中國建筑節能協會：2020中國智慧建筑技術發展白皮書（97頁）.pdf

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1、20202020 中國智慧建筑技術發展 白皮書 中國智慧建筑技術發展 白皮書 周小林 鄭立榮 編著 復旦大學 中國建筑節能協會 全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會（SAC/TC 426） 2020 年 8 月 周小林 鄭立榮 編著 復旦大學 中國建筑節能協會 全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會（SAC/TC 426） 2020 年 8 月 中國智慧建筑技術發展白皮書 前言 我們正處在互聯網爆發期、物聯網成長期、人工智能爆發前期，IT 技術正 加速與傳統的城市建設行業融合，并正沖擊著幾乎所有傳統行業，這是我們所處 時代的特征， 這一特征使得智能建筑行業迎來了挑戰， 同時也是重要的

2、發展機遇。 推動智能建筑加速向綠色低碳、生態宜居的智慧建筑發展，智慧建筑將人、物、 建筑空間和環境互聯，是深入貫徹落實“創新、協調、綠色、開放、共享”五大 發展理念的基本保障，是形成智慧高效、安全有序、人與自然和諧相處的宜居環 境的必然要求。 智慧建筑作為智慧城市的一個基礎節點， 其地位十分重要。 據相關資料顯示， 我國智慧建筑市場正以每年 15%左右速度增長，預計 2022 年將達到萬億元，市 場潛力巨大，行業前景廣闊。面對這一龐大的市場，如何將人工智能、大數據、 云計算等新興技術融合應用到智慧建筑的建設中，最終實現綠色化建設、智慧化 運維，提升用戶體驗，需要廣泛和深入的研究。 與此同時，我

3、國在智慧建筑領域的著作還不夠豐富，無法滿足廣大科研工作 者和工程技術人員的需求。 本白皮書作者來自智慧建筑領域理論研究和工程化實 現的一線團隊， 具有豐富的工程實踐經驗。 本書內容涉及： 智慧建筑背景與現狀、 新興技術賦能智慧建筑發展、 智慧建筑標準體系建設、 智慧建筑運維管理和服務、 經典應用范例分析等。本書可為我國制定相關技術標準提供參考，也可以作為智 能家居、智慧建筑、智慧社區、智慧城市等領域系統開發人員和相關專業工程師 的實用參考書。 本書由周小林副教授、鄭立榮教授確定了全書的總體思路，編寫了部分章節 內容并負責統稿。在本書寫作期間，有機會同許多知名專家、學者一起工作并向 他們學習，在

4、此對他們表示誠摯感謝。特別是，趙濟安教授、趙哲身教授、李岳 衡教授等與作者團隊進行了多次有益的學術交流和討論， 提出了很多寶貴的意見 和建議。借此機會，表示誠摯的謝意。 由于智慧建筑是一個比較新的領域， 很多問題還在不斷地深入研究與探討之 中，加之作者水平有限，書中不妥或謬誤之處難免，懇請廣大專業人員批評、指 正。聯系郵箱為： 中國智慧建筑技術發展白皮書 參編團隊及致謝 在本書編制過程中，得到了同行專家的大力支持和熱情參與，在此向他們致 以最誠摯的敬意和衷心的感謝！ 指導單位：指導單位： 中國建筑節能協會 全國智能建筑及居住區數字化標準化技術委員會（SAC/TC 426） 參編單位參編單位：

5、（排名不分先后） 復旦大學、 中國建筑節能協會智慧建筑專業委員會、 湖北省標準化與質量研究院、 深圳標準技術研究院、浙江大學、上海師范大學、華東理工大學、廣東美的暖通 設備有限公司、西門子（中國）有限公司、昕諾飛(中國)投資有限公司、江森自 控（中國）投資有限公司、上海上實龍創智慧能源科技股份有限公司、上海華建 盛裕建筑科技有限公司、蘇州和欣致遠節能科技有限公司、南京南大天域智能科 技有限公司、浙江源創建筑智能科技有限公司、北京易云達科技有限公司、廣州 高衡力節能科技股份有限公司、深圳微科易控智能系統有限公司、青島海信智慧 家居系統股份有限公司、畢安信息安全技術（上海）有限公司。 指導專家：指

6、導專家： 武涌趙濟安趙哲身李岳衡張桂青馬虹張永剛 參編人員參編人員： （排名不分先后） 周小林鄭立榮謝躍文樊靜靜尚治宇李聞宇姚榮偉沈美根 詹義強安晉靜肖瀟張碩王益群李莉謝立羅勇軍 閻杰費杰馮濤黃峰孫笑寒唐俊杰張振凱余濤 周建東徐華王凱秘松波尹志強凌健銘孫玥李想 麥荃昭楊夫星施慧斌孟斗南柴權洲孫建宗張宇軒 中國智慧建筑技術發展白皮書 本書編制工作還得到了深圳賽為智能股份有限公司 林必毅，浙江新再靈科 技股份有限公司 方黎明，廣州視聲智能科技有限公司 汪壯雄、彭曉明，鼎信信 息科技有限責任公司 齊鵬飛等大力支持和幫助。 同時，本書末給出的參考文獻，凝聚原作者的真知灼見，編著者從中汲取了 不少營養。

