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    進(jìn)入廿一世紀(jì)，全球城市化進(jìn)程加快、經(jīng)濟(jì)快速增長，但是人口急驟增加、資源萎縮、環(huán)境惡化，使人類面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在建筑物的建造和使用過程中不僅消耗大量的能源與資源，而且破壞了環(huán)境，據(jù)研究數(shù)據(jù)反映人類的建設(shè)行為及其成果―建筑物在生命周期內(nèi)消耗了全球資源的40%、全球能源總量的40%，建筑垃圾也占全球垃圾總量的40%。因此，對于節(jié)約能源與資源，提高使用效率，緩解能源資源短缺的矛盾，保護(hù)和改善環(huán)境，各國政府與工程界都進(jìn)行了不懈的研究與實(shí)踐，提出了綠色建筑的理念。綠色建筑強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧，避免建筑物對生態(tài)環(huán)境和歷史文化環(huán)境的破壞，資源可達(dá)到循環(huán)利用，室內(nèi)環(huán)境舒適，符合中國政府實(shí)行的可持續(xù)發(fā)展的基本國策，因而受到了各級政府、工程界與房地產(chǎn)業(yè)的高度重視。

1．綠色建筑的實(shí)踐

1．1綠色建筑的理念
    人類的建筑經(jīng)歷了掩蔽、舒適建筑、健康建筑三個(gè)階段。第一階段是低能耗甚至無能耗的階段，第二和第三階段是高能耗的階段。隨著人們對全球生態(tài)環(huán)境的關(guān)注和可持續(xù)發(fā)展思想的深入，建筑物開始走向第四階段：“綠色建筑”。該階段主要特征：大量利用可再生能源（Renewable Energy）和未利用能源（Unused Energy），強(qiáng)調(diào)能源節(jié)約和建筑材料資源的循環(huán)使用，盡量減少建筑過程中對自然生態(tài)環(huán)境的損害。“綠色建筑”（Arology）作為生態(tài)學(xué)（Ecology）和建筑學(xué)（Architecture）的結(jié)合，由美籍意大利建筑師保羅?索勒端（Paola Soleri）在20世紀(jì)60年代首次提出。綜合國內(nèi)外專家的研究，綠色建筑可理解為在建筑的“全壽命”周期內(nèi)，最大限度地保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材）和減少污染，為人們提供健康、適用和高效地使用空間，最終實(shí)現(xiàn)與自然共生的建筑物。

    因此“綠色建筑”是一個(gè)有機(jī)的整體概念，他貫穿于建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建筑、使用以及維護(hù)的全過程，覆蓋建筑物的整個(gè)生命周期。“綠色建筑”注重與周邊資源的和諧，包括對日光利用，空氣流通，景觀環(huán)境等的綜合考慮，為使用居住者提供健康舒適的空間，并對周邊環(huán)境形成期的積極影響。“綠色建筑”關(guān)注建筑材料與能源的合理利用與節(jié)約，因而對建筑物建造與使用過程的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)最大程度地節(jié)約能源與材料。“綠色建筑”將環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透到居民生活的各個(gè)方面，即用最新的理念，最先進(jìn)的技術(shù)去解決生態(tài)節(jié)能與居住舒適度問題。總之“綠色建筑”是自然環(huán)境的一部分，與之共同構(gòu)成和諧的有機(jī)系統(tǒng)。

1．2政府的積極推進(jìn)，為綠色建筑提供了發(fā)展空間
    中國正處于工業(yè)化、城市化加速發(fā)展時(shí)期，我們不僅要注重單體建筑的效果，更需要從區(qū)域來考慮降低能源資源消耗、保護(hù)環(huán)境的總體效果。中國現(xiàn)有建筑總面積400多億平方米，預(yù)計(jì)到2020年還將新增建筑面積約300億平方米。中國政府正在積極調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，提出鼓勵發(fā)展節(jié)能省地型住宅與公共建筑，要求制定并強(qiáng)制推行更嚴(yán)格的節(jié)地節(jié)能節(jié)水節(jié)材（簡稱“四節(jié)”）標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)城鎮(zhèn)發(fā)展發(fā)展質(zhì)量和效益的提高。

    發(fā)展節(jié)能省地型住宅與公共建筑，必須用城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，挖掘建筑“四節(jié)” 的潛力。“四節(jié)”都有各自的要求，必須統(tǒng)籌考慮，綜合研究。節(jié)地的關(guān)鍵在于城鄉(xiāng)空間的統(tǒng)籌，節(jié)能是重點(diǎn)降低長期使用時(shí)的總能耗，節(jié)水是重點(diǎn)考慮水資源的循環(huán)利用，節(jié)材是重點(diǎn)研究新型工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化道路。

