智能建筑源于20世紀(jì)80年代初期的美國,當(dāng)時美國建立了世界第一幢智能大廈,大廈配有語言通信、文字處理、電子郵件、市場行情信息、科學(xué)計算和情報資料檢索等服務(wù),實現(xiàn)自動化綜合管理,大樓內(nèi)的空調(diào)、電梯、供水、防盜、防火及供配電系統(tǒng)等都通過計算機系統(tǒng)進行有效的控制。智能建筑可以說是建筑史上的一個重要里程碑。
目前,每個國家對于智能建筑的定義都不盡相同,我國建筑業(yè)普遍認(rèn)同的定義是:智能建筑指通過將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合,從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境。
智能建筑的特征
智能建筑是集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物,其技術(shù)基礎(chǔ)主要由現(xiàn)代建筑技術(shù)、現(xiàn)代電腦技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)所組成。其具有以下特征:
1、大規(guī)模的建筑運行數(shù)據(jù)采集與保存。
數(shù)據(jù)是建筑智能化的基礎(chǔ)。對大規(guī)模的數(shù)據(jù)進行分析,才能通過人工智能的方式對建筑進行更加高效、安全、節(jié)能的控制管理。簡言之,大部分的人工智能方法都是“找規(guī)律”--通過大量的數(shù)據(jù)找出數(shù)據(jù)中相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)關(guān)系。如果沒有大量的“true data”,那么規(guī)律自然就找不出來。但是目前,即使是非常高標(biāo)準(zhǔn)的建筑項目也缺乏有效的建筑運行數(shù)據(jù)的采集與(長期)保存。即便是建筑中安裝了建筑自動化系統(tǒng),因為缺乏數(shù)據(jù)保存的能力,一般來說大部分傳感器采集的數(shù)據(jù)也只會保存很短的時間。
2、建筑運行數(shù)據(jù)的高效管理。
建筑雖然不是什么精密儀器,但其中包含的數(shù)據(jù)量也很大。即使是一個普通的小型辦公建筑,其建筑自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)點也有上千個。而通常這些數(shù)據(jù)點并沒有一個統(tǒng)一的命名規(guī)范,查找管理的時候很不方便。目前已經(jīng)有人研究如何將建筑運行數(shù)據(jù)整合進BIM(建筑信息模型)中去。但問題是,首先,原生的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(例如IFC)并不支持實時運行數(shù)據(jù)的整合;其次,BIM的發(fā)展其實被那些大公司把持,只有他們有意愿推動才行。除此之外,還有很多研究應(yīng)用一些數(shù)據(jù)挖掘的方法來確定某個數(shù)據(jù)點的物理意義。
3、更完備的執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)。
目前的智能建筑的發(fā)展趨勢是建筑中安裝了越來越多的傳感器,但是執(zhí)行器的數(shù)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。一般來說建筑中能夠自動化控制的系統(tǒng)只有空調(diào)系統(tǒng)。其他與室內(nèi)環(huán)境參數(shù)息息相關(guān)的組件,例如窗戶的開關(guān)、百葉窗等都是手動控制的。雖然有自動控制相關(guān)的產(chǎn)品,但是成本很昂貴。這樣一來,目前的建筑智能控制的研究便都集中于室內(nèi)熱環(huán)境的控制。但其實,影響居住者滿意度的不僅僅是熱環(huán)境,還有光環(huán)境、自然通風(fēng)、空氣質(zhì)量等等。但問題是這些東西在大部分建筑中是不能被自動調(diào)節(jié)的。
4、以人為本。
現(xiàn)在智能建筑中有個很火的概念叫“人在回路”(human in the loop),其具體意義就是智能建筑要以建筑中每個人的舒適與健康作為最重要的目標(biāo),并且居住者要能夠真真切切的控制其所在的建筑環(huán)境。傳統(tǒng)的商業(yè)建筑控制中,居住者基本上是不能控制建筑中的任何東西的。智能建筑創(chuàng)造了安全、健康、舒適宜人的辦公、生活環(huán)境,從而能大大提高工作效率,能滿足多種用戶對不同環(huán)境功能的要求。
5、綠色節(jié)能。
最大限度地節(jié)省能源是智能建筑的主要特點之一,其經(jīng)濟性也是該類建筑得以迅速推廣的重要原因。
智能建筑離不開樓宇自控系統(tǒng)
眾所周知,要實現(xiàn)建筑智能化,需要具備3A系統(tǒng),包括BAS系統(tǒng)、CAS系統(tǒng)、OAS系統(tǒng),即樓宇控制系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)。
可見,智能建筑的建設(shè)離不開樓宇自控系統(tǒng)。
如今,建筑管理者為了建立更為舒適的環(huán)境正在尋找創(chuàng)建完美室內(nèi)環(huán)境的方法,越來越注重通過優(yōu)化控制提高管理水平和環(huán)境質(zhì)量的可調(diào)性,樓宇自控系統(tǒng)正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵一步,目前樓宇自控已被廣泛應(yīng)用于各種智能建筑中,為人們提供舒適的建筑環(huán)境,給人們的生活及工作帶來了極大便利。
