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智能建筑——未來建筑的發展趨勢

發布時間 2011-04-18 作者:Nicky

   1.智能建筑的基礎

  信息技術使人們的生產、生活等方式發生了巨大變化,表現在:(1)電子商業的出現,包括網上信息服務、電子購物、電子銀行和金融服務、網上攻讀學位;(2)管理工作的變化;(3)制造業和經濟活動全球化。有了Internet,一個新設備可以在美國設計,中國印刷,俄羅斯制造。

  作為人居住和活動場所的建筑物要適應信息化帶來的變化,智能建筑的產生和發展是必然趨勢。智能建筑是通過配置建筑物內的各個子系統,以綜合布線為基礎,以計算機網絡為橋梁,全面實現對通信系統、建筑物內各種設備(空調、共熱、給排水、變配電、照明、電梯、消防、公共安全等)的綜合管理。所有這些,從技術上也為智能建筑的產業起到技術上的支撐作用。

  2.智能建筑的社會背景

  20世紀科學技術的飛速發展,導致產業結構的深刻變化。據日本對各職業的分類,就業人口從事第三產業的職業人數,1955年時,為100萬人,占就業總勞動人數的26%;1985年時,為2800萬人,占就業總勞動人數的47%.這表明一個從工業社會中脫胎而出的、新型的信息化時代的到來。信息資源成為社會生產的一種主要資源,成為人類生存和社會進步的重要因素。信息產業的產值成為國民生產總值的主要部分,因而它是一個國家產業,甚至是全球性產業,帶有明顯的獨立和交融特性。

  1957年,在美國從事技術、管理、職員等辦公室工作的白領人員首次超過藍領人員。1974年到1984年,美國辦公室工作效率增加4%,而同期工業增加100%,農業增加200%.同時辦公費用卻以15%速度遞增。另一方面,白領階層的增加,人們對辦公環境的好壞也愈加重視。依賴于大量享有高薪的辦公人員提供服務而運行的經濟,無法承受辦公費用高漲而功率低的狀態.這一矛盾必然要由適用于信息化社會的手段來處理。智能建筑的產生為解決這一問題展開了廣闊前景,尤其是其通信及辦公自動化系統,大大提高了辦公效率。

  80年代以后,由于高技術的沖擊,給一些發展中國家的經濟帶來了活力,同時也面臨著基礎設施落后和獎金匱乏等問題,這就出現了一些原來由政府投資的交通、通信等項目,向民間和國外開放,出現了“建筑—經營—轉讓”即所謂BOT方式。1984年美日通信和電信業開始改革并全面開放、大幅度自由化。尤其是90年代冷戰結束,大批高技術軍工企業實現“軍轉民”,使得信息技術市場上出現如火如荼的競爭格局。所有這些都為信息社會的完善和智能建筑的出現創造了社會條件。

  3.智能建筑的概念及其發展

  在信息社會中,人們對于現代建筑的概念也在發生變化,傳統建筑提供的服務已遠遠不能滿足現代社會和工作環境等方面的要求。智能大廈(IntelligentBuilding,以下簡單稱IB)的出現,使得一幢幢樓就變成一個小社會,其內部有眾多的小公司,各種商業的生活行為要求數以兆計的信息和控制指令進出整座大廈。IB把建筑物的結構、系統、服務和管理等基本要素以及它們之間內在聯系進行優化組合,從而提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環境.由于經濟的發展和社會的信息化,“智能大廈”這一術語逐漸在建筑業流行起來,在國內的樓宇建設中正流行一股“智能化”的熱潮。許多房地產商在廣告宣傳時,將其大名必冠以“智能化”或“5A甲級智能大廈”。但大廈的“智能化”并不僅僅是建設一個簡單的綜合布線系統,更不是時髦的頭銜能隨便加在自己頭上。我們必須對智能大廈有一個全面、綜合、深入的認識,這對于設計者、使用者乃至發展商都是非常重要的。

