建筑由智能化到数字化
| 摘要：国家信息化、城市数字化，使智能建筑进入了一个新的发展时期，传统的智能建筑理念、概念、技术、管理都发生了很大变化，新技术、新产品不断进入智能建筑，智能建筑的市场容量不断扩大。文章介绍了智能建筑的发展现状，数字城市的内涵、基本框架、关键技术，建筑由智能化到数字化的发展及数字化社区。 1 关于智能建筑 1．1 概述 1984年美国康涅狄格州(Connocticut)哈特福(Hartperol)市建成世界上第一座“智能大厦”——“都市大厦”(Gty place building)。在美国智能型建筑学会(AIBI)的推动下，相继在美国、日本、西欧及亚洲建成一大批智能建筑。日本新建的建筑物中60％以上属智能型；美国自95年以后的建筑、改造的办公楼70％以上是智能建筑。90年代后期，智能建筑除单体智能建筑外，已向“智能化街区”、“智能化大厦群”、“智能化国际信息城”发展。 实际上，日本智能大楼从90年代开始向区域管理系统和城市系统发展，山武霍尼韦尔承接的“横滨业务大楼”是一个由十座智能大楼组成的“智能化大厦群”，总建筑面积24万m2，设有冷热源中心等，由16000个控制点实现智能大厦群的一体化集中管理和监控。日本东京还有一个建筑群;设有一个智能大楼监控中心。该中心可以监控智能化大楼300座，还可以对500km以外的大坂智能大厦进行监控，日本山武霍尼韦尔、清水各大公司目前已规划设计出21世纪智能建筑的模型——实现城市智能化。韩国投巨资为建设“智能半岛”而努力；印度加尔各答的盐湖城正在建成智能化城市。由于信息高速公路(IS)的发展，各国都在向数字化管理迈进。我国90年代以后智能建筑的发展速度较快，除先后建成中国国际贸易中心、华润大厦、上海博物馆等智能建筑外，还把智能建筑的概念推向智能化小区和智能化住宅。 1．2 什么是智能建筑(智能大厦) (1)智能建筑_Intelligent Building直译过来的术语； (2)“智能建筑”是指建筑物中具有由计算机进行综合管理的建筑物； (3)“建筑智能化系统”是指建筑物中的智能化管理系统； (4)自动化领域中的“智能控制”是将“人工智能”(Artific Intelligence)用于自动控制(Automatic Control)，来控制生产过程、运动机械、机器人等。 “人工智能”的两个分支是利用强大的计算机功能，运用一些逻辑推理以解决专家才能解决的问题；其次是利用阀值神经元模型组成“神经网络”，试图模拟动物和人脑的感知和学习能力。智能建筑中的“智能”不等于智能控制中的“智能”。 1．3 智能建筑的组成 (1)通讯自动化CA(Communication Automation)； (2)楼宇自动化BA(Building Automation)； (3)办公自动化OA(Office Automation)； (4)结构化综合布线SC(Structured Cabling)； (5)3A+SC。 1.4 智能建筑(智能大厦)的定义 美国研究机构认为：将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要素及它们之间的内在关系进行最优化组合，来提供一个投资合理并具有高效、舒适、便利环境的建筑物。 日本研究机构认为兼备信息通信、办公自动化信息服务以及楼宇自动化各项功能的、便于进行智力活动需要的建筑物。 我国通常认为：建筑物中的楼宇自动化系统、办公自动化系统、通讯自动化系统通过结构化布线和计算机网络进行集中、统一管理，实现舒适、安全、节能、高效。 1．5 我国90年代在广州、深圳、上海、北京建成一批智能大厦 (1)北京发展大厦是智能建筑的雏形(开始采用3A)； (2)广州国际大厦(大陆首座智能商务大厦，具有完善的3A)； (3)北京国贸中心、上海博物馆、上海金茂大厦、中华世纪坛、八一大厦、中国电信指挥中心等全国建成近百座智能大厦并向住宅社区发展——智能化住宅小区；此外，我国还成立了相关智能建筑的机构及制定了一些标准： ①建设部成立了智能建筑开发推广中心； ②中国自动化学会成立了智能建筑与楼宇自动化专业委员会； ③建设部组织制定了“智能建筑设计标准"GB／T50314-2000。 