绿色智慧建筑的发展现状及技术趋势研究

吴伟英 黄 辉

（1.信阳职业技术学院，河南信阳 464000；2.信阳市公路事业发展中心，河南信阳 464000）

21世纪，绿色低碳和节能环保的设计理念逐渐深入，可持续发展成为主流趋势。在信息技术不断推广的过程中，物联网、大数据和人工智能技术等新一代的技术形式在建筑行业起到突出的作用，绿色智慧建筑和健康建筑的融合发展成为建筑行业的主要趋势。针对绿色智慧建筑的具体发展情况，在实施过程中必须掌握技术形式的特点，实现技术创新，带动整体进步。

1 绿色智慧建筑的发展现状

在绿色发展模式的要求下，信息技术不断升级，其中物联网技术、BIM技术以及大数据和云计算方式等对建筑行业发展起到一定的积极影响，也逐渐成为建筑行业发展的重要驱动力。绿色建筑的发展逐渐向信息化、智能化和智慧化的方向转变，在社会发展阶段，绿色智慧建筑形式应运而生。绿色智慧建筑的设计形式结合了可持续发展和信息技术，实现两者的融合。

通过可持续发展形势和信息技术的融合，能够为受众提供绿色和节能的建筑环境，满足人们的自身要求。绿色智慧建筑的出现是社会发展的必然产物，逐渐成为当代社会发展的重要基础设施，受到社会各界的广泛关注。绿色智慧建筑不断实现转型，由单体智能建筑向智慧街区和指挥城市进行转变。绿色智能建筑设计形式成为指挥城市建设主要载体，在绿色可持续的大背景下占据重要的地位[1]。

建筑环境的质量和人们的健康存在一定关系，近年来健康的建筑发展理念成为绿色指挥建筑的重要方向。美国在发展的过程中推行了WELL健康建筑认证体系，在全世界范围内进行推广，我国在2016年推行了健康建筑管理机制，各项管理条例不断完善，通过合理化管理后，丰富了绿色智慧建筑的概念和内涵。

在具体的设计中，物联网技术、云计算技术和人工智能技术等均在建筑设计中发挥重要的作用，通过新型技术的应用，能够管控室内空气质量，为人们提供一个良好的居住环境。绿色智慧建筑设计形式满足了人们的自身要求，不断推动绿色智慧建筑的发展和进步[2]。

2 绿色智慧建筑的具体核心技术

在当前的绿色智慧建设计过程中，建造和调试以及运营修缮等生命周期出现了多种面向不同应用场景和目标的新型技术，在实施阶段应明确建筑能源能技术，做好建筑环境管理技术和设施设备管控等工作。驱动不同的技术形式能够保证绿色智慧建筑设计的合理性，在实施中应用BIM、5G技术以及人工智能系统等。各种新型技术的应用中，最关键的作用就是满足人们的需求。

2.1 物联网技术

物联网技术形式在社会发展中具有突出的作用，实施的过程中，借助局域网和互联网等通信技术，将传感器、控制器及机械、人员等通过新的方式联系在一起，形成人和物、物和物相连的管理形式。

信息化管理和远程控制方式是重点内容，优化设计后能够发挥现有技术的最大化作用。通过各项技术的合理采用后，形成了全新的通信形式。物联网主要由传感器、网络检测系统以及云端计算等组成。

物联网技术基本构架如图1所示。

图1 物联网技术基本架构

在设计过程中，云端计算、应用分析和用户界面分析等组成了应用层，可以完成数据的分析和转换，依据业务的具体要求，为用户提供对应的服务。物联网构架的感知层涉及RFID、摄像机和环境传感器等，在智能化管理的阶段，可采用压力传感器，依据GPS设计形式和网络层的设计形式实现无线通信管理[3]。

2.2 大数据和云计算模式

在信息技术管理的过程中，建筑行业的各种信息价值明显，实施过程中必须合理应用大数据和云计算服务模式，通过各项技术的升级，提供更有价值的数据服务，能够有效提升建筑行业和产业链的发展水平。

大数据技术形式在预测分析、数据挖掘以及统计分析等方面起到重要作用，可进行综合计算、数据存储等。大数据技术形式有三个特征，即数据容量大、数据产生速度较快、数据范围广。

