用。在虚拟现实系统中,数据库存放着整个虚拟世界中所有物体各个方面的信息和大量物体的模型。通过网络,将位于不同物理位置的多个用户或虚拟世界相联结,形成分布式虚拟现实系统(DVR,DistributeVR),使不同用户同时参与到一个虚拟空间,进行交互,共同体验虚拟经历,以达到协同工作的目的。在智能建筑中,网络业务也已经成为用户最为经常的行为,从早期的通信(E-mail、BBS)到后来的资源共享、网上银行服务、网上电视IP\IT、多媒体信息查询、远程医疗、远程教学、视讯会议、视频点播等。

对于设计单位而言,无论是设计院还是设计公司,都涉及内部人事管理和外部项目管理,以及介于两者之间的资料信息管理,三者协同运作,缺一不可。这些任务都适于使用数据库管理系统完成。数据库中所关联的信息储存和操作可以包括项目历史、设计人员的个人资料、图片资料库以及商业洽谈联系的追踪记录等等。对设计人员来讲,设计资料数据库的建立为他们提供了方便、完备的设计背景,使他们不必再将额外的时间过多地花费在前期准备阶段,从而更快地进入角色。而设计单位的行销也越来越依赖于计算机以确定市场客户,通过网络,公司可在准备介入某项设计竞标的工作时,方便地获取目标客户的相关信息及该项目所涉及的内容进行背景研究。设计单位也可以建立自己的网络站点展示单位的主要设计作品和正在开展的项目,甚至企业形象。而客户可以从任何地方找到涉及公司的信息,同设计者进行实时、在线的联系。如果说数据库管理系统是一个设计单位内部充分利用数字化手段,实现资源共享、优化管理的系统,那么,网络的介入则为这个系统提供了开放的行销机会,使它真正融入到广阔无边的信息社会中。

设计单位局域网的建立为设计团体带来了新型高效的合作方式,实时交流的合作加强了不同专业部门的同时协作。例如,设计人员和结构人员在不同时间、不同地点对图纸提出的修改意见都可以同步地及时反映在对方的电脑屏幕上,而非像传统的流水作业必须一步一步,任何一项逆序反复的改动都会提高预算,降低效率。而广域网和互联网的普及,为更大范围的设计合作和交流提供了更广阔的平台,使得建筑师能够随时关注当前的设计动态,并保持与业主、材料供应商等之间的良好沟通,甚至是与其他建筑师进行远程合作。

另外值得一提的是,数字化技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。新兴的虚拟网络社区在更好地表达设计者意图的同时,为公众参与设计发展出一种新的方式——自助式设计。专业人员建立的案例样板库可以让客户根据自己的需要在方案构思阶段就参与决策,提出自己的想法和意见。这种参与于设计人员来说,有助于他们对建筑生命周期的深入参与和渗透把握,而于设计本身,它争取了最大范围的主动参与,将人文关怀、社会民主与公共立意赋予了更多现实意义。

4对数字化时代的建筑设计的反思

数字化时代的新技术为建筑设计带来了诸多新的可能,为建筑师在形式创新方面提供了更自由的选择,使“复杂”不再成为令人望洋兴叹的畏途。在数字化技术影响下,建筑材料形态与特性的变化使得建筑形式“无所不能”,但在某种程度上,这种“无所不能”使设计陷入一种“数字化工具主义”的误区,过分关注形式本身,为追求表面化的新形式而创造新形式,造成所谓的“数位皮层”与建筑脱节。如许多曲面古怪、造型夸张而设计简陋的建筑以“数字化建筑”自居,注重单纯、孤立、静态的细部和材料的物质属性,缺乏与技术体系、建构工艺、社会文化相互关联的综合性系统思考。

另外,数字化信息时代的无限复制导致建筑本体价值的贬值,建筑意义的缺失以及地域文化艺术的缺失,独一无二的“形象”向无数“类象”分解转化,甚至看到一幢建筑就可以知道它在设计过程中所采用的软件。新的数字软件通过简便易行的复制手段和可调参数的灵活性,将复杂部件的大量使用大大简化的同时,也不可避免地在采用此类手段的设计对象身上打下了自己的烙印——所谓的“低强度美感”和“高资讯内涵”。我们应该认识到,新技术所带来的可能性并不是带来对“形式拓展”的趋之若鹜,而是为建筑结构和塑形提供更多元的支持。在任何时候,人类栖居的建筑环境与空间形式,在更大程度上依赖于实际生活和社会行为的需要,建筑的意义应该回归建筑的真实体验,从文脉、场所、社会、生活等人类根本需求中寻找“形式”的基点。

建筑本身是一种信息媒介,它包括的不仅仅是结构、构造、节点细部等技术因素,它还承载一个社会时代的生活、审美方式等诸多信息,起着文化载体的作用。建筑形式应当表达形式构成的自然规则与自然属性,表达的是人类对构成自然的要素和自然的规律的认识。建筑形式自身的构成是一个科学与技术的问题,比如材料科学、结构科学都是研究建筑形式的科学构成问题。但“建筑构成形式的表达”却不单是一个科学技术的问题,“材料的特性”与人类某种情感契合,以及建筑构成体系的理性所揭示的自然规律是建筑建构性的本质。而建构性的表达正是建筑艺术的本质。

参考文献:

[1]俞传飞.数字化信息集成下的建筑、设计与建造.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2]俞传飞.在形式之外-论数字化时代建筑内涵的变化.新建筑,2003.

[3]方海.弗兰克·盖里-毕尔巴赫古根海姆博物馆.北京:中国建筑工业出版社,2003.

[4]胡小强.虚拟现实技术.北京:北京邮电大学出版社,2005.

[5]阎俊爱.智能建筑技术与设计.北京:清华大学出版社,2005.

[6]李兴钢.国家体育场设计.建筑学报,2008.

[7]郑方.“水立方”的设计思想和新技术应用.建筑创作,2007.

[8]从智能建筑到绿色建筑.世界标准信息,2008.

