智能建筑与绿色建筑融合的实践路径探究

2023-04-05 14:00刘文慧
中国建筑装饰装修 2023年4期
关键词:智能建筑智能化绿色

刘文慧

1 智能建筑与绿色建筑的发展现状

1.1 国家层面

一个国家的现代化建设离不开政策的制定,建筑行业的快速发展与改革则离不开国家政策的推动。2020 年7 月,为贯彻落实习近平总书记重要指示精神,住房和城乡建设部等有关部门一起深入探讨、广泛调查研究并认真总结经验,共同制定了《住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)的重要文件。《指导意见》的出台,使人们更好把握住数字化与智能化融合的发展契机,加速建筑行业的转型升级,促进建筑业的高质量发展。长期以来,我国建筑业信息化水平较低、能源资源消耗量较大以及科技创新能力不足等问题较为突出,与先进的信息技术、节能技术和制造技术的融合还有待提高。我国建筑业要想打造升级版的“中国建筑”,不仅要推进建造技术的改革创新,还要通过生产方式、管理模式和监管方式等方面的改变,重新构建建筑业运行新模式,以此推动建筑智能化、数字化和工业化的升级,提高建筑企业的竞争力,向智能建筑领域迈入至关重要的一步。

可持续发展理念的提出,让人们深刻认识到人与环境和平相处的重要性,建筑设计师也开始正视环境与建筑之间存在的问题,逐渐摆脱只有设计美感、色彩运用和空间构造等审美范畴的传统设计圈,从可持续发展的角度去建设建筑,建筑业至此拉开新的篇章——绿色建筑。2022 年3 月颁布的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》,对绿色建筑的未来发展规划了清晰的蓝图,在加强绿色建筑建设品质和完善绿色建筑运行规范的同时,有效控制了建筑能耗,逐步优化了用能结构,逐渐降低了碳排放,基本形成绿色、低碳的发展方式。

1.2 社会层面

随着建筑业的蓬勃发展,建筑企业成为推动建筑行业发展的中流砥柱,建立以政府为中心、企业为外围的紧密布局,营造良好的建筑企业生态圈显得尤为重要。政府积极发挥在顶层设计、规划布局等方面的引导作用,大力加强智能建造企业的培育,打造示范性智能建造工程,引领更多的大中小型企业朝智能化方向转型升级;同时,企业也更加强调其在市场的主导位置,并充分发挥市场在调配资源方面的决定作用,在智能化道路上积极探索,将智能化转变成施工企业的优势,从而加强智能建筑的发展动力。在人才培养方面,政府积极打造多种形式的人才培养平台,培养更多高素养、全面发展的技术型人才,加快推进我国工程建造技术的智能化、数字化水平,进一步提高工程建设人员的能力素养,以便建立有效的智能建造人才培养发展平台。

我国正在走可持续发展的道路,政府对绿色建筑的发展也越来越重视,环境的客观因素及行业的需求,让绿色建筑再一次走上了时代的“快车道”。政府不断完善绿色建筑的配套政策,实行奖惩制度,切实增强低能耗建筑发展的动力与压力;同时,借政策的“东风”,完善了绿色建筑的相关标识,帮助公众了解其基本内容,全面认识、深刻感知绿色建筑的优势。在北京、上海、山西和陕西等省市分别出台了相应的激励政策,全面推广绿色建筑的建设。政策条例与经济奖励相结合的制度体系,将绿色建筑建设推向了新高潮。为了引导建立高水平的绿色建筑,政府还设立了高星级绿色建筑财政政策,为我国能快速建立良好的绿色建筑生态圈添砖加瓦。

1.3 个体层面

建筑是人们赖以生存的物质基础,是生产生活的重要空间。在可持续发展理念以及智能化技术背景下,大众的生活品质逐步提升,人们对周围环境与事物的见解有了新高度。随着城市化进程的不断加快,人们对建筑与自然环境关系的认识也不断深化。近年来,环保理念深入人心,社会公众的健康环保意识不断增强,无形中推动了绿色建筑的发展。随着城市建设从“高消耗、高污染、低效率”的粗放型发展模式转变为“高效率、节约型”的集约型发展模式,公众对于建筑的品质要求也越来越高。在日常生活中,随着物质生活水平和环境保护意识的提高,人们对美好居住环境的需求增多,对健康和环保的诉求也不断提高。碳排放的减少将使公众拥有良好的“绿色空间”,拥有更健康的生活方式;绿色的建筑材料,改善了建筑内的空气质量,保证了公众健康。

