智慧建筑

1智慧建筑是什么
2智慧建筑特征

3智慧建筑與智能建筑
4智慧建筑的關鍵技術

5智慧建筑發展階段
6智慧建筑項目

智慧建筑是什么

《阿里巴巴智慧建筑白皮書》^[1]認為智慧建筑是以客戶體驗為驅動，以物聯網、云計算為支撐，以建筑內的人、設備、環境等要素為數據源泉，將建筑數據匯聚到統一的平臺，并通過機器學習形成的數據智能及應用開發者形成的群體智能，服務于建筑使用者的開放生態系統

中國勘察設計協會智能分會認為智慧建筑是以建筑物為平臺，基于以人工智能為核心的各類智能化信息的綜合應用，集結構、系統、服務、管理及優化組合為一體，具有感知、傳輸、存儲、學習、推理、預測和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環境互為協調，并根據用戶的需求進行最優化組合的整合體，為人們提供綠色、健康、高效、舒適、便利及可持續發展的人性化建筑環境^[2]

智慧建筑

美國智能建筑協會認為智慧建筑是綜合權衡建筑結構、配套系統、運維服務、綜合管理、資金投入及相互關聯，考慮高效舒適、方便合理的建筑環境，為建筑使用者(業主、物業、租用人等)實現資金投入合理、方便高效、安全舒適的目標，同時具備足夠的保值、升值空間

歐洲智能建筑集團認為智慧建筑是支持用戶完成工作目標的高效、快速需求，同時確保運維保養方便、費用合理，最大限度提高居住人的使用效率，壓縮硬件設備成本，高效利用各種能源資源。

綜合各方內容，國內首個智慧建筑相關的標準《智慧建筑評價標準》(GB/T50314-2015)給出了智慧建筑的最新定義:以建筑為載體，以智慧應用為目標，構建綜合服務平臺，實現建筑數據的全面感知、推理、判斷和自我決策，通過對設施及環境空間的自進化和自適應管控，構建人、設施、環境互為協調的整合體，從而提供具有安全、高效、節能、舒適人性化功能環境的建筑。這一標準同時給出了“智慧建筑綜合服務平臺”的定義:以物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術為基礎構建的具有建筑數據獲取、數據處理、數據服務，實現資源共享、協同運行和優化管控等綜合應用的建筑智慧運營管理平臺。

智慧建筑

智慧建筑特征

(1)全面感知與開放共享

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。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。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，確保建筑的使用安全。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，利用智能、生態、低碳和節能技術最大程度地實現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

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^[3]。

智慧建筑與智能建筑

智慧建筑是全信息建筑，是智能建筑和全生命周期管理系統、一體化網絡、使用管理者(人)、認知及智能計算的綜合體。

智慧建筑是智能建筑在空間、時間維度的擴展，貫穿全生命周期。在空間維度上，建立三維仿真建筑信息模型，進行全方位的綜合信息融合。在時間維度上，通過建筑信息模型與實時數據的交互，實現設備、管理、人之間的交互和全面感知，貫穿建筑的全生命周期。目前我們大力推行的建筑信息模型就是智能建筑在空間、時間維度擴展之后的成果。

在技術領域，通過大數據、云計算、互聯網使得傳統的控制方式難以完成的任務，現在變得輕而易舉。智慧建筑信息系統的核心是基于類腦云計算技術，具備仿生視覺、自組織、自學習、自主控制與決策等功能。

智慧建筑的關鍵技術

智慧建筑是在智能建筑的基礎上不斷提高自身信息化、智能化程度的同時，充分運用先進的信息技術手段建立信息模型與建筑實物進行相互關聯，實現建筑技術與信息技術的完美融合，虛擬網絡世界與現實世界的互通。而其中的關鍵技術分別為物聯網技術、BIM技術、人工智能技術和云計算技術。

(1)物聯網技術

物聯網，顧名思義是運用互聯網實現物與物之間的連接。其內涵包括兩個方面：第一，物聯網以互聯網為依托，是互聯網延伸的一種網絡形態；第二，物聯網的用戶端可以通過一定的手段與其他所有用戶實現信息交換。物聯網的概念還可以看作是人類與應用系統間交互感知的一種方式，而這種方式是通過“物與物”交換的層面來實現的一種延伸。

(2)BIM技術

BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)5維關聯數據模型(3D幾何模型+時間進度模型+成本造價模型)，可以實現協同設計、虛擬施工、碰撞檢查和智能化管理等從設計到施工到運維全過程的可視化。它的出現把原來的二維圖紙變成了現在的三維圖紙設計，是工業設計的又一次重大變革，使其成為建筑行業革命性的新平臺。BIM技術的引入改變了傳統的設計、建造和運維模式，能夠保證工程項目所需各種基礎數據的精度，實現資源最優化配置，提高管理效率、降低風險。

(3)人工智能技術

智慧建筑之所以稱為“智慧”，是因為人工神經網絡作為其具有智慧的“大腦”。人工神經網絡能夠通過建筑物內的無數光纖維傳感器實現建筑設備的控制和系統的自動調節，使其在面對各種突發狀況時，依然能夠驅動執行器進行有序地工作，并將相關信息傳送到遠端的集成運營數據中心和運營指揮中心。從而實現信息數據整合，建筑系統間的協調聯動。

(4)云計算技術

云計算，是一種按需交付計算資源和按使用付費的網絡或互聯網。云計算具備的動態可伸縮的擴展、按需求提供資源的特點使得未來智慧建筑可以輕裝上陣，以更經濟的方式實現建筑的“智慧化”^[4]。

智慧建筑發展階段

(1)樓宇自動化：實現了樓宇內機電設備的自動控制，如電梯、空調等等；

(2)智能建筑：實現了樓宇內自控系統和信息系統的互聯互通，即自動化和信息化(兩化融合)；自控數據和信息化數據的融合能帶來何種改變：比如根據人員打卡下班實現區域的關燈關空調等等節能應用；

(3)智慧建筑：樓宇的自控和信息化變得無感，建筑內的機電設備、智能硬件實現了高度自治，他們的運行規則幾乎均為AI生成，自適應、最優解。建筑為人提供更好的服。智能樓宇三維可視化系統，通過對樓宇的數字化高仿真場景中所有子系統的運行數據進行可視化展示。并提取運行數據進行設備運轉、資產管理等重點業務的趨勢分析。