7、對編制給予指導與支持的所有領導、專家、學者及工作人員，再此一 并表示衷心感謝。 中國智慧建筑技術發展白皮書 目錄 第一章 智慧建筑行業背景與現狀.1 1.1 智慧建筑背景概述.1 1.2 智慧建筑國內外發展現狀.15 1.3 智慧建筑技術架構.18 第二章 新興技術賦能智慧建筑發展.21 2.1 人工智能技術.21 2.2 大數據技術.25 2.3 邊緣計算技術.27 2.4 軟件定義網絡技術.29 2.5 區塊鏈技術.33 2.6 物聯網技術.37 2.7 先進通信技術.38 2.8 地理信息系統 GIS 技術.42 2.9 虛擬現實、增強現實技術.43 2.10 云計算技術.45 2.11

8、 智慧建筑信息安全技術.46 2.12 建筑信息模型 BIM 技術.48 2.13 先進物聯網芯片技術.49 2.14 先進智能傳感技術.51 2.15 集成管理技術.52 第三章 智慧建筑標準體系建設.54 3.1 智慧建筑標準體系建設目標及需求.54 3.2 智慧建筑標準體系框架.55 3.3 智慧建筑數據互聯互通.68 第四章 智慧建筑運維、管理和服務.70 4.1 建筑運維發展概述.70 4.2 智慧建筑運維的特點與挑戰.70 4.3 智慧建筑運維的技術體系.72 中國智慧建筑技術發展白皮書 4.4 智慧建筑運維總體框架.72 4.5 智慧建筑運維的相關標準.76 4.6 基于設施管理

9、 FM 的智慧建筑運維革命. 77 4.7 應急事件管理.79 第五章 經典應用案例.81 5.1 工程范例.81 5.2 產品范例.85 第六章 前景展望與總結.89 中國智慧建筑技術發展白皮書 圖目錄 圖 1 智慧建筑特征.1 圖 2 智慧建筑特征之自主學習與協作.2 圖 3 智能建筑發展歷程.5 圖 4 智能建筑國內外發展情況.6 圖 5 智慧建筑與智慧城市.14 圖 6 智慧建筑發展歷程.16 圖 7 智慧建筑系統的技術架構模型之一.19 圖 8 智慧建筑整體技術框架模型之一.19 圖 9 阿里云邊緣計算框架.20 圖 10 新興信息技術發展.21 圖 11 人工智能.22 圖 12

10、人工智能技術在智慧建筑中的應用.23 圖 13 邊緣計算.27 圖 14 邊緣計算架構.28 圖 15 軟件定義網絡與傳統網絡區別示意圖.29 圖 16 基于 SDN 的智慧建筑框架圖.32 圖 17 區塊鏈結構.33 圖 18 區塊鏈的架構.34 圖 19 區塊鏈+智慧建筑.35 圖 20 區塊鏈+智慧建筑的體系架構.36 圖 21 江森自控新亞太總部大樓.81 圖 22 Metasys 樓宇控制系統. 82 圖 23 系統場景圖.83 圖 24 系統架構圖.84 圖 25 邊緣計算+AIoT 智慧建筑云平臺.86 中國智慧建筑技術發展白皮書 表目錄 表 1 總體標準.56 表 2 信息化應

11、用標準.57 表 3 智能化集成標準.59 表 4 信息設施標準.60 表 5 建筑設備管理標準.62 表 6 公共安全標準.64 表 7 機房工程標準.67 表 8 驗收、運維和評價標準.68 中國智慧建筑技術發展白皮書 1 第一章第一章 智慧建筑行業背景與現狀智慧建筑行業背景與現狀 1.1 智慧建筑背景概述 1.1.1 智慧建筑概念 中華人民共和國國家標準 GB50314-2015 對建筑智慧化設計進行了如下定 義：以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合應用，集架構、系統、應用、 管理及優化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧 能力，形成以人、建筑、環境互為協調

12、的整合體，為人們提供安全、高效、便利 及可持續發展功能環境的建筑1。 歐盟委員會認為，智慧建筑是在物聯網與泛在計算融合的背景下，以信息與 通信技術為驅動的建筑。具體而言，需利用傳感器、執行器、微芯片和微型嵌入 系統等統一化設備進行本地信息采集、過濾和傳輸，再根據業務功能和服務在全 球范圍內進行進一步的整合和管理。 德國西門子 Siemens 公司認為，智慧建筑將是一個網絡化、智能化、高靈敏 度和高適應性的“生命體”，能夠在能源效率、舒適性、安全性之間達到最優的協 調2。具體而言，它能夠滿足未來的安全需求、提供靈活動態的操作系統、保 障能源效率、考慮人員的舒適度、應用統一標準的靈活化模塊，并重視

