從綠色智能建筑

走向智慧生態城市

同濟大學程大章Chengdz@一、綠色建筑智能化的功效二、追求綠色目標工作的持續性三、智慧生態城市是智能行業的機遇

主要內容

進入廿一世紀，全球城市化進程加快、經濟快速增長，但是人口急驟增加、資源萎縮、環境惡化，人類生存面臨著嚴峻挑戰。人類的建設行為及其成果—建筑物在生命周期內：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%。綠色建筑強調人與自然的和諧，避免建筑物對生態環境和歷史文化環境的破壞，資源循環利用，室內環境舒適，符合中國可持續發展的基本國策，因而受到了各級政府、工程界與房地產業的高度重視。

綠色建筑在建筑的生命期內，最大限度地保護環境、節約資源（節能、節水、節地、節材）和減少污染，為人們提供健康、適用和高效地使用的空間。綠色建筑將環保技術、節能技術、信息技術、控制技術滲透入人們的生活與工作，用最新的理念，最先進的技術去解決生態節能與居住舒適度問題。使建筑物與自然環境共同構成和諧的有機系統。

近年來，中國的綠色建筑在政府推動下得到快速發展，目前已有近1500項工程獲得國家綠色建筑標識認證，發達地區已經要求新建建筑必須100%達到國家綠色建筑標準。

由于與國家“加強生態文明建設”和“創新驅動發展、推動新型城鎮化、全面建成小康社會”的要求緊密結合，住建部的《“十二五”綠色建筑和綠色生態城區發展規劃》將建100個“綠色生態城區示范工程”，而“國家智慧城市試點工程”已在202個城市/區展開。

綜上所述，中國近年來在綠色建筑領域所做的這些工作，反映了政府、工程界和房產業的建設行為正從生態意識走向生態盡責，這是中國可持續發展的重大轉折點。

對建筑設備（變配電、照明、冷熱源、空調、給排水、交通等）系統的運行進行全面監測與控制，使設施處于最佳運行狀態，實現節能與有效管理。對可再生能源系統（風力、太陽能利用、地源等）的優化運行控制與管理、并網控制及諧波控制等。中水與污水的處理回用實現自動控制，在惡劣的工作條件下，保證水資源的有效利用，使人類活動對水資源的污染降低到最小。一、綠色建筑智能化的功效

對建筑物的安全和環境進行監控，建立良好的生存環境。

建立物業信息管理系統，全面監測能耗，對建筑運行與管理等建立檔案及記錄，進行常態管理與應急指揮。通信與網絡技術支撐語音、郵件與遠程視頻會議等應用,在增強人際交往的同時減少出行能耗。

建筑智能化系統是綠色建筑的技術支撐，只有通過實時運行的數據來分析建筑物的節能與環境保護的效能及缺陷，才能提高建筑性能，增加建筑價值。智能化系統影響著綠色建筑運營的整體功效。綠色建筑必須用真實的運營數據說話!《綠色建筑評價標準》GB/T50378的修編版，把部分智能化系統列入控制項（強制性條款），將有助于電氣工程的地位提升。3建筑通風、空調、照明等設備的自動監控系統應工作正常，運行記錄完整。對冷熱源、風機、水泵等設備必須進行有效監測，對用能數據和運行狀態進行實時采集并記錄；按照設計的工藝要求進行自動控制。只有BA系統處于正常工作狀態下，建筑物才能實現高效管理和有效節能。公共建筑的面積小于2萬m2和10萬m2以下的住宅區，可不設BA系統，但應有簡易的控制措施，如風機水泵的變頻控制、不聯網的就地控制器、單回路反饋控制等。

審閱BA系統的設計文件，核對監控點數表與現場設備系統一致和節能優化的控制策略得到實施。

在BA系統的中央控制站上，檢查系統的實時工作情況，審查BA控系統的運行記錄的真實性和完整性。系統的運行記錄和檢測數據應保持一年以上，允許有不超過一個月的自動記錄中斷，但是主要能耗數據應在系統故障期提供人工記錄。

4智能化系統的運行效果滿足居住區或公共建筑運行與管理的需要。

為保證居住區與公共建筑的安全、高效運營，要求根據現行標準《智能建筑設計標準》GB/T50314和《居住區智能化系統配置與技術要求》CJ/T174，設置合理、完善的安全防范系統、設備監控管理系統和信息網絡系統，智能化系統工程經驗收，工程質量符合《智能建筑工程質量驗收規范》GB50339，運行安全可靠。

查閱智能化系統工程設計文檔、施工變更文件、驗收報告及運行記錄，現場考察各系統的運行情況和進行用戶抽樣調查。居住區的安全防范系統、設備監控管理系統和信息網絡系統達到《居住區智能化系統配置與技術要求》的基本配置功能,公共建筑的安全防范系統、設備監控管理系統和信息網絡系統達到《智能建筑設計標準》的基本配置功能。

