智慧建筑

《阿里巴巴智慧建筑白皮书》^[1]认为智慧建筑是以客户体验为驱动，以物联网、云计算为支撑，以建筑内的人、设备、环境等要素为数据源泉，将建筑数据汇聚到统一的平台，并通过机器学习形成的数据智能及应用开发者形成的群体智能，服务于建筑使用者的开放生态系统

中国勘察设计协会智能分会认为智慧建筑是以建筑物为平台，基于以人工智能为核心的各类智能化信息的综合应用，集结构、系统、服务、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、存储、学习、推理、预测和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调，并根据用户的需求进行最优化组合的整合体，为人们提供绿色、健康、高效、舒适、便利及可持续发展的人性化建筑环境^[2]

美国智能建筑协会认为智慧建筑是综合权衡建筑结构、配套系统、运维服务、综合管理、资金投入及相互关联，考虑高效舒适、方便合理的建筑环境，为建筑使用者(业主、物业、租用人等)实现资金投入合理、方便高效、安全舒适的目标，同时具备足够的保值、升值空间

欧洲智能建筑集团认为智慧建筑是支持用户完成工作目标的高效、快速需求，同时确保运维保养方便、费用合理，最大限度提高居住人的使用效率，压缩硬件设备成本，高效利用各种能源资源。

综合各方内容，国内首个智慧建筑相关的标准《智慧建筑评价标准》(GB/T50314-2015)给出了智慧建筑的最新定义:以建筑为载体，以智慧应用为目标，构建综合服务平台，实现建筑数据的全面感知、推理、判断和自我决策，通过对设施及环境空间的自进化和自适应管控，构建人、设施、环境互为协调的整合体，从而提供具有安全、高效、节能、舒适人性化功能环境的建筑。这一标准同时给出了“智慧建筑综合服务平台”的定义:以物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术为基础构建的具有建筑数据获取、数据处理、数据服务，实现资源共享、协同运行和优化管控等综合应用的建筑智慧运营管理平台。

(1)全面感知与开放共享

建筑物内所有智能设备和系统信息的互联互通和远程共享，使智慧建筑能全面感知、可靠传送和智能处理建筑物内外人、物、环境的各种信息，从而实现物与物、人与物的连接，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。智慧建筑的应用系统之间是开放的、互联的，拥有完善的、融合的、一致的网络，数据以统一的协议标准在共享平台上准确、高效传输，实现行业内外的数据信息实时互联互通，共享智慧建筑和智慧城市所有公共信息资源。

(2)自主学习与独立决策

智慧建筑借助人工智能和大数据分析等技术，对其采集、存储的海量数据进行汇总、拆分、分析与挖掘，在此基础上进行自主学习、自我分析和独立决策，不断挖掘有用信息并做出响应，并根据反馈信息不断调整自身属性和功能，进而达到自组织协同、自寻优进化。

(3)智慧化与个性化服务

用户体验永远都是智慧建筑的核心要素。智慧建筑通过对体现用户行为特征的数据进行记录和分析，掌握用户的生活行为模式，对用户的行为进行预估和判断，进而通过控制系统自动化地调控建筑内各家居系统，为用户创造最适宜的生活环境。智慧建筑还可以通过移动终端、公共显示、三维模型等装置，形成与用户的互动交流机制，从而提供个性化服务，精准满足用户需求。

(4)安全高效

智慧建筑通过对建筑及环境的全面深度感知，对建筑结构安全性进行实时健康监测，对运行过程中的异常情况进行预警和干预，确保建筑的使用安全。通过建立技术更先进、管理更科学和综合集成度更高的控制系统，智慧建筑中更多原本需要用户亲自进行的行为将被自动化的机械和电器所取代，这种积极主动的校正行为将有助于系统维持最佳性能水平、提高运行安全，并促进用户的行为模式更加简化、高效，生活更加舒适、便捷。