篇6

[关键词]建筑 设计 分析

中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0174-01

智能建筑是现代建筑业更新换代的必然产物,也是现代电子技术与人类古老行业的结合,是一项巨大的系统工程,也是现代社会进步的标志。一个国家拥有多少数量的智能建筑,及建筑物智能化程度的高低,显示出国民经济综合实力的表现。智能建筑将是以后建筑的主要潮流,但在现在还存在一些具体问题,阻碍着智能建筑的顺利发展,带来很大的经济损失及浪费,必须抓住发展机遇,从明确认识,完善政策,充分利用高新技术,提高专业人员技术素质,借鉴国内外成功经验,发展建设智能工程,寻求处理问题的方法措施。

一、智能建筑发展方向

智能建筑的重要标志是智能化集成系统,也就是通讯自动化,建筑设备自动化和办公自动化三个系统的集成。是原来建筑物中“弱电”系统水平的极大提升。这种提升使不少人在认识上产生了误区,许多业主及设计人员对智能建筑的功能,信息化产品了解较少,形成一种盲目的“智能热”,造成智能建筑的规模和功能超出实际需要。事实上智能建筑属于高科技,投入也相对高,工程有一定难度,技术含量高风险也大。国家智能建筑专业委员会把智能建筑定义为:“智能建筑系利用系统集成方法,将智能型计算机,通信技术,信息技术与建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息社会需要并且安全,高效,舒适,便利和灵活特点的建筑物”。对于高智能的建筑物未来发展,必须要有足够的认识深度,根据不同的需求发展需要的智能建筑。在我国的智能建筑,其智能化程度与当地的经济发展水平相适应,坚持既经济又实用为发展方向。设计中各种智能化系统存在的必要性能否满足建设者的需要,必须树立以人为本观念。

二、智能建筑一体化运作

智能化建筑技术不同于传统的技术领域,智能化建筑技术是新兴的高科技领域,技术发展并不完美,处于发展变化之中。因智能化建筑不是单一建筑或单一设备产品,而是多学科多个专业技术综合应用的整体建筑产品。其技术发展必须要多个行业,多个管理部门的协调共同发展。可见传统工程设计单位专业技术构成,己远远不能适应现时代建筑智能化系统工程设计的需要。智能建筑技术实现可持续发展的目标外,新兴的环保生态学,生物工程学,生物电子学,仿生学,新材料学等技术发展,正在渗透到建筑智能化多学科技术领域中,实现人类聚居环境的发展目标。智能建筑是随着信息时展起来的新技术,是集计算机,通信,自动控制,土建及装饰,水,电,暖通等专业融为一体的综合性学科。智能建筑技术必然要求建筑设计与其相适应,因此工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新加强智能化高新技术相关专业的技术力量。

三、完善适应的政策措施

智能建筑的发展将进入一个发展快车道,人们的传统观念及旧规程不能适应时代前进的需要。对于智能建筑专业的规范化,必须统一才能适应发展的要求。智能建筑开发突出的问题是缺乏规范和标准,开发商对参于建设的各方如设计,集成商及供货商没有更有效的监控措施,使用到工程的智能化设备在无检测,无规范标准情况下任其使用和随意验收,而交工后不能正常使用,造成智能建筑整体功能不完善,达不到智能化要求。现在国内智能化建筑市场还缺乏规范行为,需要从行政管理和技术措施上对智能建筑市场和质量进行有效的监管力度。智能建筑的发展必须符合中国政府发表的“中国21世纪议程”中提出的可持续发展战略的总方针。政府参于和指导规范智能建筑的管理极其关键,理顺现行建设体制,按市场规则引导和推动智能建筑的快速发展。具体操作上要建立健全智能建筑的管理体制,完善设计,施工,系统集成,工程监理单位的资质审批,严格制度审查及工程验收制度。制定相应的法规和管理办法,使得有法可依,有章可循,加大处罚,使我国智能建筑从小到大,从局部到整体形成一个优良体系。

四、提高设计人员专业水平

智能建筑的设计与施工人员的素质总体水平急待提高。许多设计单位没有智能建筑化系统的设计资质,缺乏智能化专业设计人才,特别是建筑“弱电”人才,在智能设计与施工管理方面均存在严重不足。导致许多设计技术问题遗留给集成供应商或施工单位,造成智能化系统的质量低劣和先天不足。因此,智能建筑的管理者与使用者的素质也应全面提升。

五、坚持可持续发展,建设智能化生活小区

社会己进入到信息时代,依赖科学技术创造舒适的生活空间。智能小区的提出是社会个信息化改变人们生活方式的重要体现。推行小区建设符合中国国情,既可节省土地又便于加强城市规划管理。综观国外智能建设小区发展,国内小区发展处于初期走步阶段。从实际使用角度出发,社区网络建设为未来真正的智能小区搭建基础平台。要建立智能化住宅的质量保证,加快物业管理的立法,形成基本完善的产业政策体系。建设好智能小区的关键要处理好两个方面问题:①市场定位:由于智能小区提供的是商品化住宅,是面向社会的各种人居住,小区与智能大厦相比,市场化特征更为突出。②经济适用性,智能小区的建设必须是经济适用,可靠安全,开放和可持续发展性,其中经济适用是关键的。人们需要可以承受的智能化建筑,没有实际应用的智能化建筑是人们所不被接受。

综上浅述,随着国民经济的发展和科技的进步,智能建筑会逐渐走向规范化和正规化,在质和量上有一个大的提升。智能化建筑这一高科技产物为建筑业开创了新的内涵,同时也使现代建筑业在领域的各个环节发挥人的聪明和创造力,为我国智能建筑事业的高速发展提供科学有序,规范健康的中国道路。

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【关键词】创新视角;建筑工地;工棚;防火研究

智能建筑是现代建筑业更新换代的必然产物,也是现代电子技术与人类古老行业的结合,是一项巨大的系统工程,也是现代社会进步的标志。一个国家拥有多少数量的智能建筑,及建筑物智能化程度的高低,显示出国民经济综合实力的表现。

1智能建筑是建筑物发展方向

智能建筑属于高科技,投入也相对高,工程有一定难度,技术含量高风险也大。国家智能建筑专业委员会把智能建筑定义为:“智能建筑系利用系统集成方法,将智能型计算机,通信技术,信息技术与建筑艺术有机结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合,所获得的投资合理,适合信息社会需要并且安全,高效,舒适,便利和灵活特点的建筑物”。对于高智能的建筑物未来发展,必须要有足够的认识深度,根据不同的需求发展需要的智能建筑。在我国的智能建筑,其智能化程度与当地的经济发展水平相适应,坚持既经济又实用为发展方向。设计中各种智能化系统存在的必要性能否满足建设者的需要,必须树立以人为本观念。

