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智能建筑的发展趋势摘要：智能建筑是信息技术发展的产物，20世纪末，数字化的生存方式冲击着我们生活的世界。突然之间，我们所购买的商品几乎都打上了条形码。手机不再是简单的通话工具，而是变成了终端，一个和互联网连接的终端。我们可以用手机代替信用卡付账。同时，数字化方式也冲击着建筑物的设计、建造和运行过程。我们在计算机上设计建筑，使用具有一定功能的智能化施工设备。在信息时代之前的建筑中，灯的开关是手动的，水龙头需要人手去拧才能开，空调需要人通过拨盘去调整。随着数字化生存的到来，建筑物变得智能，甚至是更加智能。开始时，只是，灯光改为自动控制。随着自动化程度的提高，我们发现洗手间的水龙头是自动的，马桶是自动冲水的，不论外部环境的温度如何变化，建筑物内部的温度和湿度都可以自动保持在让人舒适的水平。而完成这一切的过程，都是自动化的，不需要人的干预。也许，在不久的未来，你的房子，会通过DNA，识别你，当你接近自己的住所时，会自动为你打开房门。关键词：智能建筑 数字化 智能化 人性化 舒适 安全 服务1引言建筑，是人类生产和生活的场所。随着数字化生存的冲击，建筑自身变得智能化了。智能建筑通过有线或者无线的方式，让中央控制计算机与建筑物内的系统相连接。这些系统包括，空调系统，给排水系统，变配电系统，照明系统等。在以往的系统中，建筑物内的温度，供水系统的压力，消防供水系统的压力，都是通过人工方式控制，而在智能建筑中，这一切，都不需要人的干预。操作人员只需要监视系统，处理异常情况。在以往的建筑中，发生过，大楼内的人触电的事故。在智能建筑中，大楼的计算机则会检测建筑的电力状态，并自动把故障限制在最小范围内。同时，在安装了新型漏电保护装置的建筑中，避免了人触电事故的发生。建筑的自身安全，也随着数字化方式的冲击发生了改变。在智能建筑中，我们不会再看到防盗门，防盗窗，之类的东西。取而代之的，则是，全天候的监视系统，由激光构成的不可见的栅栏，如果，有不速之客试图穿越建筑的周界，就会触发报警系统。智能建筑使得安全防范更加美观，同时也更加安全。2智能建筑的概念智能建筑是对原有建筑智能化的改造。首先是智能大厦（Intelligent Building）。原有的非智能化的大厦，对大厦系统的监测十分原始。比如，传统建筑中，具有完善的供水管道，为大厦中每个需要的房间供水。但是，当出现管道破裂时，维修人员需要一定的时间，才能找到破损的部分，从而关闭阀门。在智能大厦中，会在管道的不同位置安装一定数量的传感器，从而缩短了，维修人员寻找泄露点的时间。而在未来的智能大厦中，由计算机控制的电磁阀门，可以接受来自水压传感器的数据，自动判断，从而关闭受损的管道。除了，让大厦的日常运行更加自动化，更加高效率。智能大厦采用计算机控制，结果，大厦的人性化大幅度提高。在传统的建筑中，人们已经习惯，在夜间进入某个房间时，随手开灯。在智能大厦中，运动传感器会感测大厦的哪个房间中有人，并自动开启有人房间的照明。我们现在正在使用的普通声控楼梯灯，就是这一系统最原始的雏形。3.智能建筑的发展过程传统的超高层大厦正常运转需要许多系统。比如，空调系统、给排水系统、变配电系统、保安系统、消防系统、停车场系统等。对这些系统的维护，随着大厦越来越高，也变的越来越困难。比如希尔斯大厦，地上共有110层，地下三层，总建筑面积418000平方米。在这幢建筑中，有大量公司的办公场所。每天大约要容纳15000人，办公。面对如此庞大的人数，大厦要保证每一件办公室，餐厅，洗手间都有正常的电力供应，如果，不采用智能化的技术，是很难保证电力的正常供应。如果在加上给15000人的供水，其中包括正常的饮水，洗手间的供水，空调的冷却用水，马桶的供水，以及，消防系统的供水，等等在加上其它的系统。不采用智能化的系统，是无法保证正常供应的。因此，希尔斯大厦采用了由高性能的中央控制计算机对大厦正常运行，所需要的系统实行中央自动化管理。监控人员在监控中心，对大厦的全部系统进行监控。通过智能化的监控系统，监控人员可以迅速发现故障所在，并可以在很短的时间内，排除故障。4智能大厦的内涵由于各个国家的智能大厦都是在摸索中建立起来，因此各国对智能大厦的内涵侧重点都不一样。美国的智能大厦研究机构对智能大厦的定义是，智能大厦是对建筑物的四个基本要素（结构，系统，服务和管理）以及内在联系的最优化分析，从而可以让大厦提供一个投资合理、效率高又舒适、温馨而便利的环境。同时，让大楼的运行获得高效率、高功能与舒适性。日本的建筑学专家更侧重于强调智能大厦的功能，认为，智能大厦就是高功能大楼。