现代智能建筑发展趋势探析

杨凤飞

摘 要:详尽的解释了智能建筑的定义、结构、功能。展望未来,智能建筑将成为建筑革命的先声,成为21世纪的重要产业部门,并带动其它行业的发展,乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。

关键词:智能建筑;信息化;社会背景;网络

中图分类号:G267文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0279-02

1 现代智能建筑概述

信息技术使人们的生产、生活等方式发生了巨大变化,作为人居住和活动场所的建筑物要适应信息化带来的变化,智能建筑的产生和发展是必然趋势。智能大厦的内涵有如下定义:(1)位于华盛顿特区的“智能大厦研究机构”对IB的定义 :“智能大厦是人们通过对建筑物的四个基本要素—结构、系统、服务和管理及其内在关联的最优化分析,提供一个投资合理、效率又高的舒适、温馨、便利的环境。”(2)美国智能建学会(AIBI,American Intelligent Building Institute)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。(3)日本的建筑学界强调IB就是高功能大楼,是方便有效地利用现代信息与通信设备,并利用楼宇自动化技术,具有高度综合管理功能的大楼。(4)新加坡规定IB必须有三个条件:一是具有保安、消防与环境控制等先进的自动控制系统,以及自动调节大厦的温度、湿度、灯光等参数的各种设施,以创造舒适安全的环境;二是具有良好的通信网络设施,使数据在大厦内进行流通;三是提供足够的对外通信设施与能力。(5)我们的认识:IB 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。

2 智能建筑的构成和功能

(1)楼宇自动化系统。该系统对智能大厦中的暖通、空调、电力、照明、给排水、消防、电梯、停车场、废物处理等机电设备进行综合协调、科学管理和维护保养。楼宇自动化系统通常包括以下三个子系统:建筑物管理子系统、安全保卫子系统、能源管理子系统。

(2)通信自动化系统。通信网络是建筑物的“中枢神经”。有各种通信设备、线路、计算机软件组成。是传送话音、数据和图像的基本通信网络。包括实现楼层间各种终端、微机、工作站之间通信的楼层局域网、沟通楼群或楼内计算机与楼内各个局域网间通信联系的楼群或楼内高速主干网以及公共信息资源网。

(3)办公自动化系统。智能大厦中要处理行政、财务、商务、档案、报表、文件等管理业务及安全保卫业务。

(4)智能建筑的系统集成中心。它具有各个智能化系统信息总汇和各类信息综合管理的功能:①汇集大厦内外的各种信息,接口界面要标准化、规范化、以实现各职能系统之间的信息交换及通信协议。②对大厦各个职能化系统进行综合管理;③对大厦内各个网络进行管理,必须具有很强的信息处理能力及数据通信能力。

(5)综合布线系统。它为整个大厦的光电信息传输提供技术标准统一、传输介质统一、布线结构一致的通道,适应多种信息的传输,管理配置灵活,维护方便。通常由工作区子系统、水平布线系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备子系统及大厦室外连接子系统六个部分组成,与传统的布线系统比较,有着许多的优越性,主要表现为它的兼容性、开放性、先进性和经济性。

3 智能建筑产生的背景

20世纪科学技术的飞速发展,导致产业结构的巨大变化。白领阶层的增加,人们对办公环境的好坏也愈加重视。依赖于大量享有高薪的办公人员提供服务而运行的经济,无法承受办公费用高涨而功率低的状态。这一矛盾必然要由适用于信息化社会的手段来处理。智能建筑的产生为解决这一问题展开了广阔前景,尤其是其通信及办公自动化系统,大大提高了办公效率。20世纪80年代以后,由于高技术的冲击,给一些发展中国家的经济带来了活力,同时也面临着基础设施落后和奖金匮乏等问题,这就出现了一些原来由政府投资的交通、通信等项目,向民间和国外开放,出现了“建筑—经营—转让”方式。1984年美日通信和电信业开始改革并全面开放、大幅度自由化。尤其是20世纪90年代冷战结束,大批高技术军工企业实现“军转民”,使得信息技术市场上出现如火如荼的竞争格局。所有这些都为信息社会的完善和智能建筑的出现创造了社会条件。

4 智能建筑的发展趋势

在信息社会中,人们对于现代建筑的概念也在发生变化,传统建筑提供的服务已远远不能满足现代社会和工作环境等方面的要求。智能大厦的出现,使得一幢幢楼变成一个小社会,其内部有众多的小公司,各种商业的活动行为要求数以兆计的信息和控制指令进出整座大厦。智能大厦把建筑物的结构、系统、服务和管理等基本要素以及它们之间内在联系进行优化组合,从而提供一个投资合理、高效、舒适、便利的环境。由于经济的发展和社会的信息化,“智能大厦”这一术语逐渐在建筑业流行起来,在国内的楼宇建设中正流行一股“智能化”的热潮。许多房地产商在广告宣传时,将其大名必冠以“智能化”或“5A甲级智能大厦”。但大厦的“智能化”并不仅仅是建设一个简单的综合布线系统,更不是时髦的头衔能随便加在自己头上。我们必须对智能大厦有一个全面、综合、深入的认识,这对于设计者、使用者乃至发展商都是非常重要的。智能大厦发展史,是一个从监控到管理的发展过程,也是楼宇设备监控的演变史。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。20世纪80年代,微电脑技术的崛起再加上信号传统技术的进步,基本上实现了所有设备都可以显示于大楼内的中央监控室,并且较容易地进行操作和管理,从而提高了效率。1984年,美国康涅狄格州的哈特福市将一幢旧金融大厦进行了改造,建成了称之为(City Place)的大厦,从此诞生了世界公认的第一座智能大厦。它是时代发展和国际竞争的产物;为了适应信息时代的要求,各高科技公司,纷纷建成或改建具有高科技装备的高科技 大楼(HI-Tech.Building),如美国国家安全局和五角大楼等;同时,高科技公司为了增强自身的应变能力,也对办公或研究环境进行了创新和改进。日本第一次引进智能大楼的概念。近十年来建成了野村证券大厦、安田大厦、KDD通信大厦、NEC总公司大楼 、ARK森大楼、本田青山大楼。日本是对IB进行全面的综合研究并提出有关理论和进行实践的最具代表性的国家之一。1995年底日本还成立了国家智能建筑专业委员会。据有关估测,美国的智能大厦将超万幢,日本和泰国新建大厦中的60%为智能大厦。美国也宣称1995年以后要大幅度增加智能大厦的比例。中国的第一座智能大厦被认为是北京的发展大厦。此后 ,相继建成了一批准智能大厦如深圳的地王大厦、北京西客站等,上海证券大厦的智能建筑的全部弱电工程由美国一家工程公司承包。总之,进入20世纪90年代以后,智能大厦蓬勃发展,步美、日之后尘,法国、瑞典,英国等欧洲国家以及香港、新加坡等地的智能大厦如雨后春笋般地出现。

未来的智能建筑发展将体现如下显著特征:(1)多学科、多技术相互渗透。如虚拟现实、人工智能、生物电子工程、仿生学、生态学等新技术,使智能建筑有新的功能。(2)多个系统的相互交叉融合。智能大厦的三个系统不久就可以结合一个系统。(3)智能大厦群体化;未来将发展智能化建筑群。进一步实现智能化城市和国家。(4)智能建筑是可持续发展的建筑、其内涵:高功能建筑、绿色建筑、健康建筑、生态建筑。

智能建筑将成为建筑革命的先声,成为21世纪的重要产业部门,并进而带动其它行业的发展,乃至成为一个国家科学技术与文化发展水平的重要标志。