綠色智能建筑的內涵范文

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綠色智能建筑的內涵

篇1

【關鍵詞】綠色;智能;建筑;特性

The Analysis of Green and Intelligent Building's Basic Characteristics

Tang Shao-wei,Yang Yuan-hua

(Chongqing City Construction Technology Development CenterChongqing400015)

【Abstract】It is in favour of green and intelligent buildings development by analysis of which basic characteristics to clear key characteristics.This paper cleared key characteristics of green and intelligent building by aummarize which basic characteristics and analysis of which self-correlation.

【Key words】Green;Intelligent;Building;Characteristics

1.前言

智能建筑的出現,極大的提升了人們的生活質量和工作效率,然而,單純依靠智能系統并不能解決日益嚴重的生態環境問題[1]。為達到減少對自然環境的影響,節約資源能源,建設健康舒適的居住、工作環境這一目標,發展綠色建筑已經成為全球的共識。于此同時,為實現綠色建筑的建設目標,在工程中涉及的建筑設備、資源利用、管理信息、生態等領域,有大量需要解決的智能控制與信息管理的課題,如果不能有效的實現各類設備系統的智能控制,不能完備的進行建筑物建設、運行與更新過程的信息管理,綠色建筑的主要目標是不可能達到的[2]。可見,綠色是目的、方向、總綱,智能化是手段、措施與技術[3]。綠色建筑與智能建筑的關系正如建設部仇保興副部長在《中國的能源戰略與綠色建筑前景》中所概括:“以智能化推進綠色建筑,節約能源,降低資源消耗和浪費,減少污染,是建筑智能化發展的方向和目的,也是綠色建筑發展的必由之路。”

2.綠色智能建筑概念

綠色建筑與智能建筑的充分融合,產生了綠色智能建筑。英國De Montfort大學的Derek Clements-Croome教授認為綠色建筑是高效運行,具有高效績效反饋和響應系統、靈活的自適應設計、主動環境控制、多重使用空間、高效運行管理,能夠獨立控制通風、空調、自然采光、噪聲和隱私性的建筑,智能建筑是自動運行,非格式化的智能空間管理,具有主動智能、組織智能、使用者智能等特性的建筑,綜合起來綠色智能建筑就是智能的、健康的、可持續發展的建筑[4]。南京工業大學的陸偉良教授認為現代綠色智能建筑除須具備傳統住宅遮風避雨、通風采光等基本功能外,還要具備協調環境、保護生態的特殊功能[3]。有的專家認為綠色智能建筑即是以“可持續”為核心,通過智能化手段與綠色理念的融合來實現人、資源、環境三者的最優化發展[5]。也有專家認為,綠色智能建筑是智能建筑與綠色建筑的有機結合,是運用計算機、通信、自控、建筑、物理、生物、生化、生態等高科技手段來建設低耗節能,與環境和諧相存的建筑物,是智能系統融入綠色建筑的完美結晶[1]。建設部科技司司長賴明把綠色智能建筑概括為:為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動空間,同時實現高效率地利用資源、最低限度地影響環境的建筑。

3.綠色智能建筑內涵

所謂內涵,維基百科解釋為:稱呼給定的詞所包含的意義或特征;漢語百科解釋為:內涵是一種抽象的感覺,是某個人對一個人或某件事的一種認知感覺,內涵不是廣義的,是局限在某一特定人對待某一人或某一事的看法;其基本解釋為:一個概念所反映的事物的本質屬性的總和,也就是概念的內容。根據前文所述綠色智能建筑的概念,結合文獻[1],總結出綠色智能建筑的內涵:

(1) 智能化與綠色生態。綠色智能建筑首先應該是充分運用智能控制手段,服務于綠色生態建設的建筑。綠色建筑的建設活動污染防治、節水、能耗監測、節能管理、室內環境控制等方面都需要運用智能控制技術進行優化,做到現代高科技與大自然的高度和諧統一。

(2) 智能化與健康環保。綠色智能建筑號召人們重新審視自己的行為,用新的思路來建設健康舒適的居住和工作環境。

(3) 智能化與低碳節能。綠色智能建筑必須是低碳節能的,并由此帶給用戶或業主實實在在的經濟利益。

(4) 智能化與可持續發展。運用智能化手段,實現節地、節水、節能、節材的目標,產生最少或不產生廢棄物,強調可持續發展的長期策略。

4.綠色智能建筑的基本特性

特性是指某事物所特有的性質,特殊的品性、品質,是事物內涵的外在體現。根據前文所述綠色智能建筑的概念、內涵,在相關學者研究成果的基礎上[3][5],總結出綠色智能建筑具有如下的基本特性:

(1)開放性。綠色智能建筑在生態方面有廣泛的開放性,留給研究者和有關從業人員廣泛的空間,去思考、拓展,以達到更深入的理解和闡釋。

(2)環保性。采用的是無害、無污、可以自然降解的環保型建筑材料。

(3)生態性。按生態經濟開放式閉合循環的原理作無廢無污的生態工程設計、建造和維護。

(4)清潔性。充分利用清潔能源,降低建筑運轉的能耗,提高自養水平。

(5)文化性。富有生態及藝術內涵,倡導環保、節能、可持續發展的生活方式,注重居住者、使用者精神需求的滿足。

(6)舒適性。具有良好的室內空氣環境,日照、通風和采光。

(7)健康性。能夠營造健康的學習、生活、工作環境,同時要求一切從使用者出發,不僅追求自然要素,還要注意使用者生理、心理、性格、喜好等人文要素,使之生活在健康的環境中。

(8)安全性。具有預防外來入侵和自然災害的能力。

5.綠色智能建筑基本特性的自相關分析

綠色智能建筑基本特性是內涵的外在表現,若建筑具有綠色智能建筑的各類基本特性,那么就可以認為這個建筑是綠色智能建筑。

通過分析綠色智能建筑基本特性之間的自相關性發現:健康性是綠色智能建筑最關鍵特性,其次是生態性。其中環保性、生態性、清潔性、舒適性等基本特性的體現有利于健康性目標的實現,而開放性、環保性、清潔性等基本特性的體現有利于實現生態性目標(表1)。

表1 綠色智能建筑基本特性自相關分析

基本特征 開放性 環保性 生態性 清潔性 文化性 舒適性 健康性 安全性 統計

開放性 2

環保性 2

生態性 3

清潔性 2

文化性 1

舒適性 2

健康性 4

安全性 1

注:表示強相關性,表示弱相關性。統計欄中數字表示從橫向看除自相關的基本特性外,與該項基本特性強相關的其他基本特性數量。

6.小結

改革開放以來,我國的經濟建設取得了巨大成就,但仍然處在社會主義初級階段,如何利用有限的資源,促進我國綠色智能建筑的發展,任重而道遠。通過前文分析,總結出了綠色智能建筑的基本特性,明確了健康性和生態性是最重要的基本特性。因此,在綠色智能建筑建設過程中,在有限的資源條件下,要首先滿足健康性和生態性要求。目前的智能工程技術比較好的體現了健康性基本特性,但是對生態性的技術支撐還不夠,需要進一步加強有關方面的研究。

參考文獻

[1]陶根根 環境與綠色智能建筑 集團經濟研究 2007年 第102期.

[2]陳大章 劉剛 智能建筑與城市信息 2005年 第10期.

[3]陸偉良 丁玉林 楊軍志 對我國現階段以綠色智能建筑為綜合發展方向的探討 城市建筑 2007年4期.

[4]D.J.Clements-croome,2006,Challenge and Opportunities for Intelligent Buildings for the 21st Century,Proceedings of Xian International Conference,on Architecture and Technology-Architecture in Harmony,ISBN 884-897,978-7-112-00507-9.

[5]王平 綠色智能建筑一體化發展探討 第五屆國際智能、綠色建筑與建筑節能大會 2009年3月27日.

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[關鍵詞]建筑;智能化建筑;內涵

中圖分類號:TU243 文獻標識號:A 文章編號:2306-1499(2014)13-0187-01

智能化建筑順應了城市發展進程,應運而生,隨處可見。建筑不應當局限于大廈、高樓之中,應當樹立起廣義建筑的理解概念。智能化的建筑遍處都在,不僅承載了城市智能化的發展,和城市的發展息息相關。

1.智能化建筑內涵

智能化建筑通常是指建筑物的結構、設備、服務以及管理進行優化組合而成,進而提高了建筑環境的人性化,也為人們提供了一個舒適、健康的生活環境。智能化建筑是信息時代的必然產物,建筑物的智能化程度也會伴隨科學技術的發展而提升,智能化建筑是集設計思想融合為一體,形成了智能建筑的整體觀念。智能技術分別是由:現代建筑技術、現代電腦技術、現代通訊技術和現代控制技術所組成。

在建筑物中將4C計算機技術結合到一起,建立一個計算機應用網絡,進而使建筑物結構化、系統化,從而智能化。最新修改版的國家標準《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006)對智能建筑定義為“以建筑物為平臺,兼備信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統等,集結構、系統、服務、管理及其優化組合為一體,向人們提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境”。

智能化系統中相關技術的應用可以概括為以下幾方面:個性化的智能建筑設計,節能型的智能建筑,綠色智能建筑。綠色智能建筑的提出原則即是:生活環境的舒適,安全、方便、節能、環保;“節能”是為了使居住建筑物中為了節省各種能源而采取的各種措施,其中包括了節水、節電以及太陽能、或者是風能的利用等;“環保”指的是保護建筑物周圍環境而采取的各種措施,其中包括了對污水的處理、綠化小區、減少污染氣體的排出等,為了可以達到建筑物的節能、環保得以有效實施,需要采取各種智能化技術。

建筑智能化系統是以計算機為控制中心,利用建筑物的結構化進行綜合布線,進行建筑物各個空間之間的數據信息連接,然后再由計算機進行數據的加工、處理,并且提出適合的對策,此時就會利用通信終端或控制終端(如閥門、電子鎖或開關等)發出相符的信號反應,充分體現出了建筑的“智能化”。由此建筑物內的所有設施都實現了控制管理,不僅提高了建筑物的管理效果還提高了使用率,又減少了建筑物管理的能源消耗。

2. 智能化建筑的特征

傳統的建筑與智能化建筑進行比較的話,智能化建筑就具有許多鮮活的特點:

2.1智能化功能的強悍性

智能化建筑是將現代信息技術與現代藝術最完美的結合產物,它區別于一般建筑物就是由于它擁有強大的智能化系統,比如說,建筑辦公自動化、建筑物業管理智能化,以及通信自動化等。

2.2發展迅速,內涵容量大

智能化建筑的發展迅速,其強大的內涵容量包括了各種高科技設備和高新技術以及4C計算機技術,比如說,計算機多媒體電腦、以及各種光纖寬帶網絡傳統電纜等。

2.3適應性強,靈活性大

智能化建筑具有很大的靈活性,例如說在智能化的房間設計中,可以將大開間分開成幾個不同的小隔間,活動樓板,而且每一個工位樓板都分別由幾個小型的樓板組成的,這樣的建筑設計就顯得十分靈活多變。此外,智能化建筑的管線設計時還可以根據住戶的使用方式及要求進行相應性的變化,具有適應性強的多變能力。

2.4節省能源消耗,提高能源利用率

進行智能化建筑的空調設計時,使用了焓值設計,將數據設定為自動控制和各種節能優化控制措施結合在一起,降低能源消耗,取得更多的經濟效益。

2.5投資高

智能建筑中所使用的智能系統在整個投資中占的比例都很大,幾乎相當于整個建筑結構工作的投資值。

3. 智能化系統的設計定位

在進行建筑物的設計時使用了先進、成熟、實用的智能化技術和系統產品,使建筑物的管理模式實現網絡化、信息化、自動化,達到了建筑物的使用有效率和提高效益的終結目標。

進行建筑的初步設計時,首先定位建筑物智能化系統設計的目標,然后完美和補充智能化系統的設計。建筑物智能化系統的主要組成部分有:寬頻網絡結構、系統集成功能、信息服務與智能化物業管理等內容。