  3.1智能大廈的沿革。IB的發展史,是一個從監控到管理的發展過程,也是樓宇設備監控的演變史。早期的超高層大樓一般設備非常多,諸如空調系統、給排水系統、變配電系統、保安系統、消防系統、停車場系統等各種專業系統同時共存。操作和控制這些系統,僅靠中央臨近室很難實現。80年代,微電腦技術的崛起再加上信號傳統技術的進步,基本上實現了所有設備都可以顯示于大樓內的中央監控室,并且較容易地進行操作和管理,從而提高了效率.1984年,美國康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進行了改造,建成了稱之為(CityPlace)的大廈(如圖1),從此誕生了世界公認的第一座智能大廈。它是時代發展和國際競爭的產物;為了適應信息時代的要求,各高科技公司,紛紛建成或改建具有高科技裝備的高科技大樓(HI-Tech.Building),如美國國家安全局和五角大樓等;同時,高科技公司為了增強自身的九應變能力,也對辦公或研究環境進行了創新和改進。日本第一次引進智能大樓的概念在1984年的夏天,近十年來建成了野村證券大廈、安田大廈、KDD通信大廈、NEC總公司大樓、ARK森大樓、本田青山大樓。日本是對IB進行全面的綜合研究并提出有關理論和進行實踐的最具代表性的國家之一。1995年底日本還成立了國家智能建筑專業委員會。據有關估測,美國的智能大廈將超萬幢,日本和泰國新建大廈中的60%為智能大廈。美國也宣稱1995年以后要大幅度增加智能大廈的比例。中國的第一座智能大廈被認為是北京的發展大廈。此后,相繼建成了一批準智能大廈如深圳的地王大廈、北京西客站等,上海證券大廈其智能建筑的全部弱電工程由美國一家工程公司承包。
  總之,進入90年代以后,智能大廈蓬勃發展,步美、日之后塵,法國、瑞典,英國等歐洲國家以及香港、新加坡等地的智能大廈如雨后春筍般地出現。

  3.2智能大廈的內涵與體系結構。(1)位于華盛頓特區的“智能大廈研究機構”對IB的定義:“智能大廈是人們通過對建筑物的四個基本要素—結構、系統、服務和管理及其內在關聯的最優化分析,提供一個投資合理、效率又高的舒適、溫馨、便利的環境。”(2)美國智能建學會(AIBI,AmericanIntelligentBuildingInstitute)定義“智能建筑”是將結構、系統、服務、運營及其相互聯系全面綜合,并達到最佳組合,所獲得的高效率、高功能與舒適性的大樓。(3)日本的建筑學界強調IB就是高功能大樓,是方便有效地利用現代信息與通信設備,并利用樓宇自動化技術,具有高度綜合管理功能的大樓。(4)新加坡規定IB必須有三個條件:一是具有保安、消防與環境控制等先進的自動控制系統,以及自動調節大廈的溫度、濕度、燈光等參數的各種設施,以創造舒適安全的環境;二是具有良好的通信網絡設施,使數據在大廈內進行流通;三是提供足夠的對外通信設施與能力。(5)我們的認識:IB是以建筑為平臺,利用系統集成方法,將智能型計算機、通信及信息技術與建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控,對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建筑的優化組合,所獲得的投資合理,適合信息社會需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活更具人情化的建筑物。

  3.3建筑物的運作綜合智能化通常由五個方面組成:

  A、建筑功能運作自動化。大型建筑物的運作包含有多種功能系統,如水、電、熱力、空調、通訊等等。他們又各有特色,如水又分為生活用水、生活污水、生活熱水、生產污水、消防用水、生活及生產廢水處理與循環使用、生產及生活污水的處理等。而這些對一座建筑物來說要實現自動控制就十分復雜。所以智能的概念是替人來做出最佳方案并完成其運行。B、建筑物的節能運作。智能建筑的另一使命是降低建筑物各類設備的能耗,延長其使用壽命,提高效率,減少管理人員,求取更高的經濟效率。C、通信自動化。利用電信網絡、衛星電視和計算機互聯網絡為大廈提供現代化的信息傳遞手段。D、辦公自動化。E、安全保衛自動化。通過各種攝像、各種感觸探測器進行信號采集、分析、處理,并經由機電一體化的設備進行控制保護。

  概括地講,IB是由建筑、CA、OA、BA等四種系統所構成,將它們進行有機性的整和后,以便對辦公室的業務處理提供各種高度化的機能,從而達到經濟性、機能性、可靠性及安全性的目標。CA、OA與BA系統共同組成了大樓的頭腦與神經系統,而建筑系統為三系統的軀體,同時亦為大樓居住者的活動空間。智能建筑是人、信息和工作環境的智慧結合,是建立在建筑設計、行為科學、信息科學、環境科學、社會工程學、系統工程學、人類工程學等各類理論學科之上的交叉應用。智能建筑將成為未來時代建筑的標志。

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