2完善适应的政策措施

智能建筑开发突出的问题是缺乏规范和标准,开发商对参于建设的各方如设计,集成商及供货商没有更有效的监控措施,使用到工程的智能化设备在无检测,无规范标准情况下任其使用和随意验收,而交工后不能正常使用,造成智能建筑整体功能不完善,达不到智能化要求。现在国内智能化建筑市场还缺乏规范行为,需要从行政管理和技术措施上对智能建筑市场和质量进行有效的监管力度。智能建筑的发展必须符合中国政府发表的“中国21世纪议程”中提出的可持续发展战略的总方针。政府参于和指导规范智能建筑的管理极其关键,理顺现行建设体制,按市场规则引导和推动智能建筑的快速发展。具体操作上要建立健全智能建筑的管理体制,完善设计,施工,系统集成,工程监理单位的资质审批,严格制度审查及工程验收制度。制定相应的法规和管理办法,使得有法可依,有章可循,加大处罚,使我国智能建筑从小到大,从局部到整体形成一个优良体系。

3智能建筑成为世界建筑发展的趋势

国外发达国家正在尝试运用高新技术建设智能型绿色建筑和生态建筑。现在发达国家智能建筑不仅在数量上大增,而且将智能建筑逐步从单体向区域化,城市化方向发展。探寻人类生存和生活聚居环境空间的可持续发展模式,已成为重要的国际技术发展趋势。据介绍美国智能大厦几万幢,而日本新建建筑中80%以上实现了智能化,还有一些大城市建设了智能化街区,智能化大楼群等。智能化建筑的发展带动了一批相关技术与产业的发展,如电子,计算机,自动化,电子技术等。智能建筑的领域中国内起步较晚,但经过建筑界人们的艰辛努力,与发达国家的差距正在缩小。现在我国的智能化建筑正在高速发展,特别是上海,北京,广州及深圳等发达城市,市场潜力十分巨大。值得注意的是,我国的智能建筑无论建设标准,还是质量方面不能与国外相比,只能算是准智能建筑。要充分利用当今的信息技术,加强国际间的交流合作,赶上国际先进水平,而不要重复别人走过的弯路。智能建筑虽然有明显的优势,但造价偏高,涉及多个高新技术和产品,国内从经济实力,技术应用及管理水平上与发达国家相比还是有大的差距。由于智能建筑领域发展很快,技术也在不断变化中,因此,对国外先进技术不宜以行政手段强制在某一技术或协议标准上,应采取优胜劣汰的市场经济中,使其符合国内实际需要。

4智能建筑一体化运作

传统工程设计单位专业技术构成,己远远不能适应现时代建筑智能化系统工程设计的需要。智能建筑技术实现可持续发展的目标外,新兴的环保生态学,生物工程学,生物电子学,仿生学,新材料学等技术发展,正在渗透到建筑智能化多学科技术领域中,实现人类聚居环境的发展目标。智能建筑是随着信息时展起来的新技术,是集计算机,通信,自动控制,土建及装饰,水,电,暖通等专业融为一体的综合性学科。智能建筑技术必然要求建筑设计与其相适应,因此工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新加强智能化高新技术相关专业的技术力量。智能化建筑技术不同于传统的技术领域,智能化建筑技术是新兴的高科技领域,技术发展并不完美,处于发展变化之中。因智能化建筑不是单一建筑或单一设备产品,而是多学科多个专业技术综合应用的整体建筑产品。其技术发展必须要多个行业,多个管理部门的协调共同发展。

5提高设计人员专业水平

智能建筑的设计与施工人员的素质总体水平急待提高。许多设计单位没有智能建筑化系统的设计资质,缺乏智能化专业设计人才,特别是建筑“弱电”人才,在智能设计与施工管理方面均存在严重不足。导致许多设计技术问题遗留给集成供应商或施工单位,造成智能化系统的质量低劣和先天不足。因此,智能建筑的管理者与使用者的素质也应全面提升。社会己进入到信息时代,依赖科学技术创造舒适的生活空间。智能小区的提出是社会个信息化改变人们生活方式的重要体现。推行小区建设符合中国国情,既可节省土地又便于加强城市规划管理。综观国外智能建设小区发展,国内小区发展处于初期走步阶段。从实际使用角度出发,社区网络建设为未来真正的智能小区搭建基础平台。要建立智能化住宅的质量保证,加快物业管理的立法,形成基本完善的产业政策体系。建设好智能小区的关键要处理好两个方面问题:①市场定位:由于智能小区提供的是商品化住宅,是面向社会的各种人居住,小区与智能大厦相比,市场化特征更为突出。②经济适用性,智能小区的建设必须是经济适用,可靠安全,开放和可持续发展性,其中经济适用是关键的。人们需要可以承受的智能化建筑,没有实际应用的智能化建筑是人们所不被接受。

6结语

随着国民经济的发展和科技的进步,智能建筑会逐渐走向规范化和正规化,在质和量上有一个大的提升。智能化建筑这一高科技产物为建筑业开创了新的内涵,同时也使现代建筑业在领域的各个环节发挥人的聪明和创造力,为我国智能建筑事业的高速发展提供科学有序,规范健康的中国道路。

参考文献:

[1]高层民用建筑设计防火规范[J].2005,95(01).