13、系統間的 整合協作。 圖圖 1 1 智慧建筑特征智慧建筑特征 中國智慧建筑技術發展白皮書 2 美國 IBM 公司認為，更加智慧的建筑是在良好管理下集成化的物理和數字 基礎架構，它們以可靠、經濟、高效且可持續的方式提供最佳的居住服務。更智 慧的建筑物可幫助其所有者、運營商和設施經理提高資產的可靠度和性能，從而 降低能耗、優化空間使用方式并將建筑物對環境的影響降至最低。 美國 Smart Buildings LLC 公司認為，智慧建筑是建筑、技術和能源系統的集 成，其中包含樓宇自動化、安全系統、電信、用戶系統和設施管理系統等。智慧 建筑重視并反映著相關技術的融合與進步、 系統間的相互聯系和集成系統

14、的功能 附加。智慧建筑提供建筑和空間的全部可操作信息，以便人員的管理2。 阿里巴巴公司智慧建筑白皮書認為，隨著大數據時代的來臨，智慧建筑 將成為一個具有感知和永遠在線的“生命體”、一個擁有大腦的自進化智慧平臺、 一個人機物深度融合的開放生態系統， 可以集成一切為人類服務的創新技術和產 品。智慧建筑是利用新組織生產方式的開放生態系統，能夠實現群體智能，為用 戶創造最大的價值。同時它作為全面感知、自適應、可進化的“生命體”，能夠構 建人機物深度融合的開放、綠色和高效智慧建筑生態系統3。 總的來說，歐美國家定義提出較早，在重視技術創新與協作的同時，強調以 人為本和可持續發展。國內起步略晚，但積極吸取

15、先進經驗，定義緊貼國情，并 有合理的創新。 圖圖 2 2 智慧建筑特征之自主學習與協作智慧建筑特征之自主學習與協作 中國智慧建筑技術發展白皮書 3 1.1.2 智慧建筑功能特征 通過智慧建筑的定義可知， 智慧建筑并不僅僅是各種新興技術在建筑物上的 簡單堆砌和連接，而是以建筑、人與環境為對象，結合人工智能、物聯網、大數 據、云計算、虛擬現實等技術，使建筑物具備自我感知、自我判斷、自我學習、 自我分析和自我決策的能力，從而為用戶提供多樣的、個性化、精準化的服務， 更貼切地適應并滿足人們對工作和生活環境中建筑物安全、高效、便利及可持續 發展等功能的需求。智慧建筑應具有以下功能特征： 1. 全面感知與

16、開放共享 建筑物內所有智能設備和系統信息的互聯互通和遠程共享， 使智慧建筑能全 面感知、可靠傳送和智能處理建筑物內外人、物、環境的各種信息，從而實現物 與物、人與物的連接，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理4。智慧建 筑的應用系統之間是開放的、互聯的，擁有完善的、融合的、一致的網絡，數據 以統一的協議標準在共享平臺上準確、高效傳輸，實現行業內外的數據信息實時 互聯互通，共享智慧建筑和智慧城市所有公共信息資源。 2. 自主學習與獨立決策 智慧建筑借助人工智能和大數據分析等技術，對其采集、存儲的海量數據進 行匯總、拆分、分析與挖掘，在此基礎上進行自主學習、自我分析和獨立決策， 不斷挖掘有用信息

17、并做出響應，并根據反饋信息不斷調整自身屬性和功能，進而 達到自組織協同、自尋優進化。 3. 智慧化與個性化服務 用戶體驗永遠都是智慧建筑的核心要素5。智慧建筑通過對體現用戶行為 特征的數據進行記錄和分析，掌握用戶的生活行為模式，對用戶的行為進行預估 和判斷，進而通過控制系統自動化地調控建筑內各家居系統，為用戶創造最適宜 的生活環境。智慧建筑還可以通過移動終端、公共顯示、三維模型等裝置，形成 與用戶的互動交流機制，從而提供個性化服務，精準滿足用戶需求。 4. 安全高效 智慧建筑通過對建筑及環境的全面深度感知， 對建筑結構安全性進行實時健 康監測，對運行過程中的異常情況進行預警和干預，確保建筑的使

18、用安全6。 通過建立技術更先進、管理更科學和綜合集成度更高的控制系統，智慧建筑中更 中國智慧建筑技術發展白皮書 4 多原本需要用戶親自進行的行為將被自動化的機械和電器所取代， 這種積極主動 的校正行為將有助于系統維持最佳性能水平、提高運行安全，并促進用戶的行為 模式更加簡化、高效，生活更加舒適、便捷。 5. 綠色節能 智慧建筑在利用智能技術創造安全舒適的建筑空間的同時， 更重要的是要實 現適應環境和保護生態的目標，讓建筑物、人與環境三者融合發展、和諧共處。 智慧建筑是全生命周期的建筑，從規劃設計、建造運維到最終拆除的各個階段都 要考慮綠色化的理念6，利用智能、生態、低碳和節能技術最大程度地實現

19、建 筑物的節能減排和綠色環保，推進建筑的可持續發展。 6. 多樣融合和持續發展 智慧建筑的各項功能來自于多學科、多技術的相互滲透，而多系統、多功能 的相互融合將為不斷發展的智慧建筑帶來前所未有的全新功能， 甚至實現建筑物 之間的交流。多個體、多群體智慧建筑的相互融通則有助于促進智慧城市功能的 實現。隨著時代發展和技術進步，智慧建筑的內涵和功能也將不斷發展和完善。 7. 靈活的智慧工作空間 值得一提的是，時代的發展使工作生活和私人生活漸漸重合，私人時間私人 地點工作以及在工作中給人更多的私人時間和空間已經成為一種常態。 面對這樣 的趨勢，新的多人工作方式，新的設施和資源的共享模式已經成為急需解決