智能建筑的出现不仅会对工作场所和家庭产生影响,还将对人们的生活方式带来深远影响。公众对建筑空间品质的关注度日渐提升,这也是智能化逐渐融入建筑的原因之一。提高使用者的舒适性,改善建筑物的物质环境与物理环境品质,是智能建筑最基本的前提与要求;建筑环境的高度安全性,在一定程度上能起到防灾避险的作用;通信设施的先进性与信息处理设备的完备性,大幅度提高处理突发事件的能力等。以上这些都是人们对建筑提出的新要求,也是人们对智能建筑与绿色建筑融合提出的新挑战[1]。

2 智能建筑与绿色建筑的内在联系

2.1 两者共性研究

智能建筑与绿色建筑并不是两个对立的个体,一个项目既可以是智能建筑也可以是绿色建筑,节约能源资源、可持续发展、以人为本等皆是智能建筑与绿色建筑的共同追求。

2.1.1 节约资源,走可持续发展道路

绿色建筑在全寿命周期内,大量利用可再生资源与绿色建筑材料,强调能源节约和循环使用,尽量减少建造与使用过程中对自然生态环境的损害,做到节约资源、降低消耗、保护环境以及杜绝污染。智能建筑则是通过现代科技手段,节省建筑的建设资源与投资,将建筑建设成智能化与自动化为一体的智能建筑。建筑智能化有利于减少建筑自身对环境的污染,而发展绿色建筑的目的就是减少能源消耗、保护环境、减少污染,展示了可持续发展战略[2]。

2.1.2 以人为本,创人性化建筑篇章

建筑建设的宗旨就是为大众提供一个舒适、便捷的居住环境,而两者在优化建筑的同时,也一直秉持以人为本的建设原则。绿色建筑通过使用绿色环保的建筑材料减少有害气体的产生,满足人体的健康需求,适应环境变化,为人们提供了一个居住性、安全性和实用性高的室内外环境。智能建筑则是通过数字化、智能化技术来创造更加人性化的设计,让人们可以实时掌控与调控空间性能,大幅度提高人们的获得感与使用感。因此两者都完美诠释了以人为本的建筑理念。

2.2 两者特性研究

2.2.1 绿色建筑的特性

绿色建筑侧重健康环保,是可持续发展战略中采取的重大举措,其主要目的就是减轻建筑对环境的负荷,充分利用光能、风能等自然界中的可再生能源,最大限度减少能源消耗,为居住者提供健康舒适的空间。建筑在设计与建造过程中,均考虑资源的使用与处置,采用绿色建材与可再生能源,从根本上解决建筑对环境的污染,力求实现资源的可再生利用[3]。建筑内部不使用对人体有害的装饰材料,室内空气清新,温度适宜,且建筑外部与周围环境高度融合,两者动静互补、和谐一致,是与环境和谐共处的高性能建筑。

2.2.2 智能建筑的特性

智能建筑侧重信息智能化,是智能化时代的产物,其以建筑为平台,通过智能型数字技术、信息技术以及通信技术等一系列手段,将建筑物的结构、设备和管理,根据人们的需求进行最优组合,从而更好地服务大众。智能建筑具有更加灵活、高效、安全、节能等特性,能够提供各种人性化定制来满足人们不断变化的生活方式需求。同时,智能建筑也可通过管理人员调整系统参数,实现系统对建筑内设备运行状况的感知和调节,从而创造出更加舒适便捷的居住环境。

3 智能建筑与绿色建筑融合的有效路径

3.1 把握智能技术,维持全寿命周期绿色化

绿色建筑的本质是在建筑全寿命周期内最大限度节约资源,减少建筑对环境的负荷,为人们提供一个健康舒适的居住环境。建筑能更长周期维持绿色化,是绿色建筑的首要任务;智能化的引入,则为建筑维持绿色化提供了良好且最有效的手段。绿色建筑的主要优点除了体现在节约能源与资源外,减少二氧化碳的排放也是其被大力推行的原因之一。

将智能化系统合理融入绿色建筑中,能极大提高建筑的管理水平和运行效率,解决建筑资源合理利用的问题。同时,智能检测系统可以实时监测建筑整体的动态情况,大幅度提升处理效率。例如,二氧化碳检测系统能实时监测建筑碳排放情况,当建筑排放超标时,系统会及时做出处理,减少建筑的碳排放。