4.智能建筑的信息化建設

智能化建筑指的是現代科學信息技術結合高科技手段的可持續建筑,實際上是利用智能化技術,達到提高建筑經濟、環境的可持續發展性。智能化建筑從真正意義上順應了時代的潮流,將科學發展觀以及以人為本的和諧社會充分地體現出來。

信息化技術的應用范圍非常廣泛,而在智能化建筑物中的信息技術得以實際應用的只是其中的一部分,這一部分的技術應用被人們稱為了建筑智能化技術。信息技術作為智能建筑的核心技術,將智能建筑功能的主要技術手段得以實現,還是成功建造智能建筑的關鍵技術。從智能建筑的整體看,對于從事建筑行業的工程技術人員的要求也提高了很多。建筑師們為了更加熟練地使用建筑智能化技術,需要學習和掌握各種智能建筑中的信息技術,使自己成為不僅懂專業(建筑)技術,還熟練掌握信息技術的復合型技術人才。

例如,在進行某大廈智能化建設時,將信息化技術建設放到首位。因為建設當中的大夏高達四百米左右,所以使用了光纖傳輸體系在大廈的主干網絡中,在某些傳輸通道中可采用單模光纜。這樣網絡主干傳輸速率就在千兆以上。大廈的信息化網絡建設過程中電纜電視網絡傳輸采用了八百兆雙向信號傳輸的功能,不滿足了整座大夏的視頻播放技術等服務的功能,還使大廈實現了“三網合一”(即電視網、電話網、計算機網)的多媒體信息傳輸過程提供了另一種寬帶傳輸模式。

5.建筑智能化的必要性

我國目前建筑業的消耗比重呈快速向上發展階段,由此智能化建筑面臨著挑戰。智能化建筑的發展現如今成為了我國建筑業發展的重點。

回看我國改革開放的幾十年中,我國第三產業的就業率也在提升,這就使辦公資源的能源消耗越來越大,與此同時也提高了對辦公環境的要求,不僅要達到舒適性、和安全性還要達到人性化,自動化。想要實現建筑物的智能化標準,只要將這些條件聯合到一起,才能達到建筑物智能化,進而提升安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境。

6.智能建筑的發展趨勢及暢想

智能化技術結合建筑技術造就了智能化建筑,它吸取了先進的科學信息技術,將建筑的自動化水平和智能化水平得以提高,更加實現了高標準地滿足人們的需求。它將極大地改變傳統建筑、結構、裝飾、安裝等工程的形態。

在智能化技術發展的背景下,智能化建筑也勢必會不斷提高,智能化建筑的內容和核心也會隨之改變。智能化建筑會不斷地接近人類的需要和智能去發展,最終將成為可以滿足人類任何要求、連接人類與建筑物重要載體。

總而言之,建筑智能化是一種可以讓人產生安全感、舒適感的現代建筑。社會的發展進步中的基礎需求將是智能化建筑,它也是實現社會主義發展的必經之路。因此,我們一定要認識到智能化建筑的重要性,將智能化水平和技術不斷進行提高,促進智能化建筑為社會發展做出更多貢獻。

參考文獻

[1]錢毋荒.智能建筑與建筑智能化系統[J].電訊技術,1999,01:10-16.

[2]符長青.綠色建筑與智能建筑的融合發展[J].智能建筑與城市信息,2012,07:24-28.

[3]杜明芳,范同順,方建軍,蘇瑋.建筑電氣與智能化專業內涵及發展定位探析[A].中國通信學會.Proceedings of International Conference of China Communication and Technology (ICCCT2010)[C].中國通信學會:,2010:3.

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【關鍵詞】低碳經濟;建筑節能;綠色建筑

1綠色建筑的概念與內涵

綠色建筑的概念有不同表述,但其基本內涵是表示人、建筑與環境三者之間的和諧關系,即建筑在建造和使用過程中必須節約能源、節約資源,減少對環境的污染;要求人們在利用自然條件和技術手段創造良好、健康居住環境的同時,應盡可能地控制和減少對自然環境的過度使用和破壞,維持生態環境和人類向大自然的索取與回報之間的動態平衡[1]。在建筑規劃設計方面,綠色建筑體現在室內布局設計方面應十分合理,充分利用陽光和自然通風,最大限度地節省能源,為居住者創造一種安全、健康、舒適的生活空間和親近自然、和諧、舒適的良好生活感受。

我國《綠色建筑評價標準》(GB 50378)對綠色建筑的定義為:在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節約能源、節約土地、節約水資源、節約材料) ,保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。

2綠色建筑是發展低碳經濟的必然要求

低碳經濟是運用可持續發展的理念,通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,最大限度地減輕對高碳能源的依賴,減少溫室氣體排放,促進經濟社會發展,保障生態系統良性循環的經濟發展模式。發展低碳經濟,一方面是積極承擔環境保護責任,完成國家節能降耗指標的要求;另一方面是調整經濟結構,提高能源利用效益,發展新興工業,建設生態文明。低碳經濟的實質,就是能源的高效利用、清潔能源的開發以及追求綠色GDP的增長。其核心問題是綠色能源技術和減排技術的創新,產業結構的調整和產業政策的重新規劃,以及人類生存發展觀念的根本性轉變。

3我國建筑能效現狀

我國正處于工業化和城市化進程的初級階段,據有關資料統計,我國平均每年有1 500萬以上的農村人口向城鎮轉移,加上中國經濟的快速發展,城鄉人民生活條件的不斷改善和提高,城市居民對居住條件的改善有著迫切的要求,從而推動我國建筑業迅速發展。全國城鄉到處大量新建房屋,近幾年全國每年竣工的房屋面積約20×108m2,新建建筑規模超過了歐美發達國家之和。我國既有建筑面積已達420×108m2并繼續快速增加,且由于建筑用地規劃和建筑設計不合理,浪費嚴重,單位建筑能耗比西歐發達國家高出2~3倍,北方采暖燃煤排放物對空氣污染高出國際標準2~5倍[4]。據統計,全球有50%的能源用于建筑,同時人類從自然界所獲得的50%以上的物質原料也是用來建造各類建筑和附屬設施。盡管諸如道路、橋梁、隧道等不能以綠色建筑去衡量,但是居住區、辦公樓、公寓等對資源的利用是周而復始的。有資料反映,建筑引起的空氣污染、光污染、電磁污染占據了環境總污染的1/3還多,人類活動產生的垃圾,其中40%為建筑垃圾。對于發展中國家而言,由于大量人口涌入城市,對住宅、道路、地下工程、公共設施的需求越來越高,所耗費的能源也越來越多,這與日益匱乏的石油資源、煤資源產生了難以調和的矛盾。

4綠色建筑的推廣和設計理念

綠色建筑的推廣應本著政府主導、全社會參與、教育和科研相結合的原則。即政府通過大力宣傳和倡導發展綠色建筑的重要意義,引起全社會對發展綠色建筑的廣泛關注,出臺有效的政策引導綠色建筑健康發展。通過學校的教育使學生從小了解綠色建筑的有關知識,從小使學生培養節能、環保、健康的生活觀念。加大對綠色建筑相關理論和技術的研究,推進綠色建筑科學研究和相關工程技術的發展。盡可能地降低綠色建筑的建造成本,把綠色建筑設計和建造成為大眾化的經濟、節能、環保、舒適、健康,并被全社會大眾所接受的高品質產品,而不僅是一種時尚的僅為少數人追求的奢侈品。綠色建筑在設計理念方面推廣的內容如下。

5綠色建筑的發展之路

5.1研究和推廣符合我國國情的綠色建筑和建筑節能技術

在中國老百姓收入不高的情況下,我們引進綠色建筑標準和技術時,要充分考慮建筑的建造成本和使用成本,規定綠色建筑所采用的技術、產品和設施,成本要低。如冬暖夏涼的延安窯洞,為我國西北地區特有的傳統民居建筑代表,它的造價并不高,可以將它進行改造成中國式的綠色建筑;新疆某地有一種建筑,墻壁材料由當地的石膏和秸稈混合建成,保溫性很好、建造成本也很低廉,是非常具有地方特色的建筑。這些典型的鄉村綠色建筑進行推廣,其造價較低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。再如一些投資回報率很高的節能技術和設備,如節能燈、太陽能熱水器、節能空調、節水馬桶等,用戶一旦采用了這些技術和設備后,可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費的開支,一般5~8年之內就可以把增加成本收回來。這樣的綠色建筑和節能技術才符合中國國情,中國老百信才容易接受,才容在中國大范圍推廣應用。

5.2突破對綠色建筑認識的誤區

如果將綠色節能建筑定位為高端化和貴族化就難以推廣、普及,也不符合我國國情。事實證明,綠色建筑發展必須符合中國國情、能被普通老百姓接受、適用技術式的綠色建筑才是中國綠色建筑健康發展的道路。以前的智能建筑就走了彎路,僅將智能建筑停留在安保和音響控制等方面,將線路設計得十分復雜,工程造價非常高,但建成后耗電量卻居高不下,運行成本很高[5]。所以這不是我們提倡的綠色智能建筑。綠色智能建筑應該是利用信息技術來節省能源,為工作、生活提供舒適和便利。比如用手機來控制家里的智能開關,冬天出門時把家里的暖氣或空調關掉,回家之前半小時,用手機遙控啟動家中的供熱或空調開關,當到家里時,房間里就正好達到使人舒適的溫度。據統計,如能做到主人不在家的時候家中不供暖,就可節省1/3的供暖能源。夏季在南方,室內40%熱量是來自太陽輻射[5]。可以設計一個很小的智能感應裝置,當太陽輻射較強時,控制百葉窗或遮陽簾自動調節室內的輻射量,減少太陽輻射造成室內的熱效應,從而達到節約空調能耗的目的。象這樣的智能建筑才可稱為綠色智能建筑,才是符合新時代要求的綠色智能建筑。

5.3大力推廣“綠色建筑”的標識

目前,由于綠色建筑標識的內涵不明確,國家也沒有制定相關的規范和標準,部分房地產開發商為提高房價或推銷其產品,常常就濫用“綠色建筑”的概念做虛假宣傳,欺騙消費者。建議應規范和大力推廣“綠色建筑”這一標識,通過對建筑的節能、節水、節地、節材、室內環境及對生態環境影響等這些具體指標給出量化的標準值,讓綠色建筑從一個模糊的概念變成定可測量的量化的標準,并出臺相關政策,對達到標準的授予“綠色節能建筑”的標識。這樣“偽綠色建筑”就會原形畢露,沒有市場。

參考文獻:

1《綠色建筑》教材編寫組.綠色建筑[M].北京:中國計劃出版社, 2008.

2仇保興.發展節能與綠色建筑刻不容緩[J].中國經濟周刊, 2005, (9): 11.

3彭飛,安妍.倡導綠色建筑促進生態文明建設[J].現代經濟信息, 2009, (23): 268.