(5)绿色节能

智慧建筑在利用智能技术创造安全舒适的建筑空间的同时，更重要的是要实现适应环境和保护生态的目标，让建筑物、人与环境三者融合发展、和谐共处。智慧建筑是全生命周期的建筑，从规划设计、建造运维到最终拆除的各个阶段都要考虑绿色化的理念，利用智能、生态、低碳和节能技术最大程度地实现建筑物的节能减排和绿色环保，推进建筑的可持续发展。

(6)多样融合和持续发展

智慧建筑的各项功能来自于多学科、多技术的相互渗透，而多系统、多功能的相互融合将为不断发展的智慧建筑带来前所未有的全新功能，甚至实现建筑物之间的交流。多个体、多群体智慧建筑的相互融通则有助于促进智慧城市功能的实现。随着时代发展和技术进步，智慧建筑的内涵和功能也将不断发展和完善。

(7)灵活的智慧工作空间

时代的发展使工作生活和私人生活渐渐重合，私人时间私人地点工作以及在工作中给人更多的私人时间和空间已经成为一种常态。面对这样的趋势，新的多人工作方式，新的设施和资源的共享模式已经成为急需解决的问题。得益于蓬勃发展的数字化、虚拟化技术以及本身高度的可编程性，智慧建筑成为目前问题的最佳答案。高度协调、有机统一的整体环境，高度智能、数据互联的处理中心，二者使得工作空间扩大化、生活化、私人化。工作空间不仅仅限于办公室一处，可以扩大到智慧建筑的任何角落，甚至借助网络延展到家中，而灵活的、具有协调能力的智慧建筑也使得工作空间具有家的温暖和舒适^[3]。

智慧建筑是全信息建筑，是智能建筑和全生命周期管理系统、一体化网络、使用管理者(人)、认知及智能计算的综合体。

智慧建筑是智能建筑在空间、时间维度的扩展，贯穿全生命周期。在空间维度上，建立三维仿真建筑信息模型，进行全方位的综合信息融合。在时间维度上，通过建筑信息模型与实时数据的交互，实现设备、管理、人之间的交互和全面感知，贯穿建筑的全生命周期。目前我们大力推行的建筑信息模型就是智能建筑在空间、时间维度扩展之后的成果。

在技术领域，通过大数据、云计算、互联网使得传统的控制方式难以完成的任务，现在变得轻而易举。智慧建筑信息系统的核心是基于类脑云计算技术，具备仿生视觉、自组织、自学习、自主控制与决策等功能。

智慧建筑是在智能建筑的基础上不断提高自身信息化、智能化程度的同时，充分运用先进的信息技术手段建立信息模型与建筑实物进行相互关联，实现建筑技术与信息技术的完美融合，虚拟网络世界与现实世界的互通。而其中的关键技术分别为物联网技术、BIM技术、人工智能技术和云计算技术。

(1)物联网技术

物联网，顾名思义是运用互联网实现物与物之间的连接。其内涵包括两个方面：第一，物联网以互联网为依托，是互联网延伸的一种网络形态；第二，物联网的用户端可以通过一定的手段与其他所有用户实现信息交换。物联网的概念还可以看作是人类与应用系统间交互感知的一种方式，而这种方式是通过“物与物”交换的层面来实现的一种延伸。

(2)BIM技术

BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)5维关联数据模型(3D几何模型+时间进度模型+成本造价模型)，可以实现协同设计、虚拟施工、碰撞检查和智能化管理等从设计到施工到运维全过程的可视化。它的出现把原来的二维图纸变成了现在的三维图纸设计，是工业设计的又一次重大变革，使其成为建筑行业革命性的新平台。BIM技术的引入改变了传统的设计、建造和运维模式，能够保证工程项目所需各种基础数据的精度，实现资源最优化配置，提高管理效率、降低风险。

(3)人工智能技术

智慧建筑之所以称为“智慧”，是因为人工神经网络作为其具有智慧的“大脑”。人工神经网络能够通过建筑物内的无数光纤维传感器实现建筑设备的控制和系统的自动调节，使其在面对各种突发状况时，依然能够驱动执行器进行有序地工作，并将相关信息传送到远端的集成运营数据中心和运营指挥中心。从而实现信息数据整合，建筑系统间的协调联动。