20、的問 題。得益于蓬勃發展的數字化、虛擬化技術以及本身高度的可編程性，智慧建筑 成為目前問題的最佳答案。高度協調、有機統一的整體環境，高度智能、數據互 聯的處理中心，二者使得工作空間擴大化、生活化、私人化。工作空間不僅僅限 于辦公室一處，可以擴大到智慧建筑的任何角落，甚至借助網絡延展到家中，而 靈活的、具有協調能力的智慧建筑也使得工作空間具有家的溫暖和舒適。 1.1.3 傳統智能建筑發展史和存在的問題 智能建筑起源于 20 世紀 80 年代初期的美國， 第一座智能建筑都市辦公大樓 （City Place Building） 是 1984 年 1 月進行改建的舊金融大廈7， 標志著世界上第 一座智

21、能化樓宇就此誕生。自此，智能建筑就受到了世界各國的廣泛關注和大力 提倡，許多國家和地區爭相引進和建造了大量智能建筑。 中國智慧建筑技術發展白皮書 5 圖圖 3 3 智能建筑發展歷程（來源：網絡資料）智能建筑發展歷程（來源：網絡資料） 智能建筑是一個發展中的概念，隨著網絡技術的不斷發展和普及，開始強調 對建筑中各個系統進行系統集成。完整的智能化系統（5A 系統）主要包括設備 自動化系統（BAS） 、通信自動化系統（CAS） 、辦公自動化系統（OAS） 、消防自 動化系統（FAS）和安防自動化系統（SAS） ，這些系統又通過計算機技術、通信 技術、控制技術以及 4C 技術進行一體化的系統集成，利用

22、綜合布線系統將以上 的自動化管理系統相連接匯總到一個綜合的管理平臺上， 形成智能建筑綜合管理 系統8。 同時，由于不同形態的建筑對智能化系統的功能有著不同的需求，為了滿足 用戶的不同需求，提供個性化的智能化系統，智能化的發展開始進入定制化發展 時代，為不同建筑類型用戶提供定制化的解決方案。 我國的建筑智能化是隨著信息技術的不斷進步和人們對工作和生活環境越 來越高的要求而逐步發展起來的，自上世紀 80 年代開始，大致可分為初始、普 及和發展三個時期。 1. 起始階段。智能建筑的面世起源于上世紀 80 年代初，這種新型的建筑模 式在國外一經出現就吸引了國內建筑行業和 IT 行業的目光。80 年代中

23、期，不甘 人后的先行者們在中科院計算技術研究所的帶領下，就智能化辦公大樓可行性 研究這一課題進行深入的探討。一味的閉門造車并不可行，為加快智能建筑方 面的研究進展，80 年代后期，懷著對先進技術的渴望，一批技術人員前往瑞士 中國智慧建筑技術發展白皮書 6 圖圖 4 4 智能建筑國內外發展情況（來源：網絡資料）智能建筑國內外發展情況（來源：網絡資料） 能得公司進行學習。同時，我國建設部編制的民用建筑電氣設計規范 （JGJ/T16-1992）也對智能建筑方面的發展給予肯定。樓宇自動化和辦公自動化 在建筑法規中的出現，也標志著我國智能建筑理念萌芽的誕生。1986 年，北京 市建筑設計院設計的北京發展

24、大廈開始建造，歷時三年，這座位于北京東三環路 上的 20 層建筑竣工并投入使用。這也是我國第一棟有明確的設計定位的智能建 筑。 這一時期的智能建筑技術均來自國外，系統的功能也較為單一。大部分系統 為各個小區域、設備的監視系統，停車場管理系統，衛星和天線系統等。系統之 間只存在簡單的聯動，只有簡單的通訊功能和計算機應用，不存在集成，也幾乎 沒有什么智能化。此時智能建筑的普及度也相當低下，只存在于涉外酒店等高檔 公共建筑或者特別的工業建筑上，國家智能建筑領域如嬰兒學步。 2. 普及階段。我國智能建筑迎來大幅度進展是在上世紀 90 年代初期，伴隨 著房地產開發熱浪，隨著我國的基礎設施建設如火如荼進行

25、，我國城市的智能建 筑也如雨后春筍般浮現，其中上海金茂大廈（88F） 、深圳地王大廈（81F） 、廣州 中信大廈（80F） 、南京金鷹國際商城（58F）尤為突出9。此時的智能建筑大多 為高層建筑，智能化程度已經較高。至 2001 年底，我國已建成的智能建筑不少 于 2300 座。智能建筑領域隨著市場的需求和時代的浪潮蓬勃發展，智能建筑不 僅在數量上大幅度增長， 在質量上建筑的智能化也發生了巨大的改變： 橫向上看， 原本簡單的幾個弱電子系統增加為十幾個子系統；縱向上看，建筑中的各個系統 中國智慧建筑技術發展白皮書 7 開始進行初步的集成并廣泛應用了綜合布線系統。綜合布線系統的優點在于，為 語音和

