1.2 从智能建筑到智慧楼宇

近年来,以物联网、大数据、人工智能(Artificial Intelligence,AI)、云计算等技术为代表的新技术革命席卷全球。我国也掀起了把物联网技术应用到城市规划、建筑、楼宇、医疗、农业、教育等行业的热潮。因此,我们认为智慧楼宇是依据物联网、云计算、5G等新技术,在智能建筑的基础上,以更加开放的姿态融入智慧城市网络,满足用户的个性化、环境的生态化和能源的高效化需求,走向自给化的现代楼宇。

楼宇作为建筑工程与艺术、自动化技术、现代通信技术和计算机网络技术相结合的复杂系统工程学科——“智能建筑”的定义在不断地发展、补充和完善。

1.2.1 智能建筑的定义

(1)美国智能建筑研究中心

美国智能建筑研究中心是专门研究智能建筑的机构。该机构的工作人员提出:智能建筑乃是通过优化其结构、系统、服务、管理4个基本要素及其相互关系来提供一个多产的和成本低廉的环境。同时,该机构的工作人员又指出,没有固定的特征来表述智能建筑,事实上,所有的智能建筑共有的唯一特性就是其结构设计可以适于便利和低成本的变化。

(2)欧洲智能建筑集团

欧洲智能建筑集团认为,智能建筑是一种可以使住户拥有最大效率环境的建筑,同时智能建筑的资源可以被有效地管理。

(3)国际智能建设技术学会

国际智能建设技术学会认为,智能建筑应该具备安全性、舒适性,并且具备各种系统,可有效节能且拥有很强的使用性,以此满足用户的需求。

(4)日本电机工业会

日本电机工业会对智能建筑的定义如下:

①作为收发信息和辅助管理效率的轨迹;

②确保在建筑里工作的人们满意和使用便利;

③建筑管理合理化,以低廉的成本为住户提供更周到的管理服务;

④针对变化的社会环境、复杂多样化的办公场景,使用主动的经营策略,做出快速、灵活、经济的响应。

(5)我国学术界对智能建筑的认识

1997年6月,清华大学教授张瑞武在“首届智能建筑研讨会”上提出:智能建筑是人们利用系统集成的方法,将智能计算机技术、通信技术、控制技术、多媒体技术和现代建筑艺术有机地结合,通过对设备的自动监控,对信息资源的管理,对使用者的信息服务及建筑环境的优化组合,使之成为具有安全、高效、舒适、便利和灵活特点的现代化建筑物。

住房和城乡建设部发布了GB/T 50314-2006《智能建筑设计标准》,在标准中对智能建筑做出了如下定义:智能建筑是以建筑为平台,兼具建筑设备、办公自动化及通信网络系统,集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合,向人们提供安全、高效、舒适、便利的建筑环境。

以上是业界关于智能建筑的定义,我们认为传统的智能楼宇是以建筑物为平台的,采用控制、通信、计算机和多媒体技术,集系统、结构、服务、管理及它们之间的最优化组合,实现楼宇自动化(Building Automation,BA)、通信自动化(Communication Automation,CA)、办公自动化(Office Automation,OA)、安防自动化(Security Automation,SA)、消防自动化(Fire Automation,FA),即5A,以期给人们提供一个安全、高效、舒适、便利的楼宇环境。

1.2.2 智慧楼宇的概念

智慧楼宇是在传统的智能楼宇概念基础上往前发展的一步。

智慧楼宇在智能楼宇的基础上更加强调环境的友好、资源的高效利用和能源的效率,这些构成了“绿色楼宇”的基本内容,即在智能楼宇“5A”的基础上又增加了一个能源自动化(Energy Automation,EA),构成了“6A”。

1.2.2.1 智慧楼宇的特性

(1)创建更宜人的环境

智慧楼宇从安全性、便捷性及舒适性3个方面层层递进地满足人们的需求。

首先,智慧楼宇的火警消防系统与安全防范系统能在第一时间保护人、财、物的高度安全以及具有对灾害和突发事件的快速反应能力。

其次,智慧楼宇管理系统中的通信及办公自动化模块也可快速地通过电话、网络等系统,为人们提供一个高效、快捷的工作、学习及生活环境。与此同时,高度智慧的建筑设备控制与能源自动化系统,能通过调节环境中的温度、湿度、光照等,最大程度地提高人们的舒适性。