作者簡介:

楊冬平、女、1966年10月、河南林州人、助理工程師

工作于:林州市永盛建筑有限公司

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關鍵詞:智能建筑 發展方向

智能建筑的概念

所謂智能建筑就是以建筑為平臺,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。美國智能建筑學會(AIBI,American IntelligentBuilding Institute)對其定義:“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。”

建筑物運作綜合智能化通常由以下五個方面組成:

1.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。他們各具特色,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。

2.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。

3.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。

4.辦公自動化。采用Internet/Intranet技術,基于工作流的概念,使企業內部人員方便快捷地共享信息,高效地協同工作;改變過去復雜、低效的手工辦公方式,實現迅速、全方位的信息采集、信息處理,為企業的管理和決策提供科學的依據。

5.安全保衛自動化。通過各種攝像頭、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。

我國智能建筑發展現狀

智能建筑的發展史,是一個從監控到管理的發展過程。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。智能建筑的概念最初進入國內時間并不晚,大體上在80年代中以后,中國科學院計算技術研究所就曾進行了“智能化辦公大樓可行性研究”,對智能辦公樓的發展進行了探討。國內第一座大型智能建筑通常被認為是北京發展大廈,并在此后短短幾年時間里,相繼建成了深圳的地王大廈、北京西客站等一大批高標準的智能大廈。而且不僅在北京、廣州等東部大城市出現了智能建筑,即便在烏魯木齊這樣遠離沿海的西部中型城市也建造了智能大廈。智能建筑在國內的發展迎來了。

不可忽視的是,我國智能建筑領域也存在著不少令人憂慮的問題:

(一)理論研究跟不上智能建筑的發展

盡管我國在"七五"期間就確定了"智能化辦公大樓可行性研究"的攻關課題,但對智能建筑的理論研究和相關科技產品的開發一直未能得到足夠的重視和發展,對其認識也停留在國外的研究成果上。專業學術刊物直到96年才出現,而且很難見到符合中國國情的有深度的文章,專業理論著作更是鳳毛麟角,智能建筑相關的全國統一標準規范也是千呼萬喚沒出來。而我國的智能建筑卻不能坐等理論的發展。一座座根據自己理解的"智能大廈"迫不及待地次第而出,沒有先進而成熟的科學理論作指導,實踐就沒有明確的方向,摸索著前進,就難免出現這樣那樣的問題,"智能大廈"不遂人愿也就不足為怪了。

(二)智能建筑工程的規劃、設計和施工隊伍的技術能力不強

由于缺少相應的規范,對大廈智能化的規劃往往是發展商說了算,根據他們的要求提出的設計方案也往往缺乏全面性和長遠性。設計問題主要表現為BA系統設計人員不熟悉相關工藝流程、許多設計單位,BA設計人員與相關工程設計人員相互配合問題以及設計部門對智能化產品和智能設計集成方面不熟悉。施工問題主要表現在施工力度不夠。智能化系統涉及專業較廣,且有多個施工單位,因此要協調不同工序和工種之間的接口,并在施工過程中仔細檢查,確保管線敷設、設備安裝正確,發現問題及時整改,從而保證系統的政策開通。實際中,由于計算機、通信技術發展很快,相關設備與系統規范和標準不齊全,許多工程的智能化設備是在無測試、無規范、無標準的情況下投入使用的。

(三)缺少國產化系統集成產品

目前我國還沒有開發出一套智能建筑系統集成產品。占據國內智能建筑市場的產品仍然屬于國外的幾家公司,如美國的江森自控、IBM、朗訊科技和Honeywell等。沒有自己的產品,就沒有主動權,就很難使智能建筑完全真正地適應中國國情。

(四)技術障礙

在整個智能建筑領域仍然存在著一些技術上的缺陷,比如網絡頻寬的限制:數據傳輸量迅速增加和多媒體的使用,要求有寬闊的通訊空間;使用天線局域網絡也要重新分配寶貴的音波頻律。在新網絡科技如ATM、Frame-relay等問世后,通訊空間的問題可獲部分解決,但缺乏全面而完整的數據模型,各個建筑物自動化和應用系統之間仍然無法有效地交換數據。另外數據安全性和無縫話音與數據通訊之間還存在著矛盾,很多機構非常關注其內部資訊系統的安全性,以及保護其電腦和話音系統免被非法接達的問題,但如果把某建筑物隔離起來提供保護的話,就會導致無法使用更先進的通訊工具。

智能建筑的發展方向和趨勢

智能建筑的發展核心

智能建筑發展的核心是可持續發展戰略,隨著我國智能建筑進程的不斷加快,市場競爭激烈,如何全方位提高建筑品質,是一個焦點問題,也是供需雙方的共同目標。開發商和消費者都把注意力投向智能化建筑的同時,“綠色”“生態”建筑才是最終追求的目標。

智能建筑的發展趨勢

智能建筑在現代建筑中占有的地位已經越來越重要了,智能建筑的發展動向也已經越來越具體化。

在技術上,發展的重點將是虛擬技術,系統合作、可視化技術;在應用上,必須密切結合應用需求,強調綜合集成。目前智能建筑正朝著以下幾方面發展:

(1)信息網絡技術。基于Web的Intranet網絡技術正成為建筑物和企業內部的信息主干網絡,隨著新世紀的到來,Intranet信息網絡必將顯示旺盛的生命力,Intenet/Intranet為人們的信息交流和生活方式開創了一個全新的信息世界。

(2)控制網絡技術。控制網絡通常是指對生產過程對象控制為特征的計算機網絡,從現場總線必然要發展成控制網絡。進一步發展將使控制網絡與信息網絡統一起來。

(3)智能卡技術。保安門禁巡更管理,停車場收費、物業收費、商業消費、電子錢包等一卡通。

(4)可視化技術。是指基于網絡化的視像傳輸、交互和提供多媒體視像服務的技術。就現階段來講,數字影視點播(VOD)和會議電視(MTV)均是此項技術的應用。

(5)流動辦公。利用網絡技術、通信技術、可視化技術、家庭智能化技術、向異地或移動的辦公人員提供一個虛擬的辦公環境。

(6)家庭智能化技術。家庭總線連接各種家電設備。

(7)無線局域網技術。有實用價值的新技術,該項技術利用微波、激光、紅外線作為傳輸媒介,擺脫了線纜的束縛。

(8)數字衛星通信系統(VSAT)。

(9)雙向電視傳輸系統。

四、智能建筑的展望

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。國內智能建筑急風暴雨式的起飛局面業已過去,現正處于一個整頓與規范的過程之中,市場逐步從無序走向有序,從混亂走向健康,一個秩序井然、和諧協調的發展環境正在逐步形成之中。當然,我們也應該認識到,任何平衡都只是相對的,智能建筑是一門正在發展中的技術,它的內涵仍不是穩定的,還處于發展之中,新技術、新工藝、新觀念的發展都會突破平衡的局面,將會造成新的不平衡,這就需要我們繼續付出新的努力去達到新的平衡。如此循環不己,才能推動智能建筑技術的發展。

智能建筑的發展,既是機遇又是挑戰。智能建筑的實施,應貫徹“以人為本”的思想,采取各種積極手段和高科技措施,同時,要注意智能建筑的適應性和可擴充性,以適應社會發展的需求。同時加強國際間合作與交流,吸取發達國家的先進技術與管理經驗,歡迎外商參與競爭,用于開拓國際市場,在競爭中求發展,健康有序地推進我國智能建筑的發展。

中國的智能建筑將面向新的世紀,面對信息時代,做好一切準備迎接更大的發展。

[參考文獻]

[1] 閻俊愛.智能建筑技術與設計.清華大學出版社

[2]鄭潔.智能建筑概論.重慶大學出版社

[3] 謝秉正.綠色智能建筑工程技術.東南大學出版社

篇5

1.1“虛擬現實”技術的產生與定義

早在20世紀50年代,電子技術還處于以真空電子管為基礎的時候,美國的MortonHeilig就成功地利用電影技術,通過“輪廓體驗”讓觀眾經歷了一次沿著麥哈頓的想象之旅,虛擬現實技術進入探索階段。直到20世紀80年代初,美國VRL公司的創始人JaronLanier正式提出了“virtualreality”——“虛擬現實”一詞。

虛擬現實技術是指以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環境,用戶可以借助各種特殊的硬件設備(如空間位置跟蹤器、數據手套、力反饋設備等)與虛擬環境中的物體進行交互,從而產生身臨其境的感受和體驗。虛擬現實技術所虛擬的環境可以是真實世界的再現,如真實建筑物的虛擬創建;也可以是純粹構想的虛擬世界,如三維動畫中的建筑及環境。

1.2“虛擬現實”技術的特征

虛擬現實技術的特征主要表現在三個方面:沉浸性(Immersion)、交互性(Interactivity)和想象性(Imagination)。虛擬現實的沉浸性是指使用戶感覺到好像完全置身于虛擬世界之中一樣,它來源于對虛擬世界的多感知性,這包括視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、嗅覺感知、身體感知等所有人在現實客觀世界中具有的感知功能。交互性是指虛擬現實系統強調人與虛擬世界之間進行自然的交互方式,并實時產生在真實世界中一樣的感知,由此觀察個人對環境的控制和反饋及環境發生的相應變化。而想象性是指虛擬現實技術可根據設計者的想象進行設計與仿真,使人類突破時間與空間,經歷或體驗世界上早已發生或尚未發生的事件;也可忽略客觀存在的困難和局限,完成難以完成的事情。

1.3“虛擬現實”技術在建筑領域中的應用

數字化技術日新月異,使得三維電子模型在建筑表現方面的運用已經不再陌生。隨處可見的電腦渲染表現圖和多媒體動畫早已讓人們領略到數字化表現媒介的無窮魅力。如今,超寫實的電腦透視效果在很大程度上已經取代了傳統水彩、油墨等創作的圖畫,大多數的設計單位更傾向于將數字化工具用于制作效果表現圖呈獻給客戶。無論是在設計概念分析和空間表達方面,數字化的虛擬表現確實展示了令人信服的結果。虛擬現實技術打破了專業化和非專業化之間的溝通障礙,是數字化的交流媒介,同時也為多學科、多專業信息的兼容帶來了交叉合作。

虛擬電子模型所表現的并不僅僅是幾何形狀構成的視覺因素,還拓展到三維空間以外的光照條件、材料質感、聲場音效、能源利用等方面。光影效果和材料質感極大地影響著空間的視覺沖擊力,通過對光線陰影運動的模擬,可以觀察到一天內光環境的變化;場地音效的模擬可以探索不同方位的聲音效果,從而發現和解決設計中出現的聲響問題,也可以依此來調節房間內部空間的尺度;通過對建筑物內部及其與其他建筑物之間的溫度、濕度和氣流變化狀況的仿真,考量熱傳導和自然通風中能源效率的應用,從而指導建筑中開放空間及房間比例的設計。例如,國家體育場——“鳥巢”(圖1-2)在設計中對熱舒適度和風舒適度進行研究時,就采用了流體力學(CFD)模擬手段進行模擬分析,對自然通風氣流組織進行評價,并根據結果提出對現有設計是否調整或調整建議(如調整吊頂分塊間隙寬度、通風口的數量位置等)。

作為設計與表現的媒介和工具,數字化虛擬技術不斷激發人們的想象力,使復雜的建筑形式及建造成為現實,其結構形式及組織構件都依賴于計算機迅速而精準的運算能力。近些年我國在這方面的實例也有很多,如扎哈·哈迪德的廣州歌劇院(圖3)、庫哈斯的央視辦公大樓、安德魯的國家大劇院(如圖4)、“鳥巢”、“水立方”等一系列的建筑設計創作,都與數字化技術息息相關,才使得建筑師的奇思妙想得以真正的實現。建筑師在建筑設計的實踐中,數字化的虛擬技術可以幫助建筑師將創作理念轉化為物理現實,通過建筑模型表現設計結果,變“不可能”為可能;也可以成為建筑師建立設計概念的起點,在虛擬環境中生成概念,在模型推敲中進行創作與再創作。弗蘭克·蓋里是數字化建筑創作的典型代表,他設計的西班牙畢爾巴赫古根海姆博物館(圖5)就采用了這種技術,其全部設計建立在150萬個電腦模型基礎上,被視為是數字時代建筑的里程碑。在F·蓋里早期的項目中,數字化手段只是作為高級建模工具層面的應用,計算機只在他天馬行空的設計發展完備以后才介入。如今計算機在設計過程模型階段就提前介入,作為設計思維層面的應用被納入整個設計過程,在初期就用CATIA軟件(在“鳥巢”設計中被采用,在我國建筑行業屬首例)撲捉出曲面形態,軟件往往帶給他意想不到的結果,F·蓋里及時對每個過程及其結果進行反饋、控制、篩選與決策,逐步形成最后的建筑作品。

