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新基建浪潮下，智慧城市建設(shè)迎來(lái)了新的發(fā)展，5G基站建設(shè)、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等熱點(diǎn)領(lǐng)域與智慧城市建設(shè)相融相生，與此同時(shí)智慧城市的政策紅利吸引社會(huì)資本加速投入。根據(jù)2020年2月IDC最新發(fā)布的《全球智慧城市支出指南》，至2020年，中國(guó)智慧城市投資市場(chǎng)支出規(guī)模將達(dá)到266億美元，智慧城市建設(shè)的下游產(chǎn)業(yè)——智能建筑，作為基礎(chǔ)單位更是乘風(fēng)而起。

目前，我國(guó)智能建筑得到了快速發(fā)展，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院測(cè)算，2018年，我國(guó)智能建筑占新建建筑的比例達(dá)到40%。預(yù)計(jì)到2024年我國(guó)智能建筑在新建建筑中的比例有望逼近55.8%。隨著智能建筑的快速普及，行業(yè)發(fā)展良莠不齊，存在概念混淆、部分智能化技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用落后、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程度較低、具有信息安全風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。

智能建筑作為城市居民日常生活、工作的重要場(chǎng)所和智慧城市的重要基礎(chǔ)單位，其智能化、安全化、綠色化、健康化程度對(duì)政府、企業(yè)、個(gè)人有著深遠(yuǎn)持久的影響。新基建背景下，智能建筑行業(yè)要迎合技術(shù)發(fā)展潮流，把握時(shí)代機(jī)遇，提升智能建筑全生命周期的健康發(fā)展。

1　我國(guó)智能建筑現(xiàn)狀

1.1　智能建筑發(fā)展階段

我國(guó)智能建筑起源于20世紀(jì)80年代，一般認(rèn)為“北京發(fā)展大廈”是中國(guó)第一棟智能建筑。到目前在我國(guó)發(fā)展了近40年時(shí)間，大致可分為初始、普及和發(fā)展三個(gè)時(shí)期。詳情如表1所示。

表1 智能建筑發(fā)展階段

當(dāng)前智能建筑在我國(guó)已經(jīng)形成了相對(duì)成熟完整的產(chǎn)業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)規(guī)模，在形式上，智能建筑由傳統(tǒng)商務(wù)大廈向社區(qū)、工業(yè)園、校園、醫(yī)院、其他公共建筑等其他建筑形式擴(kuò)散和普及；在技術(shù)上，智能建筑涵蓋的技術(shù)從傳統(tǒng)機(jī)電管理向數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，當(dāng)前更是與人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合；在發(fā)展方向上，智能建筑從追求自動(dòng)化、智能化、舒適化到安全化、綠色化、健康化。

隨著形式、技術(shù)、發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變，智能建筑覆蓋領(lǐng)域與范圍逐漸增加，行業(yè)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)。

1.2　智能建筑市場(chǎng)規(guī)模

根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2019年中國(guó)建筑智能化市場(chǎng)現(xiàn)狀分析》報(bào)告，我國(guó)建筑智能化市場(chǎng)規(guī)模從2012年的4537.51億元增長(zhǎng)至2019年的9215.98億元。其中改造市場(chǎng)規(guī)模占比為35.18%；新建市場(chǎng)規(guī)模占比為64.82%。

同時(shí)根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院測(cè)算，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)智能建筑在新建建筑中的比例仍將保持每年3個(gè)百分點(diǎn)左右的提升速度，到2024年，我國(guó)智能建筑在新建建筑中的比例有望達(dá)到55.8%。

2　智能建筑領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用現(xiàn)狀與系統(tǒng)功能分析

智能建筑標(biāo)準(zhǔn)目前主要分為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與工程標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面主要包括《建筑及居住區(qū)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用》系列標(biāo)準(zhǔn)、《建筑自動(dòng)化和控制系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)、《智慧城市》系列標(biāo)準(zhǔn)等近20項(xiàng)已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)及在編標(biāo)準(zhǔn)，工程標(biāo)準(zhǔn)主要包括《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50314—2015）、《智能建筑工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50339—2013）等70余項(xiàng)已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)。

2.1　智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構(gòu)分析

根據(jù)我國(guó)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50314-2015），智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構(gòu)主要包括信息化應(yīng)用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息設(shè)施系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、機(jī)房工程等六項(xiàng)一級(jí)系統(tǒng)，涵蓋十幾個(gè)細(xì)分領(lǐng)域智能化子系統(tǒng)，包括：樓宇自控、智能照明、安防和視頻監(jiān)控、消防報(bào)警、門禁一卡通、停車場(chǎng)、綜合布線、公共廣播、能耗監(jiān)測(cè)、集成平臺(tái)等，如圖1所示。