在绿色智慧建筑的整体管控阶段，需要明确不同类型的数据形式，例如在实施中进行建筑设计信息、建材造价信息和施工质量等管理。建筑室内外环境参数信息、建筑修缮等是重点内容，通过应用物联网感知层，能实够现信息的存储、采集和分析等，充分发挥价值。相较于传统的计算机模式，云计算方式引入全新的管理形式，能够快捷利用远程计算资源[4]。

2.3 BIM技术形式

BIM技术采取数字化的表达方式，能够为建筑在全生命周期的各个阶段提供智慧化的技术支撑。在设计过程中，各个专业充分利用BIM技术建立三维模型，对建筑的各种性能进行仿真设计。在后续设计阶段，借助BIM技术形式能够实现数字化和精细化管控。在后续运营阶段，将BIM技术形式和物联网技术、大数据以及云计算方式等融合，可对建筑系统实现可持续化经营管理。人工智能技术形式综合分析了计算机科学、控制论以及信息论等方面内容，多个学科相互影响，确保计算机系统符合当前设计要求[5]。

3 绿色智慧建筑新技术的应用趋势

3.1 建筑能源管理技术

在物联网和云计算的建筑能耗检测过程中，针对当前检测管理的具体情况，在实施阶段需要明确具体管理内容[6]。在检测管理过程中，建筑群或市政设施内变配电、照明和电梯以及供热等能源的合理使用是重点内容。

在具体管理阶段，应当采取集中检测的形式，通过分散化控制，使其符合技术的应用要求。在线管控阶段，动态分析将硬件系统和软件系统等结合在一起，建筑能耗检测阶段采取分层和分布式的计算机网络结构，通过模块化分析和设计，确保系统平台设计的有效性和合理性。

在计量管理阶段，数据传输系统、数据存储系统以及数据分析系统等都具有突出的作用，通过合理架构确保绿色智慧建筑设计合理[7]。

3.2 建筑能耗检测技术

近年来，人工智能技术形式在各个领域取得突出效果，应用的过程中涉及人工神经网络法、支持向量机法以及灰色模型法等，在整个设计过程中，需要注意合理应用现有检测技术。在实施阶段，人工智能算法对建筑能耗进行预测的优势能够解决当前变量之间的非线性关系，对比传统的回归分析方式和模拟方式等，具备更高的预测精度和预测效率，自身的应用潜力比较突出。

在人工智能算法应用的阶段，建筑能耗预测指在新建的方案设计中，对现有的建筑运行能耗进行评估。后续设计中，建筑运行的能耗影响因素比较多，需要布置大量的物联网检测传感器，采集各种运行参数。在当前的能耗检测系统中，在线监测是重点内容，针对室内机电设备的运行情况，必须掌握室内人员的分布特点，依据室内物理环境的变化特点，准确进行能耗数据样本的评估，使其满足应用要求[8]。

3.3 建筑环境管理技术

在绿色智慧建筑设计中，如何做好环境管理成为重点。该系统指通过在室内布置空气质量指标监测装置，对室内空气的CO2、CO、PM2.5、PM10、甲醛等污染物进行实时监测。

在环境管理的过程中必须合理应用环境管理技术。以新风机组与CO2监测联动系统为例，在实际设计过程中，对设置的集中空调系统的公共建筑、新风量等进行预设，考虑当前预设过程中的各种情况，需要进行浓度分析。

3.4 建筑信息扫描技术

在建筑信息扫描技术应用过程中，需要在短时间内获得现场可视化和可编辑的精确数据，可导入多种BIM软件技术形式，根据不同需求进行数据的应用。3D激光扫描技术可弥补当前BIM技术对现场建造数据采集的短板。通过各种新型技术的应用，实现了建筑模型的重塑和存档，为修复和改造提供技术依据。

4 结语

在信息技术推广的背景下，绿色建筑和智慧建筑具有突出的作用。在发展阶段，物联网技术、大数据技术和云计算方式等成为绿色建筑指挥发展的核心，在具体发展中，必须明确当前建筑设计的要求，合理采用新型技术。通过合理地利用信息技术，能够实现数据的获取和存储，保证楼宇建筑高度智能化，满足人们的自身要求，促进建筑行业的可持续发展。