鄭永超

內容摘要? 在城市現(xiàn)代化發(fā)展的今天，人們對于生活服務標準及服務質量的要求越來越高，原來單一組網(wǎng)的智能建筑時代必將向綜合化、集成化、網(wǎng)絡化、智能化的智慧建筑發(fā)展，智慧建筑的標準化、市場化成為一種趨勢。智慧建筑通過大數(shù)據(jù)檢索、智能AI、人臉識別、光電感測、語音識別等智能終端，通過大數(shù)據(jù)分析、功能計算、模糊控制等一系列技術手段實現(xiàn)，將建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合，從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境，通過對建筑物智能化功能的配備，實現(xiàn)高效、安全、節(jié)能、舒適、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目標。

關鍵詞? 智慧建筑 樓宇 安防 家居

1 引言

第一次工業(yè)革命是機器代替手工勞動的時代;第二次工業(yè)革命人類進入了“電氣時代”;20世紀中葉，第三次科技革命以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發(fā)明和應用為主要標志，是涉及信息技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場信息控制技術革命。科技的進步使人們對生活品質的追求越來越高，從而智能建筑應運而生，隨著今天科技的進一步發(fā)展，人們又提出的“智慧建筑”的口號[1]。

2 智能建筑到智慧建筑的發(fā)展

“人創(chuàng)造了建筑，人的需求定義了建筑的功能，人的活力決定了建筑的生命”，在20世紀末，智能建筑時代到來，5A智能建筑依托于“安防自動化、消防自動化、樓宇自動化、辦公自動化、信息自動化”五大專業(yè)，各專業(yè)自成體系，依靠科技的力量實現(xiàn)系統(tǒng)管控的自動化和智能化?？萍嫉倪M一步發(fā)展、AI技術的普遍應用、集中控制理念的深入、信息共享協(xié)議的標準化，使智慧建筑成為未來建筑的發(fā)展趨勢。

3 智慧建筑新模型

智慧建筑運用計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、智能AI、多功能平臺、自動化控制技術等先進技術將所有分立系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合共享、互聯(lián)互通、集中運算，以人為中心，實現(xiàn)建筑的智慧控制。智慧建筑改變了傳統(tǒng)智能建筑的系統(tǒng)架構，將原來智能建筑中的5大獨立系統(tǒng)，整合為一個系統(tǒng)，重新建立了統(tǒng)一系統(tǒng)構架，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳輸、分配、交換，數(shù)據(jù)的集中處理，各系統(tǒng)的交互響應。智慧建筑系統(tǒng)架構主要為4層：信息采集層、信息傳輸層、管理調度層、信息匹配與呈現(xiàn)層[2]。

3.1 信息采集層

信息采集層主要是功能系統(tǒng)獲取用戶需求、環(huán)境因素、外部信息，它主要包含用戶信息采集、外部信息采集、環(huán)境信息采集3種類型。

用戶系統(tǒng)采集依托于人工智能、聲紋識別、指紋識別、圖像傳感、智能定位、人工模擬等的智能終端，識別用戶信息、用戶需求。例如通過人臉識別技術，人們可以知道家中女主回到家。

外部信息采集是依托互聯(lián)網(wǎng)平臺的大數(shù)據(jù)存儲，通過智能檢索實現(xiàn)信息的收集，智能AI可以定制主人的喜好，也可以根據(jù)主人的歷史記錄分析主人的喜好，更優(yōu)化的配置分配資源。通過檢索技術，人們可以實時了解各地的新聞、了解人們目的地的天氣狀況，可以獲取最新的電影資訊。

環(huán)境信息采集依靠環(huán)境傳感器，實現(xiàn)定向環(huán)境識別，智能建筑發(fā)展時代，給人們帶來的邊界，可以通過傳感技術輕松的知道家中的溫濕度，可以監(jiān)控環(huán)境的火災發(fā)生情況及時預警，可以實施得至家中水、電、氣、暖的使用情況。而智慧家居是在智能家居便捷的同時，把系統(tǒng)傳感技術進一步的優(yōu)化，統(tǒng)一配置、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享互聯(lián)。

3.2 信息傳輸層

信息傳輸依托于網(wǎng)絡技術及網(wǎng)絡協(xié)議的進一步統(tǒng)一?；ヂ?lián)網(wǎng)技術的高速發(fā)展、WiFi的普及、5G技術的推廣、局域、廣域網(wǎng)絡入住千家萬戶，以及智能網(wǎng)關設備、無線交換設備等的逐步問世，信息的共享與傳輸逐步跨越了溝壑，開始最大限度的實現(xiàn)的數(shù)據(jù)的共享。不同設備之間的共享，不同系統(tǒng)之間的共享，需要一個通用的標準來涵蓋所有用戶的設備[3]。

隨著光纖技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸量大大提高，而5G技術的發(fā)展，是移動網(wǎng)絡更加便捷，高速發(fā)展的網(wǎng)絡技術，讓人們可以實施觀看在雅典的奧運會，可以和家人分享在巴厘島的旅游度假相冊、可以實施監(jiān)控家中老人的生活起居狀況、可以讓電梯隨叫隨到、可以及時知道到訪賓客。