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关键词:智能建筑 建筑工程弱电施工设计 智能建筑集成系统

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)002-007-02

1 智能建筑的发展历程及方向

智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向居住者提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。

到目前为止,智能建筑走过了20多年的发展历程:第一代智能建筑主要由多个相对独立的自治子系统构成,操作相对独立;第二代智能建筑主要是通过一些专门的网络将楼宇的各控制子系统连接,完成比如操作程序化、远程控制等一系列多子系统操作任务,这使得智能建筑技术在很大程度上提高了楼宇控制操作的自动化水平。目前,国际上开始尝试第三代智能建筑技术研究,人工智能科学中智能技术的迅速发展为楼宇智能控制提供了新的思路。智能技术目的在于谋求一种适合求解“动态环境中、资源受限条件下、不可预测的复杂问题”的更理想方法。

换句话说,智能建筑是原来建筑物中“弱电”系统水平的极大提升。可是这导致很多人形成一种盲目的“智能热”,造成智能建筑的规模和功能超出实际需要。对于高智能的建筑物未来发展要有足够的认识,根据不同的需求发展需要的智能建筑。在我国,智能建筑的智能化程度与当地的经济水平相适应,坚持既经济又实用为发展方向。设计中各种智能化系统必须树立以人为本的人性化观念。

2 智能建筑的施工设计

2.1 智能建筑弱电工程设计

建筑的设计形态和智能化是衡量城市建筑现代化的标准。智能建筑的弱电系统主要由通信网络系统、办公自动化系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及联动控制系统、公共安全防范系统、结构化布线系统、弱电电源及接地等系统组成。

对于智能建筑来说,弱电工程设计的出发点应以建筑为平台,配置各功能系统,为人们提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境空间,来适应现代建筑的需要。从具体设计上,应从智能建筑的现实考虑,充分考虑业主和使用者的各种功能要求,使设计能在总体结构上尽量现代化,既先进又经济,同时各系统的可兼容性和扩展性良好。

在从事智能建筑行业实际工作中应该重视的一些处理问题的做法和观点。

(1)分清主次,突出重点

智能化系统工程受技术、经济、时间等因素制约,必须根据建筑物的专业特性和使用需求有机配套,综合考虑其使用功能、管理和经营要求、工程投资能力等因素,有重点的保证主要功能,选择适用的各个专业子系统、系统集成程度、标准等级和经济规模大的要求。

(2)采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则

建筑智能工程设计应透视当前IT产业发展动向,以智能建筑技术发展为主流。智能建筑施工设计只能一次性成功,工程现场不具备反复变动、多次试验的条件和可能,同时受工程周期和进度的限制、工程投资的约束则更为明显。这就要求采用可靠、成熟、稳定的先进技术为原则,选用经过市场考验、实践证明可靠和成功的产品及设备。

(3)根据性能选用适当的设备

每一系统和设备都有其适用范围,再说了设备也不是“万能”的,贪图所谓“最优质”“最前沿”“最强大”的观念,的确不切实际。

(4)注重系统的保障措施

建筑智能化系统使用寿命可能少则几年、十几年,多则几十年,一旦投入使用后要24小时不停机运行,肩负着保障建筑物内各类活动、人身安全的任务。这就对设备和系统在选型和要求较高的场合下,应有具体的技术保障措施。

(5)合理的控制智能系统的成本

控制智能系统成本的前提是要满足使用的要求,在满足的情况下尽量简化系统、降低投资和运营成本。采用不同的控制组合方式,比如,多采用开关控制方式,少用无级调光控制做法。通过灯具布置上的变化、照明配电回路细分和增设来调配实现照明亮度和场景的变化与控制,达到多级控制、多种变化的效果。

(6)弱电线路设计采用较可靠联接方式

较可靠联接方式在弱电系统线路设计上是提倡采用的,环形总线接法、适当增加回路或备用回路、限制单一回路设备接入数量等通常被采用。工程设计上应注意,受产品质量和现场条件的限制,同一回路串联/并接多个触点连锁或联动控制设备的数量不宜过多。此外,主干回路上线管、线槽中电缆和导线的密度、分隔铺设的要求不应该被忽略。对于长距离多负载传输回路,像DC工作电源回路,设计时要核算线损引起的电压降,提醒调试时检查回路末端的工作电压,这是设备工作不正常的常见原因之一。

2.2 智能建筑工程施工的管线监理

一个智能建筑工程可能包括很多子系统,即设备自控系统、安保系统、消防报警系统、综合布线系统等等。要求工程施工人员在仔细审查该工程本身的系统流程,现场监测点、监控点、配线规格和布线要求的同时,还要核对智能建筑系统从其它专业引出的信息点、变送器和传感器等是否在其它图纸上均一应俱备。另外,要为以后的系统集成做好设计预留,所以不能忽视智能建筑所需预留洞、预埋件和线槽、桥架的定位与设置和结构专业的协调的设计。

(1)模块线路连接

模块化结构是智能建筑工程中现场控制器所采用的方式,系统根据区域监控点的类型和数量设置模块的类型和数量。常用的模块有:高保安输入模块(LSSI),数字输入模块(DI),数字输出模块(DO),模拟输入模块(AI),模拟输出模块(AO)等。监理工程师要核对水暖、空调、电气等其它图纸上的元件,以便设备上的信号能正确地反馈到控制中心,控制中心的指令能再送回到控制点,通过执行机构的调节使系统保持在良好的状态。

(2)管线隐蔽预埋

智能建筑工程施工中的预埋与电气工程相比有以下几个不同:

图纸多。每套图纸单个独立系统的理解上并没有太大的困难,但合在一起预埋在楼层里时不认真检查就分辨不出各自所属的系统。

走放射线多。智能建筑的走放射线多,各系统之间以及与电气之间交叉铺设普遍。监理工程师要及时对现场的走管路线进行调整,因为管子相互叠上后接近板厚而使混凝土失去保护层,甚至超过楼板使混凝土无法浇注。

管径大。智能建筑的配线多以线的数量来体现(除视频馈线外),这就使得越接近布线的始端线的数量越多,导致配管直径大根数越多,结果造成这一块混凝土呈现空洞。

(3)智能建筑工程线缆

智能建筑系统的线缆要求高、品种多。仅仅少数通信线缆如RVV或RVVP等可按规范现场抽测浸水绝缘电阻大于20欧兆为验收合格外,其它智能建筑工程线缆在现场进行技术测试还有难度。

2.3 智能建筑防雷击技术

直接雷击、侧向雷击、雷电感应、雷电波侵入、雷击电磁脉冲等是雷电侵袭智能系统的主要形式。雷击灾害的特点随着高科技的应用出现了新特点:(1)价格昂贵的电子器件或微电脑的设备已是雷击灾害的集中对象;(2)灾害程度增强,雷击灾害的直接和间接经济损失大幅度增加;(3)雷击空间区域扩大,从二维空间侵入变为三维空间侵入;(4)跨行业性受灾,从建筑、电力行业延伸到高科技应用较广泛的领域。

