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    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，使人類面臨著嚴峻挑戰。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，而且破壞了環境，據研究數據反映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%。因此，對于節約能源與資源，提高使用效率，緩解能源資源短缺的矛盾，保護和改善環境，各國政府與工程界都進行了不懈的研究與實踐，提出了綠色建筑的理念。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，資源可達到循環利用，室內環境舒適，符合中國政府實行的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。

1．綠色建筑的實踐

1．1綠色建筑的理念
    人類的建筑經歷了掩蔽、舒適建筑、健康建筑三個階段。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環境的關注和可持續發展思想的深入，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），強調能源節約和建筑材料資源的循環使用，盡量減少建筑過程中對自然生態環境的損害。“綠色建筑”（Arology）作為生態學（Ecology）和建筑學（Architecture）的結合，由美籍意大利建筑師保羅?索勒端（Paola Soleri）在20世紀60年代首次提出。綜合國內外專家的研究，綠色建筑可理解為在建筑的“全壽命”周期內，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、適用和高效地使用空間，最終實現與自然共生的建筑物。

    因此“綠色建筑”是一個有機的整體概念，他貫穿于建筑物的規劃、設計、建筑、使用以及維護的全過程，覆蓋建筑物的整個生命周期。“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，并對周邊環境形成期的積極影響。“綠色建筑”關注建筑材料與能源的合理利用與節約，因而對建筑物建造與使用過程的每個環節都應最大程度地節約能源與材料。“綠色建筑”將環保技術、節能技術、信息技術、網絡技術滲透到居民生活的各個方面，即用最新的理念，最先進的技術去解決生態節能與居住舒適度問題。總之“綠色建筑”是自然環境的一部分，與之共同構成和諧的有機系統。

1．2政府的積極推進，為綠色建筑提供了發展空間
    中國正處于工業化、城市化加速發展時期，我們不僅要注重單體建筑的效果，更需要從區域來考慮降低能源資源消耗、保護環境的總體效果。中國現有建筑總面積400多億平方米，預計到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整經濟結構、轉變經濟增長方式，提出鼓勵發展節能省地型住宅與公共建筑，要求制定并強制推行更嚴格的節地節能節水節材（簡稱“四節”）標準，促進城鎮發展發展質量和效益的提高。

    發展節能省地型住宅與公共建筑，必須用城鄉統籌、循環經濟的理念，挖掘建筑“四節” 的潛力。“四節”都有各自的要求，必須統籌考慮，綜合研究。節地的關鍵在于城鄉空間的統籌，節能是重點降低長期使用時的總能耗，節水是重點考慮水資源的循環利用，節材是重點研究新型工業化和產業化道路。

    中國政府正在將研究制定經濟政策，采取有效措施，區域統籌，分類指導，推進建設節能省地型的綠色住宅和公共建筑。這些工作已經在城鎮體系規劃、城市總體規劃、近期建設規劃、控制性詳細規劃等不同層次的規劃中得以體現，充分研究論證能源、資源對城鎮布局、功能分區、基礎設施配置及交通組織等方面的影響，確定適宜的城鎮規模、運行模式，加強城鎮土地、能源、水資源等利用方面的引導與調控，實現能源資源的合理節約利用，促進人與自然的和諧。以科技創新為支撐，組織科技攻關、重大技術裝備及產業化、新型能源和可再生能源以及新材料、新產品的開發、推廣應用。引進、消化、吸收國際先進理念和技術，增強自主創新能力，發展適合國情，具有自主知識產權的適用技術。加大標準規范的編制力度，形成比較完善的建筑“四節”標準規范體系，并加強標準執行的實施和監管。研究和制定促進住宅產業現代化的技術經濟政策，將住宅產業化與新型工業化緊密結合起來，由骨干企業帶動建立現代化的住宅生產體系。同時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。推進供水、供熱、污水處理等市政公用事業改革，不斷探索創新體制機制。

2.綠色建筑對智能化與信息化的需求

    為了實現綠色建筑的建設目標，在工程中涉及大量的技術與政策問題，詳見表1。

    由表中1所列項目可見，在建筑設備、資源利用、管理信息、生態等領域，有大量需要解決的智能控制與信息管理的課題。如果不能有效地實現各類設備系統的智能控制，不能完備地進行建筑物建設、運行與更新過程的信息管理，綠色建筑的主要目標是不可能達到。