26、數據的傳輸提供了開放的平臺， 使得后續建筑功能可以在此基礎上與信息 技術進行無縫融合，推動了智能建筑的發展和普及。 智能建筑、智能小區的大規模出現，引發了新一輪的智能建筑熱潮，引起全 國各界的廣泛關注。智能建筑領域的興起，使得智能建筑的市場規模，影響力不 斷擴大，這也就促使政府部門進行更進一步的管理和指導。同時日益增大的智能 建筑市場也需要規定標準的制約，才能走上規范化的道路。1995 年 7 月，上海 地區的“智能建筑設計標準” （DBJ-47-95）由上海華東建筑設計研究院頒布。次 年 1 月，首屆智能建筑研討會也在上海召開，推動了智能建筑的發展以及上海、 北京、江蘇、四川地區智能建筑專業

27、委員會及學術研究機構的建立。2 月，協助 國家有關部門協調、指導、管理智能建筑的建設部科技委智能建筑技術開發推廣 中心成立，同時智能建筑技術專家組組建，智能建筑技術與技術政策也在國家經 貿委制定的國家“九五”重大技術項目指南和技術部中國建筑技術政策 上出現。1997 年 10 月，建設部發布建筑智能化系統工程設計管理暫行規定 ， 通過對智能建筑設計以及系統集成資格的限定，加強智能建筑的管理工作，保證 智能建筑智能化系統的建設質量。同期， 江蘇省建筑智能化系統工程設計標準 （DB32/181-1998） 、 建筑智能化系統工程實施及驗收規范 （DB32/365-1999） 、 建筑智能化系統工程

28、檢測 （DB32/365-1999）及建筑智能化系統工程評估標 準 （DB32/T367-1999）也在江蘇省建委的組織下發布。2000 年，智能建筑國家 標準智能建筑設計標準 （ GBT50314-2000）由建設部發布， 建筑與建筑群 綜合布線系統工程設計規范 （GB/T50311-2000）以及建筑與建筑群綜合布線 系統工程驗收規范 （GBT50312-2000）由信息產業部發布。同時，為加強對火 災報警系統和安防系統的管理，公安部也進行了相關舉措。2018 年 9 月 26 日， 由全國智標委歸口管理并組織編制的建筑自動化及控制系統 數據通信協議 的智能建筑樓宇控制系統國家標準成功通過

29、審查。 國家出臺的規范使中國智能建 筑設計無章可循、無標準可依的狀況得到根本改變，發展中的智慧建筑產業在規 范下得以健康有序的發展，為后續的騰飛奠定了基礎，智能建筑領域由蹣跚學步 的幼兒轉變為樹立了正確信念和三觀的少年。 3. 發展階段。隨著計算機技術和網絡技術的發展和普及，智能建筑以計算 中國智慧建筑技術發展白皮書 8 機網絡為核心，實現了系統化、集成化與智能化管理，服務于建筑但性質不同的 系統實現了統一管理10。在這期間，我國智能建筑相關標準規范不斷完善，智 能建筑的工程質量不斷得到提升，地域范圍也由一線城市逐漸向二三線城市推 廣。智能建筑工程已經普及到了各種類型建筑并延伸到了城市建設及相

30、關行業， 目前各地在建的智能建筑大廈已轉向大型公共建筑，如會展中心、圖書館、體育 場館、文化藝術中心、博物館等，并正在發展智能建筑群和智能住宅社區。北京 2008 奧運會場館、上海 2010 世博會園區等標志性建筑的落成，代表我國智慧建 筑的不斷發展。 我國智能建筑的標準體系、技術體系及工程體系的成熟和完善，一樁樁、一 步步，都記錄在 30 多年智能建筑領域不斷發展的點點滴滴中。也正是這一點一 滴的積累，使得智慧建筑領域產生了翻天覆地的變化。從起初簡陋、死板的監控 程序，轉變為大型公共建筑、商務辦公建筑、高檔居住建筑必備的智能化系統， 使得建筑的品質和價值，工作和生活環境的安全性、便捷性、節能

31、性、舒適度、 效率都大大提高。 中國的智能建筑市場的總投資正以每年 20%-30%的令相關統計 機構驚嘆的速度穩定增長。中國智能建筑工程量占世界總量的 50%，相當于世界 其他國家地區的總和。2016 年，我國的新建成建筑中智能建筑比例約為 35%， 而預計到 2022 年，這個數字將達到 57%左右，我國智能建筑普及的時代已經臨 近了。 早期受經濟發展和技術水平的制約， 我國智能建筑相關產品和系統基本為進 口品牌。但隨著多年來我國的政策扶持、技術開發、人才培養等，我國智能建筑 領域陸續涌現出一大批國產的優秀產品和企業，據不完全統計，中國智能建筑系 統集成商已超過 5000 多家，其市場規?，F