圖1 智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構(gòu)

（1）信息化應(yīng)用系統(tǒng)。信息化應(yīng)用系統(tǒng)是智能建筑的執(zhí)行與運(yùn)維系統(tǒng)，滿足建筑運(yùn)行、管理、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的要求，例如智能卡使用、物業(yè)管理、軟硬件設(shè)備運(yùn)行等。

（2）智能化集成系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)是智能建筑的核心中樞，對(duì)建筑內(nèi)部各項(xiàng)系統(tǒng)、設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行集成，達(dá)到信息資源共享和協(xié)同運(yùn)行的目標(biāo)，要具有安全性和可擴(kuò)展性。

（3）信息設(shè)施系統(tǒng)。信息設(shè)施系統(tǒng)是智能建筑的通信系統(tǒng)，對(duì)建筑內(nèi)外相關(guān)聲音、圖像、視頻、數(shù)據(jù)等多種形式的信息予以收集、傳輸、存儲(chǔ)、分析、利用。例如：樓宇對(duì)講系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)等。

（4）建筑設(shè)備管理系統(tǒng)。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)是智能建筑中的監(jiān)控者，主要對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行管理，包括設(shè)備運(yùn)維監(jiān)控、設(shè)備能耗監(jiān)控等。通過(guò)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，提升優(yōu)化建筑的綜合性能。

（5）公共安全系統(tǒng)。公共安全系統(tǒng)是智能建筑的保護(hù)者，主要用來(lái)應(yīng)對(duì)建筑內(nèi)火災(zāi)、非法侵入、自然災(zāi)害、重大安全事故等危害人們生命和財(cái)產(chǎn)安全的各種突發(fā)事件。

（6）機(jī)房工程。機(jī)房工程也稱作數(shù)據(jù)中心，是智能建筑的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)、交換與監(jiān)控空間，包括智能化總控室、信息網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、消防控制室、安防監(jiān)控中心、應(yīng)急響應(yīng)中心和智能化設(shè)備間（弱電間、電信間）等。

2.2　智能建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

智能建筑領(lǐng)域產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)智能建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC 426）歸口管理，如表2所示。

表2 智能建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)匯總

3　智能建筑存在問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

3.1　智能建筑目前的問(wèn)題

（1）智能建筑不同場(chǎng)景缺乏聯(lián)動(dòng)。目前智能建筑中物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備多樣化，由于存在技術(shù)壁壘，各類產(chǎn)品獨(dú)立生產(chǎn)，造成建筑中不同場(chǎng)景體驗(yàn)碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重，設(shè)備、系統(tǒng)、平臺(tái)、數(shù)據(jù)、場(chǎng)景之間無(wú)法形成互聯(lián)互通。

（2）信息安全無(wú)法保障。隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)與智能建筑融合發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備、系統(tǒng)、平臺(tái)在建筑中的應(yīng)用，快速、高效地連接與互通，也為智能建筑帶來(lái)了更大的安全隱患。例如，

2018年萬(wàn)豪酒店的數(shù)據(jù)泄漏事件，旗下喜達(dá)屋酒店的客房預(yù)訂數(shù)據(jù)庫(kù)被黑客入侵，3.83億客戶信息或被泄露。據(jù)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)Verizon數(shù)據(jù)顯示，全球平均每天超過(guò)700萬(wàn)條數(shù)據(jù)泄漏、每秒56條。而且，當(dāng)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代來(lái)臨時(shí)，數(shù)據(jù)安全保護(hù)形勢(shì)將變得更加嚴(yán)峻。同時(shí)在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，特朗普政府在2018年3月頒布旨在明確美國(guó)數(shù)據(jù)主權(quán)的《云法案》。這部全稱為《澄清境外數(shù)據(jù)的合法使用法》的法案為美國(guó)建立了跨境數(shù)據(jù)調(diào)取霸權(quán)。

（3）建筑能耗嚴(yán)重。《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告（2019）》顯示，2017年，建筑能耗占全國(guó)能源消費(fèi)比重21.11%；建筑碳排放占全國(guó)能源碳排放19.5%。其中電力是建筑碳排放的主要來(lái)源，占比49%。部分智能建筑缺少正確有效的建筑設(shè)備能耗評(píng)估方法，缺乏正確有效的建筑能耗優(yōu)化系統(tǒng)，節(jié)能監(jiān)管能力不足，導(dǎo)致能源消耗增大。

（4）人才資源匱乏。根據(jù)人社部數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)，

2020年，智能制造領(lǐng)域人才需求為750萬(wàn)人，人才缺口300萬(wàn)人。到2025年，人才需求將到達(dá)900萬(wàn)人，人才缺口預(yù)計(jì)450萬(wàn)人。

