2020-2021年中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書

2020中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書2020

年

8

月中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書目 錄第一章

智慧建筑行業(yè)背景與現(xiàn)狀..............................................................................11.1

智慧建筑背景概述.........................................................................................11.2

智慧建筑國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀...........................................................................

151.3

智慧建筑技術(shù)架構(gòu).......................................................................................18第二章

新興技術(shù)賦能智慧建筑發(fā)展........................................................................212.1

人工智能技術(shù)...............................................................................................212.2

大數(shù)據(jù)技術(shù)...................................................................................................252.3

邊緣計(jì)算技術(shù)...............................................................................................272.4

軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù).......................................................................................292.5

區(qū)塊鏈技術(shù)...................................................................................................332.6

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)...................................................................................................372.7

先進(jìn)通信技術(shù)...............................................................................................382.8

地理信息系統(tǒng)

GIS

技術(shù)...............................................................................

422.9

虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)...........................................................................432.10

云計(jì)算技術(shù).................................................................................................452.11

智慧建筑信息安全技術(shù).............................................................................462.12

建筑信息模型

BIM

技術(shù)............................................................................

482.13

先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù).................................................................................492.14

先進(jìn)智能傳感技術(shù).....................................................................................512.15

集成管理技術(shù).............................................................................................52第三章

智慧建筑標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)................................................................................543.1

智慧建筑標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)目標(biāo)及需求...........................................................543.2

智慧建筑標(biāo)準(zhǔn)體系框架...............................................................................553.3

智慧建筑數(shù)據(jù)互聯(lián)互通...............................................................................68第四章

智慧建筑運(yùn)維、管理和服務(wù)........................................................................704.1

建筑運(yùn)維發(fā)展概述.......................................................................................704.2

智慧建筑運(yùn)維的特點(diǎn)與挑戰(zhàn).......................................................................704.3

智慧建筑運(yùn)維的技術(shù)體系...........................................................................72中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書4.4

智慧建筑運(yùn)維總體框架...............................................................................724.5

智慧建筑運(yùn)維的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)...........................................................................764.6

基于設(shè)施管理

FM的智慧建筑運(yùn)維革命...................................................

774.7

應(yīng)急事件管理...............................................................................................79第五章

經(jīng)典應(yīng)用案例................................................................................................815.1

工程范例.......................................................................................................815.2

產(chǎn)品范例.......................................................................................................85第六章

前景展望與總結(jié)............................................................................................89中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書圖目錄圖

1

智慧建筑特征.......................................................................................................

1圖

2

智慧建筑特征之自主學(xué)習(xí)與協(xié)作.......................................................................2圖

3

智能建筑發(fā)展歷程...............................................................................................

5圖

4

智能建筑國內(nèi)外發(fā)展情況...................................................................................6圖

5

智慧建筑與智慧城市.........................................................................................

14圖

6

智慧建筑發(fā)展歷程.............................................................................................

16圖

7

智慧建筑系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)模型之一.................................................................

19圖

8

智慧建筑整體技術(shù)框架模型之一.....................................................................

19圖

9

阿里云邊緣計(jì)算框架.........................................................................................

20圖

10

新興信息技術(shù)發(fā)展...........................................................................................21圖

11

人工智能...........................................................................................................22圖

12

人工智能技術(shù)在智慧建筑中的應(yīng)用...............................................................23圖

13

邊緣計(jì)算...........................................................................................................

27圖

14

邊緣計(jì)算架構(gòu)...................................................................................................

28圖

15

軟件定義網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)區(qū)別示意圖...........................................................

29圖

16

基于

SDN的智慧建筑框架圖..........................................................................

32圖

17

區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu).......................................................................................................

33圖

18

區(qū)塊鏈的架構(gòu)...................................................................................................

34圖

19

區(qū)塊鏈+智慧建筑.............................................................................................35圖

20

區(qū)塊鏈+智慧建筑的體系架構(gòu).........................................................................36圖

21

江森自控新亞太總部大樓...............................................................................81圖

22

Metasys

樓宇控制系統(tǒng)....................................................................................

82圖

23

系統(tǒng)場景圖.......................................................................................................

83圖

24

系統(tǒng)架構(gòu)圖.......................................................................................................

84圖

25

邊緣計(jì)算+AIoT

智慧建筑云平臺(tái).....................................................................86中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書表目錄表

1

總體標(biāo)準(zhǔn).............................................................................................................56表

2

信息化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................

57表

3

智能化集成標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................

59表

4

信息設(shè)施標(biāo)準(zhǔn).....................................................................................................

60表

5

建筑設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn).............................................................................................

62表

6

公共安全標(biāo)準(zhǔn).....................................................................................................

64表

7

機(jī)房工程標(biāo)準(zhǔn).....................................................................................................

67表

8

驗(yàn)收、運(yùn)維和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn).....................................................................................68中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書第一章

智慧建筑行業(yè)背景與現(xiàn)狀1.1

智慧建筑背景概述1.1.1

智慧建筑概念標(biāo)準(zhǔn)

GB50314-2015

對(duì)建筑智慧化設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下定義：以建筑物為平臺(tái)，基于對(duì)各類智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、

管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧

能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利

及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑[1]。歐盟委員會(huì)認(rèn)為，智慧建筑是在物聯(lián)網(wǎng)與泛在計(jì)算融合的背景下，以信息與通信技術(shù)為驅(qū)動(dòng)的建筑。具體而言，需利用傳感器、執(zhí)行器、微芯片和微型嵌入系統(tǒng)等統(tǒng)一化設(shè)備進(jìn)行本地信息采集、過濾和傳輸，再根據(jù)業(yè)務(wù)功能和服務(wù)在全球范圍內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的整合和管理。某知名公司認(rèn)為，智慧建筑將是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化、智能化、高靈敏

度和高適應(yīng)性的“生命體”，能夠在能源效率、舒適性、安全性之間達(dá)到最優(yōu)的協(xié)

調(diào)[2]。具體而言，它能夠滿足未來的安全需求、提供靈活動(dòng)態(tài)的操作系統(tǒng)、保障能源效率、考慮人員的舒適度、應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的靈活化模塊，并重視系統(tǒng)間的整合協(xié)作。圖

1

智慧建筑特征1中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書美某公司認(rèn)為，更加智慧的建筑是在良好管理下集成化的物理和數(shù)字基礎(chǔ)架構(gòu)，它們以可靠、經(jīng)濟(jì)、高效且可持續(xù)的方式提供最佳的居住服務(wù)。更智慧的建筑物可幫助其所有者、運(yùn)營商和設(shè)施經(jīng)理提高資產(chǎn)的可靠度和性能，從而降低能耗、優(yōu)化空間使用方式并將建筑物對(duì)環(huán)境的影響降至最低。某公司認(rèn)為，智慧建筑是建筑、技術(shù)和能源系統(tǒng)的集成，其中包含樓宇自動(dòng)化、安全系統(tǒng)、電信、用戶系統(tǒng)和設(shè)施管理系統(tǒng)等。智慧建筑重視并反映著相關(guān)技術(shù)的融合與進(jìn)步、系統(tǒng)間的相互聯(lián)系和集成系統(tǒng)的功能附加。智慧建筑提供建筑和空間的全部可操作信息，以便人員的管理[2]。某白皮書認(rèn)為，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，智慧建筑