由于智能建筑的出现并被广泛采用,以及雷击灾害的新特点,设计者在施工设计前必须全方位地层层设防,既要泄流、拦截,也要均衡电位、屏蔽隔离、过电压过电流保护等,达到综合防御雷击的目的。由单一防护转变为系统防护,站在新的高度来熟悉和研究当代防雷技术,提高人们对雷击灾害防御的综合能力。

智能建筑在一、二类建筑物中采用较多,防雷等级通常为一、二级,一级防雷的冲击接地电阻小于10欧姆,二级防雷的冲击接地电阻不大于20欧姆,公用接地系统的接地电阻应小于或等于1欧姆。在施工中,将屋面避雷带、避雷网、避雷针或混合组成的接闪器作为接闪装置,利用建筑物的结构柱内钢筋作为引下线,以建筑物基础地梁钢筋、承台钢筋或桩基主筋为接地装置,并用接地线将它们良好焊接。同时将屋面金属管道、金属构件、金属设备外壳等与接闪装置进行连接,将建筑物外墙金属构件或钢架、建筑物外圈梁与引下线进行连接,从而形成闭合可靠的“法拉第笼”。

在智能建筑物内,将智能系统中的设备外壳、金属配线架、敷线桥架、穿线金属管道等与总等电位或局部等电位相逢在配电系统中的高压柜、低压柜安装避雷器的同时在智能系统电源箱及信号线箱中安装电涌保护器(SPD)。

2.4 智能建筑材料和组织设计的质量控制

智能建筑施工中用到的设备与材料的质量对一个工程质量的影响不容忽视的。材料(包括原材料、成品、半成品、构配件)是工程施工的物质条件,这是工程质量的基础,加强材料的质量控制,是提高工程质量的重要保证。

如何控制好材料的质量关,要注意几点:掌握材料信息,优选供货厂家;合理组织材料供应,确保工程正常施工;提高采购人员的素质,包括政治素质和质量鉴定水平,要有一定专业知识、有责任心的人担任该项工作;加强材料的验收工作;抓好材料的现场管理,并合理使用;搞好材料的试验、检验工作,把好质量关。

要提高智能建筑施工组织设计质量、优化施工管理那就必须转变观念,提高智能建筑施工组织设计质量。

3 总结

智能化建筑技术是新兴的高科技领域,还是多学科多个专业技术综合应用的整体建筑产品。多个行业、多个管理部门的协调共同发展是其技术发展的要义。智能建筑技术实现可持续发展的目标外,新兴的环保生态学,生物工程学,生物电子学,仿生学,新材料学等技术发展,正在渗透到建筑智能化多学科技术领域中,实现人类聚居环境的发展目标。可见智能建筑技术必然要求建筑设计与其相适应,因此工程设计单位必须及时调整相应专业结构,更新加强智能化高新技术相关专业的技术力量。

综上所述,在国外发达国家已正尝试运用高新技术建设智能型绿色建筑和生态建筑,智能建筑不仅在数量上大增,而且将智能建筑逐步从单体向区域化,城市化方向发展。人类生存和生活聚居环境空间的可持续发展模式,已成为重要的国际技术发展趋势和探寻的方向。与此同时,随着我国经济的发展和科技的进步,智能建筑会逐渐走向规范化和正规化,在质和量上有一个大的提升。智能化建筑为建筑业开创了新的内涵,同时也使现代建筑业在领域的各个环节发挥人的聪明和创造力,为我国智能建筑事业的高速发展提供科学有序,规范健康的中国道路。

参考文献:

[1] 吴建琪,石皓文,倪萍.智能建筑初探[J].陕西建筑,2005,(5):4-5.

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关键词: 绿色建筑;城市建筑;发展趋势

Pick to: in recent years the rapid development of green architecture in our country, and achieved significant results. In this article, through analyzing the connotation of green building and green building in China in the future urban construction development, this paper discusses the development of green building in China in the future development trend of urban construction, provide reference for the smooth and healthy development of green building.

Key words: green building; Urban construction; The development trend

中图分类号:TE08文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

引言

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。

我国是建筑业大国,建筑业已经成为国民经济的支柱产业之一。中国现有建筑总面积大约400 多亿平方米,预计到2020 年还将新增建筑面积约300 亿m2,作为耗能第一大户的建筑业,推进绿色节能建筑是未来城市建筑发展的一个基本趋势,也是建设资源节约型、环境友好型社会的重要环节,因此在我国发展绿色建筑是一项意义重大且十分迫切的任务。绿色建筑在中国的兴起,既顺应了世界经济增长方式转变的潮流,又是中国建立创新型国家的必然组成部分,具有非常广阔的发展前景。

一、绿色建筑的内涵

所谓绿色建筑的“绿色”,并不是指一般意义上的立体绿化、屋顶花园,而是指建筑对环境无害,能充分利用环境自然资源,并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑,又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。绿色建筑是追求自然、建筑和人三者之间和谐统一,并且符合可持续发展要求的建筑,其核心内容是尽量减少能源、资源消耗,减少对环境的破坏,并尽可能采用有利于提高居住品质的新技术、新材料。绿色建筑的选址、布局十分合理,尽量减少使用人工合成材料,充分利用阳光、自然通风等资源,节省能源,为居住者创造一种接近自然的感觉的同时可以减少环境污染。

绿色建筑充分利用太阳能、风能,通常采用节能的加厚外墙,减少采暖和空调的使用,依据自然通风原理设置风冷系统,因此可以有效的节约能源,减轻建筑本身对环境的负荷。在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,减少和有效利用非可再生资源,如中水循环利用、低速洗浴喷头、高压冲厕、建筑屋顶和外表雨水收集利用等。绿色建筑外部与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到了与自然生态环境的和谐统一。