3.2　應(yīng)對(duì)措施

（1）提升建筑標(biāo)準(zhǔn)化水平。提升建筑設(shè)備、系統(tǒng)、平臺(tái)、場(chǎng)景之間的互聯(lián)互通，需要統(tǒng)一智能建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、通用標(biāo)準(zhǔn)、安全運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善，對(duì)建筑涉及通信協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼、平臺(tái)接口進(jìn)行規(guī)范。

（2）推動(dòng)國(guó)產(chǎn)密碼應(yīng)用。密碼算法和密碼產(chǎn)品的自主可控是確保我國(guó)信息安全的重中之重，隨著《密碼法》的正式實(shí)施，商用密碼的使用有了法律保障。在智能建筑領(lǐng)域，尤其是商業(yè)建筑、公共建筑中，針對(duì)建筑網(wǎng)絡(luò)信息安全，要加快推動(dòng)國(guó)產(chǎn)密碼算法在智能建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，通過(guò)軟加密、芯片加密、網(wǎng)閘加密等多種方式提高建筑信息、數(shù)據(jù)的安全、自主、可控、可信。

（3）利用BIM技術(shù)輔助設(shè)計(jì)運(yùn)維。通過(guò)BIM技術(shù)應(yīng)用，為智能建筑建立三維可視化數(shù)字孿生體，實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑能耗、感應(yīng)區(qū)域溫度、建筑空間人員情況，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器、網(wǎng)絡(luò)控制中樞，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)空調(diào)開(kāi)放、照明情況。提高建筑能源使用效率，減少人為原因所造成的電力資源浪費(fèi)。

（4）加快產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合。目前面對(duì)智能建筑行業(yè)巨大的人才缺口問(wèn)題，首先需要高等院校開(kāi)設(shè)相關(guān)專業(yè)，其次要培育專業(yè)技術(shù)類院校發(fā)展，建立校企聯(lián)合辦學(xué)機(jī)制，行業(yè)協(xié)會(huì)要搭建在校學(xué)生實(shí)習(xí)平臺(tái)，暢通產(chǎn)學(xué)通道，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織要依托標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容舉辦宣貫會(huì)、培訓(xùn)會(huì)，組織行業(yè)交流會(huì)議，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)、理念交流。

4　展望

4.1　智能建筑運(yùn)維、管理、服務(wù)能力提升

5G、Wi-Fi 6等技術(shù)未來(lái)在智能建筑中的應(yīng)用，將極大提升遠(yuǎn)程視頻辦公效率，提高安防視頻監(jiān)控水平，增強(qiáng)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。

4.2　智能建筑綠色健康發(fā)展

2020年疫情的突然來(lái)襲，對(duì)智能建筑的健康要求更高，未來(lái)非接觸式設(shè)備、在線辦公軟件及平臺(tái)、空氣新風(fēng)系統(tǒng)、體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備、智能門禁將更深一步應(yīng)用到智能建筑中來(lái)。

4.3　建筑調(diào)適提升智能建筑可持續(xù)發(fā)展

在智能建筑項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收以及運(yùn)維的全生命周期中，建筑調(diào)適技術(shù)作用愈發(fā)明顯。通過(guò)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)適將提升智能建筑節(jié)能水平，充分發(fā)揮建筑內(nèi)部機(jī)電設(shè)備的性能，提高智能建筑舒適性、可持續(xù)性。

4.4　智能建筑與智慧城市相融合

BIM技術(shù)的應(yīng)用，將推動(dòng)智能建筑的建設(shè)和發(fā)展與智慧城市融合，將智能建筑作為城市的一個(gè)“數(shù)據(jù)部件”融入到智慧城市建設(shè)的整體中來(lái)。

作者：

張永剛（1972-），男，吉林九臺(tái)人，高級(jí)工程師，現(xiàn)任全國(guó)建筑及居住區(qū)數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC426）秘書長(zhǎng)，兼任住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部網(wǎng)絡(luò)安全與信息化專家委員會(huì)專家、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)智慧城市專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)理事、中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)智慧建筑專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)綠色建筑與生態(tài)城區(qū)專業(yè)委員會(huì)委員、中國(guó)城市公共交通協(xié)會(huì)智慧支付分會(huì)秘書長(zhǎng)、中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)工程智能分會(huì)副秘書長(zhǎng)、北京市標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)常務(wù)理事、ISO/TC268 SC1智慧城市標(biāo)準(zhǔn)化專家、IEC/SEG9中國(guó)專家。主要從事智慧城市、智能建筑、智慧住區(qū)、智能家居等領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究及應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊瑾峰. 智慧住區(qū)及智能建筑產(chǎn)品系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施指南[M]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2019.

[2] GB/T 50314-2015, 智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年10月刊