將成為一個(gè)具有感知和永遠(yuǎn)在線的“生命體”、一個(gè)擁有大腦的自進(jìn)化智慧平臺(tái)、一個(gè)人機(jī)物深度融合的開放生態(tài)系統(tǒng)，可以集成一切為人類服務(wù)的創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品。智慧建筑是利用新組織生產(chǎn)方式的開放生態(tài)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)群體智能，為用戶創(chuàng)造最大的價(jià)值。同時(shí)它作為全面感知、自適應(yīng)、可進(jìn)化的“生命體”，能夠構(gòu)建人機(jī)物深度融合的開放、綠色和高效智慧建筑生態(tài)系統(tǒng)[3]?？偟膩碚f，歐美國家定義提出較早，在重視技術(shù)創(chuàng)新與協(xié)作的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)以人為本和可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)起步略晚，但積極吸取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，定義緊貼國情，并有合理的創(chuàng)新。圖

2

智慧建筑特征之自主學(xué)習(xí)與協(xié)作23中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書1.1.2

智慧建筑功能特征通過智慧建筑的定義可知，智慧建筑并不僅僅是各種新興技術(shù)在建筑物上的簡單堆砌和連接，而是以建筑、人與環(huán)境為對(duì)象，結(jié)合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，使建筑物具備自我感知、自我判斷、自我學(xué)習(xí)、自我分析和自我決策的能力，從而為用戶提供多樣的、個(gè)性化、精準(zhǔn)化的服務(wù)，更貼切地適應(yīng)并滿足人們對(duì)工作和生活環(huán)境中建筑物安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展等功能的需求。智慧建筑應(yīng)具有以下功能特征：全面感知與開放共享建筑物內(nèi)所有智能設(shè)備和系統(tǒng)信息的互聯(lián)互通和遠(yuǎn)程共享，使智慧建筑能全面感知、可靠傳送和智能處理建筑物內(nèi)外人、物、環(huán)境的各種信息，從而實(shí)現(xiàn)物與物、人與物的連接，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理[4]。智慧建筑的應(yīng)用系統(tǒng)之間是開放的、互聯(lián)的，擁有完善的、融合的、一致的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)以統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在共享平臺(tái)上準(zhǔn)確、高效傳輸，實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)外的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)互聯(lián)互通，共享智慧建筑和智慧城市所有公共信息資源。自主學(xué)習(xí)與獨(dú)立決策智慧建筑借助人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對(duì)其采集、存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、拆分、分析與挖掘，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、自我分析和獨(dú)立決策，不斷挖掘有用信息并做出響應(yīng)，并根據(jù)反饋信息不斷調(diào)整自身屬性和功能，進(jìn)而達(dá)到自組織協(xié)同、自尋優(yōu)進(jìn)化。智慧化與個(gè)性化服務(wù)用戶體驗(yàn)永遠(yuǎn)都是智慧建筑的核心要素[5]。智慧建筑通過對(duì)體現(xiàn)用戶行為特征的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，掌握用戶的生活行為模式，對(duì)用戶的行為進(jìn)行預(yù)估和判斷，進(jìn)而通過控制系統(tǒng)自動(dòng)化地調(diào)控建筑內(nèi)各家居系統(tǒng)，為用戶創(chuàng)造最適宜的生活環(huán)境。智慧建筑還可以通過移動(dòng)終端、公共顯示、三維模型等裝置，形成與用戶的互動(dòng)交流機(jī)制，從而提供個(gè)性化服務(wù)，精準(zhǔn)滿足用戶需求。安全高效智慧建筑通過對(duì)建筑及環(huán)境的全面深度感知，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)，對(duì)運(yùn)行過程中的異常情況進(jìn)行預(yù)警和干預(yù)，確保建筑的使用安全[6]。通過建立技術(shù)更先進(jìn)、管理更科學(xué)和綜合集成度更高的控制系統(tǒng)，智慧建筑中更4中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書多原本需要用戶親自進(jìn)行的行為將被自動(dòng)化的機(jī)械和電器所取代，這種積極主動(dòng)的校正行為將有助于系統(tǒng)維持最佳性能水平、提高運(yùn)行安全，并促進(jìn)用戶的行為模式更加簡化、高效，生活更加舒適、便捷。綠色節(jié)能智慧建筑在利用智能技術(shù)創(chuàng)造安全舒適的建筑空間的同時(shí)，更重要的是要實(shí)現(xiàn)適應(yīng)環(huán)境和保護(hù)生態(tài)的目標(biāo)，讓建筑物、人與環(huán)境三者融合發(fā)展、和諧共處。智慧建筑是全生命周期的建筑，從規(guī)劃設(shè)計(jì)、建造運(yùn)維到最終拆除的各個(gè)階段都要考慮綠色化的理念[6]，利用智能、生態(tài)、低碳和節(jié)能技術(shù)最大程度地實(shí)現(xiàn)建筑物的節(jié)能減排和綠色環(huán)保，推進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。多樣融合和持續(xù)發(fā)展智慧建筑的各項(xiàng)功能來自于多學(xué)科、多技術(shù)的相互滲透，而多系統(tǒng)、多功能的相互融合將為不斷發(fā)展的智慧建筑帶來前所未有的全新功能，甚至實(shí)現(xiàn)建筑物之間的交流。多個(gè)體、多群體智慧建筑的相互融通則有助于促進(jìn)智慧城市功能的實(shí)現(xiàn)。隨著時(shí)代發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，智慧建筑的內(nèi)涵和功能也將不斷發(fā)展和完善。靈活的智慧工作空間值得一提的是，時(shí)代的發(fā)展使工作生活和私人生活漸漸重合，私人時(shí)間私人地點(diǎn)工作以及在工作中給人更多的私人時(shí)間和空間已經(jīng)成為一種常態(tài)。面對(duì)這樣的趨勢(shì)，新的多人工作方式，新的設(shè)施和資源的共享模式已經(jīng)成為急需解決的問題。得益于蓬勃發(fā)展的數(shù)字化、虛擬化技術(shù)以及本身高度的可編程性，智慧建筑成為目前問題的最佳答案。高度協(xié)調(diào)、有機(jī)統(tǒng)一的整體環(huán)境，高度智能、數(shù)據(jù)互聯(lián)的處理中心，二者使得工作空間擴(kuò)大化、生活化、私人化。工作空間不僅僅限于辦公室一處，可以擴(kuò)大到智慧建筑的任何角落，甚至借助網(wǎng)絡(luò)延展到家中，而靈活的、具有協(xié)調(diào)能力的智慧建筑也使得工作空間具有家的溫暖和舒適。1.1.3

傳統(tǒng)智能建筑發(fā)展史和存在的問題智能建筑起源于

20

世紀(jì)

80年代初期的美國，第一座智能建筑都市辦公大樓（CityPlace

Building）是

1984

年

1

月進(jìn)行改建的舊金融大廈[7]，標(biāo)志著世界上第一座智能化樓宇就此誕生。自此，智能建筑就受到了世界各國的廣泛關(guān)注和大力提倡，許多國家和地區(qū)爭相引進(jìn)和建造了大量智能建筑。中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書圖

3

智能建筑發(fā)展歷程（來源：網(wǎng)絡(luò)資料）智能建筑是一個(gè)發(fā)展中的概念，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，開始強(qiáng)調(diào)對(duì)建筑中各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)集成。完整的智能化系統(tǒng)（5A

系統(tǒng)）主要包括設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、通信自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）、消防自動(dòng)化系統(tǒng)（FAS）和安防自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS），這些系統(tǒng)又通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)以及