此外,通过智能化系统,人们可获得更多环境信息,实时了解所在空间的品质性能,并能及时调控,大幅提升使用者感知度与获得感的同时,也在一定程度上减少了能源消耗。例如,人们可随时随地操控空间内的事物,当居住者未在室内,忘记关闭室内光源时,可通过系统及时关闭照明并打开窗帘,这不仅避免了不必要的能源浪费,同时也提高了可再生能源的利用率。智能化的融入不仅推动建筑向高端发展,而且对于节能减排、降低能源消耗等都起到了非常积极的促进作用。

3.2 树立绿色目标,打造新型的一体化建筑

建筑行业为了能够更好地适应信息化社会发展的需要,保持竞争力,在满足政府和行业期望的同时达到居住者的要求,将建筑、计算机网络和通信技术等先进技术进行有机融合,形成了最优的集合体——智能建筑。当今时代,国家和公众对节能环保与可持续发展的关注程度日益提升,建筑绿色化已成为现代建筑建设普遍、基本的技术行为,建筑的低碳高效也成为其竞争优势的关键因素。在我国,智能建筑理念与可持续发展的绿色生态理念相契合,在凸显先进性、智能性和实用性等特点的同时,更加注重节能减排,追求低碳高效。建筑的绿色化是甄别现代建筑的重要标识之一,因此智能建筑要主动树立绿色目标,强化建筑生命周期“四节”与环境保护。

智能建筑合理应用智能技术,实时监测建筑各空间的环境情况,并及时对空间资源使用情况做出适当调整,有效避免了空间对资源的过度使用,优化了空间的使用率。建筑的定期维护也是非常重要的一部分,智能建筑可以通过预测进行不定时维护,避免设备问题造成的能源浪费和设备频繁更换造成的资源浪费。绿色化是智能建筑发展的终极目标,如果说智能建筑是时代发展的必然趋势,那么绿色化将是建筑发展的最后归宿,因此要合理利用智能化,建造出与环境和谐共处的新型一体化建筑[4]。

3.3 深化运行模式,构建现代化的结构体系

在现代化进程下,传统建筑的管理运行模式无法体现智能建筑与绿色建筑的理念,要想让两者更好地融合在一起,需要深化运行模式。在建筑设计阶段,应改进建筑设计师与建筑施工人员的单向运行模式;各领域的建筑设计师可以利用自身技术水平构建智能与绿色为一体的和谐建筑。在设计阶段完毕后,建筑设计师需要与施工人员讨论设计方案的可实施性,避免出现设计投入施工后无法运行导致的能源和资源浪费。施工人员根据设计方案,提出在施工中可能遇到的问题,助力设计师完成设计改进工作,使其注重建筑设计理念的同时,也提高智能建筑与绿色建筑的融合程度。

在建筑施工阶段,构建人与物联网相结合的新型运行模式。在智能建筑与绿色建筑融合的过程中,难免会出现施工人员对专业的材料和设备信息知识欠缺、无法第一时间做出安排处理的情况,或者施工现场设备出现问题,管理人员消息滞后,导致施工进度拖延。但在信息化时代,施工管理模式从单一化变为多样化,施工现场因信息化手段的支撑,部分问题迎刃而解。物联网在新型模式下的应用,不仅增强了物与物、物与人之间的联系,更多的是实现了施工管理人员与施工现场的整合,加强了施工各组织人员之间的联系,提高了解决问题的效率,加强了两种建筑的有效融合。

另外,人员与设备的工作安排与调配可在信息平台上及时更新,管理人员根据平台给出的信息做出新的安排,提高了资源的利用率。在施工现场出现问题时,将问题及时传输到平台,平台会第一时间向管理人员发布信息;管理人员再将事故问题细化拆分,下达到各个专业部门;各部门接收指令后,迅速到达具体地点解决问题,避免了事故发生后一些不必要的能源浪费[5]。通过对施工现场的实时监控及信息采集,提高了管理人员对资源的整合与利用,减少了施工过程中能源与资源的浪费,这不仅体现了智能化技术的优势,也十分符合节约环保的理念,使两种建筑在施工阶段就有完美的融合。

4 结语

通过本文探究,认识到智能建筑与绿色建筑的融合是建筑行业未来发展的必然趋势。绿色建筑是智能建筑的发展目标,智能建筑是绿色建筑发展的重要支撑手段,要想将二者进行有机结合、实现协同发展,需树立绿色目标,把握智能技术及构建现代化结构体系,以此达到人、建筑与自然三者的和谐统一,使建筑朝着良性化方向深入发展,为人们创造出更加健康舒适的居住环境。

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