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    进入廿一世纪，全球城市化进程加快、经济快速增长，但是人口急骤增加、资源萎缩、环境恶化，使人类面临着严峻挑战。在建筑物的建造和使用过程中不仅消耗大量的能源与资源，而且破坏了环境，据研究数据反映人类的建设行为及其成果―建筑物在生命周期内消耗了全球资源的40%、全球能源总量的40%，建筑垃圾也占全球垃圾总量的40%。因此，对于节约能源与资源，提高使用效率，缓解能源资源短缺的矛盾，保护和改善环境，各国政府与工程界都进行了不懈的研究与实践，提出了绿色建筑的理念。绿色建筑强调人与自然的和谐，避免建筑物对生态环境和历史文化环境的破坏，资源可达到循环利用，室内环境舒适，符合中国政府实行的可持续发展的基本国策，因而受到了各级政府、工程界与房地产业的高度重视。

1．绿色建筑的实践

1．1绿色建筑的理念
    人类的建筑经历了掩蔽、舒适建筑、健康建筑三个阶段。第一阶段是低能耗甚至无能耗的阶段，第二和第三阶段是高能耗的阶段。随着人们对全球生态环境的关注和可持续发展思想的深入，建筑物开始走向第四阶段：“绿色建筑”。该阶段主要特征：大量利用可再生能源（Renewable Energy）和未利用能源（Unused Energy），强调能源节约和建筑材料资源的循环使用，尽量减少建筑过程中对自然生态环境的损害。“绿色建筑”（Arology）作为生态学（Ecology）和建筑学（Architecture）的结合，由美籍意大利建筑师保罗?索勒端（Paola Soleri）在20世纪60年代首次提出。综合国内外专家的研究，绿色建筑可理解为在建筑的“全寿命”周期内，最大限度地保护环境、节约资源（节能、节水、节地、节材）和减少污染，为人们提供健康、适用和高效地使用空间，最终实现与自然共生的建筑物。

    因此“绿色建筑”是一个有机的整体概念，他贯穿于建筑物的规划、设计、建筑、使用以及维护的全过程，覆盖建筑物的整个生命周期。“绿色建筑”注重与周边资源的和谐，包括对日光利用，空气流通，景观环境等的综合考虑，为使用居住者提供健康舒适的空间，并对周边环境形成期的积极影响。“绿色建筑”关注建筑材料与能源的合理利用与节约，因而对建筑物建造与使用过程的每个环节都应最大程度地节约能源与材料。“绿色建筑”将环保技术、节能技术、信息技术、网络技术渗透到居民生活的各个方面，即用最新的理念，最先进的技术去解决生态节能与居住舒适度问题。总之“绿色建筑”是自然环境的一部分，与之共同构成和谐的有机系统。

1．2政府的积极推进，为绿色建筑提供了发展空间
    中国正处于工业化、城市化加速发展时期，我们不仅要注重单体建筑的效果，更需要从区域来考虑降低能源资源消耗、保护环境的总体效果。中国现有建筑总面积400多亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300亿平方米。中国政府正在积极调整经济结构、转变经济增长方式，提出鼓励发展节能省地型住宅与公共建筑，要求制定并强制推行更严格的节地节能节水节材（简称“四节”）标准，促进城镇发展发展质量和效益的提高。

    发展节能省地型住宅与公共建筑，必须用城乡统筹、循环经济的理念，挖掘建筑“四节” 的潜力。“四节”都有各自的要求，必须统筹考虑，综合研究。节地的关键在于城乡空间的统筹，节能是重点降低长期使用时的总能耗，节水是重点考虑水资源的循环利用，节材是重点研究新型工业化和产业化道路。

    中国政府正在将研究制定经济政策，采取有效措施，区域统筹，分类指导，推进建设节能省地型的绿色住宅和公共建筑。这些工作已经在城镇体系规划、城市总体规划、近期建设规划、控制性详细规划等不同层次的规划中得以体现，充分研究论证能源、资源对城镇布局、功能分区、基础设施配置及交通组织等方面的影响，确定适宜的城镇规模、运行模式，加强城镇土地、能源、水资源等利用方面的引导与调控，实现能源资源的合理节约利用，促进人与自然的和谐。以科技创新为支撑，组织科技攻关、重大技术装备及产业化、新型能源和可再生能源以及新材料、新产品的开发、推广应用。引进、消化、吸收国际先进理念和技术，增强自主创新能力，发展适合国情，具有自主知识产权的适用技术。加大标准规范的编制力度，形成比较完善的建筑“四节”标准规范体系，并加强标准执行的实施和监管。研究和制定促进住宅产业现代化的技术经济政策，将住宅产业化与新型工业化紧密结合起来，由骨干企业带动建立现代化的住宅生产体系。同时充分重视存量建筑的改造，把治理污染、降低能耗的作为日常的基本工作。推进供水、供热、污水处理等市政公用事业改革，不断探索创新体制机制。