4C

技術(shù)進(jìn)行一體化的系統(tǒng)集成，利用綜合布線系統(tǒng)將以上的自動(dòng)化管理系統(tǒng)相連接匯總到一個(gè)綜合的管理平臺(tái)上，形成智能建筑綜合管理系統(tǒng)[8]。同時(shí)，由于不同形態(tài)的建筑對(duì)智能化系統(tǒng)的功能有著不同的需求，為了滿足用戶的不同需求，提供個(gè)性化的智能化系統(tǒng)，智能化的發(fā)展開始進(jìn)入定制化發(fā)展時(shí)代，為不同建筑類型用戶提供定制化的解決方案。我國的建筑智能化是隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們對(duì)工作和生活環(huán)境越來越高的要求而逐步發(fā)展起來的，自上世紀(jì)

80年代開始，大致可分為初始、普及和發(fā)展三個(gè)時(shí)期。1.起始階段。智能建筑的面世起源于上世紀(jì)

80

年代初，這種新型的建筑模式在國外一經(jīng)出現(xiàn)就吸引了國內(nèi)建筑行業(yè)和

IT

行業(yè)的目光。80

年代中期，不甘人后的先行者們?cè)谥锌圃河?jì)算技術(shù)研究所的帶領(lǐng)下，就《智能化辦公大樓可行性研究》這一課題進(jìn)行深入的探討。一味的閉門造車并不可行，為加快智能建筑方面的研究進(jìn)展，80

年代后期，懷著對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望，一批技術(shù)人員前往瑞士5中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書圖

4

智能建筑國內(nèi)外發(fā)展情況（來源：網(wǎng)絡(luò)資料）能得公司進(jìn)行學(xué)習(xí)。樓宇自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化

在建筑法規(guī)中的出現(xiàn)，也標(biāo)志著我國智能建筑理念萌芽的誕生。1986

年，北京市建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的北京發(fā)展大廈開始建造，歷時(shí)三年，這座位于北京東三環(huán)路

上的

20

層建筑竣工并投入使用。這也是我國第一棟有明確的設(shè)計(jì)定位的智能建筑。這一時(shí)期的智能建筑技術(shù)均來自國外，系統(tǒng)的功能也較為單一。大部分系統(tǒng)為各個(gè)小區(qū)域、設(shè)備的監(jiān)視系統(tǒng)，停車場管理系統(tǒng)，衛(wèi)星和天線系統(tǒng)等。系統(tǒng)之間只存在簡單的聯(lián)動(dòng)，只有簡單的通訊功能和計(jì)算機(jī)應(yīng)用，不存在集成，也幾乎沒有什么智能化。此時(shí)智能建筑的普及度也相當(dāng)?shù)拖?，只存在于涉外酒店等高檔公共建筑或者特別的工業(yè)建筑上，國家智能建筑領(lǐng)域如嬰兒學(xué)步。2.

普及階段。我國智能建筑迎來大幅度進(jìn)展是在上世紀(jì)

90

年代初期，伴隨著房地產(chǎn)開發(fā)熱浪，隨著我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼進(jìn)行，我國城市的智能建筑也如雨后春筍般浮現(xiàn)，其中上海金茂大廈（88F）、深圳地王大廈（81F）、廣州中信大廈（80F）、南京金鷹國際商城（58F）尤為突出[9]。此時(shí)的智能建筑大多為高層建筑，智能化程度已經(jīng)較高。至

2001

年底，我國已建成的智能建筑不少于

2300

座。智能建筑領(lǐng)域隨著市場的需求和時(shí)代的浪潮蓬勃發(fā)展，智能建筑不僅在數(shù)量上大幅度增長，在質(zhì)量上建筑的智能化也發(fā)生了巨大的改變：橫向上看，原本簡單的幾個(gè)弱電子系統(tǒng)增加為十幾個(gè)子系統(tǒng)；縱向上看，建筑中的各個(gè)系統(tǒng)67中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書開始進(jìn)行初步的集成并廣泛應(yīng)用了綜合布線系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，為語音和數(shù)據(jù)的傳輸提供了開放的平臺(tái)，使得后續(xù)建筑功能可以在此基礎(chǔ)上與信息技術(shù)進(jìn)行無縫融合，推動(dòng)了智能建筑的發(fā)展和普及。智能建筑、智能小區(qū)的大規(guī)模出現(xiàn)，引發(fā)了新一輪的智能建筑熱潮，引起全國各界的廣泛關(guān)注。智能建筑領(lǐng)域的興起，使得智能建筑的市場規(guī)模，影響力不斷擴(kuò)大，這也就促使政府部門進(jìn)行更進(jìn)一步的管理和指導(dǎo)。同時(shí)日益增大的智能建筑市場也需要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的制約，才能走上規(guī)范化的道路。1995

年

7

月，上海地區(qū)的“智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”（DBJ-47-95）由上海華東建筑設(shè)計(jì)研究院頒布。次年

1

月，首屆智能建筑研討會(huì)也在上海召開，推動(dòng)了智能建筑的發(fā)展以及上海、北京、江蘇、四川地區(qū)智能建筑專業(yè)委員會(huì)及學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)的建立。2

月，協(xié)助國家有關(guān)部門協(xié)調(diào)、指導(dǎo)、管理智能建筑的建設(shè)部科技委智能建筑技術(shù)開發(fā)推廣中心成立，同時(shí)智能建筑技術(shù)專家組組建。1997年

10

月，通過對(duì)智能建筑設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)集成資格的限定，加強(qiáng)智能建筑的管理工作，保證智能建筑智能化系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量。2000

年同時(shí)，為加強(qiáng)對(duì)火

災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的管理，公安部也進(jìn)行了相關(guān)舉措。2018

年

9

月

26

日，國家出臺(tái)的規(guī)范使中國智能建筑設(shè)計(jì)無章可循、無標(biāo)準(zhǔn)可依的狀況得到根本改變，發(fā)展中的智慧建筑產(chǎn)業(yè)在規(guī)范下得以健康有序的發(fā)展，為后續(xù)的騰飛奠定了基礎(chǔ)，智能建筑領(lǐng)域由蹣跚學(xué)步

的幼兒轉(zhuǎn)變?yōu)闃淞⒘苏_信念和三觀的少年。3.

發(fā)展階段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，智能建筑以計(jì)算8中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化、集成化與智能化管理，服務(wù)于建筑但性質(zhì)不同的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理[10]。在這期間，我國智能建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不斷完善，智能建筑的工程質(zhì)量不斷得到提升，地域范圍也由一線城市逐漸向二三線城市推廣。智能建筑工程已經(jīng)普及到了各種類型建筑并延伸到了城市建設(shè)及相關(guān)行業(yè)，目前各地在建的智能建筑大廈已轉(zhuǎn)向大型公共建筑，如會(huì)展中心、圖書館、體育場館、文化藝術(shù)中心、博物館等，并正在發(fā)展智能建筑群和智能住宅社區(qū)。北京2008

奧運(yùn)會(huì)場館、上海

2010

世博會(huì)園區(qū)等標(biāo)志性建筑的落成，代表我國智慧建筑的不斷發(fā)展。我國智能建筑的標(biāo)準(zhǔn)體系、技術(shù)體系及工程體系的成熟和完善，一樁樁、一步步，都記錄在

30

多年智能建筑領(lǐng)域不斷發(fā)展的點(diǎn)點(diǎn)滴滴中。也正是這一點(diǎn)一滴的積累，使得智慧建筑領(lǐng)域產(chǎn)生了翻天覆地的變化。從起初簡陋、死板的監(jiān)控程序，轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮凸步ㄖ?、商?wù)辦公建筑、高檔居住建筑必備的智能化系統(tǒng)，使得建筑的品質(zhì)和價(jià)值，工作和生活環(huán)境的安全性、便捷性、節(jié)能性、舒適度、效率都大大提高。中國的智能建筑市場的總投資正以每年

