绿色智能建筑》为综合发展方向的探讨.ppt

对我国现阶段以绿色智能建筑 为综合发展方向的探讨 Discussion on Green Intelligent Building as the developing trend in China nowadays 南京工业大学建筑智能化研究所所长 陆伟良现代建筑智能化顾问事务所所长 江苏省智能建筑专业委员会主任 亚洲智能建筑学会执行委员 陆伟良 教授 摘要 本文从对智能建筑及绿色建筑的发展给出了 几种提法谈起，对绿色智能建筑作为我国建 筑的综合发展方向作了探讨，然后分析我国 发展绿色智能建筑的特点、重点与难点，最 后对我国发展绿色智能建筑提出了几点建议 。 关键词 智能 绿色 生态 节能 环保 一、我国对智能建筑发展的几种提法 改革开放以来，我国的经济建设取得了巨大发展。在 各个阶段，根据当时的时代背景与特点我国智能建筑的发 展会有不同的重点与要求，这是正确的也是正常的。 综合近十几年来，我国对科技发展曾有过“新四化”提法 ，即智能化、数字化、网络化与信息化,反映到建筑领域， 曾有相应的提法 1、智能建筑 就建筑方面而言，智能化提法较早。在1986年，中 国科学院计算机研究所徐兴声研究员在我国七五发展纲要 科研题为智能化办公大楼可行性研究中第一次在我国 提出了智能化办公大楼的概念。本人在1996年6月主编出 版了智能化建筑导论(中国建筑工业出版社)，这是国 内第一本智能建筑专著。2000年，上海现代建筑设计集团 温伯银总工主编的国家标准智能建筑设计标准 GB/T50314-2000，正式奠定了智能建筑作为国家发展方向 的提法。 2、数字建筑 所谓数字建筑是指包含一个工程施工所需的全部信息的数据集 合。数字建筑是一种以直接方式表达设计信息的数据体，可以用不同 层次的形态模型和活动模型通过一定的关系组织起来以表示。形态模 型能够完备地描述建筑物各构件的几何信息及拓扑信息，具备精确描 述构件的属性信息(如材料、力学特性)的能力，而活动模型则能方便 地描述建筑设计和施工活动的能力。 随着二十世纪末全球数字化浪潮的到来，我国先后也提出了数 字城市的概念。先后出现了数字北京，甚至2008年北京奥运会也有数 字奥运的提法。 在千禧年之后，我国建设部正式提出编写数字建筑与数字社区 设计标准的任务，并已于2004年出台建筑及住宅社区数字化技术应 用国家标准。 3、网络化建筑 即Net building，这个概念最早由美国Cisco(中国)公司在2003 年提出，认为所有建筑均可以吸纳为网络化建筑。 思科的Net Building（网络化建筑）技术是一种全新的、利用网络构 造未来智能化楼宇的创新方法，它是网络技术、IT技术与楼宇自动化 技术相结合的产物，可以帮助开发商建设更好的楼宇。 网络化建筑主要包括两个部分：一个部分是楼宇管理部分；另一 部分是用户系统部分。楼宇管理系统就是用IT技术将传统的楼宇自动 化、安防管理、能源管理、水电管理等系统集成到一起，成为一个全 新的楼宇管理自动化系统。用户管理系统就是将传统的用户数据业务 、语音业务、视频业务进行整合，最终成为一个全面的管理系统，实 现信息管理的融合和楼宇服务的融合。 网络化建筑提供了降低楼宇建设费用和管理费用的方 法。通过采用网络化建筑技术，可以把通信、消防、安防 、准入、能源、照明、电梯、空调等各个子系统统一到一 个IP网络平台上，将各个子系统的流程和各个子系统的设 备进行融合，对传统的所有子系统进行集成，各个子系统 可以进行互联互通，统一进行管理，从而实现网络化建设 的最终目的。 