2智能技術

2.1智能建筑的興起及定義

數字化對建筑的影響除了數字化虛擬空間與實體建筑的結合,還應包括數字化技術支持下建筑智能環境的創造。1984年,美國康涅狄格州的哈特福德市采用計算機技術對一幢舊金融大廈進行改造,對大樓內的空調、電梯、照明等設備進行監控,并提供語音通信、電子郵件和情報資料等方面的信息化服務,建成了“城市廣場”——世界公認的第一座智能大廈。此后,智能建筑以一種嶄新的面貌和技術迅速在世界各地展開,領先的范例包括日本東芝總部大廈(1984)、日本電報電話雙塔樓(1986)、倫敦的Lloyds大廈(1994)、香港銀行總部大廈(1995)。據2004年的數據統計,我國大陸地區共有不低于4500幢智能大廈,這包括北京發展大廈、上海金茂大廈、深圳地王大廈、南京金鷹國際商城等。2008年奧運體育場館更是當今世界智能建筑的杰出代表。

美國智能建筑學會(AIBI)對“智能建筑”的定義是將結構、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、高功能與高舒適的建筑。與這種抽象的描述相比,建筑的智能化系統更像是建筑的“神經系統”,它將數字化技術所特有的性能帶入僵硬的建筑中,對棲居其中的人作出合適的反應,不僅僅局限于傳統概念上的消防、保安、空調,以及照明系統,而是擴展到幾乎所有的部分,滿足人們各個方面不同的需求,提供人們更多的選擇。

2.2智能建筑的系統構成

智能建筑的智能環境無不以數字化信息技術為基礎,其主要由三個方面的自動化構成,即建筑設備自動化系統BAS(BuildingAutomationSystem)、辦公自動化系統OAS(OfficeAutomationSystem)、通訊自動化系統CAS(CommunicationAutomationSystem),每個系統中還有許多不同的子系統,由系統集成中心(SIC)利用綜合布線系統(PDS)進行連接和控制,如表1所示。

2.3智能技術在建筑設計的影響

智能建筑的發展已經并將繼續呈現出多樣化的特征,從單幢大樓到成片的建筑廣場,大到摩天大廈,小到家庭住宅,從集中布局的樓宇到規劃分散的居民小區,均屬于智能建筑的范疇。建筑的智能環境不再局限于辦公類大廈,而是像公寓、酒店、商場、醫院、學校等建筑種類擴展。而成片開發的建筑智能廣場還擁有系統更大、結構更復雜的集成管理系統(IBMS),能對智能廣場中所有的樓宇進行全面和綜合的管理。不僅大型的公共建筑擁有舒適、高效的智能環境,數字化的智能技術在家庭環境中也得到了更為人性化的發展,它可以擴展到住宅內任何帶有電子開關的東西,除了包括水電、暖通、安全警戒、聲像聯絡、電話通訊、門窗構件等,還延伸至從動作和溫度感應到生物傳感器的諸多電子化設備。臺灣首座高科技管家、智能型住宅“似水年華”,就可以通過玄關的系統控制面板,依據當時的溫度或心情自動控制室內的冷氣、燈光、窗簾,還可以呼叫電梯;到洗浴室洗浴時,秀出個人芯片卡,浴室就會自動播放自己喜愛的影音節目,測量體重的精確值則可以在鏡面上顯示,而非體重計。美國麻生理工曾經研究的“聰明屋”住宅,在暴風雨來臨時可以自我保護和修復,建筑墻壁可以自動過濾汽車鳴笛的噪聲,而接收鳥鳴和雨聲。

進入21世紀,智能建筑技術中的信息網絡技術、控制網絡技術、智能卡技術、可視化技術、流動辦公技術、家庭智能化技術、無線局域網技術、數據衛星通訊技術、雙向電視傳輸技術等,都得到了更加廣泛而具體的發展和應用。但與此同時,智能環境中網絡化計算機和多媒體設備的普遍應用也為建筑師的設計工作增加了更大的復雜性。建筑師不但要了解計算機通信及多媒體環境的設計含義,更要在建筑設計的方案階段就考慮到自動化設備機房的布局,弱電豎井的配置,吊頂、架空地板需要的層高等,對整個空間做出計劃和部署。無形的數字信息和網絡技術將會促進多元、層級的無線智能場所空間的形成,從而引起建筑布局從形式到內容的巨大變化。例如,通過智能技術在家可做的工作越來越多,家庭空間相應需要不斷地增多增大,甚或發展成為家庭辦公的SOHO形式。

在數字化信息技術的高速發展下,智能建筑比傳統建筑在能源效率方面具有無可比擬的優勢。然而,智能建筑在關注效率和功能的同時,發展人居環境與生態環境的和諧才是最為核心的目標。數字化的智能技術只是一種途徑與方法,可持續發展的戰略對智能建筑的設計與內容提出了新的方向,即綠色建筑。數字化技術與材料資源和損耗有著密切的關系,建筑設計應為控制物質浪費和能源消耗提供解決方案,尋找和研究新的材料和結構系統以適應信息環境所應有的功能。因此,新興的生態學、生物工程學、生物電子學、仿生學、生物氣候學和新材料學等科學技術都會逐步滲透到建筑智能化的多學科多技術領域中,實現真正的建筑與人和自然的和諧發展。“新材料、新結構、新技術”的應用在2008奧運體育場館的設計和建造中得到了充分的體現。

例如,我國國家游泳中心——“水立方”就是響應了“綠色奧運”的理念,其設計綜合展示了人文、科技與綠色的結合。國家游泳中心自由的結構形式和ETFE氣泡外墻是整個建筑的亮點(圖6)。其結構設計的靈感來源與Kelvin的“泡沫理論”,將水泡的結構放大到建筑結構的尺度,這種結構模型普遍的存在于自然界,如細胞組織單元的基本排列形式和水晶礦物結構等,但被用于建筑結構模型還屬首次。而ETFE(四氟乙烯)膜材料的應用就更加充分體現了綠色和科技的主題,這種材料的選用不僅大大減低了屋頂和外墻的重量,而且成本合理、熱學性能高、透光性強,具有良好的阻燃性和自熄性,其表面附著力及極小,對灰塵、污水的自潔性能遠遠大于玻璃,在北京的特殊氣候下,無疑是最為理想的透明半透明材料。ETFE還在國家體育場-“鳥巢”的屋頂圍護結構中作為防雨層,在一個建筑中如此大面積的應用單層ETFE膜結構,在世界上也還是首例。(圖7)

3數據庫系統和網絡技術對建筑設計的支持

3.1數據庫管理系統和網絡技術的組成

數據庫是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的集合。而數據庫管理系統(databasemanagementsystem)則是一種操縱和管理數據庫的軟件應用程序,用于建立、使用和維護數據庫,簡稱DBMS。它對數據庫進行統一的管理和控制,以保證數據庫的安全性和完整性。數據庫管理系統可分為廣泛的兩種類型:前臺工具和后臺工具。前臺工具是指用于與現有客戶或潛在客戶進行直接交流的系統,包括宣傳手冊、提案簡報、網絡站點等;后臺工具則包括創造和管理前臺使用的交流信息的系統工具,主要就是數據庫管理、單位內部的局域網絡等。

計算機網絡把分布在不同地點且具有獨立功能的多個計算機,通過通信設備和線路連接起來,在功能完善的網絡軟件運行下,實現網絡中資源的共享。計算機網絡分為局域網、廣域網和將局域網、廣域網通過一定協議組成的國際互聯網絡。

3.2數據庫管理系統和網絡技術在建筑設計中的應用

數據庫系統和網絡技術在“虛擬現實技術”以及“智能技術”中都起到至關重要的作用。在虛擬現實系統中,數據庫存放著整個虛擬世界中所有物體各個方面的信息和大量物體的模型。通過網絡,將位于不同物理位置的多個用戶或虛擬世界相聯結,形成分布式虛擬現實系統(DVR,DistributeVR),使不同用戶同時參與到一個虛擬空間,進行交互,共同體驗虛擬經歷,以達到協同工作的目的。在智能建筑中,網絡業務也已經成為用戶最為經常的行為,從早期的通信(E-mail、BBS)到后來的資源共享、網上銀行服務、網上電視IP\IT、多媒體信息查詢、遠程醫療、遠程教學、視訊會議、視頻點播等。

對于設計單位而言,無論是設計院還是設計公司,都涉及內部人事管理和外部項目管理,以及介于兩者之間的資料信息管理,三者協同運作,缺一不可。這些任務都適于使用數據庫管理系統完成。數據庫中所關聯的信息儲存和操作可以包括項目歷史、設計人員的個人資料、圖片資料庫以及商業洽談聯系的追蹤記錄等等。對設計人員來講,設計資料數據庫的建立為他們提供了方便、完備的設計背景,使他們不必再將額外的時間過多地花費在前期準備階段,從而更快地進入角色。而設計單位的行銷也越來越依賴于計算機以確定市場客戶,通過網絡,公司可在準備介入某項設計競標的工作時,方便地獲取目標客戶的相關信息及該項目所涉及的內容進行背景研究。設計單位也可以建立自己的網絡站點展示單位的主要設計作品和正在開展的項目,甚至企業形象。而客戶可以從任何地方找到涉及公司的信息,同設計者進行實時、在線的聯系。如果說數據庫管理系統是一個設計單位內部充分利用數字化手段,實現資源共享、優化管理的系統,那么,網絡的介入則為這個系統提供了開放的行銷機會,使它真正融入到廣闊無邊的信息社會中。

設計單位局域網的建立為設計團體帶來了新型高效的合作方式,實時交流的合作加強了不同專業部門的同時協作。例如,設計人員和結構人員在不同時間、不同地點對圖紙提出的修改意見都可以同步地及時反映在對方的電腦屏幕上,而非像傳統的流水作業必須一步一步,任何一項逆序反復的改動都會提高預算,降低效率。而廣域網和互聯網的普及,為更大范圍的設計合作和交流提供了更廣闊的平臺,使得建筑師能夠隨時關注當前的設計動態,并保持與業主、材料供應商等之間的良好溝通,甚至是與其他建筑師進行遠程合作。

另外值得一提的是,數字化技術的發展為設計者和使用者的角色融合提供了可能性。新興的虛擬網絡社區在更好地表達設計者意圖的同時,為公眾參與設計發展出一種新的方式——自助式設計。專業人員建立的案例樣板庫可以讓客戶根據自己的需要在方案構思階段就參與決策,提出自己的想法和意見。這種參與于設計人員來說,有助于他們對建筑生命周期的深入參與和滲透把握,而于設計本身,它爭取了最大范圍的主動參與,將人文關懷、社會民主與公共立意賦予了更多現實意義。

4對數字化時代的建筑設計的反思

數字化時代的新技術為建筑設計帶來了諸多新的可能,為建筑師在形式創新方面提供了更自由的選擇,使“復雜”不再成為令人望洋興嘆的畏途。在數字化技術影響下,建筑材料形態與特性的變化使得建筑形式“無所不能”,但在某種程度上,這種“無所不能”使設計陷入一種“數字化工具主義”的誤區,過分關注形式本身,為追求表面化的新形式而創造新形式,造成所謂的“數位皮層”與建筑脫節。如許多曲面古怪、造型夸張而設計簡陋的建筑以“數字化建筑”自居,注重單純、孤立、靜態的細部和材料的物質屬性,缺乏與技術體系、建構工藝、社會文化相互關聯的綜合性系統思考。

另外,數字化信息時代的無限復制導致建筑本體價值的貶值,建筑意義的缺失以及地域文化藝術的缺失,獨一無二的“形象”向無數“類象”分解轉化,甚至看到一幢建筑就可以知道它在設計過程中所采用的軟件。新的數字軟件通過簡便易行的復制手段和可調參數的靈活性,將復雜部件的大量使用大大簡化的同時,也不可避免地在采用此類手段的設計對象身上打下了自己的烙印——所謂的“低強度美感”和“高資訊內涵”。我們應該認識到,新技術所帶來的可能性并不是帶來對“形式拓展”的趨之若鶩,而是為建筑結構和塑形提供更多元的支持。在任何時候,人類棲居的建筑環境與空間形式,在更大程度上依賴于實際生活和社會行為的需要,建筑的意義應該回歸建筑的真實體驗,從文脈、場所、社會、生活等人類根本需求中尋找“形式”的基點。

建筑本身是一種信息媒介,它包括的不僅僅是結構、構造、節點細部等技術因素,它還承載一個社會時代的生活、審美方式等諸多信息,起著文化載體的作用。建筑形式應當表達形式構成的自然規則與自然屬性,表達的是人類對構成自然的要素和自然的規律的認識。建筑形式自身的構成是一個科學與技術的問題,比如材料科學、結構科學都是研究建筑形式的科學構成問題。但“建筑構成形式的表達”卻不單是一個科學技術的問題,“材料的特性”與人類某種情感契合,以及建筑構成體系的理性所揭示的自然規律是建筑建構性的本質。而建構性的表達正是建筑藝術的本質。

參考文獻:

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[2]俞傳飛.在形式之外-論數字化時代建筑內涵的變化.新建筑,2003.