20%-30%的令相關(guān)統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)驚嘆的速度穩(wěn)定增長。中國智能建筑工程量占世界總量的

50%，相當(dāng)于世界其他國家地區(qū)的總和。2016

年，我國的新建成建筑中智能建筑比例約為

35%，而預(yù)計(jì)到

2022

年，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到

57%左右，我國智能建筑普及的時(shí)代已經(jīng)臨近了。早期受經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)水平的制約，我國智能建筑相關(guān)產(chǎn)品和系統(tǒng)基本為進(jìn)口品牌。但隨著多年來我國的政策扶持、技術(shù)開發(fā)、人才培養(yǎng)等，我國智能建筑領(lǐng)域陸續(xù)涌現(xiàn)出一大批國產(chǎn)的優(yōu)秀產(chǎn)品和企業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國智能建筑系統(tǒng)集成商已超過

5000

多家，其市場規(guī)?，F(xiàn)已達(dá)到每年

4000

億-5000

億的水平[11]。企業(yè)的自主創(chuàng)新能力也在不斷加強(qiáng)，智能化子系統(tǒng)的研發(fā)制造技術(shù)逐步完備。尤其公共安全系統(tǒng)中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)由于受到我國安全相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的影響，在智能建筑中的應(yīng)用最為廣泛，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)已達(dá)到先進(jìn)水平。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和擴(kuò)大，日益更新與成熟的信息智能化技術(shù)也在不斷拓展和提升包括研發(fā)制造，工程建設(shè)（咨詢、設(shè)計(jì)、施工、系統(tǒng)集成、監(jiān)理、檢驗(yàn)驗(yàn)收等），運(yùn)行維護(hù)和外延工程項(xiàng)目等建筑市場新興領(lǐng)域的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益。面，“重建輕管”的思想嚴(yán)重，智能化系統(tǒng)建成后，對(duì)日常管理和持續(xù)維護(hù)重視9中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書雖然現(xiàn)在我國的智能建筑已走過了初始和普及階段，正處在蓬勃發(fā)展時(shí)期。但目前的智能建筑領(lǐng)域還存在如下問題需要突破:1.

智能化系統(tǒng)運(yùn)行效果不佳。以建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)為例，在

1998

年和

2013年，據(jù)北京工業(yè)大學(xué)和清華同方的全國公共建筑建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)使用現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果顯示，系統(tǒng)的正常使用率在

20%左右，真正用的好的系統(tǒng)僅僅在

5%左右近期對(duì)從事智能建筑領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行的調(diào)研也揭示了類似的問題，約

15.3%的智能建筑智能化系統(tǒng)處于基本癱瘓狀態(tài)，81.4%的智能化系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)部分監(jiān)測(cè)顯示功能，僅

3.4%的智能建筑運(yùn)行達(dá)到理想效果。上述問題的產(chǎn)生，主要有以下幾方面原因：（1）建設(shè)導(dǎo)向方面存在問題。雖然國家出臺(tái)過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策，也對(duì)單位的資格進(jìn)行詳細(xì)審查，但很多設(shè)計(jì)單位、投資商和系統(tǒng)集成商對(duì)智能建筑的設(shè)計(jì)內(nèi)涵的理解依然有問題，或者說處于利益等方面的影響故意不去思考智能建筑的真正內(nèi)涵而進(jìn)行片面的、虛假的宣傳和夸大，以獲取更高的收益。一些投資商不了解智能建筑的發(fā)展?fàn)顩r、實(shí)際應(yīng)用情況，完全依據(jù)自己的想象、甚至是科幻電影小說的橋段提出不符合建筑本身功能和規(guī)模的智能化要求，過高的期望，往往進(jìn)行超常的投入而不自知。不從建筑的需求考慮使用設(shè)備，只顧追尋最最、最新，導(dǎo)致產(chǎn)生與價(jià)值完全不符的情況，智能化系統(tǒng)等同虛設(shè)。（2）設(shè)計(jì)方面先天不足。我國智能建筑領(lǐng)域的發(fā)展速度很快，市場規(guī)模又相當(dāng)龐大，而專業(yè)能力水平過硬的從業(yè)者數(shù)量增長反而沒有那么迅速，這就導(dǎo)致很多設(shè)計(jì)者在還沒有具備全面的能力的時(shí)候就開展了設(shè)計(jì)工作。缺乏經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者的注意力往往集中在智能化系統(tǒng)上，而忽略了建筑平臺(tái)情況，使得建筑結(jié)構(gòu)被智能化系統(tǒng)的規(guī)劃限制住，從而產(chǎn)生建筑空間情況、布線情況、網(wǎng)絡(luò)情況等出現(xiàn)問題，造成施工、安裝、調(diào)試的不便。這既提高了建筑的建設(shè)成本，又不利于后期的運(yùn)維工作。在信息技術(shù)飛快發(fā)展的今天，成熟的、高水平的設(shè)計(jì)者的目光不能只停留在智能化系統(tǒng)一方面，而應(yīng)進(jìn)行綜合的、全局的考慮，熟悉系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法以及集成，這樣才能設(shè)計(jì)出完善的、合乎標(biāo)準(zhǔn)的智能建筑。（3）施工、調(diào)適、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)精細(xì)度不夠。一方面，受到當(dāng)前大環(huán)境的影響，建筑的交付周期較短，縱使有精細(xì)化的設(shè)計(jì)，但后期的施工、調(diào)適等環(huán)節(jié)受工期和人員素質(zhì)水平的制約，使系統(tǒng)部分功能與設(shè)計(jì)不一致甚至缺失，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。另一方頂層規(guī)劃。智能建筑目前由幾十個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)，共同合作。10中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書不夠[12]，加之大多數(shù)實(shí)際承擔(dān)運(yùn)管維護(hù)任務(wù)的人員缺乏專業(yè)素養(yǎng)，不理解系統(tǒng)的操作界面和操作管理，更不會(huì)對(duì)系統(tǒng)定期進(jìn)行調(diào)適和保養(yǎng)，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法及時(shí)通過維修解決問題。智能建筑的設(shè)備、系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。一方面，智能產(chǎn)品具有壟斷性和不兼容性。由于不同公司的產(chǎn)品不能實(shí)現(xiàn)所有零部件的互換，系統(tǒng)之間也難以緊密連接，如果在一座智能建筑中使用了不同公司的產(chǎn)品，后期會(huì)出現(xiàn)各種問題。一旦使用一家公司的產(chǎn)品、系統(tǒng)，則該建筑的技術(shù)就具有了壟斷性，在后續(xù)維修過程中也須用其配件，使其保證產(chǎn)品的完整一體化，一旦不能保證全部使用配套產(chǎn)品，設(shè)備和系統(tǒng)間的信息互聯(lián)也將受到影響。另一方面，雖然智能化各子系統(tǒng)技術(shù)逐漸趨于成熟，但系統(tǒng)集成尚待完善。在實(shí)際工程中各子系統(tǒng)一般采取垂直建設(shè)方式，由不同的廠商采取相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)路線、系統(tǒng)設(shè)備和控制軟件，使軟硬件之間、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)運(yùn)行與實(shí)際管理之間相互分割，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象特別嚴(yán)重，導(dǎo)致各系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度和管控。智能建筑系統(tǒng)應(yīng)用缺乏有效安全管控。智能建筑在運(yùn)行中面臨著多重安全威脅。消防自動(dòng)化系統(tǒng)（FAS）和安防自動(dòng)化系統(tǒng)（SAS）作為智能化系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著保障建筑物公共安全的重要作用，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)行，將帶來極大的安全隱患。雖然國家標(biāo)準(zhǔn)里已對(duì)智能建筑的安全性應(yīng)急系統(tǒng)做出了強(qiáng)制性規(guī)定，但對(duì)于如何保證智能化系統(tǒng)長期正常運(yùn)行并發(fā)揮其應(yīng)有的公共安全監(jiān)測(cè)預(yù)警功能，目前仍缺乏有效的管控手段。除了智能建筑本身的傳統(tǒng)安全問題外，智能建筑領(lǐng)域的信息安全問題近年來也越發(fā)引起各方重視。由于智能化系統(tǒng)在運(yùn)行中需要采集大量使用者的數(shù)據(jù)，如何有效保護(hù)個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)泄露目前仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。尤其是許多智能建筑的環(huán)境能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及安防消防監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)均采用國外產(chǎn)品，在運(yùn)行中產(chǎn)生的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)被上載到產(chǎn)品廠家的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，這將會(huì)對(duì)國家安全產(chǎn)生重大的安全隱患。導(dǎo)致這些問題的主要原因有以下幾點(diǎn)：1.