32、已達到每年 4000 億-5000 億的水平 11。企業的自主創新能力也在不斷加強，智能化子系統的研發制造技術逐步完 備。 尤其公共安全系統中的火災自動報警與消防聯動系統由于受到我國安全相關 強制性標準的影響，在智能建筑中的應用最為廣泛，國內相關企業的技術已達到 先進水平。隨著產業的不斷發展和擴大，日益更新與成熟的信息智能化技術也在 不斷拓展和提升包括研發制造，工程建設（咨詢、設計、施工、系統集成、監理、 檢驗驗收等） ，運行維護和外延工程項目等建筑市場新興領域的技術水平和經濟 效益。 中國智慧建筑技術發展白皮書 9 雖然現在我國的智能建筑已走過了初始和普及階段，正處在蓬勃發展時期。 但目前的

33、智能建筑領域還存在如下問題需要突破: 1. 智能化系統運行效果不佳。 以建筑設備監控系統為例， 在 1998 年和 2013 年， 據北京工業大學和清華同方的全國公共建筑建筑設備監控系統使用現狀調查 結果顯示，系統的正常使用率在 20%左右，真正用的好的系統僅僅在 5%左右近 期對從事智能建筑領域相關專業人員進行的調研也揭示了類似的問題，約 15.3% 的智能建筑智能化系統處于基本癱瘓狀態，81.4%的智能化系統能實現部分監測 顯示功能，僅 3.4%的智能建筑運行達到理想效果。上述問題的產生，主要有以 下幾方面原因： （1）建設導向方面存在問題。雖然國家出臺過相關標準和政策， 也對單位的資格進

34、行詳細審查，但很多設計單位、投資商和系統集成商對智能建 筑的設計內涵的理解依然有問題， 或者說處于利益等方面的影響故意不去思考智 能建筑的真正內涵而進行片面的、虛假的宣傳和夸大，以獲取更高的收益。一些 投資商不了解智能建筑的發展狀況、實際應用情況，完全依據自己的想象、甚至 是科幻電影小說的橋段提出不符合建筑本身功能和規模的智能化要求， 過高的期 望，往往進行超常的投入而不自知。不從建筑的需求考慮使用設備，只顧追尋最 最、最新，導致產生與價值完全不符的情況，智能化系統等同虛設。 （2）設計方 面先天不足。我國智能建筑領域的發展速度很快，市場規模又相當龐大，而專業 能力水平過硬的從業者數量增長反而

35、沒有那么迅速， 這就導致很多設計者在還沒 有具備全面的能力的時候就開展了設計工作。 缺乏經驗的設計者的注意力往往集 中在智能化系統上，而忽略了建筑平臺情況，使得建筑結構被智能化系統的規劃 限制住，從而產生建筑空間情況、布線情況、網絡情況等出現問題，造成施工、 安裝、調試的不便。這既提高了建筑的建設成本，又不利于后期的運維工作。在 信息技術飛快發展的今天，成熟的、高水平的設計者的目光不能只停留在智能化 系統一方面，而應進行綜合的、全局的考慮，熟悉系統化設計方法以及集成，這 樣才能設計出完善的、合乎標準的智能建筑。 （3）施工、調適、運行、維護等環 節精細度不夠。一方面，受到當前大環境的影響，建筑

36、的交付周期較短，縱使有 精細化的設計，但后期的施工、調適等環節受工期和人員素質水平的制約，使系 統部分功能與設計不一致甚至缺失，導致系統在運行時達不到預期目標。另一方 面， “重建輕管”的思想嚴重，智能化系統建成后，對日常管理和持續維護重視 中國智慧建筑技術發展白皮書 10 不夠12，加之大多數實際承擔運管維護任務的人員缺乏專業素養，不理解系統 的操作界面和操作管理， 更不會對系統定期進行調適和保養， 一旦系統出現故障， 無法及時通過維修解決問題。 2. 智能建筑的設備、系統難以實現互聯互通。一方面，智能產品具有壟斷 性和不兼容性。由于不同公司的產品不能實現所有零部件的互換，系統之間也難 以緊

37、密連接，如果在一座智能建筑中使用了不同公司的產品，后期會出現各種問 題。一旦使用一家公司的產品、系統，則該建筑的技術就具有了壟斷性，在后續 維修過程中也須用其配件，使其保證產品的完整一體化，一旦不能保證全部使用 配套產品，設備和系統間的信息互聯也將受到影響。另一方面，雖然智能化各子 系統技術逐漸趨于成熟，但系統集成尚待完善。在實際工程中各子系統一般采取 垂直建設方式，由不同的廠商采取相對獨立的技術路線、系統設備和控制軟件， 使軟硬件之間、系統與系統之間以及系統運行與實際管理之間相互分割，數據孤 島現象特別嚴重，導致各系統之間難以實現統一的調度和管控。 3. 智能建筑系統應用缺乏有效安全管控。智

38、能建筑在運行中面臨著多重安 全威脅。消防自動化系統（FAS）和安防自動化系統（SAS）作為智能化系統的重 要組成部分，承擔著保障建筑物公共安全的重要作用，一旦系統出現故障不能正 常運行，將帶來極大的安全隱患。雖然國家標準里已對智能建筑的安全性應急系 統做出了強制性規定， 但對于如何保證智能化系統長期正常運行并發揮其應有的 公共安全監測預警功能，目前仍缺乏有效的管控手段。除了智能建筑本身的傳統 安全問題外，智能建筑領域的信息安全問題近年來也越發引起各方重視。由于智 能化系統在運行中需要采集大量使用者的數據，如何有效保護個人隱私數據，防 止數據泄露目前仍是一項挑戰。 尤其是許多智能建筑的環境能耗監