绿色建筑在未来城市建筑中发展的障碍

1.绿色等于高价和高成本

许多人认为绿色建筑必然是造价高昂,具有一流的采光、采暖、通风设施,绿地面积大,然而绿色建筑是一个广义的概念,绿色并不意味着高价和高成本。比如四合院采取房子包围院子的建筑方式,不仅符合夏季炎热、冬季严寒的气候特点,而且可以有效的减少冷空气的入侵,是典型的中国式绿色建筑,造价并不高。因此,机械地模仿国外发达国家的经验,片面的引进国外高昂的绿色技术与产品,单纯采用高科技技术营造人造景观、创造舒适的室内空间并非真正的绿色建筑,只有节约非可再生资源、充分利用可再生资源、与环境协调统一,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命的建筑才是真正的绿色建筑。

绿色建筑局限于城市新建筑

我国的现有国情决定了城市建筑体系的研究相对来说比较系统,而对农村传统民居的研究比较缺乏,对绿色建筑的推广多集中在城市新建筑上。实际上,农村传统民居具有浓郁的地域色彩,是广大乡村一代又一代延续下来的以居住类型为主的建筑,是我国建筑史的重要组成部分,其成功之处在于对当地气候、土地等资源的最佳利用,其中蕴涵着许多建筑节能的思想。在当初社会有限的资源环境下,我们的前辈创造了灿烂辉煌的建筑文明,其中包含了典型的因地制宜、与自然和谐相处的建筑精髓。

缺乏科学的评价指标

绿色建筑在我国还是一个处于萌芽状态的新生事物,为迎合广大居民回归绿色田园生活的心态,许多建筑开发商在楼盘销售过程中打出“绿色”旗号,绿地景观中植树种草、造人工湖、安装太阳能热水器,然后就号称是“绿色建筑”。消费者在买房时,往往会被“绿色”吸引,住进去后却发现自己的住宅根本称不上是绿色建筑。实际上,绿地面积的多少并不是判别绿色建筑的主要指标。

建筑节能主体不明晰

很多人错误的认为绿色建筑的推广和规划是政府的责任,与自身利益没有必然的联系,没有必要了解绿色建筑的设计理念与标示,我们所能做的仅仅是购买而已。因此,实际上很多建筑本身具有良好的节能效果,可居民在装修过程中因为缺乏相关的知识,把墙皮打掉,或者更换窗户,拆掉天花板,破坏了建筑本身的节能性和环保性。建筑节能和绿色建筑,不能只停留在专家、政府和一些大企业、大城市,应进入千家万户,要让老百姓了解绿色建筑,纠正他们有绿地景观、喷泉水池、绿化得好的楼盘就是“绿色建筑”的错误观念。如果老百姓都能关注建筑节能和绿色建筑,注意到房屋的能耗、材料对室内环境的影响以及二氧化碳气体的减排,那么百姓的共识就会形成绿色建筑的市场需求。只有有了健康的市场需求,建筑节能和绿色建筑才能在全社会广泛地推广应用。

绿色建筑在未来城市建筑中的发展趋势

1.建筑材料的绿色化发展趋势

(1)使用环保型建筑材料

环保型建筑材料要求亲和环境。环境亲和的建筑材料应该耐久性好、易于维护管理、不散发或很少散发有害物质(同时也得兼顾其他方面的特性.如艺术效果)。当前建筑中的污染物主要来自于石材类、板材类、涂料类及水泥等方面,绿色建筑的发展将催生具有更优性能的环保型材料来取代这些“垃圾”建材。现代基础工程中环保型建材主要包括:新型保温隔热材料、新型防水密封材料、新型墙体材料、装饰装修材料和无机非金属新材料等。虽然这些材料造价相对高一点,但是,伴随着人们对绿色建筑的执著追求,这些材料也将被广泛应用起来。环保型建材要求节约资源,有些材料一旦制造出来,其生命周期几乎是无尽的,如以前在中国普遍使用的黏土砖,只要其质量未被破坏,几乎可以一直使用下去,这必然蚕食日益缺少的耕地。因此,要尽可能地使用由可再生原料制成的材料和可循环使用的建筑材料,最大限度地节约资源,减少固体垃圾,这样才符合绿色建筑的发展道路。

(2)绿色化走进建筑

屋顶花园不仅可以有效地降低建筑物的温度,而且能够增加城市绿化面积,增强城市的“呼吸”。在建筑物外墙面上种植攀缘植物同样可以降低建筑物的温度,甚至对外墙材料起到一定的保护作用,它和屋顶花园一起让“绿色”建筑真正实现了视觉上的绿色,使建筑物亲和自然的效果更加突出。

(3)进行节能设计和使用清洁能源

概括起来,未来建筑的绿色设计将体现在以下几点:首先,最大限度地使用被动式能源系统。其次,建筑的最主要的立面最好不要朝向主风向,以减少建筑的热负荷。再次,实现建筑室内的自然通风以减少空调等降温设备的开机时间,降低能耗。还有,尽可能地使用自然采光。另外,积极利用可再生能源,如在建筑物立面上安装太阳能板。

2.绿色建筑设计的智能化发展趋势

今后建筑科技将围绕保护环境,节省资源,降低能耗而展开。建筑智能技术的发展要为生态、节能、太阳能等在各种类型现代建筑中应用提供技术支持,实现生态建筑与智能建筑相结台。建筑智能技术是以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优组合,向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。

生命建筑具有“大脑”,它能以生物的方式感知建筑内部的状态和外部环境,并及时做出判断和反应,一旦灾害发生,它能进行自我保护。比如日本开发成功的智能化主动质量阻尼技术,当地震发生时,生命建筑中的驱动器和控制系统会迅速改变建筑物内的阻尼物的质量,从而改变阻尼物的振动频率,以此来抵消建筑物的震动。除此之外.生命建筑还能自我康复,美国伊利诺斯大学已研制出生命建筑自我康复的方法。它的执行元件是充有异丁烯酸甲醋粘结剂和硝酸钙抗蚀剂的小管。当生命建筑出现裂缝时,小管断裂,管内物质流出,形成自愈的混凝土结构,这完全像人体血液中的血小板,能够填塞创口,使肌体康复。