缺乏頂層設(shè)計(jì)。智能化、信息化設(shè)計(jì)涉及多個(gè)專業(yè)，知識(shí)面廣。設(shè)計(jì)過程中，一般由電氣專業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的弱電圖紙，圖紙簡單，缺乏深度，只對(duì)系統(tǒng)的某方面提出設(shè)計(jì)規(guī)劃，但對(duì)整體的設(shè)計(jì)缺乏幫助，缺少整合的，具有大局意識(shí)的11中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書但在設(shè)計(jì)過程中通常將子系統(tǒng)分別交給不同行業(yè)的不同企業(yè)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)管理，導(dǎo)致智能化系統(tǒng)各自為戰(zhàn)，關(guān)聯(lián)性不多，無法有機(jī)結(jié)合形成統(tǒng)一的多功能的整體，數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。國產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)品缺乏核心技術(shù)。經(jīng)過二三十年的發(fā)展，我國雖然已有大量企業(yè)可以生產(chǎn)智能建筑應(yīng)用產(chǎn)品，但大多數(shù)企業(yè)還是僅限于相關(guān)硬件的銷售上，在控制系統(tǒng)的整體研發(fā)上就和國際品牌存在相當(dāng)差距，核心產(chǎn)品國產(chǎn)化率低，且性能也偏低，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，無法完整實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能，影響用戶使用體驗(yàn)。綠色節(jié)能還處于薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)

2015

年霍尼韋爾對(duì)我國超

1000

棟智能建筑的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，綠色與節(jié)能領(lǐng)域的整體得分明顯較低。由于我國之前對(duì)于綠色建筑并無強(qiáng)制性的法律法規(guī)，導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)在智能建筑上的實(shí)際運(yùn)用并不理想。出于成本因素考慮，一些開發(fā)商常常會(huì)在建設(shè)時(shí)用普通材料代替節(jié)能環(huán)保材料，或者不采用節(jié)能新技術(shù)，最終增加了建筑物的能耗。此外，不少智能建筑由于在建造時(shí)未采用更加節(jié)能的運(yùn)行系統(tǒng)，導(dǎo)致后期再管理和維護(hù)過程中成本過高，最后系統(tǒng)逐漸失效，無法進(jìn)行管理和維護(hù)[13]?！爸赜草p軟”，對(duì)運(yùn)維服務(wù)重視不足。智能化系統(tǒng)運(yùn)維服務(wù)在國外是一個(gè)很大的概念，也具有非常大的市場容量。服務(wù)業(yè)務(wù)也是不少外資重要的營收來源[14]。而就大的市場環(huán)境來說，國內(nèi)智能建筑主流市場還是在新建的項(xiàng)目中，系統(tǒng)集成和產(chǎn)品供應(yīng)商集中精力關(guān)注當(dāng)前和未來的工程市場，對(duì)已完成工程項(xiàng)目的運(yùn)行情況不甚重視，對(duì)人員的專業(yè)培訓(xùn)并不到位；接管智能化系統(tǒng)運(yùn)營的物業(yè)公司又缺乏智能化系統(tǒng)的管理知識(shí)和人才,難以保障系統(tǒng)長期正常運(yùn)行。對(duì)后期維護(hù)管理問題的普遍忽視嚴(yán)重影響了我國大量智能建筑的智能化系統(tǒng)的實(shí)際使用效果和壽命。相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)待完善。飛速發(fā)展的智能建筑領(lǐng)域和市場固然可喜，但是過快的發(fā)展速度也會(huì)帶來隱患：智能建筑標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)跟不上市場發(fā)展的速度，管理體系無法實(shí)現(xiàn)建筑類型的全覆蓋；同時(shí)，智能建筑領(lǐng)域的快速發(fā)展導(dǎo)致設(shè)計(jì)專業(yè)的增多，對(duì)跨專業(yè)設(shè)計(jì)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善。對(duì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)仍需加強(qiáng)。隨著建筑智能化水平的提高，智能建筑涉及到的專業(yè)、知識(shí)面的擴(kuò)展，技術(shù)水平的深入，智能建筑行業(yè)從業(yè)人員專業(yè)技能水平和綜合素質(zhì)受到極大考驗(yàn)，單一專業(yè)的能力素養(yǎng)已經(jīng)無法滿足要求，多學(xué)12中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書科融合的綜合素養(yǎng)才是關(guān)鍵所在。高水平、高素質(zhì)、綜合能力強(qiáng)的智能建筑設(shè)計(jì)師和專業(yè)工程師數(shù)量稀少，而缺乏了合格的優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師、工程師的指點(diǎn)，設(shè)計(jì)方案往往根據(jù)建設(shè)商要求進(jìn)行分離的、死板的設(shè)計(jì)，在整體性和可持續(xù)角度往往存在問題，智能建筑的質(zhì)量普遍偏低。不止在高端領(lǐng)域，即使是簡單的施工人員和管理者，也需要相關(guān)的、多方面的培訓(xùn)，才能高質(zhì)量的完成智能建筑的建設(shè)工作，保證智能建筑符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具備可持續(xù)發(fā)展力。因此，雖然我國智能建筑的市場規(guī)模巨大，發(fā)展迅速，但在推廣的過程中，仍有許多關(guān)鍵點(diǎn)需要突破，不僅是對(duì)技術(shù)的要求，還有相關(guān)方面的協(xié)調(diào)配合，以及最重要的是滿足用戶不斷變化的需求。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展以及人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)逐步得以應(yīng)用，新技術(shù)、新設(shè)備及新系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，智能化系統(tǒng)的產(chǎn)品技術(shù)及設(shè)備得到了日新月異的發(fā)展，各系統(tǒng)的通訊模式、產(chǎn)品數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息共享化的技術(shù)含量更高，人們對(duì)建筑信息安全、建筑能源利用和能耗監(jiān)測(cè)以及建筑環(huán)境舒適度也提出了更高的需求。技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了建筑的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型升級(jí)，為智慧建筑的實(shí)現(xiàn)和發(fā)展提供了技術(shù)支撐。從智能建筑到智慧建筑，體現(xiàn)了我國近十年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展。1.1.4