1．6 智能建筑的最新发展 1．6．1 智能建筑的类型不断扩展 传统的智能建筑主要是写字楼和酒店，新兴的智能建筑包括： (1)机关、企业单位办公用建筑的智能化。受国家信息化数字城市发展的影响，机关企业单位老办公楼改造和新建办公楼均对信息化、智能化提出了较高的要求。其次，由于部分行业迅速发展，比如银行、保险、金融、电信等。这些行业自身的特点，对智能化、信息化要求更强烈； (2)数字化图书馆。由于科教兴国战略已被中国政府确定为基本国策，图书馆信息化、数字化已成为新的市场，国家已初步建立了“中国图书馆信息网络”(CLINET)，地市级以上图书馆基本入网，并与Internet网互联实现信息资源共享和电子文献传输，并提出要实现数字图书馆的整体解决方案； (3)医院智能化、数字化。国家在九五期间对医院改造投资很大，重点是医疗设备更新、医疗网络化的信息系统建设、医疗环境改善。 目前大型医院为适应数字化城市的需求，在新建和改造的医院大楼均提出数字化的要求； (4)数字化校园。最早学校一般是由建设单一的校园网和计算机多媒体教室，后来发展到一卡通的建设，包括消费(校内餐厅、购物、上机、交学费)、证件(代替学生证、教务管理、借书证、医疗证…)、门禁等。近年来，智能化、数字化的要求愈来愈高，相当数量的高等学校启动数学化工程，例如结合数字北京的建设，北京工业大学正在实施“数字工大工程”，不少中小学也提出实现智能化管理。目前智能化、数字化建设已进入很多大、中、小学校； (5)数字化博物馆、会展中心。1997年上海博物馆智能化系统通过了建设部科技委的评审，之后又完善了网络系统、信息应用系统，形成一个完整的智能化系统，在国内产生很大影响。此后各地相继建成和再建了一批博物馆和会展中心，如河南博物馆、广州博物馆、厦门国际会展中心、湖南长沙国际会展中心、广州东莞国际会展中心、北京首都博物馆等。目前正在建设的国家博物馆、北京新国际会展中心、天津开发区国际会展中心对智能化数字化提出了更高的要求； (6)数字化体育场馆。近年来我国主持举办了亚运会等许多大型体育项目，一批国际水平的体育场馆兴建起来，大都采用了先进的智能化管理。特别是申奥成功后，仅北京就要建立32个大型体育场馆、52个训练场馆，体育场馆的智能化和数字化工程提上了日程； (7)智能化小区及数字化社区。由于居民住宅发展迅速，居民对居住条件有了更高的要求，近年来，智能大楼的概念引入了居民小区。智能化居民小区发展非常迅速，目前在大城市几乎所有新建的居民小区都对智能化提出了要求，且随着数字城市的发展已经出现了一批数字化社区。今后随着居民住宅建设的发展，对智能化、数字化的需求愈来愈高。 1．6．2 智能建筑由单体向建筑群智能化发展 随着数字化城市的发展，城市公用信息平台的形成，目前对建筑群智能化和信息化的要求越来越多。办公、居住、商用、厂房等多种建筑物群形成的数字化街区、数字化园区、数字化建筑群不断涌现，使智能建筑由单体的智能建筑走向建筑群的智能化、数字化。如北京中关村软件园数字化工程、哈尔滨软件园数字化工程、烟台开发区建筑群智能化工程、武汉经济技术开发区数字化工程等。 因此，形成以信息服务、信息应用为核心的建筑群数字化系统不仅规模上、系统配置上、功能上、技术难度上远远超过传统的智能大厦，同时也是对智能大厦的一次新挑战。 1．6．3 智能化建筑的理念及概念正在不断更新 随着国家信息化要求的提出和数字城市的发展，智能大厦、智能化居民小区已成为数字城市的一个信息节点，对传统的智能大厦、智能化居民小区的理念、概念产生新的挑战。 