[3]方海.弗蘭克·蓋里-畢爾巴赫古根海姆博物館.北京:中國建筑工業出版社,2003.

[4]胡小強.虛擬現實技術.北京:北京郵電大學出版社,2005.

[5]閻俊愛.智能建筑技術與設計.北京:清華大學出版社,2005.

[6]李興鋼.國家體育場設計.建筑學報,2008.

[7]鄭方.“水立方”的設計思想和新技術應用.建筑創作,2007.

[8]從智能建筑到綠色建筑.世界標準信息,2008.

篇6

[關鍵詞]建筑 設計 分析

中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)05-0174-01

智能建筑是現代建筑業更新換代的必然產物,也是現代電子技術與人類古老行業的結合,是一項巨大的系統工程,也是現代社會進步的標志。一個國家擁有多少數量的智能建筑,及建筑物智能化程度的高低,顯示出國民經濟綜合實力的表現。智能建筑將是以后建筑的主要潮流,但在現在還存在一些具體問題,阻礙著智能建筑的順利發展,帶來很大的經濟損失及浪費,必須抓住發展機遇,從明確認識,完善政策,充分利用高新技術,提高專業人員技術素質,借鑒國內外成功經驗,發展建設智能工程,尋求處理問題的方法措施。

一、智能建筑發展方向

智能建筑的重要標志是智能化集成系統,也就是通訊自動化,建筑設備自動化和辦公自動化三個系統的集成。是原來建筑物中“弱電”系統水平的極大提升。這種提升使不少人在認識上產生了誤區,許多業主及設計人員對智能建筑的功能,信息化產品了解較少,形成一種盲目的“智能熱”,造成智能建筑的規模和功能超出實際需要。事實上智能建筑屬于高科技,投入也相對高,工程有一定難度,技術含量高風險也大。國家智能建筑專業委員會把智能建筑定義為:“智能建筑系利用系統集成方法,將智能型計算機,通信技術,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安全,高效,舒適,便利和靈活特點的建筑物”。對于高智能的建筑物未來發展,必須要有足夠的認識深度,根據不同的需求發展需要的智能建筑。在我國的智能建筑,其智能化程度與當地的經濟發展水平相適應,堅持既經濟又實用為發展方向。設計中各種智能化系統存在的必要性能否滿足建設者的需要,必須樹立以人為本觀念。

二、智能建筑一體化運作

智能化建筑技術不同于傳統的技術領域,智能化建筑技術是新興的高科技領域,技術發展并不完美,處于發展變化之中。因智能化建筑不是單一建筑或單一設備產品,而是多學科多個專業技術綜合應用的整體建筑產品。其技術發展必須要多個行業,多個管理部門的協調共同發展。可見傳統工程設計單位專業技術構成,己遠遠不能適應現時代建筑智能化系統工程設計的需要。智能建筑技術實現可持續發展的目標外,新興的環保生態學,生物工程學,生物電子學,仿生學,新材料學等技術發展,正在滲透到建筑智能化多學科技術領域中,實現人類聚居環境的發展目標。智能建筑是隨著信息時展起來的新技術,是集計算機,通信,自動控制,土建及裝飾,水,電,暖通等專業融為一體的綜合性學科。智能建筑技術必然要求建筑設計與其相適應,因此工程設計單位必須及時調整相應專業結構,更新加強智能化高新技術相關專業的技術力量。

三、完善適應的政策措施

智能建筑的發展將進入一個發展快車道,人們的傳統觀念及舊規程不能適應時代前進的需要。對于智能建筑專業的規范化,必須統一才能適應發展的要求。智能建筑開發突出的問題是缺乏規范和標準,開發商對參于建設的各方如設計,集成商及供貨商沒有更有效的監控措施,使用到工程的智能化設備在無檢測,無規范標準情況下任其使用和隨意驗收,而交工后不能正常使用,造成智能建筑整體功能不完善,達不到智能化要求。現在國內智能化建筑市場還缺乏規范行為,需要從行政管理和技術措施上對智能建筑市場和質量進行有效的監管力度。智能建筑的發展必須符合中國政府發表的“中國21世紀議程”中提出的可持續發展戰略的總方針。政府參于和指導規范智能建筑的管理極其關鍵,理順現行建設體制,按市場規則引導和推動智能建筑的快速發展。具體操作上要建立健全智能建筑的管理體制,完善設計,施工,系統集成,工程監理單位的資質審批,嚴格制度審查及工程驗收制度。制定相應的法規和管理辦法,使得有法可依,有章可循,加大處罰,使我國智能建筑從小到大,從局部到整體形成一個優良體系。

四、提高設計人員專業水平

智能建筑的設計與施工人員的素質總體水平急待提高。許多設計單位沒有智能建筑化系統的設計資質,缺乏智能化專業設計人才,特別是建筑“弱電”人才,在智能設計與施工管理方面均存在嚴重不足。導致許多設計技術問題遺留給集成供應商或施工單位,造成智能化系統的質量低劣和先天不足。因此,智能建筑的管理者與使用者的素質也應全面提升。

五、堅持可持續發展,建設智能化生活小區

社會己進入到信息時代,依賴科學技術創造舒適的生活空間。智能小區的提出是社會個信息化改變人們生活方式的重要體現。推行小區建設符合中國國情,既可節省土地又便于加強城市規劃管理。綜觀國外智能建設小區發展,國內小區發展處于初期走步階段。從實際使用角度出發,社區網絡建設為未來真正的智能小區搭建基礎平臺。要建立智能化住宅的質量保證,加快物業管理的立法,形成基本完善的產業政策體系。建設好智能小區的關鍵要處理好兩個方面問題:①市場定位:由于智能小區提供的是商品化住宅,是面向社會的各種人居住,小區與智能大廈相比,市場化特征更為突出。②經濟適用性,智能小區的建設必須是經濟適用,可靠安全,開放和可持續發展性,其中經濟適用是關鍵的。人們需要可以承受的智能化建筑,沒有實際應用的智能化建筑是人們所不被接受。

綜上淺述,隨著國民經濟的發展和科技的進步,智能建筑會逐漸走向規范化和正規化,在質和量上有一個大的提升。智能化建筑這一高科技產物為建筑業開創了新的內涵,同時也使現代建筑業在領域的各個環節發揮人的聰明和創造力,為我國智能建筑事業的高速發展提供科學有序,規范健康的中國道路。

篇7

【關鍵詞】創新視角;建筑工地;工棚;防火研究

智能建筑是現代建筑業更新換代的必然產物,也是現代電子技術與人類古老行業的結合,是一項巨大的系統工程,也是現代社會進步的標志。一個國家擁有多少數量的智能建筑,及建筑物智能化程度的高低,顯示出國民經濟綜合實力的表現。

1智能建筑是建筑物發展方向

智能建筑屬于高科技,投入也相對高,工程有一定難度,技術含量高風險也大。國家智能建筑專業委員會把智能建筑定義為:“智能建筑系利用系統集成方法,將智能型計算機,通信技術,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安全,高效,舒適,便利和靈活特點的建筑物”。對于高智能的建筑物未來發展,必須要有足夠的認識深度,根據不同的需求發展需要的智能建筑。在我國的智能建筑,其智能化程度與當地的經濟發展水平相適應,堅持既經濟又實用為發展方向。設計中各種智能化系統存在的必要性能否滿足建設者的需要,必須樹立以人為本觀念。

2完善適應的政策措施

智能建筑開發突出的問題是缺乏規范和標準,開發商對參于建設的各方如設計,集成商及供貨商沒有更有效的監控措施,使用到工程的智能化設備在無檢測,無規范標準情況下任其使用和隨意驗收,而交工后不能正常使用,造成智能建筑整體功能不完善,達不到智能化要求。現在國內智能化建筑市場還缺乏規范行為,需要從行政管理和技術措施上對智能建筑市場和質量進行有效的監管力度。智能建筑的發展必須符合中國政府發表的“中國21世紀議程”中提出的可持續發展戰略的總方針。政府參于和指導規范智能建筑的管理極其關鍵,理順現行建設體制,按市場規則引導和推動智能建筑的快速發展。具體操作上要建立健全智能建筑的管理體制,完善設計,施工,系統集成,工程監理單位的資質審批,嚴格制度審查及工程驗收制度。制定相應的法規和管理辦法,使得有法可依,有章可循,加大處罰,使我國智能建筑從小到大,從局部到整體形成一個優良體系。

3智能建筑成為世界建筑發展的趨勢

國外發達國家正在嘗試運用高新技術建設智能型綠色建筑和生態建筑。現在發達國家智能建筑不僅在數量上大增,而且將智能建筑逐步從單體向區域化,城市化方向發展。探尋人類生存和生活聚居環境空間的可持續發展模式,已成為重要的國際技術發展趨勢。據介紹美國智能大廈幾萬幢,而日本新建建筑中80%以上實現了智能化,還有一些大城市建設了智能化街區,智能化大樓群等。智能化建筑的發展帶動了一批相關技術與產業的發展,如電子,計算機,自動化,電子技術等。智能建筑的領域中國內起步較晚,但經過建筑界人們的艱辛努力,與發達國家的差距正在縮小。現在我國的智能化建筑正在高速發展,特別是上海,北京,廣州及深圳等發達城市,市場潛力十分巨大。值得注意的是,我國的智能建筑無論建設標準,還是質量方面不能與國外相比,只能算是準智能建筑。要充分利用當今的信息技術,加強國際間的交流合作,趕上國際先進水平,而不要重復別人走過的彎路。智能建筑雖然有明顯的優勢,但造價偏高,涉及多個高新技術和產品,國內從經濟實力,技術應用及管理水平上與發達國家相比還是有大的差距。由于智能建筑領域發展很快,技術也在不斷變化中,因此,對國外先進技術不宜以行政手段強制在某一技術或協議標準上,應采取優勝劣汰的市場經濟中,使其符合國內實際需要。