建設部仇保興副部長提出：“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?！?/p>

綠色與低碳的實現需要多個循環周期，在運行過程中通過從測量數據、數據可視化、效果評估、數據分析、設計改善方案到實施改善方案構成第一次循環。然后再回到測量數據，開始第二個循環。

二、追求綠色目標是持續的工作

在建筑物的運行期中，這是一個永無休止的工作循環。建筑物使用功能會變化，負荷隨機變化，設備系統性能漸進老化，在每一次循環中總會發現各類情況與問題，需要進行優化改善，不斷提升建筑物與設備系統的性能。

測量數據

數據可視化

效果評估數據分析

設計改善方案實施改善方案上海市公共建筑耗電量統計分析

建筑類型樣本量單位面積耗電量（kWh/m2.a）均值最小值最大值商務辦公樓334121.9737.32356.97

賓館

69135.5653.10251.73商場167167.6435.99445.36資料來源：《公共建筑用能定額研究現狀及思考》上海市建筑科學研究院統計數據提供了一個基準。同類型建筑的能耗差異很大，排除服務質量等級的因數后，節能的空間很大。對于新建綠色建筑，無論是按什么標準設計，最后的主要評價還只能是單位面積的能耗，應當在平均值以下。對于既有建筑，依靠包括智能化監控的主動節能技術，可以取得顯著的節能效果。三、智慧生態城市是智能行業的機遇熱電冷三聯供、太陽能發電、太陽能熱泵、風力發電、水源熱泵、地源熱泵、雨污水綜合利用、中水回用、生物質發電、垃圾無害化處理等技術的應用，在建設、管理與運行成本上均非獨立小型建筑物可以承受的。節能環保關鍵技術的價值實現需要專業化與集約化的運行維護，可再生能源利用的技術需要規?；拍苋〉媒洕尚行?。實踐證明孤立的綠色建筑受到技術、管理與經濟的制約，要實現可持續發展，需要從綠色生態城區的角度來審視建設行為。可再生能源的集約化利用、廢棄物質的綜合利用、道路交通的規劃管理、能源綜合監測管理、綜合通信等，都是節能、環保與減排的重要組成部分，這些設施只能是城市的基礎設施。我們可以明確地指出走向綠色生態城市是綠色建筑的必然趨勢。

2014年03月17日發布《國家新型城鎮化規劃(2014－2020年)》的第十八章“推動新型城市建設”提出：“順應現代城市發展新理念新趨勢，推動城市綠色發展，提高智能化水平，增強歷史文化魅力，全面提升城市內在品質?！逼渲械牡谝还澥恰凹涌炀G色城市建設”，第二節是“推進智慧城市建設”。國家智慧城市（區、鎮）試點指標體系（試行）有4個一級指標，其中與綠色生態城區密切相關的為“智慧建設與宜居”和“智慧管理與服務”。“智慧建設與宜居”

二級指標“城市建設管理”下有城鄉規劃、數字化城市管理、建筑市場管理、房產管理、園林綠化、歷史文化保護、建筑節能、綠色建筑和供水系統；

二級指標“城市功能提升”下有供水系統、排水系統、節水應用、燃氣系統、垃圾分類與處理、供熱系統、照明系統和地下管線與空間綜合管理?！爸腔酃芾砼c服務”二級指標“專項應用”下有智能交通、智慧能源、智慧環保、智慧國土、智慧應急、智慧安全、智慧物流、智慧社區和智能家居。智慧城市和綠色生態城區支持了城市的社會與經濟發展，三者的交集構成了城市未來的發展方向。城市的社會與經濟發展智慧城市綠色生態城區智慧城市是綠色生態城市的支撐智慧城市建設運營保障體系信息通信基礎設施信息應用基礎系統智能建筑智慧產業智慧城市的建設內容信息通信基礎設施類城市信息通信地下管線城市信息通信機房城市移動通信基站生態城市運行管理類道路監控與交通管理系統的規劃與建設停車管理系統的規劃與建設公共區域安全監控系統的規劃與建設能源管理系統的規劃與建設水務管理系統的規劃與建設環境監測系統的規劃與建設消防監管系統的規劃與建設市容衛生管理系統的規劃與建設電子政務類延伸電子政務系統，為企業與居民提供一門式服務城市醫療服務信息網絡數字城管平臺城市管理指揮中心（常態管理調度，應急態指揮調度）……公共信息服務類城市公共場所信息發布系統城市網站……產業發展支撐類企業信用評估平臺城市現代農業服務信息平臺城市物流服務信息平臺……智慧生態城市的信息集成基礎工作制定智慧生態城市業務的信息字典，將分散在各個領域應用系統的信息匯聚起來得以共享基本功能在共享信息的基礎上，生態城市各領域應用系統之間可以相互協調,進行互操作智慧實現對信息進行數據挖掘，經智能分析后形成優化的行動方案，使眾多的相關應用系統協同運行，來處置生