智能建筑是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶,是建筑藝術(shù)與信息技術(shù)的完美結(jié)合。
樓宇自控系統(tǒng)作為智能建筑的一個重要組成部分。它將建筑物內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、冷熱源監(jiān)控系統(tǒng)、送排風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)機盤管監(jiān)控系統(tǒng)等眾多分散設(shè)備系統(tǒng)集成到一個系統(tǒng)平臺,對各個設(shè)備的運行、安全狀況、能源使用狀況及節(jié)能管理實行集中監(jiān)視、管理。同時,依靠強大軟件支持下的計算機進行信息處理、數(shù)據(jù)分析、邏輯判斷和圖形處理,對整個系統(tǒng)作出集中監(jiān)測和控制,在滿足控制要求的前提下,實現(xiàn)全面節(jié)能,提高運行維護的效率,減少設(shè)備失控或設(shè)備損壞,提高大樓內(nèi)人員的舒適感和工作效率。
通過樓宇自控系統(tǒng)可降低機電設(shè)備的能耗;提供能夠自動調(diào)節(jié)的舒適環(huán)境;預(yù)防突發(fā)事故發(fā)生;延長設(shè)備使用壽命,降低管理及操作成本;由原來的手動管理變?yōu)檫h(yuǎn)程控制或自動控制,降低人力投入。
比如,現(xiàn)代建筑內(nèi)空調(diào)設(shè)備,是整棟大樓耗能大戶,也是節(jié)能潛力最大的設(shè)備。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,中央空調(diào)系統(tǒng)占整個大樓的耗能50%以上,而大樓裝有樓宇自控系統(tǒng)以后,可節(jié)省能耗25%,節(jié)省人力約50%。出現(xiàn)故障,能夠及時了解何時何地出現(xiàn)何種故障,使事故消除在萌芽狀態(tài)。
節(jié)能是一項基本國策,也是建筑電氣設(shè)計全面技術(shù)經(jīng)濟分析的重要組成部分。在“雙碳”目標(biāo)下,社會對節(jié)能建筑、智慧建筑、綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)提出了更高要求。樓宇自控系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實現(xiàn)對所有機電設(shè)備的集中管理和自動監(jiān)測,使各個智能建筑子系統(tǒng)聯(lián)系更加緊密,確保樓內(nèi)所有機電設(shè)備的安全運行,從而達(dá)到安全、舒適、節(jié)能的全方位效果。
智能建筑是未來大勢所趨
智能建筑是社會生產(chǎn)力發(fā)展、技術(shù)進步和社會需求相結(jié)合的產(chǎn)物,是未來智慧城市的一種主要形式。隨著計算機、控制、通信技術(shù)的不斷發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)的突破,必將進一步促進智能建筑的發(fā)展。智能建筑正向著集成化、智能化、協(xié)調(diào)化方向發(fā)展,實現(xiàn)智能化管理已成為智能建筑發(fā)展的重要標(biāo)志。
我國建筑業(yè)產(chǎn)值的持續(xù)增長推動了建筑智能化行業(yè)的發(fā)展,智慧建筑已成為我國建筑業(yè)改革轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點和熱點。從國家層面到各省市,均已把智慧建筑納入智慧城市建設(shè)的高度予以重點推廣。雖未有準(zhǔn)確數(shù)據(jù),但據(jù)估算,2021年,我國智慧建筑行業(yè)總市場規(guī)模為3000億元人民幣。隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈技術(shù)的廣泛應(yīng)用,智慧建筑行業(yè)市場的需求將持續(xù)增長,行業(yè)市場規(guī)模也將逐漸增大。未來,國內(nèi)智能建筑占新建建筑的比例將不斷上升,加上已有建筑智能化改造,預(yù)計到2023年,國內(nèi)建筑智能化工程市場規(guī)模將達(dá)到萬億規(guī)模,前景可期。
智能建筑有著廣闊的發(fā)展?jié)摿,也成為了現(xiàn)代智能建筑開發(fā)及發(fā)展的基礎(chǔ)條件。通過技術(shù)的力量,讓智能建筑能夠更好地幫助現(xiàn)代建筑事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn),促進我國建筑行業(yè)以及智慧城市發(fā)展。
樓宇自控賦能建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級
當(dāng)前,我國建筑業(yè)高污染、高能耗、低效率問題依然嚴(yán)重,數(shù)字化轉(zhuǎn)型任重道遠(yuǎn)。拓展數(shù)字技術(shù)、智能手段賦能建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級變得迫在眉睫。智能建筑擁有環(huán)保節(jié)能性、先進性、實用性等優(yōu)勢,強調(diào)用戶體驗,具有內(nèi)生發(fā)展動力,還可提高客戶工作效率,提升建筑適用性,降低使用成本,如今已成為發(fā)展趨勢。