    中國政府正在將研究制定經(jīng)濟(jì)政策，采取有效措施，區(qū)域統(tǒng)籌，分類指導(dǎo)，推進(jìn)建設(shè)節(jié)能省地型的綠色住宅和公共建筑。這些工作已經(jīng)在城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、近期建設(shè)規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃等不同層次的規(guī)劃中得以體現(xiàn)，充分研究論證能源、資源對城鎮(zhèn)布局、功能分區(qū)、基礎(chǔ)設(shè)施配置及交通組織等方面的影響，確定適宜的城鎮(zhèn)規(guī)模、運(yùn)行模式，加強(qiáng)城鎮(zhèn)土地、能源、水資源等利用方面的引導(dǎo)與調(diào)控，實(shí)現(xiàn)能源資源的合理節(jié)約利用，促進(jìn)人與自然的和諧。以科技創(chuàng)新為支撐，組織科技攻關(guān)、重大技術(shù)裝備及產(chǎn)業(yè)化、新型能源和可再生能源以及新材料、新產(chǎn)品的開發(fā)、推廣應(yīng)用。引進(jìn)、消化、吸收國際先進(jìn)理念和技術(shù)，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，發(fā)展適合國情，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的適用技術(shù)。加大標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的編制力度，形成比較完善的建筑“四節(jié)”標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，并加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的實(shí)施和監(jiān)管。研究和制定促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，將住宅產(chǎn)業(yè)化與新型工業(yè)化緊密結(jié)合起來，由骨干企業(yè)帶動建立現(xiàn)代化的住宅生產(chǎn)體系。同時(shí)充分重視存量建筑的改造，把治理污染、降低能耗的作為日常的基本工作。推進(jìn)供水、供熱、污水處理等市政公用事業(yè)改革，不斷探索創(chuàng)新體制機(jī)制。

2.綠色建筑對智能化與信息化的需求

    為了實(shí)現(xiàn)綠色建筑的建設(shè)目標(biāo)，在工程中涉及大量的技術(shù)與政策問題，詳見表1。

    由表中1所列項(xiàng)目可見，在建筑設(shè)備、資源利用、管理信息、生態(tài)等領(lǐng)域，有大量需要解決的智能控制與信息管理的課題。如果不能有效地實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備系統(tǒng)的智能控制，不能完備地進(jìn)行建筑物建設(shè)、運(yùn)行與更新過程的信息管理，綠色建筑的主要目標(biāo)是不可能達(dá)到。

3．綠色建筑的智能系統(tǒng)工程

3.1綠色建筑智能系統(tǒng)的內(nèi)容概要
    1）信息
    信息是綠色建筑智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在綠色建筑工程中，需要廣泛采集環(huán)境（大氣、水體、氣象等）、生態(tài)（植物、動物等）、建筑物（結(jié)構(gòu)、地基、建材等）、設(shè)備（能源、空調(diào)、水處理、供電、固體廢棄物處理等）、社會（安全、資訊、服務(wù)、管理、行政等）等領(lǐng)域的信息，為人類社會活動與生活提供準(zhǔn)確可靠的信息，為綠色建筑的控制、管理與決策創(chuàng)造良好的環(huán)境。

    2）控制
    綠色建筑的控制包羅萬象，有綠色能源―從太陽能，風(fēng)能，地?zé)釕?yīng)用到區(qū)域熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)等的控制；有利用峰谷電價(jià)差的冰蓄冷系統(tǒng)的控制；有采用最優(yōu)控制技術(shù)充分利用自然能量來采光、通風(fēng)，進(jìn)行照明控制與室內(nèi)通風(fēng)空調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)低能耗建筑，若輔以可再生能源則成為零能耗建筑；有可以隨環(huán)境溫度、濕度、照度而自動調(diào)節(jié)的智能呼吸墻；有應(yīng)用變頻調(diào)速裝置對所有泵類設(shè)備的最佳能量控制；有自動收集雨水、處理污廢水，提供循環(huán)使用的水處理設(shè)備控制系統(tǒng)；……

    3）管理　
    綠色建筑的管理涉及環(huán)境、生態(tài)、能源、資源、建筑物、設(shè)備、社會、安全、通信網(wǎng)絡(luò)等。由于各子項(xiàng)之間相互關(guān)聯(lián)，有些子項(xiàng)之間的目標(biāo)甚至相互矛盾，因此管理不能僅著眼于單一子項(xiàng)，而要信息共享充份協(xié)調(diào)相互關(guān)系，于是綠色建筑的集成信息管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，在一個(gè)統(tǒng)一的平臺上，實(shí)現(xiàn)綠色目標(biāo)的綜合管理。

