上海程大章從綠色智能建筑走向智慧生態(tài)城市

從綠色智能建筑

走向智慧生態(tài)城市

同濟(jì)大學(xué)程大章Chengdz@一、綠色建筑智能化的功效二、追求綠色目標(biāo)工作的持續(xù)性三、智慧生態(tài)城市是智能行業(yè)的機(jī)遇

主要內(nèi)容

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，人類生存面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。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%。綠色建筑強調(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，資源循環(huán)利用，室內(nèi)環(huán)境舒適，符合中國可持續(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。

綠色建筑在建筑的生命期內(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、適用和高效地使用的空間。綠色建筑將環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)滲透入人們的生活與工作，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。使建筑物與自然環(huán)境共同構(gòu)成和諧的有機(jī)系統(tǒng)。

近年來，中國的綠色建筑在政府推動下得到快速發(fā)展，目前已有近1500項工程獲得國家綠色建筑標(biāo)識認(rèn)證，發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)要求新建建筑必須100%達(dá)到國家綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

由于與國家“加強生態(tài)文明建設(shè)”和“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、推動新型城鎮(zhèn)化、全面建成小康社會”的要求緊密結(jié)合，住建部的《“十二五”綠色建筑和綠色生態(tài)城區(qū)發(fā)展規(guī)劃》將建100個“綠色生態(tài)城區(qū)示范工程”，而“國家智慧城市試點工程”已在202個城市/區(qū)展開。

綜上所述，中國近年來在綠色建筑領(lǐng)域所做的這些工作，反映了政府、工程界和房產(chǎn)業(yè)的建設(shè)行為正從生態(tài)意識走向生態(tài)盡責(zé)，這是中國可持續(xù)發(fā)展的重大轉(zhuǎn)折點。

對建筑設(shè)備（變配電、照明、冷熱源、空調(diào)、給排水、交通等）系統(tǒng)的運行進(jìn)行全面監(jiān)測與控制，使設(shè)施處于最佳運行狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能與有效管理。對可再生能源系統(tǒng)（風(fēng)力、太陽能利用、地源等）的優(yōu)化運行控制與管理、并網(wǎng)控制及諧波控制等。中水與污水的處理回用實現(xiàn)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(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，建立良好的生存環(huán)境。

建立物業(yè)信息管理系統(tǒng)，全面監(jiān)測能耗，對建筑運行與管理等建立檔案及記錄，進(jìn)行常態(tài)管理與應(yīng)急指揮。通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐語音、郵件與遠(yuǎn)程視頻會議等應(yīng)用,在增強人際交往的同時減少出行能耗。

建筑智能化系統(tǒng)是綠色建筑的技術(shù)支撐，只有通過實時運行的數(shù)據(jù)來分析建筑物的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)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(tǒng)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(shù)據(jù)說話!《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378的修編版，把部分智能化系統(tǒng)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(fēng)、空調(diào)、照明等設(shè)備的自動監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)工作正常，運行記錄完整。對冷熱源、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備必須進(jìn)行有效監(jiān)測，對用能數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進(jìn)行實時采集并記錄；按照設(shè)計的工藝要求進(jìn)行自動控制。只有BA系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)下，建筑物才能實現(xiàn)高效管理和有效節(jié)能。公共建筑的面積小于2萬m2和10萬m2以下的住宅區(qū)，可不設(shè)BA系統(tǒng)，但應(yīng)有簡易的控制措施，如風(fēng)機(jī)水泵的變頻控制、不聯(lián)網(wǎng)的就地控制器、單回路反饋控制等。

審閱BA系統(tǒng)的設(shè)計文件，核對監(jiān)控點數(shù)表與現(xiàn)場設(shè)備系統(tǒng)一致和節(jié)能優(yōu)化的控制策略得到實施。

在BA系統(tǒng)的中央控制站上，檢查系統(tǒng)的實時工作情況，審查BA控系統(tǒng)的運行記錄的真實性和完整性。系統(tǒng)的運行記錄和檢測數(shù)據(jù)應(yīng)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(shù)據(jù)應(yīng)在系統(tǒng)故障期提供人工記錄。

4智能化系統(tǒng)的運行效果滿足居住區(qū)或公共建筑運行與管理的需要。

為保證居住區(qū)與公共建筑的安全、高效運營，要求根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314和《居住區(qū)智能化系統(tǒng)配置與技術(shù)要求》CJ/T174，設(shè)置合理、完善的安全防范系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，智能化系統(tǒng)工程經(jīng)驗收，工程質(zhì)量符合《智能建筑工程質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50339，運行安全可靠。

查閱智能化系統(tǒng)工程設(shè)計文檔、施工變更文件、驗收報告及運行記錄，現(xiàn)場考察各系統(tǒng)的運行情況和進(jìn)行用戶抽樣調(diào)查。居住區(qū)的安全防范系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)達(dá)到《居住區(qū)智能化系統(tǒng)配置與技術(shù)要求》的基本配置功能,公共建筑的安全防范系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)達(dá)到《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的基本配置功能。

建設(shè)部仇保興副部長提出：“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，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?！?/p>

綠色與低碳的實現(xiàn)需要多個循環(huán)周期，在運行過程中通過從測量數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)可視化、效果評估、數(shù)據(jù)分析、設(shè)計改善方案到實施改善方案構(gòu)成第一次循環(huán)。然后再回到測量數(shù)據(jù)，開始第二個循環(huán)。

二、追求綠色目標(biāo)是持續(xù)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(huán)。建筑物使用功能會變化，負(fù)荷隨機(jī)變化，設(shè)備系統(tǒng)性能漸進(jìn)老化，在每一次循環(huán)中總會發(fā)現(xiàn)各類情況與問題，需要進(jìn)行優(yōu)化改善，不斷提升建筑物與設(shè)備系統(tǒng)的性能。