传统的智能建筑通常认为智能大厦的智能化系统是以楼宇自控系统为核心组成。当前很多专家认为智能大厦作为数字化城市中的信息节点，其智能化系统应以信息系统为核心，而传统的楼宇自控、消防、安防等子系统应作为一般必要的配置。智能化居民小区的智能化系统通常认为以安防为核心，当前很多专家认为在数字城市发展的今天，应成为信息系统为核心的数字化社区，安防、物业管理等设备应作为一般必要的配置。 智能大厦3A的概念应具有更新的内涵。以办公自动化OA为例，1984年美国建成世界上第一座“智能大厦”开始提出了OA的概念。 狭义的办公自动化系统OAS定义“利用先进的科学技术，不断使人们的部分办公业务活动，物化于人以外的各种现代化办公设备中，并由这些设备与办公人员构成服务于某种目的的人机信息处理系统”。 由于技术的发展OAS的内容愈来愈丰富，包括了综合信息与数据库管理；决策支持系统；电子邮件、群件系统；事物处理；物业管理；财务及电子商务系统；行业管理系统。 特别是国家信息化及数字城市的发展，其信息系统包括了电子商务、电子政务、远程电子教育、远程网上医疗、网上图书馆等。以上各种专业的业务信息应用系统OAS的概念已远远不能概括上述内容，目前许多专家提出应把OAS改为“信息管理系统”将更加全面更加科学，其余的系统如BAS、CNS也应进行研究、商榷，以适应数字城市的发展。 全国各大城市如上海、天津、广州、深圳受数字城市及WTO影响已全面进入智能化建筑建设的新高潮。全国的智能建筑市场容量将有很大的突破。 2数字化城市 2．1 什么是数字化及数字化技术 通俗的讲，“数字化技术”是指以处理“0”，“1”为基本逻辑单元形式的各种相关技术。目前我们所说数字化是指数字化技术在各个领域的应用。 严格地来说，所谓数字化是指利用计算机信息处理技术把声、光、电、磁等信号转化成数字信号，或者把语言、文字、图像等信息转变为数字编码，用于传输与处理的过程。 与非数字信号(信息)相比，数字信号(编号)具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强、保密性好、便于计算机操作和处理等优点。 以高速微型计算机为核心的数字编码、数字压缩、数字调制与解调等信息处理技术，通常称为数字化技术。 2．2 数字城市的提出 前美国副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心首次提出“数字地球”的概念；1998年江泽民主席提出了“数字中国”的战略构想；1999年在我国召开了数字化地球国际会议，专家认为数字地球是信息技术、空间技术等现代技术与地球科学交融的前沿，经多次研讨，国内专家目前对数字化地球的定义、技术内涵功能及基本框架达成共识，数字化地球的基本框架为：信息提取与分析、数据与信息传输、数据处理与存储、数据获取与更新、计算机与网络、应用体系、咨询服务等体系。数字化地球的特点是具有空间性、数字性和整体性，三者融合统一，其服务对象面对全球方方面面。 1999年11月29日，北京市市长刘淇在第一届“数字地球国际会议”上正式提出北京要启动数字北京工程，1999年12月在“首都248重大创新工程”8个项目中，数字北京工程项目列为首项重大工程。 北京实现城市的可持续发展还面临着许多有待解决的矛盾，如资源问题、环境问题、特大城市的管理问题等等，需要用现代信息技术解决。2000年以来全国各地多次举办“数字化城市研讨会”，若干大城市已提出若干年内实现数字化城市、信息港等建设目标。 很多中小城市也提出建设数字化城市的规划，例如2001年4月在天津塘沽，由建设部科技司召开的“建设领域信息化项目计划及示范项目”评审会上，有18个城市申请数字化城市示范项目。除北京、重庆等大城市外，中等城市的示范项目如数字武汉、数字 |
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