(4)云计算技术

云计算，是一种按需交付计算资源和按使用付费的网络或互联网。云计算具备的动态可伸缩的扩展、按需求提供资源的特点使得未来智慧建筑可以轻装上阵，以更经济的方式实现建筑的“智慧化”^[4]。

(1)楼宇自动化：实现了楼宇内机电设备的自动控制，如电梯、空调等等；

(2)智能建筑：实现了楼宇内自控系统和信息系统的互联互通，即自动化和信息化(两化融合)；自控数据和信息化数据的融合能带来何种改变：比如根据人员打卡下班实现区域的关灯关空调等等节能应用；

(3)智慧建筑：楼宇的自控和信息化变得无感，建筑内的机电设备、智能硬件实现了高度自治，他们的运行规则几乎均为AI生成，自适应、最优解。建筑为人提供更好的服。智能楼宇三维可视化系统，通过对楼宇的数字化高仿真场景中所有子系统的运行数据进行可视化展示。并提取运行数据进行设备运转、资产管理等重点业务的趋势分析。

(1)朗诗绿色中心

背景：朗绿科技打造而成的旧改更新办公项目。全球首个“LEED+WELL双铂金+绿建三星+DGNB”四重认证的改造类办公建筑。

技术：自我调节的智慧化运作体系，实时进行环境质量、照明设施的监测，依据数据设定及时联动智能家居。IBMS系统定制化搭建了智慧管理平台，进行绿色全周期的能源监测及管理，实时监测可视化建筑中的能耗状态，进行能耗数据的统计分析，可监测故障实时查询。

效果：实时监测整栋办公楼的各项指标，包括室内空气质量、温湿度和光伏发电量

(2)杭州朗诗乐府

背景：杭州朗诗乐府LGC上海朗诗绿色中心。

技术：被动式建筑；朗诗乐居系统；精装全程采用严苛的芬兰S1级甲醛控制标准等前沿技术

效果：实现人性设计、健康环境、舒适办公、节能环保、智慧管理

(3)金茂智慧楼宇

背景：金茂智慧科技携手江森自控打造楼宇自动化控制系统，助力楼宇实现智慧化建设。

技术：自动化控制系统采用江森BAS对建筑物内的设备进行管理，根据设备使用情况和用户实际要求调整设备，使设备的运行处于最佳运行状态。自控软件系统能对各设备进行监测，方便值班人员及时发现故障、问题与意外

效果：大量减少不必要的浪费，避免设备在失控的情况下运行，有效节省电力资源。

(4)超级金茂府—深圳龙华金茂府

背景：项目通过12大智慧科技系统。

技术：①业主使用方:一站式生活服务平台及智慧生活APP；②项目建设方:社区到城市多业态的智慧展示平台及智慧运营平台；③物业运营方:社区到城市的数智孪牛平台

效果：系统7*24小时时刻守护社区，具有安防、车行、能源、物业、产业等各种板块

(5)美的佛山跃然广场

背景：美的暖通与楼宇商业综合体的服务代表作之一。美的高效空调系统设计的解决方案，为其提供高效节能的暖通空调设备M-BMS智慧楼宇管理系统，菱王电梯解决方案

效果：楼宇从冷源到末端进行了整体系统优化，机房年均COP可达6.0

参考资料：

[1]阿里巴巴：2017智慧建筑白皮书（47页）.pdf

[2]中国勘察设计协会&；ICA联盟：2018智慧建筑白皮书（91页）.pdf

[3]中国建筑节能协会：2020中国智慧建筑技术发展白皮书（97页）.pdf

[4]易竹. 基于演化博弈的智慧建筑市场激励机制研究[D].长沙理工大学，2018.

相关报告：

复旦大学：2020中国智慧建筑技术发展白皮书（99页）.pdf

全国智能建筑及居住区数字化标准化技术委员会：2021基于城市信息模型（CIM）的智慧社区建设指南（58页）.pdf

绿色国度：智能建筑绿色转型白皮书（32页）.pdf

2021智能健康建筑白皮书（49页）.pdf

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