更进一步，网络化建筑将一个区域内的所有楼宇通过 网络连接起来，共享一个管理系统，不需要对每个楼宇、 每个子系统配备不同的管理人员。透过思科的网络化建筑 ，可以大幅度地降低一个区域内的楼宇的建设和管理费用 。 网络化建筑带来的好处： 透过网络化建筑，通过采用IT系统和楼宇智能管理技术，我们可 以增强对楼宇环境的控制，从而可以提高业主的舒适程度，进而提 高业主的生产率； 因为集成的楼宇管理系统可以使用多功能的传感器（温度、空气 质量、照明、居住情况等），所以可以提供更多的功能； 因为各系统可以共享各种传感器、控制器和网络线路，因此可以 降低整个楼宇的建设成本； 通过统一的IP网络系统，将大厦的各个子系统进行融合和连接， 所以可以进行实时的设施监控和报告。 但由于该文写的网络化建筑太抽象，经本人修改后拟编写出版一本 网络化智能建筑。 4、信息化建筑 (1) 21世纪的建筑物将是高度信息化、高度 自动化的未来建筑。这种未来建筑物，不仅 拥有高度信息化、高度自动化的硬件系统， 而且还拥有能支撑极复杂的硬件系统的高度 智能化软件系统。 信息化建筑将一改以往建筑物只能为简单办公、居住等提 供场所的单一使用性，它还能向用户提供各种安全、舒适、方 便、周到的综合性服务。各类电子装置通过分布于建筑物内的 各种通信线路，对整座建筑物实施管理、防灾、防暴、保温控 制监视等，诸如办公、娱乐、厨房设施的管理与操作全自动信 息控制，已成为轻而易举的小事。到那时，人们可望无需出门 就能实现家庭购物、家庭办公。 先进的硬件系统需要先进的软件来支持才能发挥出应有的 效能，21世纪信息化建筑所配备的高智能化软件系统，就更显 得非同一般的重要。它不但能对各种硬件系统进行功能支持 ，而且还能对各种硬件系统进行自检、自查、自修等维修性支 持。可以设想，在21世纪那种极其复杂的信息化建筑物内，无 论出现的故障是大的，还是小的，都统统需人去处理解决，那 将是一件多么复杂而又令人沮丧的事。多的不说，就单单查错 就够人忙很长时间，更不用说这将耽搁多少信息的即时交流， 这不符合信息化社会的要求。高智能化软件的出现将很好地解 决人们的各种后顾之忧。 (2) 21世纪的信息化建筑将拥有高度发 达的信息传播媒介。 由于信息化建筑是21世纪各种社会信息传播媒介的一个有机组 成部分，因而它使各种社会信息的高速、高效传播成为可能。 由于建筑的信息化，使得各不同种类的计算机联网比较容 易。人们能高效率获得各种信息。 同样，由于建筑的信息化，使能提供统一化服务的数字型 通信网能融于信息化建筑之中，从而使人们梦想的大规模使用可视 电话成为现实。 21世纪，还将是广播通讯卫星大显其能的世纪。由于建筑的信 息化，再加之高性能通讯卫星的出现，从而使高清晰电视转播和脉 冲编码调制的音乐广播的普及成为必然。 (3) 21世纪的信息化建筑将是高度系统化的信息、建筑综合体。 以往建造的房屋，尽管式样设计新颖，结构完善，甚至也具备 了现代化的设施，但它们彼此之间基本不相联系，很难与信息化社会 急剧发展的各类情报密切联系。而信息化建筑带有先进的通信网络系 统，因而在该建筑内就可实现信息的接收、传递、处理、反馈，及时 了解信息社会的动态。 21世纪由于高性能多用途和专用计算机的大量使用，加之社会的 高度信息化、集成化，使21世纪建筑与信息紧密不可分，高度发达的 信息传播媒介的大量涌现，更使这种趋势不可逆转。21世纪信息一旦 离开信息化建筑的传播，它就很难发挥高速度、高效率的社会化传播 功能；而建筑一旦不信息化，其本身就只能是一堆废土，役有任何价 值，毫无疑问，信息化建筑成为了信息化社会不可缺少的环节。 