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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(huán)境惡化，使人類面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。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(huán)境，據(jù)研究數(shù)據(jù)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(jié)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(huán)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(tài)環(huán)境和歷史文化環(huán)境的破壞，資源可達到循環(huán)利用，室內環(huán)境舒適，符合中國政府實行的可持續(xù)發(fā)展的基本國策，因而受到了各級政府、工程界與房地產業(yè)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(tài)環(huán)境的關注和可持續(xù)發(fā)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(jié)約和建筑材料資源的循環(huán)使用，盡量減少建筑過程中對自然生態(tài)環(huán)境的損害。“綠色建筑”（Arology）作為生態(tài)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(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、適用和高效地使用空間，最終實現(xiàn)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(guī)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(huán)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(huán)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(jié)約，因而對建筑物建造與使用過程的每個環(huán)節(jié)都應最大程度地節(jié)約能源與材料。“綠色建筑”將環(huán)保技術、節(jié)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(tài)節(jié)能與居住舒適度問題。總之“綠色建筑”是自然環(huán)境的一部分，與之共同構成和諧的有機系統(tǒng)。

1．2政府的積極推進，為綠色建筑提供了發(fā)展空間
    中國正處于工業(yè)化、城市化加速發(fā)展時期，我們不僅要注重單體建筑的效果，更需要從區(qū)域來考慮降低能源資源消耗、保護環(huán)境的總體效果。中國現(xiàn)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(fā)展節(jié)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(jié)地節(jié)能節(jié)水節(jié)材（簡稱“四節(jié)”）標準，促進城鎮(zhèn)發(fā)展發(fā)展質量和效益的提高。

    發(fā)展節(jié)能省地型住宅與公共建筑，必須用城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、循環(huán)經濟的理念，挖掘建筑“四節(jié)” 的潛力。“四節(jié)”都有各自的要求，必須統(tǒng)籌考慮，綜合研究。節(jié)地的關鍵在于城鄉(xiāng)空間的統(tǒng)籌，節(jié)能是重點降低長期使用時的總能耗，節(jié)水是重點考慮水資源的循環(huán)利用，節(jié)材是重點研究新型工業(yè)化和產業(yè)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(qū)域統(tǒng)籌，分類指導，推進建設節(jié)能省地型的綠色住宅和公共建筑。這些工作已經在城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、近期建設規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃等不同層次的規(guī)劃中得以體現(xiàn)，充分研究論證能源、資源對城鎮(zhèn)布局、功能分區(qū)、基礎設施配置及交通組織等方面的影響，確定適宜的城鎮(zhèn)規(guī)模、運行模式，加強城鎮(zhèn)土地、能源、水資源等利用方面的引導與調控，實現(xiàn)能源資源的合理節(jié)約利用，促進人與自然的和諧。以科技創(chuàng)新為支撐，組織科技攻關、重大技術裝備及產業(yè)化、新型能源和可再生能源以及新材料、新產品的開發(fā)、推廣應用。引進、消化、吸收國際先進理念和技術，增強自主創(chuàng)新能力，發(fā)展適合國情，具有自主知識產權的適用技術。加大標準規(guī)范的編制力度，形成比較完善的建筑“四節(jié)”標準規(guī)范體系，并加強標準執(zhí)行的實施和監(jiān)管。研究和制定促進住宅產業(yè)現(xiàn)代化的技術經濟政策，將住宅產業(yè)化與新型工業(yè)化緊密結合起來，由骨干企業(yè)帶動建立現(xiàn)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(yè)改革，不斷探索創(chuàng)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(xiàn)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(tài)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(xiàn)各類設備系統(tǒng)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(tǒng)工程

3.1綠色建筑智能系統(tǒng)的內容概要
    1）信息
    信息是綠色建筑智能系統(tǒng)的基礎，在綠色建筑工程中，需要廣泛采集環(huán)境（大氣、水體、氣象等）、生態(tài)（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(chuàng)造良好的環(huán)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(qū)域熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)等的控制；有利用峰谷電價差的冰蓄冷系統(tǒng)的控制；有采用最優(yōu)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(xiàn)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(huán)境溫度、濕度、照度而自動調節(jié)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(huán)使用的水處理設備控制系統(tǒng)；……

    3）管理　
    綠色建筑的管理涉及環(huán)境、生態(tài)、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(lián)，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(xié)調相互關系，于是綠色建筑的集成信息管理系統(tǒng)應運而生，在一個統(tǒng)一的平臺上，實現(xiàn)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(zhí)行。

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

    2）多學科交叉，多技術結合
    綠色建筑中智能系統(tǒng)的監(jiān)控管理對象分屬土木工程、環(huán)境工程、生態(tài)工程、能源工程、信息工程、化學工程、設備工程，在一個子系統(tǒng)中，往往需要采用多種技術手段來實現(xiàn)目標。如模仿“人體表皮組織－呼吸系統(tǒng)－神經系統(tǒng)”應激性能的氣候調節(jié)設備（呼吸墻），就要綜合運用新型墻體材料、過濾器、氣候調節(jié)設備、室內外空氣參數(shù)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(jié)。

3..3 綠色建筑向智能系統(tǒng)工程提出的挑戰(zhàn)
    由于智能系統(tǒng)與綠色建筑共生同存，智能系統(tǒng)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(xiàn)的大部分目標及實現(xiàn)方案都離不開智能系統(tǒng)，但是建設業(yè)中的智能系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)的工作環(huán)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(tǒng)雖然其結構為多子系統(tǒng)組合的大系統(tǒng)，但建設業(yè)對于監(jiān)控管理系統(tǒng)的要求則是低成本，高可靠性。
    2）綠色建筑的智能系統(tǒng)大多是由沒有專業(yè)技能的人群來直接操控的，因此，系統(tǒng)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(tǒng)功能，生物特征信息處理與數(shù)字圖像分析應用需要有進一步的實破。
    5）為實現(xiàn)低能耗與零能耗建筑，在能源與資源管理上，在區(qū)域能源供應方面，結合設備系統(tǒng)功能實行預報控制與優(yōu)化控制，尚需積累實踐經驗。
    6）對綠色建筑眾多設備系統(tǒng)，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(tǒng)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(yōu)化，是一個大系統(tǒng)多目標優(yōu)化的典型案例。同時，綠色建筑必須采用大量的智能系統(tǒng)來保證建設目標的實現(xiàn)，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(zhàn)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(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。”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(tǒng)工程給予更多的注意。