關(guān)于智能建筑理論與工程實踐

1、關(guān)于智能建筑理論與工程實踐     摘要：在工程實戲與理論研究的基礎(chǔ)上提出了智能建筑理論的體系結(jié)構(gòu)與理論特征，并且指出智能建筑已經(jīng)形成了一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈，將在的城市化中發(fā)揮更為重要的作用。     論文關(guān)鍵詞：智能建筑  系統(tǒng)論信息論 可持續(xù) 人本論 產(chǎn)業(yè)鏈      20世紀60年代中期，世界建筑業(yè)啟動了新一輪的發(fā)展，建筑物單體的高度與體量急驟增加，二、三百米的超高層建筑，單體超過10萬平方米的大型建筑已十分普通。建筑物規(guī)模

2、的增大與工程建設(shè)的技術(shù)難度不僅體現(xiàn)在高度與面積上，建筑物的多功能使用(同一幢建筑物內(nèi)分層區(qū)具有辦公、酒店、商場、公寓、娛樂等使用功能)。各類使用者對建筑物的服務(wù)要求多樣化與服務(wù)性能日趨提高，越來越重視生活條件與環(huán)境的舒適性、與社會和人際溝通的便捷性、生存空間的安全性、設(shè)施服務(wù)的完善性、管理組織的嚴密性等。在解決這些復(fù)雜難題的過程中逐步形成了智能建筑的概念。 1智能建筑的理論體系     長期以來，對智能建筑是否存在理論與學(xué)科特征，一直未能形成比較一致的認識。有些人士認為智能建筑就是把機、控制及設(shè)備運用于建筑物，只是高新技術(shù)的綜合應(yīng)用而已，并無理論可言。

3、然而，筆者認為經(jīng)過二十年的實踐，智能建筑已不如早期那么神秘朦朧，在長期的建設(shè)、應(yīng)用與管理中，已經(jīng)凸現(xiàn)其深層的特征，有必要對此進行探討。圖1所示為智能建筑理論的結(jié)構(gòu)，下面將分別進行闡述。     a.應(yīng)用對象層。智能建筑為人類活動提供信息化、自動化的工作和生活場所，它的應(yīng)用對象就是建筑物的使用者、管理者與服務(wù)提供者。 b.特定功能層。只要是按現(xiàn)代化、信息化運作的機構(gòu)所在地都有智能建筑的需求，因此智能建筑早已不是辦公建筑的專利，公共建筑、住宅建筑、建筑、軍事建筑都可以按智能建筑建設(shè)。近十年來，中國與全球一樣建成了大量智能型的辦公樓、酒店、場館、會展中心、學(xué)校

4、、法院、圖書館、劇院、博物館、機場、車站、住宅、電子廠、食品廠、化工廠、發(fā)電廠、軍營、應(yīng)急指揮中心等建筑物，這些建筑物在世界的與社會中起著極為重要的作用。在這一層面上，智能化系統(tǒng)功能需求與設(shè)備配置往往受建筑物個性、建設(shè)目標，管理模式和投資力度的影響而有較大的差別。 c.應(yīng)用技術(shù)層面。這是智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)，由通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和綜合管理技術(shù)等組成。在這些技術(shù)領(lǐng)域中，最新的技術(shù)成果及其形成的裝備會以最快的速度應(yīng)用于建筑業(yè)。如在5年前，當(dāng)軟件工程界剛開始討論中間件技術(shù)時，市場上立即推出了采用中間件技術(shù)的智能建筑系統(tǒng)集成軟件iz bms集成化智能建筑管理系統(tǒng))。又如當(dāng)工業(yè)

5、以太網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)突破，隨即出現(xiàn)了基于工業(yè)以太網(wǎng)的樓宇自動化系統(tǒng)。 d.基礎(chǔ)理論層。雖然從表面上看，智能建筑嵌人了許多令人目眩的五光十色的技術(shù)，但實質(zhì)上智能建筑并不僅是新技術(shù)的綜合與新裝備的組合，而在其深層次中是有基礎(chǔ)理論的支撐。 1945年奧地利人貝塔朗菲創(chuàng)建系統(tǒng)論形成了“系統(tǒng)”，這是把世界看作一個巨大組織的機體主義世界觀，它包括了系統(tǒng)本體論、系統(tǒng)認識論、系統(tǒng)價值論和系統(tǒng)方法論。系統(tǒng)理論的概念(等級秩序、漸進分化、反饋、開放等)與方法(圖論、集論、控制論、對策論、排隊論等)是智能建筑總體設(shè)計與工作流程規(guī)劃中的重要工具。     美國人香農(nóng)在1948年奠定了