3.3 管理調度層

管理調度層是智慧建筑的核心層，作為智慧建筑的智慧大腦，他需要分析所有系統(tǒng)中傳回的數(shù)據(jù)信息，提取可靠信息，摒棄無用信息，對用戶的每一個具體需求做出最準確的反饋。智慧控制依托智能控制理論，是以控制理論、計算機科學、人工智能、運籌學等學科為基礎，擴展了相關的理論和技術，其中應用較多的有模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)、遺傳算法等理論和自適應控制、自組織控制、自學習控制等技術。

3.4 信息匹配與呈現(xiàn)

以最大限度地滿足用戶體驗為前提，通過集控，創(chuàng)造宜人家居，科技的發(fā)展帶給人們更多的舒適和便捷。智慧家居就是讓這些科技“活”起來，通過智慧大腦的統(tǒng)一協(xié)調分配，終端呈現(xiàn)出的是各系統(tǒng)、各設備的統(tǒng)一協(xié)調工作。

4 智慧建筑發(fā)展制約

智慧建筑的發(fā)展相對緩慢，系統(tǒng)開發(fā)的廠家前期未形成統(tǒng)一的標準、后期兼容性等問題比較明顯。

（1）智慧建筑系統(tǒng)的分立融合問題，智能建筑的發(fā)展，智能家居，智能安防、智能消防等產(chǎn)品的升級換代，但還未跳脫出分立協(xié)議的局限，智能家居多采用zigbee、藍牙、WiFi等協(xié)議實現(xiàn)的家居系統(tǒng)集中控制，通過App，語音控制實現(xiàn)。而智能安防系統(tǒng)多為485、CAN，RF433/315、紅外等協(xié)議通過獨立主機，采用移動互聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)，系統(tǒng)發(fā)展的分立導致系統(tǒng)設備間的數(shù)據(jù)共享存在問題。

（2）智慧建筑的設計施工標準不完善，系統(tǒng)的普及要求行業(yè)中要有現(xiàn)行的標準規(guī)范，國內關于智能化系統(tǒng)技術的規(guī)范很多，雖然在智能建筑提出后，國家提出諸多標準、規(guī)范，但各系統(tǒng)間的融合等問題尚未解決，互聯(lián)互通仍存在一道需要道德屏障。這些規(guī)范普遍功能論述較多，做什么談得較多，但怎么做不夠具體。系統(tǒng)設計施工人員缺少一本類似JGJ/T 16—2018《民用建筑電氣設計規(guī)范》這樣的工具書。

（3）智慧建筑的推廣應用勢必造成工程成本的增加，現(xiàn)今房地產(chǎn)市場的大起大落，各建設單位在投資方面細之又細，不會去承擔未知風險，探索新事物。

5 智慧建筑的未來之路

首先，來設想一下人們心中的智慧建筑：在北方城市的早晨，清晨的第一縷陽光并不能叫醒疲憊的你，但窗簾可以，它們緩緩地分開，晨光在房間緩緩的鋪展開來，一束柔和的陽光緩緩地掠過你的臉，你慢慢睜開了朦朧的雙眼，耳邊響起了著名相聲演員郭德綱的聲音：“窗前明月光，疑似地上霜，舉頭望明月，我叫你起床”。隨后悠揚歡快的音樂響起，伴隨著音樂您伸伸懶腰，開始了新的一天。

所有的這一切都是源于智慧建筑。它通過大數(shù)據(jù)檢索、智能AI、人臉識別、光電感測、語音識別等智能終端，通過大數(shù)據(jù)分析、功能計算、模糊控制等一系列技術手段實現(xiàn)。

智慧建筑是通過將建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理根據(jù)用戶的需求進行最優(yōu)化組合，從而為用戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境，通過對建筑物智能化功能的配備，實現(xiàn)高效、安全、節(jié)能、舒適、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的目標。

智慧建筑整體解決方案是根據(jù)系統(tǒng)工程的原理，為適應不同用戶的需求，將計算機技術、通信技術、控制技術、生物識別技術、多媒體技術和現(xiàn)代建筑藝術有機結合，通過對建筑內設備、環(huán)境和使用者信息的采集、監(jiān)測、管理和控制，實現(xiàn)建筑環(huán)境的組合優(yōu)化，從而為使用者提供滿足建筑物設計功能需求和現(xiàn)代信息技術應用需求，并且具有安全、經(jīng)濟、高效、舒適、便利和靈活特點的現(xiàn)代化建筑或建筑群。

6 結語

影響智能建筑今后發(fā)展的因素較多，但值得特別關注的是，在接下來的發(fā)展之路上，智慧建筑必須融入智慧城市建設。智能建筑已經(jīng)深入的今天，雖然諸多問題延緩了智慧建筑的腳步，但隨著科技的不斷進度，標準的不斷統(tǒng)一，智慧建筑勢必成為未來建筑的主要發(fā)展方向。

（作者系中鐵建置業(yè)有限公司 工程師）

【參考文獻】

[1]趙學鋒.現(xiàn)代智能化建筑的節(jié)能技術應用[J].制造業(yè)自動化，2011，33（3）：201-203.

[2]牛盛楠，楊現(xiàn)國.淺析綠色智能化建筑的可持續(xù)性[J].低壓電器，2009（4）：1-3+12.

[3]應健，曾志富.物聯(lián)網(wǎng)技術在智能化建筑領域的發(fā)展[J].智能建筑與城市信息，2012（2）：24-26.