智慧建筑之以人為本以人為本是智慧建筑的核心，先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和智能化技術(shù)的綜合應(yīng)用，打造有溫度的人性化建筑，是智慧建筑的重要目標(biāo)；用戶需求、區(qū)域文化及社區(qū)、城市的兼容性是智慧建筑重要考慮因素。主要表現(xiàn)在自適應(yīng)性、環(huán)境舒適性、高效信息網(wǎng)絡(luò)、完善的安保措施與安全設(shè)計(jì)、可再生能源的利用和高效的能源的使用率、滿足需求的配套運(yùn)營與高品質(zhì)的物業(yè)服務(wù)。以智慧建筑為平臺(tái)，打造社區(qū)基礎(chǔ)，逐漸形成以人為本，為人服務(wù)的立體化生態(tài)社區(qū)，智慧建筑充分考慮社區(qū)與城市兼容，為用戶提供安全，舒適的使用體驗(yàn)。例如青島某生態(tài)園被動(dòng)房技術(shù)中心以可持續(xù)、低碳、綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，體現(xiàn)“以人為本”地保護(hù)自然環(huán)境，兼顧環(huán)保和舒適，通過綜合運(yùn)用傳感器技術(shù)、智能樓宇管理系統(tǒng)和建筑信息模型（BIM），證明了可以在享受室內(nèi)舒適環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)近零能耗。這棟建筑每年節(jié)約能源消耗

130

萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于每年節(jié)省能源費(fèi)用約

50

萬元人民幣，并且每年降低碳排放

664

噸[15]。13中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書智慧建筑是各類新技術(shù)與高品質(zhì)服務(wù)在建筑中的結(jié)合，是未來重要的發(fā)展方向，人是其主要服務(wù)對(duì)象，符合當(dāng)代人們?cè)谏眢w與心理上的需求，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，為用戶提供智能化、人性化、有溫度的建筑環(huán)境。智慧建筑之健康環(huán)保在上個(gè)世紀(jì)，“居住與健康”的概念在國外被提出，我國自

2001

年起，不斷出臺(tái)相關(guān)規(guī)章和評(píng)定規(guī)范促進(jìn)了健康建筑體系的

推行與完善。2016

年發(fā)布的中國建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)從生理、心理和社會(huì)三方面出發(fā)，將健康建筑標(biāo)準(zhǔn)具體劃為空氣、水、舒適、健身、人文、服務(wù)六方面[16]。健康建筑作為“健康中國”戰(zhàn)略的基本立足點(diǎn)保障了居民身心健康，生活舒適。也因此健康建筑必將是未來建筑的重要特征。在“智慧”時(shí)代下，相關(guān)技術(shù)將會(huì)全面提高建筑的健康水平，如基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)施管理和基于人工智能的安全控制將實(shí)時(shí)把控各項(xiàng)健康指標(biāo)，機(jī)器人在健身、人文、服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用也將日趨成熟與智慧。智慧建筑與綠色建筑在我國，環(huán)保理念與建筑的聯(lián)系始終是密切的。自

1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)以來，我國在政府工作報(bào)告中提出綠色建筑的建設(shè)是生態(tài)文明建設(shè)的基本落足點(diǎn)，并先后頒布了相關(guān)的引領(lǐng)性綱要、導(dǎo)則和法規(guī)。推動(dòng)了綠色建筑從無到有、從點(diǎn)到面的多維發(fā)展。綠色建筑的內(nèi)涵是節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保，即旨在節(jié)能與環(huán)保的“四節(jié)一環(huán)?！?。具體而言，綠色建筑要求建筑在全壽命周期內(nèi)做到資源節(jié)約最大化、環(huán)境保護(hù)最優(yōu)化和污染產(chǎn)生最小化。綠色建筑是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，同時(shí)是節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策的踐行。然而，當(dāng)前我國綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)超過九成，而運(yùn)行標(biāo)識(shí)卻不足總標(biāo)識(shí)十分之一。這充分說明大多數(shù)綠色建筑運(yùn)行維護(hù)與設(shè)計(jì)要求不符，無法滿足“四節(jié)一環(huán)?！钡囊?。這與建筑業(yè)目前普遍輕視建筑的運(yùn)行維護(hù)的狀況不無關(guān)系。同時(shí)在運(yùn)營機(jī)制與經(jīng)濟(jì)效益的制約下，技術(shù)與實(shí)際建設(shè)與維護(hù)的需求的不匹配也制約了綠色建筑的發(fā)展。智慧建筑的“可持續(xù)”屬性與綠色建筑的“四節(jié)一環(huán)?！钡哪繕?biāo)是基本一致中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書的，都是為了建筑符合環(huán)保、低碳、節(jié)能的要求,將可持續(xù)發(fā)展的理念實(shí)踐于建筑的全壽命周期之中。而智慧建筑相較于綠色建筑，將有著更加強(qiáng)大的技術(shù)支撐，如利用人工智能的節(jié)能、智能控制能夠使建筑保持最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，基于物聯(lián)網(wǎng)的能源控制可有效節(jié)約寶貴的能源等等。智慧建筑將繼承綠色建筑“四節(jié)一環(huán)?！钡目沙掷m(xù)發(fā)展理念，以健康建筑的六項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，利用最適合的技術(shù)手段提高建筑的健康環(huán)保水平與維度。未來的智慧建筑只有做到“綠色”、“健康”與“智慧”和諧統(tǒng)一，才能最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)、自然環(huán)境與居住健康的協(xié)調(diào)與平衡。1.1.7

智慧建筑與智慧城市關(guān)系將新一代信息技術(shù)與城市發(fā)展深度融合的是現(xiàn)代智慧城市發(fā)展的新理念。融合了新一代信息技術(shù)的智慧城市，管理運(yùn)營能力將顯著提高，進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高城市居民的日常生活水平。智慧城市理念一經(jīng)問世就吸引了全世界的目光，世界主要國家和多個(gè)城市都進(jìn)行了智慧城市的發(fā)展規(guī)劃。智慧城市以現(xiàn)代信息化、數(shù)字化建設(shè)為基礎(chǔ)，整合網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施、海量的數(shù)據(jù)資源、多領(lǐng)域業(yè)務(wù)流程，是現(xiàn)代化城市與現(xiàn)代化信息技術(shù)完美結(jié)合的典范。作為現(xiàn)代化城市運(yùn)行和治理的新模式、新理念，只待現(xiàn)實(shí)的驗(yàn)證支撐，智慧城市就將成為現(xiàn)代化城市發(fā)展的必然階段。圖

5

智慧建筑與智慧城市1415中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書智慧建筑和智慧城市的建設(shè)是不可分割的。從二者發(fā)展上看，智慧建筑是智慧城市的基礎(chǔ)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)所在，而智慧城市理念的提出和發(fā)展又將促進(jìn)智慧建筑的建設(shè)。從二者技術(shù)支撐上看，智慧城市和智慧建筑的基礎(chǔ)學(xué)科需求，現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用，工程實(shí)現(xiàn)和建設(shè)目的幾乎完全相同，存在技術(shù)上的互相支持和促進(jìn)。智慧建筑作為智慧系統(tǒng)信息與應(yīng)用的核心節(jié)點(diǎn)，是智慧城市不可或缺的構(gòu)成要素。作為關(guān)鍵載體，智慧建筑能實(shí)現(xiàn)各類智慧化技術(shù)在建筑中的適當(dāng)應(yīng)用，為智慧城市創(chuàng)建了可靠和可擴(kuò)展的基礎(chǔ)。而通過智慧建筑的系統(tǒng)運(yùn)行所獲得的各類反饋信息則為智慧城市下一步的規(guī)劃和推進(jìn)提供了寶貴的參考數(shù)據(jù)。當(dāng)智慧建筑發(fā)展到一定階段，其規(guī)?；?、網(wǎng)絡(luò)化也將促進(jìn)智慧城市的發(fā)展?？梢哉f，沒有智慧建筑，真正的智慧城市不可能存在。智慧城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)指導(dǎo)和推動(dòng)智慧建筑的發(fā)展。智慧城市建設(shè)涵蓋了豐富的內(nèi)容，包含交通、能源、公用設(shè)施、醫(yī)療、教育、公共安全和政府服務(wù)等方面，這需要城市進(jìn)行總體規(guī)劃、各部門之間協(xié)調(diào)合作，整合優(yōu)化現(xiàn)有資源，打通數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互通。作為智慧城市的主要構(gòu)成基礎(chǔ)，智慧建筑其自身的信息資源需要向外傳輸，同時(shí)也需要從外部輸入信息從而達(dá)到資源共享，這就需要智慧城市通過頂層設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以保障智慧建筑與外界能順利進(jìn)行信息共享。另一方面，全球范圍內(nèi)，正式由于各國不斷出臺(tái)智慧城市發(fā)展規(guī)劃，政策的支持帶來大量資金的涌入，促使了智慧建筑產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大。1.2