3．綠色建筑的智能系統工程

3.1綠色建筑智能系統的內容概要
    1）信息
    信息是綠色建筑智能系統的基礎，在綠色建筑工程中，需要廣泛采集環境（大氣、水體、氣象等）、生態（植物、動物等）、建筑物（結構、地基、建材等）、設備（能源、空調、水處理、供電、固體廢棄物處理等）、社會（安全、資訊、服務、管理、行政等）等領域的信息，為人類社會活動與生活提供準確可靠的信息，為綠色建筑的控制、管理與決策創造良好的環境。

    2）控制
    綠色建筑的控制包羅萬象，有綠色能源―從太陽能，風能，地熱應用到區域熱電冷三聯供系統等的控制；有利用峰谷電價差的冰蓄冷系統的控制；有采用最優控制技術充分利用自然能量來采光、通風，進行照明控制與室內通風空調控制，實現低能耗建筑，若輔以可再生能源則成為零能耗建筑；有可以隨環境溫度、濕度、照度而自動調節的智能呼吸墻；有應用變頻調速裝置對所有泵類設備的最佳能量控制；有自動收集雨水、處理污廢水，提供循環使用的水處理設備控制系統；……

    3）管理　
    綠色建筑的管理涉及環境、生態、能源、資源、建筑物、設備、社會、安全、通信網絡等。由于各子項之間相互關聯，有些子項之間的目標甚至相互矛盾，因此管理不能僅著眼于單一子項，而要信息共享充份協調相互關系，于是綠色建筑的集成信息管理系統應運而生，在一個統一的平臺上，實現綠色目標的綜合管理。

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

3.2 綠色建筑智能系統工程的特點。
    1）大系統，多目標共存。
    為實現綠色建筑的建設目標，設置了環境、能源、資源、生態、安全、信息等監控管理系統，雖然眾多的子系統構成一個有機整體，但是各子系統的目標是不相同的，通常需采用多目標模糊優化控制。

    2）多學科交叉，多技術結合
    綠色建筑中智能系統的監控管理對象分屬土木工程、環境工程、生態工程、能源工程、信息工程、化學工程、設備工程，在一個子系統中，往往需要采用多種技術手段來實現目標。如模仿“人體表皮組織－呼吸系統－神經系統”應激性能的氣候調節設備（呼吸墻），就要綜合運用新型墻體材料、過濾器、氣候調節設備、室內外空氣參數檢測設備、智能控制裝置，以室內外空氣品質、建筑能耗及居住人的舒適度為綜合目標進行自動調節。

3..3 綠色建筑向智能系統工程提出的挑戰
    由于智能系統與綠色建筑共生同存，智能系統的功能、性能及運行成本是綠色建筑不可分割的一部分，綠色建筑要實現的大部分目標及實現方案都離不開智能系統，但是建設業中的智能系統與傳統工業系統的工作環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雖然其結構為多子系統組合的大系統，但建設業對于監控管理系統的要求則是低成本，高可靠性。
    2）綠色建筑的智能系統大多是由沒有專業技能的人群來直接操控的，因此，系統的人機界面不僅需個性化、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、化學量、生物量，這些器件不僅要求長期（幾年，十幾年）準確可靠工作，而且成本要低。如冷熱源能耗自動計量等至今尚無理想技術方案。
    4）為能增強安全系統功能，生物特征信息處理與數字圖像分析應用需要有進一步的實破。
    5）為實現低能耗與零能耗建筑，在能源與資源管理上，在區域能源供應方面，結合設備系統功能實行預報控制與優化控制，尚需積累實踐經驗。
    6）對綠色建筑眾多設備系統，進行在線故障診斷，實行容錯控制，以保證居住使用者的便利，這需要進行實踐與探索。

結束語

    綠色建筑不同于傳統建筑，其建設理念跨越了建筑物本體而追求人類生存目標的優化，是一個大系統多目標優化的典型案例。同時，綠色建筑必須采用大量的智能系統來保證建設目標的實現，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手段。建設部仇保興副部長在《中國的能源戰略與綠色建筑前景》一文中提出到：“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。”由于綠色建筑在我國剛剛起步，其中大量的課題有待人們去探索與解決。本文僅是筆者在學習過程中的一些體會，希望能有更多的同行對綠色建筑的智能系統工程給予更多的注意。