39、測系統及安防 消防監測與控制系統均采用國外產品， 在運行中產生的大量監測數據會被上載到 產品廠家的數據庫服務器中，這將會對國家安全產生重大的安全隱患。 導致這些問題的主要原因有以下幾點： 1. 缺乏頂層設計。智能化、信息化設計涉及多個專業，知識面廣。設計過 程中，一般由電氣專業設計基礎的弱電圖紙，圖紙簡單，缺乏深度，只對系統的 某方面提出設計規劃，但對整體的設計缺乏幫助，缺少整合的，具有大局意識的 頂層規劃。 智能建筑目前由幾十個子系統組成， 子系統之間相互關聯， 共同合作。 中國智慧建筑技術發展白皮書 11 但在設計過程中通常將子系統分別交給不同行業的不同企業分別進行設計和建 設管理，導致智

40、能化系統各自為戰，關聯性不多，無法有機結合形成統一的多功 能的整體，數據孤島現象嚴重。 2. 國產應用產品缺乏核心技術。經過二三十年的發展，我國雖然已有大量 企業可以生產智能建筑應用產品，但大多數企業還是僅限于相關硬件的銷售上， 在控制系統的整體研發上就和國際品牌存在相當差距，核心產品國產化率低，且 性能也偏低， 導致系統運行不穩定， 無法完整實現設計功能， 影響用戶使用體驗。 3. 綠色節能還處于薄弱環節。根據 2015 年霍尼韋爾對我國超 1000 棟智能 建筑的調研發現，綠色與節能領域的整體得分明顯較低。由于我國之前對于綠色 建筑并無強制性的法律法規，導致節能技術在智能建筑上的實際運用并

41、不理想。 出于成本因素考慮，一些開發商常常會在建設時用普通材料代替節能環保材料， 或者不采用節能新技術，最終增加了建筑物的能耗。此外，不少智能建筑由于在 建造時未采用更加節能的運行系統，導致后期再管理和維護過程中成本過高，最 后系統逐漸失效，無法進行管理和維護13。 4. “重硬輕軟” ，對運維服務重視不足。智能化系統運維服務在國外是一個 很大的概念，也具有非常大的市場容量。服務業務也是不少外資重要的營收來源 14。而就大的市場環境來說，國內智能建筑主流市場還是在新建的項目中，系 統集成和產品供應商集中精力關注當前和未來的工程市場， 對已完成工程項目的 運行情況不甚重視，對人員的專業培訓并不到

42、位；接管智能化系統運營的物業公 司又缺乏智能化系統的管理知識和人才,難以保障系統長期正常運行。對后期維 護管理問題的普遍忽視嚴重影響了我國大量智能建筑的智能化系統的實際使用 效果和壽命。 5. 相關領域標準待完善。飛速發展的智能建筑領域和市場固然可喜，但是 過快的發展速度也會帶來隱患：智能建筑標準體系的建設跟不上市場發展的速 度，管理體系無法實現建筑類型的全覆蓋；同時，智能建筑領域的快速發展導致 設計專業的增多，對跨專業設計，相關標準還不夠完善。 6. 對復合型人才的培養仍需加強。隨著建筑智能化水平的提高，智能建筑 涉及到的專業、知識面的擴展，技術水平的深入，智能建筑行業從業人員專業技 能水平

43、和綜合素質受到極大考驗，單一專業的能力素養已經無法滿足要求，多學 中國智慧建筑技術發展白皮書 12 科融合的綜合素養才是關鍵所在。高水平、高素質、綜合能力強的智能建筑設計 師和專業工程師數量稀少，而缺乏了合格的優秀的設計師、工程師的指點，設計 方案往往根據建設商要求進行分離的、死板的設計，在整體性和可持續角度往往 存在問題，智能建筑的質量普遍偏低。不止在高端領域，即使是簡單的施工人員 和管理者，也需要相關的、多方面的培訓，才能高質量的完成智能建筑的建設工 作，保證智能建筑符合設計標準，具備可持續發展力。 因此，雖然我國智能建筑的市場規模巨大，發展迅速，但在推廣的過程中， 仍有許多關鍵點需要突破

44、，不僅是對技術的要求，還有相關方面的協調配合，以 及最重要的是滿足用戶不斷變化的需求。 隨著網絡技術的迅速發展以及人工智能、大數據、云計算及物聯網等新技術 逐步得以應用，新技術、新設備及新系統不斷出現，智能化系統的產品技術及設 備得到了日新月異的發展，各系統的通訊模式、產品數字化、網絡化、信息共享 化的技術含量更高，人們對建筑信息安全、建筑能源利用和能耗監測以及建筑環 境舒適度也提出了更高的需求。技術的發展促進了建筑的進一步轉型升級，為智 慧建筑的實現和發展提供了技術支撐。從智能建筑到智慧建筑，體現了我國近十 年的經濟發展和技術發展。 1.1.4 智慧建筑之以人為本 以人為本是智慧建筑的核心，