综合以上新四化的概念，其中以智能建筑提法最为广泛，也 最有代表性。 二、现阶段我国对绿色建筑发展的提法 2005年3月，北京召开了首届国际智能与绿色建 筑技术研讨会，会上提出了绿色建筑的概念。 2006年3月，北京召开了第二届国际智能与绿色 建筑技术研讨会，绿色建筑的概念又有了新的发 展。 综合发展绿色建筑包括了节能建筑、环保建筑和 生态建筑三大类。 1、节能建筑 节能建筑就是指在保证建筑使用功能和满足室内热环境质量条件下， 通过提高建筑围护结构隔热保温性能、自然能源利用等技术措施，使 建筑物的采暖与空调能耗降低到规定水平;同时，当不采用采暖与空 调措施时，室内热环境达到一定标准的建筑物.由此定义可见，建筑 节能主要包括两个方而内容:一是节约，即提高供暖(空调)系统效率 和减少建筑本身所散失的能源;一是开发，即开发利用新能源. 总之 ，节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造、使其在使用过程中降 低能耗的建筑。 节能建筑是指通过节能材料的应用、先进技术的使用、合理设计的整 和达到用户在建筑使用过程中，减少能源消耗，在这三者中，合理设 计重要性大于技术因素，技术系统的重要性又大于单纯材料。要达到 高舒适度、低能耗标准，需要较多的技术支撑和设计经验。 包括五大方面： 规划整体布局： 有整体采光，自然通风，建筑空间，节能节水节 地节材。 小气候环境的研究： 有自然生态环境系统保护和运用，原生地貌与建 筑的融合，原生生物的保留。 建筑外围护结构的优化设计： 含体形设计，开窗比例，遮阳设计，外墙保温隔 热等。 内部各技术系统之间的配合： 如零耗能，热泵，光纤照明，中水回收，变频。 生态能源系统的应用等： 如太阳能，余热回收，蓄能，能耗模拟评估及测 。 节能建筑主要有三个特征如下： 地域性：考虑因地域不同、环境差异导致的气候、 生活习俗、建筑形式等方面的差别是巨大的。 可控性：最重要的原则。同一个地域的同一建筑物也 会因为其年月日的不同导致不同的湿度、温度、光照、气 流，从而导致建筑物的能耗随时间的涨落。 经济性：节能建筑的造价不宜超出同类建筑的20。 2、环保建筑 环保建筑首先要有充分的自然采光墙体也要具有保温功能 ，同时，建筑时要选用环 保材料和环保涂料。 通常见的最基本的环保建筑，其设施主要有;1) 隔声墙， 以阻档外来噪声；2) 阳台要增加自然光并有利于通风；3) 加宽走廊，以增加自然光及通风，节省空调及照明；4) 风斗设计，利用热空气上升的原理,引导热气散出室外； 5 隔阳、隔热，以控制入室阳光，降低室内温度；(6)双 层玻璃的窗户(或墙体)，以增大自然光源，并形成绝缘体 ，有助于控制室温。 3、生态建筑 生态建筑系尽可能利用建筑物当地的环境特色与相关自然因子(比如阳 光、空气、水流)，使之符合人类居住，并且降低各种不利于人类身心的任 何环境因素作用，同时，尽可能不破坏当地环境因子循环，并尽可能确保当 地生态体系健全运作。符合这种生态考虑的建築称之为生态建筑。 生态建筑也被称作绿色建筑、可持续建筑。生态建筑涉及的面很广，是 多学科、多工种的交叉，是一门综合性的系统工程，它需要整个社会的重视 与参与。它是将人类社会与自然界之间的平衡互动作为发展的基点，将人作 为自然的一员来重新认识和界定自己及其人为环境在世界中的位置。生态建 筑不是仅靠几位建筑师就可实现，更不是一朝一夕就能完成的，它代表了新 世纪的方向，是建筑师应该为之奋斗的目标。