6、信息論的理論基礎(chǔ)，使人類傳統(tǒng)的從以材料與能量為中心的體系，轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆牧?、能量與信息為中心。當(dāng)建筑物的智能水平日益提高后，人們已不滿足僅在通信信道容量、噪聲抑制、數(shù)據(jù)加密上應(yīng)用信息論，而需要進一步通過統(tǒng)計及隨機過程的分析來討論語義分析、信息的嫡的應(yīng)用。 “以人為本”在如今似乎已成為一句時尚的語句，但在智能建筑的功能設(shè)計與運行管理中，如果缺乏針對使用者與管理者的工作和生活便利考慮，缺乏以人機工效學(xué)對人機界面、機器與人的共享空間的設(shè)計，缺乏在智能化、數(shù)字化環(huán)境下對不同職能與層次人的行為處理分析和對策，那么任何再先進的智能化系統(tǒng)也是失敗的。 智能建筑不僅僅是當(dāng)前高新技術(shù)的盡情應(yīng)用，而且必須從可持續(xù)發(fā)展

7、的角度對建筑物的一切進行考量:設(shè)備與材料的環(huán)保、系統(tǒng)運行方式的綜合能效設(shè)計、建筑物節(jié)能模式的選擇、建筑物管理的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計，都需要從有利于協(xié)調(diào)“社會經(jīng)濟”關(guān)系，提高“人口資源環(huán)境”可持續(xù)發(fā)展的水平來考慮。這些工作要有助于建立7項工作:選擇資源節(jié)約型的經(jīng)濟體系、推進社會公平化的社會體系、重視提高國家綜合實力的科技體系、保持自然生產(chǎn)能力的生態(tài)體系、促進環(huán)境質(zhì)量提高的環(huán)境體系、提高國民整體素質(zhì)的人口體系和規(guī)范合理行為的政策法規(guī)體系。“可持續(xù)發(fā)展”是我國的基本國策之一，已深人到整個社會。智能建筑自然也在“可持續(xù)發(fā)展”政策的覆蓋之下。 顯然，在智能建筑所有的相關(guān)領(lǐng)域，以上的理論都在工作過程中起著宏觀導(dǎo)向

8、與微觀指導(dǎo)的作用。 2智能建筑理論的特征     通過上述分析可見，智能建筑不僅存在理論，而且其理論結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，還具有以下三個特征。 a.多目標的優(yōu)化智能建筑不是機械的技術(shù)與設(shè)備集合，而是一個大系統(tǒng)，需要多視角地考慮技術(shù)、管理、經(jīng)濟、人文、環(huán)境等因素的大系統(tǒng)運行目標，并且調(diào)動各種手段使系統(tǒng)達到最優(yōu)的綜合目標。即系統(tǒng)的優(yōu)化目標函數(shù)為:s=f<技術(shù)、效率、價格、智能建筑理論與工程實踐程大章發(fā)展、環(huán)境、人氣等)。 b.多學(xué)科的綜合這一點是顯然的，智能建筑的規(guī)劃、設(shè)計、運行和管理，所涉及的技術(shù)，經(jīng)濟、管理以及問題，都必須有效地應(yīng)用各學(xué)科的知識成果來解決。

9、 c.多因素的相關(guān)性智能建筑與社會信息化、社會經(jīng)濟發(fā)展、管理模式、裝備技術(shù)發(fā)展、政府導(dǎo)向等具有十分密切的關(guān)系，盡管就表面來看智能建筑僅是一種建設(shè)行為與經(jīng)營管理方法。但是從建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(見圖2)來看，當(dāng)某種設(shè)備與技術(shù)采用后，可改變其生命周期中許多相關(guān)的分項狀態(tài)。     比如采用完善的ba(建筑設(shè)備自動化)系統(tǒng)進行照明系統(tǒng)的節(jié)能控制(按照度、時間、夜間最低照度、分區(qū)等)，可以有效降低電耗與照明設(shè)備的運行時間，而照明設(shè)備因此而延長壽命減少了照明設(shè)備的維護更新費用。這可使建筑物生命周期成本中的能耗費與設(shè)備更新費用減少。但是要實現(xiàn)這一目標需要設(shè)置完善的ba系統(tǒng)，要增加建設(shè)的一次投資.同時，降低能耗的效益并不僅僅體現(xiàn)在lcc的圖中，它對于廣義的環(huán)境保護價值更是巨大的。 3智能建筑工程實踐的分析     近年來，隨著中國綜合國力的增強，全國各地的智能建筑熱潮有漲無退。由于我們已