生命建筑的发展离不开智能建材,智能建材是除作为建筑结构外,还具有其他一种或数种功能的建筑材料。如一些智能建材具有呼吸功能,可自动吸收和释放热量、水汽,能够调节智能建筑的温度和湿度。光学纤维技术、纳米技术、声控技术和有效利用自然能源是建设智能生态建筑的关键技术之一,随着科技的进步,这些技术日趋成熟。建筑智能化已不再是梦想,在不久的将来,智能建筑将被广泛的修建,以造福人类。

3.研究原生的生态建筑,探索现代绿色建筑的发展趋势

建筑从其形成开始,就是人类活动的内在机制与自然环境相互联系、相互作用的逻辑技术,包含了内在的“生态精神”。海德格尔的存在意义哲学体系中,“定居是一个重要的概念”。定居的关键在于场所而不是空间,人与场所的关系,以及场所与空间的关系均包含在人类居住场所中。人之所以定居是由于体验到了场所中人与自然和谐稳定的精神,可以称之为“场所的生态精神”,而当时的建筑则可以称之为“原生的生态建筑”。

初始的原生生态建筑具有下面相应的特点:原生建筑与自然环境的能源物质环境是直接的,原生建筑大都采用自然采光、通风形式,其定居地靠近水源即物质材料的获取场所;原生的生态建筑是人们不自觉地运用当地的建筑材料及技术,并考虑了当地的气候条件;原生建筑对所处的自然环境具有较强的敏感性,刮风下雨,温差变化都直接体现在建筑当中。由于建筑的回归自然本原的倾向,建筑师在原生的建筑形式中寻找生态建筑的原型和解决问题的办法。目前的生产和生活,使人与自然的联系变得间接,人们正通过一个日趋复杂的人造系统与自然环境之间进行物质和能量的交换,因而人们对自然的体验了解较少。因此,抱着自然本原生态观的建筑师们通过原初建筑的类型,如窑洞、土楼、四合院、竹楼等寻找合理的生态原型,并发展新建一系列现代生态建筑思想和新型的绿色建筑。

4.研究和推广符合我国国情的绿色建筑和建筑节能技术

在中国老百姓收入不高的情况下,我们引进绿色建筑标准和技术时,要充分考虑建筑的建造成本和使用成本,规定绿色建筑所采用的技术、产品和设施,成本要低。如新疆某地有一种建筑,墙壁材料由当地的石膏和秸秆混合建成,保温性很好、建造成本也很低廉,是非常具有地方特色的建筑。这些典型的乡村绿色建筑进行推广,其造价较低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。再如一些投资回报率很高的节能技术和设备,如节能灯、太阳能热水器、节能空调、节水马桶等,用户一旦采用了这些技术和设备后,可以最大限度地减少电费、水费和其他能源费的开支,一般5~8年之内就可以把增加成本收回来。这样的绿色建筑和节能技术才符合中国国情,中国老百信才容易接受,才容在中国大范围推广应用。

四、未来城市绿色建筑的发展策略

1.做好宣传,倡导绿色理念

推广绿色建筑首先要倡导绿色理念,向全社会普及绿色建筑的标准概念,提高公众的环保节能意识。利用网络、电视、报刊、杂志等媒体,开展形式多样、内容丰富的节能与绿色建筑宣传,提高全社会对推广节能与绿色建筑重要性的认识。同时政府会加大推广的力度,开发商开发绿色建筑产品也有动力。

2.制定相关政策法规

发展绿色建筑需要政策支持和法律保障。研究确定发展绿色建筑的战略目标、发展规划、技术经济政策;制定国家推进实施的鼓励和扶持政策;制定有机利用市场机制和国家特殊的财政鼓励政策相结合的推广政策;综合运用财政、税收、投资、信贷、价格、收费、土地等经济手段,逐步构建推进绿色建筑的产业结构。

3.加大科技投入

绿色建筑作为一个新兴事物,其探索与研究的道路将会是漫长而艰辛的,它的实现必须有一套良好的经济、社会、道德方面的激励体制和可靠的技术支持。建立和完善促进节能、节地、节水、节材和环境保护的综合性的发展规划和标准体系;及时将新技术、新产品、新材料纳入标准规范。从长期看,科技投入并不是增加造价,而是带给社会进步。

4.建立激励机制

政府应该建立一种激励机制,让开发商、消费者都得到相应的实惠。通过政府立法,调整税收,加强绿色住宅建筑在经济上的可行性。同时政府可以从公共事业项目建设着手,加大对公益事业的支持,并且以此为契机,促进生态人本主义在建筑领域的觉醒,成为社会价值体系的主流,并成为未来绿色建筑存在和发展的原动力。

结语

绿色建筑作为一个新兴的、动态的和发展中的概念,它随着技术与社会的进步而逐步充实其意义。目前,我国正处于城市化的进程中,如何在高速城市化进程中结合中国实际实现社会的可持续发展,积极推行绿色建筑是当前面临的重大挑战。可以预言,绿色建筑将成为人类运用科技手段寻求与自然和谐共存,持续发展的理想建筑模式。积极吸取中国传统民居中蕴含的零耗能绿色建筑精髓并加以提炼,形成适合我国国情的低能耗、无污染绿色建筑是未来城市建筑发展的工作重心。

参考文献:

[1]宋德萱,建筑环境控制学[M].中国建筑工业出版社,2003.1.

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关键词:智能建筑;节能结构;设计

中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:

一、现代智能化建筑的内涵及特点

建筑反映了人类发展的历史,代表着社会生产力的发展水平,与社会生产方式、人们的生活方式有密切相关的联系,并且反映了人类社会的进步和科学技术发表的水平,具有鲜明的时代特征。20世纪80年代以来,随着电子信息技术、计算机技术、通信技术和控制技术的高速发展,人类社会逐步由工业化向信息化社会转型,在全球信息化浪潮的推动下,人们对建筑物的安全性、舒适性、便捷性、信息交互能力以及节能环保能力等提出了更高的要求。l984年,美国度涅狄格州哈特福德市的“城市广场”作为世界上第一个智能建筑,标志着新一代建筑和新的技术领域的诞生。20余年里,智能建筑得到了快速发展,并又实现了建筑业与信息产业的有机融合,赋予传统的建筑业以新的活力。