一般来讲，生态是指人与自然 的关系，那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既 要为人创造一个舒适的空间小环境（即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气 、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等）；同时又要保 护好周围的大环境自然环境（即对自然界的索取要少、且对自然环境的负 面影响要小）。 2005年10月建设部、科技部正式颁布了绿色建筑技术导则，其前言 如下： 2004年建设部科技发展促进中心成立了全国建筑生态智能技术展示推 广中心，并于2006年成立了全国建筑生态智能技术专家委员会。 推进绿色建筑是发展节能省地型住宅和公共建筑的具体实践。党的十六 大报告指出我国要实现“可持续发展能力不断增强，生态环境得到改善 ，资源利用效率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生 产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路”。发展绿色建筑必须牢 固树立和认真落实科学发展观，必须从建筑全寿命周期的角度，全面审 视建筑活动对生态环境和住区环境的影响，采取综合措施，实现建筑业 的可持续发展。为引导、促进和规范绿色建筑的发展，特制定此导则。 绿色建筑指标体系是按定义，对绿色建筑性能的一种完整的表述，它可 用于评估实体建筑物与按定义表述的绿色建筑相比在性能上的差异。其 框图如下图所示： 下表是绿色建筑分项指标与重点应用阶段汇总表： 项目分项指标重点应用阶段 建筑场地 规划、施工 节地与室外环境 节地 规划、设计 降低环境负荷 全寿命周期 绿化降低环境负荷 全寿命周期 交通设施 规划、设计、运营 管理 节能与能源利用 降低建筑能耗 全寿命周期 提高用能效率 设计、施工、运 营管理 节能与能源利用 使用可再生资源 规划、设计、运 营管理 节水规划 规划 节水与水资源利 用 提高用水效率 设计、运营管理 雨污水综合利用 规划、设计、运 营管理 节材 设计、施工、运 营管理 节材与材料资源 使用绿色建材 设计、施工、运 营管理 绿色建筑综合了节能、环保、生态与智能建筑，因此可认为绿色智能建 筑是综合发展方向。 光环境 规划、设计 热环境 设计、运营管 理 室内环境质量 声环境 设计、运营管 理 室内空气品质 设计、运营管 理 智能化系统 规划、设计、 运营管理 运营管理 资源管理 运营管理 改造利用 设计、运营管 理 环境管理体系 运营管理 三、对绿色智能建筑为综合发展方向的探讨 有一种提法为智能绿色建筑，将智能放 在绿色之前，显然主次倒置，应为绿色智能 建筑。 1、绿色是目的、方向、总纲 所谓绿色智能建筑，就是用绿色的观念和方式进行 建筑的规划、设计、开发、使用和管理，执行统一的绿色 建筑标准体系，并由独立的第三方进行认证和管理。绿色 建筑，也称可持续建筑，是一种以生态学的方式和资源有 效利用的方式进行设计、建造、维修、操作或再使用的构 筑物。绿色建筑的设计要满足某些特定的目标，如保护居 住者的健康；提高员工的生产力；更有效的使用能源、水 及其他资源；及减少对环境的综合影响。 2、智能化是手段、措施与技术 智能化是手段、措施与技术，其基本体系包 括安全防范系统、信息管理系统和信息网络系统 。其中安全防范系统又应包括防盗报警子系统（ 住户门窗）、周界报警子系统、出入口管理子系 统、火灾和天然气报警子系统和访客对讲子系统 ；信息管理系统应包括三（多）表远程抄表子系 统、主要设备监控子系统、车辆管理子系统、紧 急广播与背景音乐子系统、有线电视子系统和电 话子系统；信息网络系统应是宽带网络系统。 