2.绿色建筑对智能化与信息化的需求

    为了实现绿色建筑的建设目标，在工程中涉及大量的技术与政策问题，详见表1。

    由表中1所列项目可见，在建筑设备、资源利用、管理信息、生态等领域，有大量需要解决的智能控制与信息管理的课题。如果不能有效地实现各类设备系统的智能控制，不能完备地进行建筑物建设、运行与更新过程的信息管理，绿色建筑的主要目标是不可能达到。

3．绿色建筑的智能系统工程

3.1绿色建筑智能系统的内容概要
    1）信息
    信息是绿色建筑智能系统的基础，在绿色建筑工程中，需要广泛采集环境（大气、水体、气象等）、生态（植物、动物等）、建筑物（结构、地基、建材等）、设备（能源、空调、水处理、供电、固体废弃物处理等）、社会（安全、资讯、服务、管理、行政等）等领域的信息，为人类社会活动与生活提供准确可靠的信息，为绿色建筑的控制、管理与决策创造良好的环境。

    2）控制
    绿色建筑的控制包罗万象，有绿色能源―从太阳能，风能，地热应用到区域热电冷三联供系统等的控制；有利用峰谷电价差的冰蓄冷系统的控制；有采用最优控制技术充分利用自然能量来采光、通风，进行照明控制与室内通风空调控制，实现低能耗建筑，若辅以可再生能源则成为零能耗建筑；有可以随环境温度、湿度、照度而自动调节的智能呼吸墙；有应用变频调速装置对所有泵类设备的最佳能量控制；有自动收集雨水、处理污废水，提供循环使用的水处理设备控制系统；……

    3）管理　
    绿色建筑的管理涉及环境、生态、能源、资源、建筑物、设备、社会、安全、通信网络等。由于各子项之间相互关联，有些子项之间的目标甚至相互矛盾，因此管理不能仅着眼于单一子项，而要信息共享充份协调相互关系，于是绿色建筑的集成信息管理系统应运而生，在一个统一的平台上，实现绿色目标的综合管理。

    4）决策
    绿色建筑的生命周期中，他的建设、运行管理与更新改造有大量的事物需要决策，并付诸执行。

3.2 绿色建筑智能系统工程的特点。
    1）大系统，多目标共存。
    为实现绿色建筑的建设目标，设置了环境、能源、资源、生态、安全、信息等监控管理系统，虽然众多的子系统构成一个有机整体，但是各子系统的目标是不相同的，通常需采用多目标模糊优化控制。

    2）多学科交叉，多技术结合
    绿色建筑中智能系统的监控管理对象分属土木工程、环境工程、生态工程、能源工程、信息工程、化学工程、设备工程，在一个子系统中，往往需要采用多种技术手段来实现目标。如模仿“人体表皮组织－呼吸系统－神经系统”应激性能的气候调节设备（呼吸墙），就要综合运用新型墙体材料、过滤器、气候调节设备、室内外空气参数检测设备、智能控制装置，以室内外空气品质、建筑能耗及居住人的舒适度为综合目标进行自动调节。

3..3 绿色建筑向智能系统工程提出的挑战
    由于智能系统与绿色建筑共生同存，智能系统的功能、性能及运行成本是绿色建筑不可分割的一部分，绿色建筑要实现的大部分目标及实现方案都离不开智能系统，但是建设业中的智能系统与传统工业系统的工作环境和要求有很大差别，因而面临着许多新的课题。

    1）绿色建筑的智能系统虽然其结构为多子系统组合的大系统，但建设业对于监控管理系统的要求则是低成本，高可靠性。
    2）绿色建筑的智能系统大多是由没有专业技能的人群来直接操控的，因此，系统的人机界面不仅需个性化、可视化、更要人性化、简易化。
    3）绿色建筑中大量使用的检测器件，涉及到各类物理量、化学量、生物量，这些器件不仅要求长期（几年，十几年）准确可靠工作，而且成本要低。如冷热源能耗自动计量等至今尚无理想技术方案。
    4）为能增强安全系统功能，生物特征信息处理与数字图像分析应用需要有进一步的实破。
    5）为实现低能耗与零能耗建筑，在能源与资源管理上，在区域能源供应方面，结合设备系统功能实行预报控制与优化控制，尚需积累实践经验。
    6）对绿色建筑众多设备系统，进行在线故障诊断，实行容错控制，以保证居住使用者的便利，这需要进行实践与探索。

结束语

    绿色建筑不同于传统建筑，其建设理念跨越了建筑物本体而追求人类生存目标的优化，是一个大系统多目标优化的典型案例。同时，绿色建筑必须采用大量的智能系统来保证建设目标的实现，这一过程需要信息、控制、管理与决策，智能化、信息化是不可缺少的技术手段。建设部仇保兴副部长在《中国的能源战略与绿色建筑前景》一文中提出到：“以智能化推进绿色建筑，节约能源，降低资源消耗和浪费，减少污染，是建筑智能化发展的方向和目的，也是绿色建筑发展的必由之路。”由于绿色建筑在我国刚刚起步，其中大量的课题有待人们去探索与解决。本文仅是笔者在学习过程中的一些体会，希望能有更多的同行对绿色建筑的智能系统工程给予更多的注意。