測量數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)可視化

效果評估數(shù)據(jù)分析

設(shè)計改善方案實施改善方案上海市公共建筑耗電量統(tǒng)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(wù)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(xiàn)狀及思考》上海市建筑科學(xué)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供了一個基準(zhǔn)。同類型建筑的能耗差異很大，排除服務(wù)質(zhì)量等級的因數(shù)后，節(jié)能的空間很大。對于新建綠色建筑，無論是按什么標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，最后的主要評價還只能是單位面積的能耗，應(yīng)當(dāng)在平均值以下。對于既有建筑，依靠包括智能化監(jiān)控的主動節(jié)能技術(shù)，可以取得顯著的節(jié)能效果。三、智慧生態(tài)城市是智能行業(yè)的機(jī)遇熱電冷三聯(lián)供、太陽能發(fā)電、太陽能熱泵、風(fēng)力發(fā)電、水源熱泵、地源熱泵、雨污水綜合利用、中水回用、生物質(zhì)發(fā)電、垃圾無害化處理等技術(shù)的應(yīng)用，在建設(shè)、管理與運行成本上均非獨立小型建筑物可以承受的。節(jié)能環(huán)保關(guān)鍵技術(shù)的價值實現(xiàn)需要專業(yè)化與集約化的運行維護(hù)，可再生能源利用的技術(shù)需要規(guī)?；拍苋〉媒?jīng)濟(jì)可行性。實踐證明孤立的綠色建筑受到技術(shù)、管理與經(jīng)濟(jì)的制約，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要從綠色生態(tài)城區(qū)的角度來審視建設(shè)行為。可再生能源的集約化利用、廢棄物質(zhì)的綜合利用、道路交通的規(guī)劃管理、能源綜合監(jiān)測管理、綜合通信等，都是節(jié)能、環(huán)保與減排的重要組成部分，這些設(shè)施只能是城市的基礎(chǔ)設(shè)施。我們可以明確地指出走向綠色生態(tài)城市是綠色建筑的必然趨勢。

2014年03月17日發(fā)布《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014－2020年)》的第十八章“推動新型城市建設(shè)”提出：“順應(yīng)現(xiàn)代城市發(fā)展新理念新趨勢，推動城市綠色發(fā)展，提高智能化水平，增強歷史文化魅力，全面提升城市內(nèi)在品質(zhì)。”其中的第一節(jié)是“加快綠色城市建設(shè)”，第二節(jié)是“推進(jìn)智慧城市建設(shè)”。國家智慧城市（區(qū)、鎮(zhèn)）試點指標(biāo)體系（試行）有4個一級指標(biāo)，其中與綠色生態(tài)城區(qū)密切相關(guān)的為“智慧建設(shè)與宜居”和“智慧管理與服務(wù)”?！爸腔劢ㄔO(shè)與宜居”

二級指標(biāo)“城市建設(shè)管理”下有城鄉(xiāng)規(guī)劃、數(shù)字化城市管理、建筑市場管理、房產(chǎn)管理、園林綠化、歷史文化保護(hù)、建筑節(jié)能、綠色建筑和供水系統(tǒng)；

二級指標(biāo)“城市功能提升”下有供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、節(jié)水應(yīng)用、燃?xì)庀到y(tǒng)、垃圾分類與處理、供熱系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和地下管線與空間綜合管理?！爸腔酃芾砼c服務(wù)”二級指標(biāo)“專項應(yīng)用”下有智能交通、智慧能源、智慧環(huán)保、智慧國土、智慧應(yīng)急、智慧安全、智慧物流、智慧社區(qū)和智能家居。智慧城市和綠色生態(tài)城區(qū)支持了城市的社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，三者的交集構(gòu)成了城市未來的發(fā)展方向。城市的社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展智慧城市綠色生態(tài)城區(qū)智慧城市是綠色生態(tài)城市的支撐智慧城市建設(shè)運營保障體系信息通信基礎(chǔ)設(shè)施信息應(yīng)用基礎(chǔ)系統(tǒng)智能建筑智慧產(chǎn)業(yè)智慧城市的建設(shè)內(nèi)容信息通信基礎(chǔ)設(shè)施類城市信息通信地下管線城市信息通信機(jī)房城市移動通信基站生態(tài)城市運行管理類道路監(jiān)控與交通管理系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)停車管理系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)公共區(qū)域安全監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)能源管理系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)水務(wù)管理系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)消防監(jiān)管系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)市容衛(wèi)生管理系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè)電子政務(wù)類延伸電子政務(wù)系統(tǒng)，為企業(yè)與居民提供一門式服務(wù)城市醫(yī)療服務(wù)信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)字城管平臺城市管理指揮中心（常態(tài)管理調(diào)度，應(yīng)急態(tài)指揮調(diào)度）……公共信息服務(wù)類城市公共場所信息發(fā)布系統(tǒng)城市網(wǎng)站……產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐類企業(yè)信用評估平臺城市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)服務(wù)信息平臺城市物流服務(wù)信息平臺……智慧生態(tài)城市的信息集成基礎(chǔ)工作制定智慧生態(tài)城市業(yè)務(wù)的信息字典，將分散在各個領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的信息匯聚起來得以共享基本功能在共享信息的基礎(chǔ)上，生態(tài)城市各領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)之間可以相互協(xié)調(diào),進(jìn)行互操作智慧實現(xiàn)對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，經(jīng)智能分析后形成優(yōu)化的行動方案，使眾多的相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)協(xié)同運行，來處置生