關(guān)于智能建筑理論與工程實(shí)踐

1、關(guān)于智能建筑理論與工程實(shí)踐     摘要：在工程實(shí)戲與理論研究的基礎(chǔ)上提出了智能建筑理論的體系結(jié)構(gòu)與理論特征，并且指出智能建筑已經(jīng)形成了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，將在的城市化中發(fā)揮更為重要的作用。     論文關(guān)鍵詞：智能建筑  系統(tǒng)論信息論 可持續(xù) 人本論 產(chǎn)業(yè)鏈      20世紀(jì)60年代中期，世界建筑業(yè)啟動(dòng)了新一輪的發(fā)展，建筑物單體的高度與體量急驟增加，二、三百米的超高層建筑，單體超過(guò)10萬(wàn)平方米的大型建筑已十分普通。建筑物規(guī)模

2、的增大與工程建設(shè)的技術(shù)難度不僅體現(xiàn)在高度與面積上，建筑物的多功能使用(同一幢建筑物內(nèi)分層區(qū)具有辦公、酒店、商場(chǎng)、公寓、娛樂(lè)等使用功能)。各類使用者對(duì)建筑物的服務(wù)要求多樣化與服務(wù)性能日趨提高，越來(lái)越重視生活條件與環(huán)境的舒適性、與社會(huì)和人際溝通的便捷性、生存空間的安全性、設(shè)施服務(wù)的完善性、管理組織的嚴(yán)密性等。在解決這些復(fù)雜難題的過(guò)程中逐步形成了智能建筑的概念。 1智能建筑的理論體系     長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)智能建筑是否存在理論與學(xué)科特征，一直未能形成比較一致的認(rèn)識(shí)。有些人士認(rèn)為智能建筑就是把機(jī)、控制及設(shè)備運(yùn)用于建筑物，只是高新技術(shù)的綜合應(yīng)用而已，并無(wú)理論可言。

3、然而，筆者認(rèn)為經(jīng)過(guò)二十年的實(shí)踐，智能建筑已不如早期那么神秘朦朧，在長(zhǎng)期的建設(shè)、應(yīng)用與管理中，已經(jīng)凸現(xiàn)其深層的特征，有必要對(duì)此進(jìn)行探討。圖1所示為智能建筑理論的結(jié)構(gòu)，下面將分別進(jìn)行闡述。     a.應(yīng)用對(duì)象層。智能建筑為人類活動(dòng)提供信息化、自動(dòng)化的工作和生活場(chǎng)所，它的應(yīng)用對(duì)象就是建筑物的使用者、管理者與服務(wù)提供者。 b.特定功能層。只要是按現(xiàn)代化、信息化運(yùn)作的機(jī)構(gòu)所在地都有智能建筑的需求，因此智能建筑早已不是辦公建筑的專利，公共建筑、住宅建筑、建筑、軍事建筑都可以按智能建筑建設(shè)。近十年來(lái)，中國(guó)與全球一樣建成了大量智能型的辦公樓、酒店、場(chǎng)館、會(huì)展中心、學(xué)校

4、、法院、圖書(shū)館、劇院、博物館、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、住宅、電子廠、食品廠、化工廠、發(fā)電廠、軍營(yíng)、應(yīng)急指揮中心等建筑物，這些建筑物在世界的與社會(huì)中起著極為重要的作用。在這一層面上，智能化系統(tǒng)功能需求與設(shè)備配置往往受建筑物個(gè)性、建設(shè)目標(biāo)，管理模式和投資力度的影響而有較大的差別。 c.應(yīng)用技術(shù)層面。這是智能建筑的技術(shù)基礎(chǔ)，由通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和綜合管理技術(shù)等組成。在這些技術(shù)領(lǐng)域中，最新的技術(shù)成果及其形成的裝備會(huì)以最快的速度應(yīng)用于建筑業(yè)。如在5年前，當(dāng)軟件工程界剛開(kāi)始討論中間件技術(shù)時(shí)，市場(chǎng)上立即推出了采用中間件技術(shù)的智能建筑系統(tǒng)集成軟件iz bms集成化智能建筑管理系統(tǒng))。又如當(dāng)工業(yè)

5、以太網(wǎng)技術(shù)出現(xiàn)突破，隨即出現(xiàn)了基于工業(yè)以太網(wǎng)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。 d.基礎(chǔ)理論層。雖然從表面上看，智能建筑嵌人了許多令人目眩的五光十色的技術(shù)，但實(shí)質(zhì)上智能建筑并不僅是新技術(shù)的綜合與新裝備的組合，而在其深層次中是有基礎(chǔ)理論的支撐。 1945年奧地利人貝塔朗菲創(chuàng)建系統(tǒng)論形成了“系統(tǒng)”，這是把世界看作一個(gè)巨大組織的機(jī)體主義世界觀，它包括了系統(tǒng)本體論、系統(tǒng)認(rèn)識(shí)論、系統(tǒng)價(jià)值論和系統(tǒng)方法論。系統(tǒng)理論的概念(等級(jí)秩序、漸進(jìn)分化、反饋、開(kāi)放等)與方法(圖論、集論、控制論、對(duì)策論、排隊(duì)論等)是智能建筑總體設(shè)計(jì)與工作流程規(guī)劃中的重要工具。     美國(guó)人香農(nóng)在1948年奠定了