4智能建筑一體化運作

傳統工程設計單位專業技術構成,己遠遠不能適應現時代建筑智能化系統工程設計的需要。智能建筑技術實現可持續發展的目標外,新興的環保生態學,生物工程學,生物電子學,仿生學,新材料學等技術發展,正在滲透到建筑智能化多學科技術領域中,實現人類聚居環境的發展目標。智能建筑是隨著信息時展起來的新技術,是集計算機,通信,自動控制,土建及裝飾,水,電,暖通等專業融為一體的綜合性學科。智能建筑技術必然要求建筑設計與其相適應,因此工程設計單位必須及時調整相應專業結構,更新加強智能化高新技術相關專業的技術力量。智能化建筑技術不同于傳統的技術領域,智能化建筑技術是新興的高科技領域,技術發展并不完美,處于發展變化之中。因智能化建筑不是單一建筑或單一設備產品,而是多學科多個專業技術綜合應用的整體建筑產品。其技術發展必須要多個行業,多個管理部門的協調共同發展。

5提高設計人員專業水平

智能建筑的設計與施工人員的素質總體水平急待提高。許多設計單位沒有智能建筑化系統的設計資質,缺乏智能化專業設計人才,特別是建筑“弱電”人才,在智能設計與施工管理方面均存在嚴重不足。導致許多設計技術問題遺留給集成供應商或施工單位,造成智能化系統的質量低劣和先天不足。因此,智能建筑的管理者與使用者的素質也應全面提升。社會己進入到信息時代,依賴科學技術創造舒適的生活空間。智能小區的提出是社會個信息化改變人們生活方式的重要體現。推行小區建設符合中國國情,既可節省土地又便于加強城市規劃管理。綜觀國外智能建設小區發展,國內小區發展處于初期走步階段。從實際使用角度出發,社區網絡建設為未來真正的智能小區搭建基礎平臺。要建立智能化住宅的質量保證,加快物業管理的立法,形成基本完善的產業政策體系。建設好智能小區的關鍵要處理好兩個方面問題:①市場定位:由于智能小區提供的是商品化住宅,是面向社會的各種人居住,小區與智能大廈相比,市場化特征更為突出。②經濟適用性,智能小區的建設必須是經濟適用,可靠安全,開放和可持續發展性,其中經濟適用是關鍵的。人們需要可以承受的智能化建筑,沒有實際應用的智能化建筑是人們所不被接受。

6結語

隨著國民經濟的發展和科技的進步,智能建筑會逐漸走向規范化和正規化,在質和量上有一個大的提升。智能化建筑這一高科技產物為建筑業開創了新的內涵,同時也使現代建筑業在領域的各個環節發揮人的聰明和創造力,為我國智能建筑事業的高速發展提供科學有序,規范健康的中國道路。

參考文獻:

[1]高層民用建筑設計防火規范[J].2005,95(01).

篇8

關鍵詞:智能建筑 建筑工程弱電施工設計 智能建筑集成系統

中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2012)002-007-02

1 智能建筑的發展歷程及方向

智能建筑是以建筑物為平臺,兼備信息設施系統、信息化應用系統、建筑設備管理系統、公共安全系統等,集結構、系統、服務、管理及其優化組合為一體,向居住者提供安全、高效、便捷、節能、環保、健康的建筑環境。

到目前為止,智能建筑走過了20多年的發展歷程:第一代智能建筑主要由多個相對獨立的自治子系統構成,操作相對獨立;第二代智能建筑主要是通過一些專門的網絡將樓宇的各控制子系統連接,完成比如操作程序化、遠程控制等一系列多子系統操作任務,這使得智能建筑技術在很大程度上提高了樓宇控制操作的自動化水平。目前,國際上開始嘗試第三代智能建筑技術研究,人工智能科學中智能技術的迅速發展為樓宇智能控制提供了新的思路。智能技術目的在于謀求一種適合求解“動態環境中、資源受限條件下、不可預測的復雜問題”的更理想方法。

換句話說,智能建筑是原來建筑物中“弱電”系統水平的極大提升。可是這導致很多人形成一種盲目的“智能熱”,造成智能建筑的規模和功能超出實際需要。對于高智能的建筑物未來發展要有足夠的認識,根據不同的需求發展需要的智能建筑。在我國,智能建筑的智能化程度與當地的經濟水平相適應,堅持既經濟又實用為發展方向。設計中各種智能化系統必須樹立以人為本的人性化觀念。

2 智能建筑的施工設計

2.1 智能建筑弱電工程設計

建筑的設計形態和智能化是衡量城市建筑現代化的標準。智能建筑的弱電系統主要由通信網絡系統、辦公自動化系統、建筑設備監控系統、火災自動報警及聯動控制系統、公共安全防范系統、結構化布線系統、弱電電源及接地等系統組成。

對于智能建筑來說,弱電工程設計的出發點應以建筑為平臺,配置各功能系統,為人們提供一個投資合理、高效、舒適、便利的環境空間,來適應現代建筑的需要。從具體設計上,應從智能建筑的現實考慮,充分考慮業主和使用者的各種功能要求,使設計能在總體結構上盡量現代化,既先進又經濟,同時各系統的可兼容性和擴展性良好。

在從事智能建筑行業實際工作中應該重視的一些處理問題的做法和觀點。

(1)分清主次,突出重點

智能化系統工程受技術、經濟、時間等因素制約,必須根據建筑物的專業特性和使用需求有機配套,綜合考慮其使用功能、管理和經營要求、工程投資能力等因素,有重點的保證主要功能,選擇適用的各個專業子系統、系統集成程度、標準等級和經濟規模大的要求。

(2)采用可靠、成熟、穩定的先進技術為原則

建筑智能工程設計應透視當前IT產業發展動向,以智能建筑技術發展為主流。智能建筑施工設計只能一次性成功,工程現場不具備反復變動、多次試驗的條件和可能,同時受工程周期和進度的限制、工程投資的約束則更為明顯。這就要求采用可靠、成熟、穩定的先進技術為原則,選用經過市場考驗、實踐證明可靠和成功的產品及設備。

(3)根據性能選用適當的設備

每一系統和設備都有其適用范圍,再說了設備也不是“萬能”的,貪圖所謂“最優質”“最前沿”“最強大”的觀念,的確不切實際。

(4)注重系統的保障措施

建筑智能化系統使用壽命可能少則幾年、十幾年,多則幾十年,一旦投入使用后要24小時不停機運行,肩負著保障建筑物內各類活動、人身安全的任務。這就對設備和系統在選型和要求較高的場合下,應有具體的技術保障措施。

(5)合理的控制智能系統的成本

控制智能系統成本的前提是要滿足使用的要求,在滿足的情況下盡量簡化系統、降低投資和運營成本。采用不同的控制組合方式,比如,多采用開關控制方式,少用無級調光控制做法。通過燈具布置上的變化、照明配電回路細分和增設來調配實現照明亮度和場景的變化與控制,達到多級控制、多種變化的效果。

(6)弱電線路設計采用較可靠聯接方式

較可靠聯接方式在弱電系統線路設計上是提倡采用的,環形總線接法、適當增加回路或備用回路、限制單一回路設備接入數量等通常被采用。工程設計上應注意,受產品質量和現場條件的限制,同一回路串聯/并接多個觸點連鎖或聯動控制設備的數量不宜過多。此外,主干回路上線管、線槽中電纜和導線的密度、分隔鋪設的要求不應該被忽略。對于長距離多負載傳輸回路,像DC工作電源回路,設計時要核算線損引起的電壓降,提醒調試時檢查回路末端的工作電壓,這是設備工作不正常的常見原因之一。

2.2 智能建筑工程施工的管線監理

一個智能建筑工程可能包括很多子系統,即設備自控系統、安保系統、消防報警系統、綜合布線系統等等。要求工程施工人員在仔細審查該工程本身的系統流程,現場監測點、監控點、配線規格和布線要求的同時,還要核對智能建筑系統從其它專業引出的信息點、變送器和傳感器等是否在其它圖紙上均一應俱備。另外,要為以后的系統集成做好設計預留,所以不能忽視智能建筑所需預留洞、預埋件和線槽、橋架的定位與設置和結構專業的協調的設計。

(1)模塊線路連接

模塊化結構是智能建筑工程中現場控制器所采用的方式,系統根據區域監控點的類型和數量設置模塊的類型和數量。常用的模塊有:高保安輸入模塊(LSSI),數字輸入模塊(DI),數字輸出模塊(DO),模擬輸入模塊(AI),模擬輸出模塊(AO)等。監理工程師要核對水暖、空調、電氣等其它圖紙上的元件,以便設備上的信號能正確地反饋到控制中心,控制中心的指令能再送回到控制點,通過執行機構的調節使系統保持在良好的狀態。

(2)管線隱蔽預埋

智能建筑工程施工中的預埋與電氣工程相比有以下幾個不同:

圖紙多。每套圖紙單個獨立系統的理解上并沒有太大的困難,但合在一起預埋在樓層里時不認真檢查就分辨不出各自所屬的系統。

走放射線多。智能建筑的走放射線多,各系統之間以及與電氣之間交叉鋪設普遍。監理工程師要及時對現場的走管路線進行調整,因為管子相互疊上后接近板厚而使混凝土失去保護層,甚至超過樓板使混凝土無法澆注。

管徑大。智能建筑的配線多以線的數量來體現(除視頻饋線外),這就使得越接近布線的始端線的數量越多,導致配管直徑大根數越多,結果造成這一塊混凝土呈現空洞。

(3)智能建筑工程線纜

智能建筑系統的線纜要求高、品種多。僅僅少數通信線纜如RVV或RVVP等可按規范現場抽測浸水絕緣電阻大于20歐兆為驗收合格外,其它智能建筑工程線纜在現場進行技術測試還有難度。

2.3 智能建筑防雷擊技術

直接雷擊、側向雷擊、雷電感應、雷電波侵入、雷擊電磁脈沖等是雷電侵襲智能系統的主要形式。雷擊災害的特點隨著高科技的應用出現了新特點:(1)價格昂貴的電子器件或微電腦的設備已是雷擊災害的集中對象;(2)災害程度增強,雷擊災害的直接和間接經濟損失大幅度增加;(3)雷擊空間區域擴大,從二維空間侵入變為三維空間侵入;(4)跨行業性受災,從建筑、電力行業延伸到高科技應用較廣泛的領域。

由于智能建筑的出現并被廣泛采用,以及雷擊災害的新特點,設計者在施工設計前必須全方位地層層設防,既要泄流、攔截,也要均衡電位、屏蔽隔離、過電壓過電流保護等,達到綜合防御雷擊的目的。由單一防護轉變為系統防護,站在新的高度來熟悉和研究當代防雷技術,提高人們對雷擊災害防御的綜合能力。

智能建筑在一、二類建筑物中采用較多,防雷等級通常為一、二級,一級防雷的沖擊接地電阻小于10歐姆,二級防雷的沖擊接地電阻不大于20歐姆,公用接地系統的接地電阻應小于或等于1歐姆。在施工中,將屋面避雷帶、避雷網、避雷針或混合組成的接閃器作為接閃裝置,利用建筑物的結構柱內鋼筋作為引下線,以建筑物基礎地梁鋼筋、承臺鋼筋或樁基主筋為接地裝置,并用接地線將它們良好焊接。同時將屋面金屬管道、金屬構件、金屬設備外殼等與接閃裝置進行連接,將建筑物外墻金屬構件或鋼架、建筑物外圈梁與引下線進行連接,從而形成閉合可靠的“法拉第籠”。

在智能建筑物內,將智能系統中的設備外殼、金屬配線架、敷線橋架、穿線金屬管道等與總等電位或局部等電位相逢在配電系統中的高壓柜、低壓柜安裝避雷器的同時在智能系統電源箱及信號線箱中安裝電涌保護器(SPD)。

2.4 智能建筑材料和組織設計的質量控制

智能建筑施工中用到的設備與材料的質量對一個工程質量的影響不容忽視的。材料(包括原材料、成品、半成品、構配件)是工程施工的物質條件,這是工程質量的基礎,加強材料的質量控制,是提高工程質量的重要保證。

如何控制好材料的質量關,要注意幾點:掌握材料信息,優選供貨廠家;合理組織材料供應,確保工程正常施工;提高采購人員的素質,包括政治素質和質量鑒定水平,要有一定專業知識、有責任心的人擔任該項工作;加強材料的驗收工作;抓好材料的現場管理,并合理使用;搞好材料的試驗、檢驗工作,把好質量關。

要提高智能建筑施工組織設計質量、優化施工管理那就必須轉變觀念,提高智能建筑施工組織設計質量。

3 總結

智能化建筑技術是新興的高科技領域,還是多學科多個專業技術綜合應用的整體建筑產品。多個行業、多個管理部門的協調共同發展是其技術發展的要義。智能建筑技術實現可持續發展的目標外,新興的環保生態學,生物工程學,生物電子學,仿生學,新材料學等技術發展,正在滲透到建筑智能化多學科技術領域中,實現人類聚居環境的發展目標。可見智能建筑技術必然要求建筑設計與其相適應,因此工程設計單位必須及時調整相應專業結構,更新加強智能化高新技術相關專業的技術力量。

綜上所述,在國外發達國家已正嘗試運用高新技術建設智能型綠色建筑和生態建筑,智能建筑不僅在數量上大增,而且將智能建筑逐步從單體向區域化,城市化方向發展。人類生存和生活聚居環境空間的可持續發展模式,已成為重要的國際技術發展趨勢和探尋的方向。與此同時,隨著我國經濟的發展和科技的進步,智能建筑會逐漸走向規范化和正規化,在質和量上有一個大的提升。智能化建筑為建筑業開創了新的內涵,同時也使現代建筑業在領域的各個環節發揮人的聰明和創造力,為我國智能建筑事業的高速發展提供科學有序,規范健康的中國道路。

參考文獻:

[1] 吳建琪,石皓文,倪萍.智能建筑初探[J].陜西建筑,2005,(5):4-5.