最终,智慧楼宇智慧地识别人们的需求,创建出最宜人的环境。

(2)绿色节能

智慧楼宇与智能楼宇的最主要区别是增加了一个能源自动化系统,目的是使智能楼宇变成“绿色楼宇”,即智慧楼宇。

由此可见,智慧楼宇的一大特性就是绿色节能。

传统的智能楼宇是按照固定的参数来对设备进行匹配控制,而智慧楼宇会依靠更多的输入方式获取动态的数据,从而动态地控制设备,以达到绿色节能的效果。

例如,传统的智能楼宇只能按照既定的温度设定空调温度,而智慧楼宇会分析室内外温度、室内人员活动情况,以及上下班时间等多种参数,并将其综合后再设定空调温度。

(3)楼宇管理的成本最小化

根据美国绿色建筑协会统计,一座大厦的生命周期为60年,启用后60年内的人力维护及营运费用约为建造成本的3倍。

在日本,大厦的管理费、水电费、煤气费、机械设备及升降梯的人工维护费,占整个大厦营运费用支出的60%左右,且其费用还将以每年4%的速度增加。依靠高度集中的智慧楼宇管理系统,楼宇管理不仅能降低机电设备的管理维护成本,还能简化维护程序,使人员配备更加合理,从而进一步降低人工成本。

(4)智慧楼宇具有高度的集成性

智慧楼宇相较于传统建筑在技术方面最大的区别就是将建筑中分散的设备和系统,通过计算机网络高度集成为一套统一协调的系统,从而使传统的智能物业更加安全、舒适、便利及节能,成为真正意义的智慧楼宇,以此达到各类资源信息以及智慧任务的重组与共享。

1.2.2.2 智慧楼宇物业管理特性分析

我们要做好智慧楼宇的物业管理,必须使楼宇具备以下特性。

(1)管理的高度适应性及灵活性

目前,智慧楼宇的发展已然成为了我国建筑经济市场中新的增长点,物业管理行业也看到此契机。物业管理要能迅速跟上智慧楼宇发展的步伐,就必然要求物业管理具有高度的灵活性和适应性。

(2)智慧楼宇物业管理目标——强调管理的能耗降低

据统计,在楼宇所有浪费的能量中,约有75%的能量用于设备运行时自身无用功的消耗,这是物业管理行业当前无法解决的问题。

其中,10%左右的能量是由于物业的管理与监控的疏忽而浪费掉的,15%是因为物业的控制不力和设备运行失误所导致的,25%的能源消耗是可以使用智慧物业管理系统而节省下来的。

智慧楼宇会根据室内、室外温度综合调节办公场所的空调温度和出风量,既让室内人员感觉舒适,又营造出一段从室外到室内温度的过渡区。

另外,系统还会在非工作时间自动检测区域内人员的活动情况,智能判断是否关闭电器,从而实现节能减排的绿色理念。

(3)智慧楼宇物业管理的核心——强调维护的预判性

物业管理的设备具有使用年限的要求,智能化楼宇中会使用到大量的设施和设备,设备在长时间的运行中会出现损坏,在传统的智能楼宇管理中,管理人员一般只维修和更换出现故障的设备设施。

但是根据我们多年的经验发现,一旦一台设备出现问题,那将会带来一系列的连锁反应。故障设备会输出一大段的错误数据及参数,而根据这些数据与参数运行的设备将会误操作其他系列的设备。所以,我们必须为设施设备制订相应的运行、检修及更换计划,以便在设备损坏前发现故障并采取正确的措施。

鉴于此,智慧楼宇的物业管理系统必须对智慧楼宇设备的运行参数、输出参数以及其他状态进行实时监控,这对于高速发展的智慧楼宇物业显得尤其重要,是智慧楼宇物业管理的核心部分。