    4）決策
    綠色建筑的生命周期中，他的建設(shè)、運(yùn)行管理與更新改造有大量的事物需要決策，并付諸執(zhí)行。

3.2 綠色建筑智能系統(tǒng)工程的特點(diǎn)。
    1）大系統(tǒng)，多目標(biāo)共存。
    為實(shí)現(xiàn)綠色建筑的建設(shè)目標(biāo)，設(shè)置了環(huán)境、能源、資源、生態(tài)、安全、信息等監(jiān)控管理系統(tǒng)，雖然眾多的子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，但是各子系統(tǒng)的目標(biāo)是不相同的，通常需采用多目標(biāo)模糊優(yōu)化控制。

    2）多學(xué)科交叉，多技術(shù)結(jié)合
    綠色建筑中智能系統(tǒng)的監(jiān)控管理對象分屬土木工程、環(huán)境工程、生態(tài)工程、能源工程、信息工程、化學(xué)工程、設(shè)備工程，在一個(gè)子系統(tǒng)中，往往需要采用多種技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。如模仿“人體表皮組織－呼吸系統(tǒng)－神經(jīng)系統(tǒng)”應(yīng)激性能的氣候調(diào)節(jié)設(shè)備（呼吸墻），就要綜合運(yùn)用新型墻體材料、過濾器、氣候調(diào)節(jié)設(shè)備、室內(nèi)外空氣參數(shù)檢測設(shè)備、智能控制裝置，以室內(nèi)外空氣品質(zhì)、建筑能耗及居住人的舒適度為綜合目標(biāo)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。

3..3 綠色建筑向智能系統(tǒng)工程提出的挑戰(zhàn)
    由于智能系統(tǒng)與綠色建筑共生同存，智能系統(tǒng)的功能、性能及運(yùn)行成本是綠色建筑不可分割的一部分，綠色建筑要實(shí)現(xiàn)的大部分目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)方案都離不開智能系統(tǒng)，但是建設(shè)業(yè)中的智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)的工作環(huán)境和要求有很大差別，因而面臨著許多新的課題。

    1）綠色建筑的智能系統(tǒng)雖然其結(jié)構(gòu)為多子系統(tǒng)組合的大系統(tǒng)，但建設(shè)業(yè)對于監(jiān)控管理系統(tǒng)的要求則是低成本，高可靠性。
    2）綠色建筑的智能系統(tǒng)大多是由沒有專業(yè)技能的人群來直接操控的，因此，系統(tǒng)的人機(jī)界面不僅需個(gè)性化、可視化、更要人性化、簡易化。
    3）綠色建筑中大量使用的檢測器件，涉及到各類物理量、化學(xué)量、生物量，這些器件不僅要求長期（幾年，十幾年）準(zhǔn)確可靠工作，而且成本要低。如冷熱源能耗自動計(jì)量等至今尚無理想技術(shù)方案。
    4）為能增強(qiáng)安全系統(tǒng)功能，生物特征信息處理與數(shù)字圖像分析應(yīng)用需要有進(jìn)一步的實(shí)破。
    5）為實(shí)現(xiàn)低能耗與零能耗建筑，在能源與資源管理上，在區(qū)域能源供應(yīng)方面，結(jié)合設(shè)備系統(tǒng)功能實(shí)行預(yù)報(bào)控制與優(yōu)化控制，尚需積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
    6）對綠色建筑眾多設(shè)備系統(tǒng)，進(jìn)行在線故障診斷，實(shí)行容錯(cuò)控制，以保證居住使用者的便利，這需要進(jìn)行實(shí)踐與探索。

結(jié)束語

    綠色建筑不同于傳統(tǒng)建筑，其建設(shè)理念跨越了建筑物本體而追求人類生存目標(biāo)的優(yōu)化，是一個(gè)大系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化的典型案例。同時(shí)，綠色建筑必須采用大量的智能系統(tǒng)來保證建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這一過程需要信息、控制、管理與決策，智能化、信息化是不可缺少的技術(shù)手段。建設(shè)部仇保興副部長在《中國的能源戰(zhàn)略與綠色建筑前景》一文中提出到：“以智能化推進(jìn)綠色建筑，節(jié)約能源，降低資源消耗和浪費(fèi)，減少污染，是建筑智能化發(fā)展的方向和目的，也是綠色建筑發(fā)展的必由之路。”由于綠色建筑在我國剛剛起步，其中大量的課題有待人們?nèi)ヌ剿髋c解決。本文僅是筆者在學(xué)習(xí)過程中的一些體會，希望能有更多的同行對綠色建筑的智能系統(tǒng)工程給予更多的注意。