智能大厦就是利用现代通信技术，楼宇自动化技术，使智能大厦具有高度的综合管理功能。新加坡队智能大厦的定义是，智能大厦必须具有三个条件：1。大厦本身具有先进的保安、消防和环境控制系统。大厦本身能够对自动调节大厦的温度、湿度，能够自动控制大厦内部和外部的灯光系统，从而在大厦内部创造出舒适、安全、节能的环境。2。大厦自身具有良好的通信能力，使信息在大厦内便捷的传递。不论是大厦自身运行所需的数据，还是，人们在大厦内活动、办公所需要的数据，都可以迅速，便捷的获得。3。提供足够的对外通信设施与能力。这就要求大厦具有，卫星，光纤，无线通信网络等设施。5智能建筑的运行。智能建筑的运行包涵4个方面的内容。建筑功能的自动化运行，建筑物自身的节能运作，建筑物所具有的强大通信能力以及建筑物自身所具有的安全防护能力。建筑功能的自动化运行。在传统建筑中，包涵了多种系统。比如说供水系统。在我们现在使用的建筑中，供水系统，需要提供，卫生间用水。听起来，是习以为常的东西。可是在高层建筑中，这会是一个很大的难题。随着建筑物的高度增加，供水管道要承受的水压，在技术上很难处理。比如说希尔斯大厦，建筑高度443米，地面以上110层。为了让顶层的用户仍然可以正常的用水，常规的供水管道的管壁必须的增加到占据了大楼大部分面积的尺寸。这样显然不行。所以，希尔斯大厦模仿梯级泵站的思路，一段，一段的提升水。这样一来，大厦所需的水泵机组的数量就要增加。对水泵机组的控制，就变得比普通的建筑更为困难。不过，由于采用了智能化的控制系统，使得希尔斯大厦的供水系统可以自动运行。同时，降低了水泵机组的耗电量。希尔斯大厦地面以上有110层，每天要容纳1.65万人办公。这么多人需要使用卫生间。如果采用传统的抽水马桶，耗水量会急剧增加。然而，希尔斯大厦装备的感应式马桶，节约了马桶的水消耗。在未来的智能大厦中，由于使用了传感器技术，大厦的每一个马桶，都会把自己的用水量数据传递给中央控制计算机，然后，中央控制计算机可以根据这些数据调节水泵机组的功率。消防用水，这是一个十分重要的问题。智能大厦提出了比传统建筑更好的解决方案。消防车水炮的高度显然无法满足现代高层建筑的消防需要。因此，在高层建筑中，安装了自动喷淋系统。然而传统的喷淋系统，一旦启动，就会在全楼喷射，而智能大厦的喷淋系统，可以根据安装在楼内的传感器，传来的数据，决定对大厦的某一个部分，进行喷淋，这样减小了用水量，同时，减小了大厦的火灾损失。建筑物的节能运作智能大厦属于高层建筑。以希尔斯大厦为例，每天有1.65万人在此上班。这为大厦的电梯提出了巨大的负荷。此外，在大厦内部的公司还有货运的要求。人员的流动和货物的流动都表现出随机性。希尔斯大厦采用了双轿厢的电梯设计，以提高利用率。在未来的智能大厦中，中央控制计算机可以控制大楼的全部电梯。通过数学的优化算法，和对大厦电梯日常运行情况的统计分析，中央控制计算机可以优化电梯的停靠楼层，从而节约电梯运行所需要的能耗。美妙的是，这一切，都是自动运行，不需要人工干预。建筑物所具有的强大通信能力通信能力对于现代办公是极其重要的。智能大厦可以整合，卫星通信（包括电视广播和数据业务），光纤通信。公司之间的业务会谈，可以不再需要面对面的会谈，而是利用由智能大厦提供的通信能力，直接召开电视电话会议。传统的视频通话能力，会让人觉得，图像清晰度低，通话质量差。这是由于通信系统的带宽不足引起的。然而，智能大厦在设计之初，就是按光纤的思路来设计大厦的通信系统。这使得大厦的通信带宽完全可以满足通信的要求。同时，使得通信的质量大幅度的提高。以视频通话举例来说，智能大厦可以按照1：1的比例，在屏幕上显示人像，同时，观看者，不会有任何画面模糊的感觉。采用卫星通信技术，克服了，光纤受地表影响的束缚。地震时，光纤因为埋在地下，容易受到断裂的影响，而卫星通信则不会。智能大厦整合了卫星通信和光纤通信，大幅度提高了通信系统的可靠性。建筑物自身所具有的安全防护能力911事件以后，全世界对高层建筑的问题极为重视。1993年，美国世贸中心的停车场，一辆装有炸弹的汽车爆炸，导致了巨大的财产和人员伤亡。能否采用现代的先进技术，防范这一类的恐怖袭击，成为了智能大厦要解决的问题。希尔斯大厦，已经采用了一些先进的技术来解决这一问题。大楼的入口安装有金属探测器。为了保证，人们的通过速度，金属探测器的数量不止一个。同时，大楼的卸货区，配备有X光机等设备。对于，受到怀疑的车辆，可以直接透视其内部的货物。大楼的周界，安装了大量的摄像头。任何，不明身份的人，或者车辆接近大楼都会引起大楼保安部门的警觉。总而言之，智能建筑就像是一个有机体，而不是传统的建筑。这个有机体的运行要比传统的建筑更加