6、信息論的理論基礎(chǔ)，使人類傳統(tǒng)的從以材料與能量為中心的體系，轉(zhuǎn)變?yōu)橐圆牧?、能量與信息為中心。當(dāng)建筑物的智能水平日益提高后，人們已不滿足僅在通信信道容量、噪聲抑制、數(shù)據(jù)加密上應(yīng)用信息論，而需要進(jìn)一步通過(guò)統(tǒng)計(jì)及隨機(jī)過(guò)程的分析來(lái)討論語(yǔ)義分析、信息的嫡的應(yīng)用。 “以人為本”在如今似乎已成為一句時(shí)尚的語(yǔ)句，但在智能建筑的功能設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理中，如果缺乏針對(duì)使用者與管理者的工作和生活便利考慮，缺乏以人機(jī)工效學(xué)對(duì)人機(jī)界面、機(jī)器與人的共享空間的設(shè)計(jì)，缺乏在智能化、數(shù)字化環(huán)境下對(duì)不同職能與層次人的行為處理分析和對(duì)策，那么任何再先進(jìn)的智能化系統(tǒng)也是失敗的。 智能建筑不僅僅是當(dāng)前高新技術(shù)的盡情應(yīng)用，而且必須從可持續(xù)發(fā)展

7、的角度對(duì)建筑物的一切進(jìn)行考量:設(shè)備與材料的環(huán)保、系統(tǒng)運(yùn)行方式的綜合能效設(shè)計(jì)、建筑物節(jié)能模式的選擇、建筑物管理的組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都需要從有利于協(xié)調(diào)“社會(huì)經(jīng)濟(jì)”關(guān)系，提高“人口資源環(huán)境”可持續(xù)發(fā)展的水平來(lái)考慮。這些工作要有助于建立7項(xiàng)工作:選擇資源節(jié)約型的經(jīng)濟(jì)體系、推進(jìn)社會(huì)公平化的社會(huì)體系、重視提高國(guó)家綜合實(shí)力的科技體系、保持自然生產(chǎn)能力的生態(tài)體系、促進(jìn)環(huán)境質(zhì)量提高的環(huán)境體系、提高國(guó)民整體素質(zhì)的人口體系和規(guī)范合理行為的政策法規(guī)體系?！翱沙掷m(xù)發(fā)展”是我國(guó)的基本國(guó)策之一，已深人到整個(gè)社會(huì)。智能建筑自然也在“可持續(xù)發(fā)展”政策的覆蓋之下。 顯然，在智能建筑所有的相關(guān)領(lǐng)域，以上的理論都在工作過(guò)程中起著宏觀導(dǎo)向

8、與微觀指導(dǎo)的作用。 2智能建筑理論的特征     通過(guò)上述分析可見(jiàn)，智能建筑不僅存在理論，而且其理論結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，還具有以下三個(gè)特征。 a.多目標(biāo)的優(yōu)化智能建筑不是機(jī)械的技術(shù)與設(shè)備集合，而是一個(gè)大系統(tǒng)，需要多視角地考慮技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等因素的大系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)，并且調(diào)動(dòng)各種手段使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的綜合目標(biāo)。即系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為:s=f<技術(shù)、效率、價(jià)格、智能建筑理論與工程實(shí)踐程大章發(fā)展、環(huán)境、人氣等)。 b.多學(xué)科的綜合這一點(diǎn)是顯然的，智能建筑的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理，所涉及的技術(shù)，經(jīng)濟(jì)、管理以及問(wèn)題，都必須有效地應(yīng)用各學(xué)科的知識(shí)成果來(lái)解決。

9、 c.多因素的相關(guān)性智能建筑與社會(huì)信息化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、管理模式、裝備技術(shù)發(fā)展、政府導(dǎo)向等具有十分密切的關(guān)系，盡管就表面來(lái)看智能建筑僅是一種建設(shè)行為與經(jīng)營(yíng)管理方法。但是從建筑物的生命周期成本(lcc life cycle cost)(見(jiàn)圖2)來(lái)看，當(dāng)某種設(shè)備與技術(shù)采用后，可改變其生命周期中許多相關(guān)的分項(xiàng)狀態(tài)。     比如采用完善的ba(建筑設(shè)備自動(dòng)化)系統(tǒng)進(jìn)行照明系統(tǒng)的節(jié)能控制(按照度、時(shí)間、夜間最低照度、分區(qū)等)，可以有效降低電耗與照明設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，而照明設(shè)備因此而延長(zhǎng)壽命減少了照明設(shè)備的維護(hù)更新費(fèi)用。這可使建筑物生命周期成本中的能耗費(fèi)與設(shè)備更新費(fèi)用減少。但是要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要設(shè)置完善的ba系統(tǒng)，要增加建設(shè)的一次投資.同時(shí)，降低能耗的效益并不僅僅體現(xiàn)在lcc的圖中，它對(duì)于廣義的環(huán)境保護(hù)價(jià)值更是巨大的。 3智能建筑工程實(shí)踐的分析     近年來(lái)，隨著中國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，全國(guó)各地的智能建筑熱潮有漲無(wú)退。由于我們已