45、先進的設計理念和智能化技術的綜合應用，打 造有溫度的人性化建筑，是智慧建筑的重要目標；用戶需求、區域文化及社區、 城市的兼容性是智慧建筑重要考慮因素。主要表現在自適應性、環境舒適性、高 效信息網絡、完善的安保措施與安全設計、可再生能源的利用和高效的能源的使 用率、滿足需求的配套運營與高品質的物業服務。以智慧建筑為平臺，打造社區 基礎，逐漸形成以人為本，為人服務的立體化生態社區，智慧建筑充分考慮社區 與城市兼容，為用戶提供安全，舒適的使用體驗。 例如青島中德生態園被動房技術中心以可持續、 低碳、 綠色環保的設計理念， 體現 “以人為本” 地保護自然環境， 兼顧環保和舒適， 通過綜合運用傳感器技術

46、、 智能樓宇管理系統和建筑信息模型（BIM） ，證明了可以在享受室內舒適環境的 同時實現近零能耗。這棟建筑每年節約能源消耗 130 萬千瓦時，相當于每年節省 能源費用約 50 萬元人民幣，并且每年降低碳排放 664 噸15。 中國智慧建筑技術發展白皮書 13 智慧建筑是各類新技術與高品質服務在建筑中的結合， 是未來重要的發展方 向，人是其主要服務對象，符合當代人們在身體與心理上的需求，順應時代發展 潮流，為用戶提供智能化、人性化、有溫度的建筑環境。 1.1.5 智慧建筑之健康環保 在上個世紀，“居住與健康”的概念在國外被提出，我國自 2001 年發布健 康住宅建設技術要點起，不斷出臺相關規章和

47、評定規范促進了健康建筑體系的 推行與完善。 2016 年發布的中國建筑學會標準健康建筑評價標準從生理、心理和社 會三方面出發，將健康建筑標準具體劃為空氣、水、舒適、健身、人文、服務六 方面16。健康建筑作為“健康中國”戰略的基本立足點保障了居民身心健康，生 活舒適。也因此健康建筑必將是未來建筑的重要特征。在“智慧”時代下，相關技 術將會全面提高建筑的健康水平，如基于物聯網的環境監測、設施管理和基于人 工智能的安全控制將實時把控各項健康指標，機器人在健身、人文、服務等領域 的應用也將日趨成熟與智慧。 1.1.6 智慧建筑與綠色建筑 在我國，環保理念與建筑的聯系始終是密切的。自 1992 年聯合國

48、環境與發 展大會以來， 我國在政府工作報告中提出綠色建筑的建設是生態文明建設的基本 落足點，并先后頒布了相關的引領性綱要、導則和法規。推動了綠色建筑從無到 有、從點到面的多維發展。 綠色建筑的內涵是節能、 節地、 節水、 節材和環保， 即旨在節能與環保的 “四 節一環?！?。具體而言，綠色建筑要求建筑在全壽命周期內做到資源節約最大化、 環境保護最優化和污染產生最小化。綠色建筑是可持續發展戰略的必然要求，同 時是節約資源和保護環境的基本國策的踐行。然而，當前我國綠色建筑設計標識 超過九成，而運行標識卻不足總標識十分之一。這充分說明大多數綠色建筑運行 維護與設計要求不符，無法滿足“四節一環?！钡囊?/p>

49、求。這與建筑業目前普遍輕 視建筑的運行維護的狀況不無關系。同時在運營機制與經濟效益的制約下，技術 與實際建設與維護的需求的不匹配也制約了綠色建筑的發展。 智慧建筑的“可持續”屬性與綠色建筑的“四節一環?！钡哪繕耸腔疽恢?中國智慧建筑技術發展白皮書 14 的，都是為了建筑符合環保、低碳、節能的要求,將可持續發展的理念實踐于建 筑的全壽命周期之中。 而智慧建筑相較于綠色建筑， 將有著更加強大的技術支撐， 如利用人工智能的節能、智能控制能夠使建筑保持最優運行狀態，基于物聯網的 能源控制可有效節約寶貴的能源等等。 智慧建筑將繼承綠色建筑“四節一環?！钡目沙掷m發展理念， 以健康建筑的六 項標準為準則，

50、利用最適合的技術手段提高建筑的健康環保水平與維度。未來的 智慧建筑只有做到“綠色”、“健康”與“智慧”和諧統一，才能最終實現經濟社會、 自然環境與居住健康的協調與平衡。 1.1.7 智慧建筑與智慧城市關系 將新一代信息技術與城市發展深度融合的是現代智慧城市發展的新理念。 融 合了新一代信息技術的智慧城市，管理運營能力將顯著提高，進一步促進社會經 濟發展，提高城市居民的日常生活水平。智慧城市理念一經問世就吸引了全世界 的目光，世界主要國家和多個城市都進行了智慧城市的發展規劃。智慧城市以現 代信息化、數字化建設為基礎，整合網絡通信基礎設施、海量的數據資源、多領 域業務流程，是現代化城市與現代化信息