现代智能化建筑是指建筑综合运用现代通信技术、自动控制技术、计算机技术等现代技术,将建筑物建设或改造成为智能建筑的全部工程,工程内容包括信息设施系统(ITSI)、信息化应用系统(ITAS)、建筑设备管理系统(BMS)、公共安全系统(PSS)、智能化集成系统(IIS)、机房工程(EEEP)等六大系统工程。智能化建筑的基本功能主要由三大部分构成:即大楼自动化(又称建筑自动化或楼宇自动化(BA)、通信自动化(CA)和办公自动化(OA),这3个自动化通常称为“3A”,它们是智能化建筑中最基本的,而且必须具备的基本功能。目前有些地方的房地产开发公司为了突出某项功能,以提高建筑等级和工程造价,又提出防火自动化(FA)和信息管理自动化(MA),形成“5A”智能化建筑,甚至有的文件又提出保安自动化(SA),出现“6A”智能化建筑,甚至还有提出“8A”、“9A”的。但从国际惯例来看,FA和SA等均放在BA中,MA已包含在CA内,通常只采用“3A”的提法,为此,建议今后应以“3A”智能化建筑提法为宜。

二、智能建筑集中节能结构优化设计

1、照明的节能控制设计

a.时间表控制模式。地下车库的照明可按区域分为车道照明和车位照明,按时间程序进行控制。在白天开启车道照明即可,入夜后可开启全部的照明,随着夜的深入,逐步关闭车位照明及车道一半的照明;在下半夜,仅留车道的一半照明即可,既方便管理,节能效果又好。

b.按“需”提供照明的控制模式。在建筑的设备区域,如电梯机房、水泵房、地下配电间等,灯通常是关闭的。只有当管理人员进入时,动静探测器才会自动将灯点亮。当房内人员走后,探测器控制延时工作一段时间,将灯自动熄灭。

c.维持光通量的控制模式。在建筑中,采用调光控制方式,调节灯具输出,始终使灯具保持光通量最小维持水平,让灯具在整个工作期间,既满足了照明要求,又节约了电能。维持光通量的控制模式,可利用感光元件接收空间的光环境。

2、综合考虑墙体和门窗设计

墙体作为建筑围护重要的一个部分,一般都会采用保温性较强,蓄热能力较强一级强度较低的砌块墙和复合式墙体构成。目前我国采用的节能墙体主要使用以下几种措施,一是由单一的材料砌成外墙;二是由保温夹心型复合墙;三是内保温复合墙;四是外墙之外的保温。这些设计都在墙体的节能结构设计中发挥了至关重要的作用。再次是门窗工程的节能设计,在房屋建筑的结构设计中门窗工程的节能设计也是值得关注的,门窗的透气性、气密性以及保温性等都是首要考虑的因素,这几个方面的物理性能与舒适性和节能型密切相关。现在在门窗节能设计中多采用内衬钢材窗框等,这些都能提高门窗的节能效果,显著降低门窗的传热系数,加强屋内整体结构的保温效果。然而国内一般多采用密封的中空玻璃方式,也就是用两片或者多片平板玻璃,周边则用间隔框分开由密封胶密封,使玻璃层形成有干燥气体空间的玻璃深加工产品。

3、热源节能设计

热源的节能设计对改善供热环境,提高供热水平,节约燃料,降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工,开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉,积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。

其次采取合理的运行管理措施,根据实际情况选用集中质调节,量调节,分阶段改变流量质调节及间歇调节方式,避免运行过程中的冷热失调,提高控制和调节水平。在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平,放弃“看天烧火”的经验主义做法,根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数,使锅炉运行科学化、程序化,做到既保暖又节煤。

4、限制外窗的传热系数和太阳辐射透过率

统计表明,玻璃外窗得热量占整个围护结构热量的40%以上。在放宽窗墙面积比限值的情况下,必须提高对外窗热工性能的要求,提高窗户及阳台门的气密性,才能真正做到住宅的节能。单玻璃铝合金外窗传热系数为6.6W/(℃ K)左右,而长沙新振升集团生产的断热铝合金型材双玻窗的传热系数则可达3.2,塑料中空玻璃窗传热系数甚至可达到2.50。玻璃材料的透光系数、太阳直射透射率、相对得热以及传热系数等指标,对建筑的室内热环境和采暖空调能耗影响很大,夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分。设置薄膜型热反射材料和外遮阳是减少太阳辐射热进入室内的有效措施。

5、应用能效比高的空调器

夏热冬冷地区冬季室内外温差比北方严寒和寒冷地区小得多,改善建筑围护结构的热工性能所发挥的节能作用不如严寒和寒冷地区大,因此提高空调、采暖设备的效率显得更加重要。按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》设定的计算条件,在计算出来全年采暖和空调所节约的50%能耗中,建筑围护结构的贡献略低于25%,采暖空调系统略高于25%。因此要控制空调和采暖年耗电量,真正达到节能50%的目的,必须使用高效率的空调和采暖设备或系统。

三、结论

智能建筑节能的结构与设计对于建筑行业具有重大的经济效益和社会效益,面对国家能源的日益紧张,应该对建筑行业的节能结构与设计给予充分的重视。主张与建议:

(1)充分利用工业废料,发展符合我国国情的单一墙体结构体系。黏土砖的大量生产和使用使耕地面积日益减少,而粉煤灰、矿渣、煤渣等工业废料和垃圾堆积如山,造成严重的环境污染。鉴于此,结构体系的发展方向之一就是充分利用工业废料,发展符合我国国情的单一墙体结构体系。

(2)大力研发新型复合墙体体系。建筑物主体材料混凝土保温性能很差,要使结构满足保温节能要求,就必须复合保温材料,这样不仅增加施工工序,加大建造成本,而且不利于结构受力和安全。结合我国国情和国外发展趋势,研究开发轻质高强、抗震性能好、节能保温效果佳、施工简便、经济实用、绿色环保且适宜于产业化发展的复合墙体体系,已成为建筑业的发展方向。

随着国家能源的逐渐减少,智能建筑节能的结构与设计的良好发展对于合理利用资源,提高社会资源利用率以及带动国家与地方建筑节能事业的发展,促进社会建筑节能技术的进步都具有重要意义。

参考文献:

[1]徐永铭.国内外建筑节能现状及发展[J].徐州工程学院学报。2005,(20)