3、统一提法的重要性 建设部第一届国际会议为首届国际智 能与绿色建筑技术研讨会，第二届国际会 议为第二届国际智能与绿色建筑技术研讨 会，建议第三届改为国际绿色智能建筑论 坛。 四、我国现代绿色智能建筑的特点、重点与难点 现代绿色智能建筑除须具备传统住宅 遮风避雨、通风采光等基本功能外，还要 具备协调环境、保护生态的特殊功能。因 此，现代绿色建筑的建造应遵循生态学原 理，体现可持续发展的原则，在规划设计 、营建方式、选材用料方面按区别于传统 建筑的特定要求进行。 1. 特点 在生理生态方面有广泛的开敞性； 采用的是无害、无污、可以自然降解的环保型建筑 材料； 按生态经济开放式闭合循环的原理作无废无污的生 态工程设计； 有合理的立体绿化，能有利于保护、稳定周边地域 的生态； 利用了清洁能源，降解建筑运转的能耗，提高自养 水平； 富有生态文化及艺术内涵。 2. 重点 绿色智能建筑的重点在于发展包括能 源、水、气、声、光、热、绿化、废弃物 管理和绿色建材等9个系统。 那么，怎样才能完善这9个系统呢？ 首先能源系统应该优化，采用新能源和绿色能源。然后，供水设施应该采用 节水型，把排水和雨水收集重复利用，景观工程不能用自来水，那太浪费了 。至于气环境，室内空气系统要达到二级，居室内要自然通风。声音较简单 ，即对周边环境采取降噪措施。光环境问题较大，不能过分强调小面宽大进 深，居住区内还要防止光污染，提倡在公共场所使用节能灯具和绿色照明。 热环境就是对保温隔热的要求，对适度的要求。然后才是大家耳熟能详的绿 化系统。实际上，绿化系统包括三大功能，先是绿化系统的生态环境功能， 其绿地是提供光合作用的绿色再生机制，应该调节温湿度，释放氧气，保持 生物多样性。再是休闲活动的功能，即提供户外活动场所，要求卫生整洁设 施齐全。最后才是景观文化功能，有的建筑显然本末倒置。废弃物管理系统 主要体现在生活垃圾的收集，要做到谁污染谁治理谁排放，收集率要达到 100，分类率应达到50，最后一个系统绿色建材常常被人们所忽视，提 倡可重复使用，可循环使用，可再生使用，国外连混凝土都要压碎之后重复 使用，我们使用时最好应选用无害取得国家健康标志的材料和产品。这只有 9大系统都完备了，才能走出单纯绿化的误区，实现与国际接轨，建造完整 意义上的绿色智能建筑。 3. 难点 目前绿色智能建筑正处于初始阶段，缺乏 国家统一的标准和规范；其次是绿色智能 建筑建设还有赖于国民经济的发展和国民 总体素质的提高，智能化系统还不完善； 另一方面政府各部门的支持力度不足，没 有制定统一规划和相关法规。由此可见， 要真正实现绿色建筑智能化，在我国仍需 走相当长的一段路。 五、对我国发展现代绿色智能建筑的几点建议 1.认识的提高 发展现代绿色智能建筑要有可持续发展的意识。发展是人类社会永恒 的主题，而人类的发展直接受到环境的影响。环境是人类赖以生存和 活动的场所，是人类生存与可持续发展的物质基础，世界只有一个地 球，保证环境已成为世界性和世纪性之共识。人类社会发展的事实已 经说明社会发展只有两种选择：一种继续无限制以消耗自然资源、破 坏环境为代价的发展经济；另一种是保证环境、合理科学地使用资源 条件下实现人类和自然的协调与持续发展。人类在解决居住者有其屋 的房地产开发中，我们只能选择后者，选择后者意味着房地产开发商 在房屋建造过程中，应当从绿色环保的角度来进行定位，来考虑设计 ，来选择建筑材料，来进行施工建造，以及围绕着绿色住宅选定的管 理。通过房地产开