智慧建筑國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1

國外智慧建筑發(fā)展情況根據(jù)

Marketsandarkets

發(fā)布的新市場報(bào)告指出，全球智慧建筑市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從

2019

年的

607

億美元增長到

2024

年的

1058

億美元，在預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長率約為

11.7％[17]，許多國家都將大幅提高智慧建筑的投資?！?020-2025智慧建筑市場：增長、趨勢(shì)及預(yù)測(cè)》報(bào)告來看，目前全球智慧建筑市場最大的區(qū)域依然還是北美地區(qū)，而亞太地區(qū)則成為增長最快的地區(qū)。而供應(yīng)商方面，仍然還是電氣傳統(tǒng)巨頭。該市場的主要推動(dòng)因素之一是全球出現(xiàn)的以信息化為特征的智慧城市建設(shè)熱潮。根據(jù)中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書指數(shù)顯示，全球已有

153

個(gè)城市頒布官方智慧城市

戰(zhàn)略。2015

年

9

月，美國政府宣布超過1.6億美元的研究經(jīng)費(fèi)以及25項(xiàng)以上的新技術(shù)合作將被投入到智慧城市的研究工作中。而就在某倡議被提出后的一個(gè)月，美國智慧城市的具體發(fā)展計(jì)劃就已經(jīng)出爐。明確智慧城

市的發(fā)展前景以及面臨挑戰(zhàn)后，美國創(chuàng)新戰(zhàn)略將華盛頓、紐約長島、哥倫布市與迪比克市設(shè)定為全美智慧城市建設(shè)的先鋒隊(duì)。浪漫之都，法國巴黎也將在不

久的將來擁有嶄新的獨(dú)特的地標(biāo)建筑，八座類型風(fēng)格各異的綠色智慧塔樓吸引全

世界的目光，也給“2050巴黎智慧城市”項(xiàng)目帶來別樣的魅力。相比巴黎政府，希望擁有更強(qiáng)的可持續(xù)發(fā)展能力以及競爭力的荷蘭政府要更急切些，2040

年某戰(zhàn)略議程計(jì)劃將整個(gè)蘭斯塔德地區(qū)建為智慧城市，宏大的規(guī)劃表現(xiàn)出荷

蘭政府對(duì)智慧城市的巨大信心以及殷切希望。更進(jìn)一步落實(shí)智慧城市建設(shè)的是丹

麥政府，哥本哈根與奧爾胡斯將成為智慧城市的試點(diǎn)，預(yù)計(jì)在

2025

年和

2030年，二者將轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞贾腔鄢鞘?，為后續(xù)智慧城市的建設(shè)提供參考。日本發(fā)布超智能社會(huì)

5.0

政策，明確提出將日本打造為世界最適宜創(chuàng)新的國家，最大限度應(yīng)用信息通訊(ICT)技術(shù)。韓國數(shù)字首爾

2020

計(jì)劃，指導(dǎo)城市在數(shù)字化城市、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、市民體驗(yàn)以及全球引領(lǐng)等方面的工作。新加坡于

2014

年發(fā)布“智慧國

2025”，希望通過

ICT

改善人們的生活，創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)。智慧城市的建設(shè)將為智慧建筑產(chǎn)業(yè)提供大量的商業(yè)機(jī)會(huì)和強(qiáng)勁的市場潛力。同時(shí)，推動(dòng)市場增長的另一個(gè)重要因素是環(huán)保問題。當(dāng)前建筑能耗已占到全球能源消耗總量的

30%左右，隨著能源成本的迅速增加和環(huán)境問題不斷引起廣泛重視，各國對(duì)建筑物自身的節(jié)能和環(huán)保的功能越來越重視。綠色節(jié)能將成為智慧圖

6

智慧建筑發(fā)展歷程1617中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書建筑未來發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。為進(jìn)一步減少建筑能耗，美國計(jì)劃在

2050

年以前，實(shí)現(xiàn)所有建筑都在凈零能耗（NZE）概念的基礎(chǔ)上建造。同時(shí)，美國也會(huì)針對(duì)建筑，包括改建建筑，推出多種新能源效率措施。歐盟建筑能效指令及其修訂版加強(qiáng)了對(duì)低能耗建筑的發(fā)展要求，要求到

2020

年，所有新建建筑都必須成為近零能耗建筑。日本頒布法案，意在改善新建筑的能源消耗性能。隨著全球各國政府加強(qiáng)可持續(xù)性和能效法規(guī)的推行，智慧建筑市場將迎來更多機(jī)會(huì)。智慧建筑產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展自然帶動(dòng)相關(guān)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。建筑信息模型（BIM）技術(shù)已經(jīng)成為建筑業(yè)最常用技術(shù)。英國政府投資

17

億英鎊即將完成的“2016

至

2020

年建筑戰(zhàn)略”，便是將三維建筑信息模型（3D

BIM）概念融入到所有工程項(xiàng)目中，從而節(jié)省了約

4

億英鎊。BIM

技術(shù)在公共建筑項(xiàng)目的建設(shè)中，已經(jīng)成為必需品，英國、芬蘭、丹麥、挪威和荷蘭甚至將

BIM

技術(shù)作為建設(shè)要求的一部分。Dodge

Data

&

Analytics

顯示，使用

BIM

技術(shù)的美國承包商占總數(shù)的

73%，并且其中近

80%將

BIM

技術(shù)應(yīng)用到他們超過

3

成的項(xiàng)目中。在日本，慣于使用

BIM

技術(shù)的承包商也超過

40%。目前，韓國宣布在未來六年內(nèi)將投資

2000

億韓元(合

1.73

億美元)，啟動(dòng)了一個(gè)智慧建筑技術(shù)項(xiàng)目，具體包括基于建筑信息建模(BIM)的模塊化建設(shè)和使用機(jī)器人的遠(yuǎn)程建筑等，目的是開發(fā)適用于建筑工地的更切實(shí)可行的技術(shù)?？梢灶A(yù)見，智慧建筑將成為

21

世紀(jì)的重要產(chǎn)業(yè)部門，并進(jìn)而帶動(dòng)其它行業(yè)的發(fā)展，乃至成為一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)與文化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。1.2.2