篇9

關鍵詞: 綠色建筑;城市建筑;發展趨勢

Pick to: in recent years the rapid development of green architecture in our country, and achieved significant results. In this article, through analyzing the connotation of green building and green building in China in the future urban construction development, this paper discusses the development of green building in China in the future development trend of urban construction, provide reference for the smooth and healthy development of green building.

Key words: green building; Urban construction; The development trend

中圖分類號:TE08文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

引言

綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用、高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。

我國是建筑業大國,建筑業已經成為國民經濟的支柱產業之一。中國現有建筑總面積大約400 多億平方米,預計到2020 年還將新增建筑面積約300 億m2,作為耗能第一大戶的建筑業,推進綠色節能建筑是未來城市建筑發展的一個基本趨勢,也是建設資源節約型、環境友好型社會的重要環節,因此在我國發展綠色建筑是一項意義重大且十分迫切的任務。綠色建筑在中國的興起,既順應了世界經濟增長方式轉變的潮流,又是中國建立創新型國家的必然組成部分,具有非常廣闊的發展前景。

一、綠色建筑的內涵

所謂綠色建筑的“綠色”,并不是指一般意義上的立體綠化、屋頂花園,而是指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑、節能環保建筑等。綠色建筑是追求自然、建筑和人三者之間和諧統一,并且符合可持續發展要求的建筑,其核心內容是盡量減少能源、資源消耗,減少對環境的破壞,并盡可能采用有利于提高居住品質的新技術、新材料。綠色建筑的選址、布局十分合理,盡量減少使用人工合成材料,充分利用陽光、自然通風等資源,節省能源,為居住者創造一種接近自然的感覺的同時可以減少環境污染。

綠色建筑充分利用太陽能、風能,通常采用節能的加厚外墻,減少采暖和空調的使用,依據自然通風原理設置風冷系統,因此可以有效的節約能源,減輕建筑本身對環境的負荷。在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中,減少和有效利用非可再生資源,如中水循環利用、低速洗浴噴頭、高壓沖廁、建筑屋頂和外表雨水收集利用等。綠色建筑外部與周邊環境相融合,和諧一致、動靜互補,做到了與自然生態環境的和諧統一。

綠色建筑在未來城市建筑中發展的障礙

1.綠色等于高價和高成本

許多人認為綠色建筑必然是造價高昂,具有一流的采光、采暖、通風設施,綠地面積大,然而綠色建筑是一個廣義的概念,綠色并不意味著高價和高成本。比如四合院采取房子包圍院子的建筑方式,不僅符合夏季炎熱、冬季嚴寒的氣候特點,而且可以有效的減少冷空氣的入侵,是典型的中國式綠色建筑,造價并不高。因此,機械地模仿國外發達國家的經驗,片面的引進國外高昂的綠色技術與產品,單純采用高科技技術營造人造景觀、創造舒適的室內空間并非真正的綠色建筑,只有節約非可再生資源、充分利用可再生資源、與環境協調統一,并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命的建筑才是真正的綠色建筑。

綠色建筑局限于城市新建筑

我國的現有國情決定了城市建筑體系的研究相對來說比較系統,而對農村傳統民居的研究比較缺乏,對綠色建筑的推廣多集中在城市新建筑上。實際上,農村傳統民居具有濃郁的地域色彩,是廣大鄉村一代又一代延續下來的以居住類型為主的建筑,是我國建筑史的重要組成部分,其成功之處在于對當地氣候、土地等資源的最佳利用,其中蘊涵著許多建筑節能的思想。在當初社會有限的資源環境下,我們的前輩創造了燦爛輝煌的建筑文明,其中包含了典型的因地制宜、與自然和諧相處的建筑精髓。

缺乏科學的評價指標

綠色建筑在我國還是一個處于萌芽狀態的新生事物,為迎合廣大居民回歸綠色田園生活的心態,許多建筑開發商在樓盤銷售過程中打出“綠色”旗號,綠地景觀中植樹種草、造人工湖、安裝太陽能熱水器,然后就號稱是“綠色建筑”。消費者在買房時,往往會被“綠色”吸引,住進去后卻發現自己的住宅根本稱不上是綠色建筑。實際上,綠地面積的多少并不是判別綠色建筑的主要指標。

建筑節能主體不明晰

很多人錯誤的認為綠色建筑的推廣和規劃是政府的責任,與自身利益沒有必然的聯系,沒有必要了解綠色建筑的設計理念與標示,我們所能做的僅僅是購買而已。因此,實際上很多建筑本身具有良好的節能效果,可居民在裝修過程中因為缺乏相關的知識,把墻皮打掉,或者更換窗戶,拆掉天花板,破壞了建筑本身的節能性和環保性。建筑節能和綠色建筑,不能只停留在專家、政府和一些大企業、大城市,應進入千家萬戶,要讓老百姓了解綠色建筑,糾正他們有綠地景觀、噴泉水池、綠化得好的樓盤就是“綠色建筑”的錯誤觀念。如果老百姓都能關注建筑節能和綠色建筑,注意到房屋的能耗、材料對室內環境的影響以及二氧化碳氣體的減排,那么百姓的共識就會形成綠色建筑的市場需求。只有有了健康的市場需求,建筑節能和綠色建筑才能在全社會廣泛地推廣應用。

綠色建筑在未來城市建筑中的發展趨勢

1.建筑材料的綠色化發展趨勢

(1)使用環保型建筑材料

環保型建筑材料要求親和環境。環境親和的建筑材料應該耐久性好、易于維護管理、不散發或很少散發有害物質(同時也得兼顧其他方面的特性.如藝術效果)。當前建筑中的污染物主要來自于石材類、板材類、涂料類及水泥等方面,綠色建筑的發展將催生具有更優性能的環保型材料來取代這些“垃圾”建材。現代基礎工程中環保型建材主要包括:新型保溫隔熱材料、新型防水密封材料、新型墻體材料、裝飾裝修材料和無機非金屬新材料等。雖然這些材料造價相對高一點,但是,伴隨著人們對綠色建筑的執著追求,這些材料也將被廣泛應用起來。環保型建材要求節約資源,有些材料一旦制造出來,其生命周期幾乎是無盡的,如以前在中國普遍使用的黏土磚,只要其質量未被破壞,幾乎可以一直使用下去,這必然蠶食日益缺少的耕地。因此,要盡可能地使用由可再生原料制成的材料和可循環使用的建筑材料,最大限度地節約資源,減少固體垃圾,這樣才符合綠色建筑的發展道路。

(2)綠色化走進建筑

屋頂花園不僅可以有效地降低建筑物的溫度,而且能夠增加城市綠化面積,增強城市的“呼吸”。在建筑物外墻面上種植攀緣植物同樣可以降低建筑物的溫度,甚至對外墻材料起到一定的保護作用,它和屋頂花園一起讓“綠色”建筑真正實現了視覺上的綠色,使建筑物親和自然的效果更加突出。

(3)進行節能設計和使用清潔能源

概括起來,未來建筑的綠色設計將體現在以下幾點:首先,最大限度地使用被動式能源系統。其次,建筑的最主要的立面最好不要朝向主風向,以減少建筑的熱負荷。再次,實現建筑室內的自然通風以減少空調等降溫設備的開機時間,降低能耗。還有,盡可能地使用自然采光。另外,積極利用可再生能源,如在建筑物立面上安裝太陽能板。

2.綠色建筑設計的智能化發展趨勢

今后建筑科技將圍繞保護環境,節省資源,降低能耗而展開。建筑智能技術的發展要為生態、節能、太陽能等在各種類型現代建筑中應用提供技術支持,實現生態建筑與智能建筑相結臺。建筑智能技術是以建筑為平臺,兼備建筑設備、辦公自動化及通信網絡系統,集結構、系統、服務、管理及它們之間的最優組合,向人們提供一個安全、高效、舒適、便利的建筑環境。

生命建筑具有“大腦”,它能以生物的方式感知建筑內部的狀態和外部環境,并及時做出判斷和反應,一旦災害發生,它能進行自我保護。比如日本開發成功的智能化主動質量阻尼技術,當地震發生時,生命建筑中的驅動器和控制系統會迅速改變建筑物內的阻尼物的質量,從而改變阻尼物的振動頻率,以此來抵消建筑物的震動。除此之外.生命建筑還能自我康復,美國伊利諾斯大學已研制出生命建筑自我康復的方法。它的執行元件是充有異丁烯酸甲醋粘結劑和硝酸鈣抗蝕劑的小管。當生命建筑出現裂縫時,小管斷裂,管內物質流出,形成自愈的混凝土結構,這完全像人體血液中的血小板,能夠填塞創口,使肌體康復。

生命建筑的發展離不開智能建材,智能建材是除作為建筑結構外,還具有其他一種或數種功能的建筑材料。如一些智能建材具有呼吸功能,可自動吸收和釋放熱量、水汽,能夠調節智能建筑的溫度和濕度。光學纖維技術、納米技術、聲控技術和有效利用自然能源是建設智能生態建筑的關鍵技術之一,隨著科技的進步,這些技術日趨成熟。建筑智能化已不再是夢想,在不久的將來,智能建筑將被廣泛的修建,以造福人類。

3.研究原生的生態建筑,探索現代綠色建筑的發展趨勢

建筑從其形成開始,就是人類活動的內在機制與自然環境相互聯系、相互作用的邏輯技術,包含了內在的“生態精神”。海德格爾的存在意義哲學體系中,“定居是一個重要的概念”。定居的關鍵在于場所而不是空間,人與場所的關系,以及場所與空間的關系均包含在人類居住場所中。人之所以定居是由于體驗到了場所中人與自然和諧穩定的精神,可以稱之為“場所的生態精神”,而當時的建筑則可以稱之為“原生的生態建筑”。