國內(nèi)智慧建筑發(fā)展情況近年來，在國家相關(guān)政策的引導(dǎo)下，我國智慧城市建設(shè)得以快速全面發(fā)展，而智慧建筑作為智慧城市的具體應(yīng)用及重要組成部分，對(duì)人類生活工作起到重要影響作用。智慧城市的發(fā)展需要建筑更智慧，也需要智慧建筑及其互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的落地實(shí)施。伴隨著智慧城市試點(diǎn)建設(shè)的推進(jìn)，我國已有多地加入了智慧建筑的發(fā)展陣營，通過出臺(tái)相關(guān)政策，建設(shè)智慧建筑(城市)示范工程，成立智慧建筑產(chǎn)業(yè)研究院、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等，打造適宜智慧建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生態(tài)創(chuàng)新體系，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展。除設(shè)備商、集成商等智慧城市傳統(tǒng)從業(yè)者，不少互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及軟件商利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)入智能建筑領(lǐng)域，豐富了產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，通過發(fā)中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書揮自身在技術(shù)、用戶、平臺(tái)和創(chuàng)新能力上的優(yōu)勢(shì)打造了不少試點(diǎn)項(xiàng)目，取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，為我國智慧建筑的下一步發(fā)展提供了重要參考。在看到智慧建筑良好發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，我們也要看到其帶來的一些需要解決的問題。一方面，我國智慧建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍不完善，需要及時(shí)補(bǔ)充和修訂，特別是為全面融入智慧城市建設(shè)，在智能建筑的頂層規(guī)劃、體系架構(gòu)、指標(biāo)體系、智能硬件、數(shù)據(jù)融合和構(gòu)建公共信息平臺(tái)等方面必須加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的制定[13]，應(yīng)盡快制定包括：數(shù)據(jù)接入標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)入庫標(biāo)準(zhǔn)、建筑地理編碼標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)設(shè)計(jì)編碼標(biāo)準(zhǔn)等一系列標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，智慧建筑的運(yùn)行將依賴于其采集的大量的用戶數(shù)據(jù)，為使用者帶來便利的同時(shí)也帶了數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)如何管理和使用這些可能涉及個(gè)人隱私的數(shù)據(jù)，都需要進(jìn)一步的探討和研究。此外，我們還應(yīng)意識(shí)到，從智能建筑到智慧建筑的發(fā)展不會(huì)是一蹴而就的，如何才能將人工智能等新興技術(shù)合理地應(yīng)用于建筑行業(yè)需要不斷的實(shí)踐和探索，隨著社會(huì)發(fā)展又會(huì)對(duì)智慧建筑的功能不斷提出新的需求，例如

2020年的新冠疫情又對(duì)智慧建筑在防疫工作中的功能提出了新的要求。因此，建筑的智慧化是一個(gè)必然的趨勢(shì)但并不會(huì)一步到位。產(chǎn)業(yè)政策，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用戶體驗(yàn)是建筑智慧升級(jí)的主用驅(qū)動(dòng)力，由此所促成的產(chǎn)品不斷更新升級(jí)才能使得智慧建筑走向更好的發(fā)展方向[5]。1.3

智慧建筑技術(shù)架構(gòu)智慧建筑是全信息建筑，在智能建筑基礎(chǔ)上從時(shí)間維度拓展到建筑全生命周期，從空間維度拓展到物聯(lián)網(wǎng)的端邊云一體化，應(yīng)用邊界涵蓋使用者和管理者（人），計(jì)算方式結(jié)合了認(rèn)知計(jì)算和智能計(jì)算[18]。智慧建筑以人為中心，通過邊緣引擎、邊緣網(wǎng)關(guān)、邊緣控制器、邊緣執(zhí)行器、邊緣傳感器將人和物結(jié)合，從全面感知、認(rèn)知、自主學(xué)習(xí)到自我進(jìn)化使建筑變得有生命有智慧從而最終為人而服務(wù)。邊緣側(cè)智能產(chǎn)品覆蓋在建筑的各個(gè)角落把原本復(fù)雜的問題抽象簡化形成物和人對(duì)象模型，有序有效的監(jiān)控照明、HVAC

等設(shè)備和系統(tǒng)。在眾多智慧建筑系統(tǒng)候選架構(gòu)模型中，云邊協(xié)同有較大發(fā)展?jié)摿Γ蔀槲磥碇腔劢ㄖ夹g(shù)候選架構(gòu)之一，如圖

7、圖

8

所示。18中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書圖

7

智慧建筑系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)模型之一[19]智慧建筑整體技術(shù)端—>邊—>云結(jié)構(gòu)，邊云協(xié)同的能力與內(nèi)涵涉及

IaaS、PaaS、SaaS

各層面的全面協(xié)同，主要包括六種協(xié)同：資源協(xié)同、數(shù)據(jù)協(xié)同、智能協(xié)同、應(yīng)用管理協(xié)同、業(yè)務(wù)管理協(xié)同、服務(wù)協(xié)同。其中，邊緣計(jì)算不是單一的部件，也不是單一的層次，而是涉及到

EC-laaS、EC-PaaS、EC-SaaS

的端到端開放平臺(tái)[19]。圖

8

智慧建筑整體技術(shù)框架模型之一[19]19中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書圖

9

阿里云邊緣計(jì)算框架（來源：網(wǎng)絡(luò)資料）阿里云剛剛推出了邊緣計(jì)算框架，稱為

link

edge，目前還在公測(cè)當(dāng)中。借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供的

IoT

Hub，Link

Edge

可以將邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)同步到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行云端分析，并能實(shí)現(xiàn)接收物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)下發(fā)的指令進(jìn)行控制設(shè)備[20]?？傮w來說，我國的智慧建筑邊云協(xié)同技術(shù)框架研究還處于起步階段。邊云協(xié)同計(jì)算技術(shù)包括各種類目和子類目，所有這些都應(yīng)該賦予各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和案例，從智慧建筑再到整個(gè)智慧城市。目前邊云協(xié)同計(jì)算技術(shù)還未形成標(biāo)準(zhǔn)化，需要行業(yè)及協(xié)會(huì)牽頭來統(tǒng)一落實(shí)。加強(qiáng)邊云協(xié)同計(jì)算的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建設(shè)，注重將邊云協(xié)同計(jì)算技術(shù)發(fā)展與新一代信息技術(shù)結(jié)合與融合，加強(qiáng)智慧建筑開源生態(tài)建設(shè)。20中國智慧建筑技術(shù)發(fā)展白皮書第二章

新興技術(shù)賦能智慧建筑發(fā)展在智能建筑的基礎(chǔ)上，以人工智能技術(shù)作為核心支撐和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等作為技術(shù)支持和空間延伸，經(jīng)過有機(jī)的結(jié)合和協(xié)調(diào)工作，將最終成就智慧建筑的發(fā)展目標(biāo)。2.1

人工智能技術(shù)2.1.1

人工智能技術(shù)概述及發(fā)展現(xiàn)狀人工智能技術(shù)指通過計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)人類智能的技術(shù)，人工智能技術(shù)賦予計(jì)算機(jī)以人類的思考和處理事務(wù)甚至學(xué)習(xí)的能力，幫助人類完成原本只能由人的智力勝任的工作。當(dāng)今時(shí)代，人工智能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，全球人工智能收入預(yù)計(jì)將以

45%的復(fù)合年增長率快速提高。人工智能是一門研究使計(jì)算機(jī)模擬人類的思考過程和智能行為的學(xué)科，涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、語言學(xué)等[21]。雖是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，但人工智能的涉及領(lǐng)域和覆蓋范圍已經(jīng)超出了計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇。人工智能技術(shù)從概念出現(xiàn)到現(xiàn)在，經(jīng)過三個(gè)發(fā)展階段，第一階段是基礎(chǔ)理論的完善和積累階段，第二階段是人工智能通過輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單機(jī)器學(xué)習(xí)階段，