初始的原生生態建筑具有下面相應的特點:原生建筑與自然環境的能源物質環境是直接的,原生建筑大都采用自然采光、通風形式,其定居地靠近水源即物質材料的獲取場所;原生的生態建筑是人們不自覺地運用當地的建筑材料及技術,并考慮了當地的氣候條件;原生建筑對所處的自然環境具有較強的敏感性,刮風下雨,溫差變化都直接體現在建筑當中。由于建筑的回歸自然本原的傾向,建筑師在原生的建筑形式中尋找生態建筑的原型和解決問題的辦法。目前的生產和生活,使人與自然的聯系變得間接,人們正通過一個日趨復雜的人造系統與自然環境之間進行物質和能量的交換,因而人們對自然的體驗了解較少。因此,抱著自然本原生態觀的建筑師們通過原初建筑的類型,如窯洞、土樓、四合院、竹樓等尋找合理的生態原型,并發展新建一系列現代生態建筑思想和新型的綠色建筑。

4.研究和推廣符合我國國情的綠色建筑和建筑節能技術

在中國老百姓收入不高的情況下,我們引進綠色建筑標準和技術時,要充分考慮建筑的建造成本和使用成本,規定綠色建筑所采用的技術、產品和設施,成本要低。如新疆某地有一種建筑,墻壁材料由當地的石膏和秸稈混合建成,保溫性很好、建造成本也很低廉,是非常具有地方特色的建筑。這些典型的鄉村綠色建筑進行推廣,其造價較低,可以因地制宜、就地取材,容易被老百姓接受。再如一些投資回報率很高的節能技術和設備,如節能燈、太陽能熱水器、節能空調、節水馬桶等,用戶一旦采用了這些技術和設備后,可以最大限度地減少電費、水費和其他能源費的開支,一般5~8年之內就可以把增加成本收回來。這樣的綠色建筑和節能技術才符合中國國情,中國老百信才容易接受,才容在中國大范圍推廣應用。

四、未來城市綠色建筑的發展策略

1.做好宣傳,倡導綠色理念

推廣綠色建筑首先要倡導綠色理念,向全社會普及綠色建筑的標準概念,提高公眾的環保節能意識。利用網絡、電視、報刊、雜志等媒體,開展形式多樣、內容豐富的節能與綠色建筑宣傳,提高全社會對推廣節能與綠色建筑重要性的認識。同時政府會加大推廣的力度,開發商開發綠色建筑產品也有動力。

2.制定相關政策法規

發展綠色建筑需要政策支持和法律保障。研究確定發展綠色建筑的戰略目標、發展規劃、技術經濟政策;制定國家推進實施的鼓勵和扶持政策;制定有機利用市場機制和國家特殊的財政鼓勵政策相結合的推廣政策;綜合運用財政、稅收、投資、信貸、價格、收費、土地等經濟手段,逐步構建推進綠色建筑的產業結構。

3.加大科技投入

綠色建筑作為一個新興事物,其探索與研究的道路將會是漫長而艱辛的,它的實現必須有一套良好的經濟、社會、道德方面的激勵體制和可靠的技術支持。建立和完善促進節能、節地、節水、節材和環境保護的綜合性的發展規劃和標準體系;及時將新技術、新產品、新材料納入標準規范。從長期看,科技投入并不是增加造價,而是帶給社會進步。

4.建立激勵機制

政府應該建立一種激勵機制,讓開發商、消費者都得到相應的實惠。通過政府立法,調整稅收,加強綠色住宅建筑在經濟上的可行性。同時政府可以從公共事業項目建設著手,加大對公益事業的支持,并且以此為契機,促進生態人本主義在建筑領域的覺醒,成為社會價值體系的主流,并成為未來綠色建筑存在和發展的原動力。

結語

綠色建筑作為一個新興的、動態的和發展中的概念,它隨著技術與社會的進步而逐步充實其意義。目前,我國正處于城市化的進程中,如何在高速城市化進程中結合中國實際實現社會的可持續發展,積極推行綠色建筑是當前面臨的重大挑戰。可以預言,綠色建筑將成為人類運用科技手段尋求與自然和諧共存,持續發展的理想建筑模式。積極吸取中國傳統民居中蘊含的零耗能綠色建筑精髓并加以提煉,形成適合我國國情的低能耗、無污染綠色建筑是未來城市建筑發展的工作重心。

參考文獻:

[1]宋德萱,建筑環境控制學[M].中國建筑工業出版社,2003.1.

篇10

關鍵詞:智能建筑;節能結構;設計

中圖分類號: TU201.5 文獻標識碼: A 文章編號:

一、現代智能化建筑的內涵及特點

建筑反映了人類發展的歷史,代表著社會生產力的發展水平,與社會生產方式、人們的生活方式有密切相關的聯系,并且反映了人類社會的進步和科學技術發表的水平,具有鮮明的時代特征。20世紀80年代以來,隨著電子信息技術、計算機技術、通信技術和控制技術的高速發展,人類社會逐步由工業化向信息化社會轉型,在全球信息化浪潮的推動下,人們對建筑物的安全性、舒適性、便捷性、信息交互能力以及節能環保能力等提出了更高的要求。l984年,美國度涅狄格州哈特福德市的“城市廣場”作為世界上第一個智能建筑,標志著新一代建筑和新的技術領域的誕生。20余年里,智能建筑得到了快速發展,并又實現了建筑業與信息產業的有機融合,賦予傳統的建筑業以新的活力。

現代智能化建筑是指建筑綜合運用現代通信技術、自動控制技術、計算機技術等現代技術,將建筑物建設或改造成為智能建筑的全部工程,工程內容包括信息設施系統(ITSI)、信息化應用系統(ITAS)、建筑設備管理系統(BMS)、公共安全系統(PSS)、智能化集成系統(IIS)、機房工程(EEEP)等六大系統工程。智能化建筑的基本功能主要由三大部分構成:即大樓自動化(又稱建筑自動化或樓宇自動化(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA),這3個自動化通常稱為“3A”,它們是智能化建筑中最基本的,而且必須具備的基本功能。目前有些地方的房地產開發公司為了突出某項功能,以提高建筑等級和工程造價,又提出防火自動化(FA)和信息管理自動化(MA),形成“5A”智能化建筑,甚至有的文件又提出保安自動化(SA),出現“6A”智能化建筑,甚至還有提出“8A”、“9A”的。但從國際慣例來看,FA和SA等均放在BA中,MA已包含在CA內,通常只采用“3A”的提法,為此,建議今后應以“3A”智能化建筑提法為宜。

二、智能建筑集中節能結構優化設計

1、照明的節能控制設計

a.時間表控制模式。地下車庫的照明可按區域分為車道照明和車位照明,按時間程序進行控制。在白天開啟車道照明即可,入夜后可開啟全部的照明,隨著夜的深入,逐步關閉車位照明及車道一半的照明;在下半夜,僅留車道的一半照明即可,既方便管理,節能效果又好。

b.按“需”提供照明的控制模式。在建筑的設備區域,如電梯機房、水泵房、地下配電間等,燈通常是關閉的。只有當管理人員進入時,動靜探測器才會自動將燈點亮。當房內人員走后,探測器控制延時工作一段時間,將燈自動熄滅。

c.維持光通量的控制模式。在建筑中,采用調光控制方式,調節燈具輸出,始終使燈具保持光通量最小維持水平,讓燈具在整個工作期間,既滿足了照明要求,又節約了電能。維持光通量的控制模式,可利用感光元件接收空間的光環境。

2、綜合考慮墻體和門窗設計

墻體作為建筑圍護重要的一個部分,一般都會采用保溫性較強,蓄熱能力較強一級強度較低的砌塊墻和復合式墻體構成。目前我國采用的節能墻體主要使用以下幾種措施,一是由單一的材料砌成外墻;二是由保溫夾心型復合墻;三是內保溫復合墻;四是外墻之外的保溫。這些設計都在墻體的節能結構設計中發揮了至關重要的作用。再次是門窗工程的節能設計,在房屋建筑的結構設計中門窗工程的節能設計也是值得關注的,門窗的透氣性、氣密性以及保溫性等都是首要考慮的因素,這幾個方面的物理性能與舒適性和節能型密切相關。現在在門窗節能設計中多采用內襯鋼材窗框等,這些都能提高門窗的節能效果,顯著降低門窗的傳熱系數,加強屋內整體結構的保溫效果。然而國內一般多采用密封的中空玻璃方式,也就是用兩片或者多片平板玻璃,周邊則用間隔框分開由密封膠密封,使玻璃層形成有干燥氣體空間的玻璃深加工產品。

3、熱源節能設計

熱源的節能設計對改善供熱環境,提高供熱水平,節約燃料,降低供熱系統對環境的污染效果明顯。首先是嚴格限制高硫煤的開采和大力推行煤炭的洗選加工,開發和推廣清潔煤技術和循環流化床鍋爐,積極推廣使用除塵設備和電廠脫硫技術及其成套裝備。

其次采取合理的運行管理措施,根據實際情況選用集中質調節,量調節,分階段改變流量質調節及間歇調節方式,避免運行過程中的冷熱失調,提高控制和調節水平。在操作方面要提高鍋爐操作人員的規范化操作水平,放棄“看天燒火”的經驗主義做法,根據室外溫度合理確定供暖期每日的鍋爐運行參數,使鍋爐運行科學化、程序化,做到既保暖又節煤。

4、限制外窗的傳熱系數和太陽輻射透過率

統計表明,玻璃外窗得熱量占整個圍護結構熱量的40%以上。在放寬窗墻面積比限值的情況下,必須提高對外窗熱工性能的要求,提高窗戶及陽臺門的氣密性,才能真正做到住宅的節能。單玻璃鋁合金外窗傳熱系數為6.6W/(℃ K)左右,而長沙新振升集團生產的斷熱鋁合金型材雙玻窗的傳熱系數則可達3.2,塑料中空玻璃窗傳熱系數甚至可達到2.50。玻璃材料的透光系數、太陽直射透射率、相對得熱以及傳熱系數等指標,對建筑的室內熱環境和采暖空調能耗影響很大,夏季透過窗戶進入室內的太陽輻射熱構成了空調負荷的主要部分。設置薄膜型熱反射材料和外遮陽是減少太陽輻射熱進入室內的有效措施。

5、應用能效比高的空調器

夏熱冬冷地區冬季室內外溫差比北方嚴寒和寒冷地區小得多,改善建筑圍護結構的熱工性能所發揮的節能作用不如嚴寒和寒冷地區大,因此提高空調、采暖設備的效率顯得更加重要。按照《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》設定的計算條件,在計算出來全年采暖和空調所節約的50%能耗中,建筑圍護結構的貢獻略低于25%,采暖空調系統略高于25%。因此要控制空調和采暖年耗電量,真正達到節能50%的目的,必須使用高效率的空調和采暖設備或系統。

三、結論

智能建筑節能的結構與設計對于建筑行業具有重大的經濟效益和社會效益,面對國家能源的日益緊張,應該對建筑行業的節能結構與設計給予充分的重視。主張與建議:

(1)充分利用工業廢料,發展符合我國國情的單一墻體結構體系。黏土磚的大量生產和使用使耕地面積日益減少,而粉煤灰、礦渣、煤渣等工業廢料和垃圾堆積如山,造成嚴重的環境污染。鑒于此,結構體系的發展方向之一就是充分利用工業廢料,發展符合我國國情的單一墻體結構體系。

(2)大力研發新型復合墻體體系。建筑物主體材料混凝土保溫性能很差,要使結構滿足保溫節能要求,就必須復合保溫材料,這樣不僅增加施工工序,加大建造成本,而且不利于結構受力和安全。結合我國國情和國外發展趨勢,研究開發輕質高強、抗震性能好、節能保溫效果佳、施工簡便、經濟實用、綠色環保且適宜于產業化發展的復合墻體體系,已成為建筑業的發展方向。

隨著國家能源的逐漸減少,智能建筑節能的結構與設計的良好發展對于合理利用資源,提高社會資源利用率以及帶動國家與地方建筑節能事業的發展,促進社會建筑節能技術的進步都具有重要意義。

參考文獻:

[1]徐永銘.國內外建筑節能現狀及發展[J].徐州工程學院學報。2005,(20)