上海程大章从绿色智能建筑走向智慧生态城市

从绿色智能建筑

走向智慧生态城市

同济大学程大章Chengdz@一、绿色建筑智能化的功效二、追求绿色目标工作的持续性三、智慧生态城市是智能行业的机遇

主要内容

进入廿一世纪，全球城市化进程加快、经济快速增长，但是人口急骤增加、资源萎缩、环境恶化，人类生存面临着严峻挑战。人类的建设行为及其成果—建筑物在生命周期内：消耗了全球资源的40%、全球能源总量的40%，建筑垃圾也占全球垃圾总量的40%。绿色建筑强调人与自然的和谐，避免建筑物对生态环境和历史文化环境的破坏，资源循环利用，室内环境舒适，符合中国可持续发展的基本国策，因而受到了各级政府、工程界与房地产业的高度重视。

绿色建筑在建筑的生命期内，最大限度地保护环境、节约资源（节能、节水、节地、节材）和减少污染，为人们提供健康、适用和高效地使用的空间。绿色建筑将环保技术、节能技术、信息技术、控制技术渗透入人们的生活与工作，用最新的理念，最先进的技术去解决生态节能与居住舒适度问题。使建筑物与自然环境共同构成和谐的有机系统。

近年来，中国的绿色建筑在政府推动下得到快速发展，目前已有近1500项工程获得国家绿色建筑标识认证，发达地区已经要求新建建筑必须100%达到国家绿色建筑标准。

由于与国家“加强生态文明建设”和“创新驱动发展、推动新型城镇化、全面建成小康社会”的要求紧密结合，住建部的《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》将建100个“绿色生态城区示范工程”，而“国家智慧城市试点工程”已在202个城市/区展开。

综上所述，中国近年来在绿色建筑领域所做的这些工作，反映了政府、工程界和房产业的建设行为正从生态意识走向生态尽责，这是中国可持续发展的重大转折点。

对建筑设备（变配电、照明、冷热源、空调、给排水、交通等）系统的运行进行全面监测与控制，使设施处于最佳运行状态，实现节能与有效管理。对可再生能源系统（风力、太阳能利用、地源等）的优化运行控制与管理、并网控制及谐波控制等。中水与污水的处理回用实现自动控制，在恶劣的工作条件下，保证水资源的有效利用，使人类活动对水资源的污染降低到最小。一、绿色建筑智能化的功效

对建筑物的安全和环境进行监控，建立良好的生存环境。

建立物业信息管理系统，全面监测能耗，对建筑运行与管理等建立档案及记录，进行常态管理与应急指挥。通信与网络技术支撑语音、邮件与远程视频会议等应用,在增强人际交往的同时减少出行能耗。

建筑智能化系统是绿色建筑的技术支撑，只有通过实时运行的数据来分析建筑物的节能与环境保护的效能及缺陷，才能提高建筑性能，增加建筑价值。智能化系统影响着绿色建筑运营的整体功效。绿色建筑必须用真实的运营数据说话!《绿色建筑评价标准》GB/T50378的修编版，把部分智能化系统列入控制项（强制性条款），将有助于电气工程的地位提升。3建筑通风、空调、照明等设备的自动监控系统应工作正常，运行记录完整。对冷热源、风机、水泵等设备必须进行有效监测，对用能数据和运行状态进行实时采集并记录；按照设计的工艺要求进行自动控制。只有BA系统处于正常工作状态下，建筑物才能实现高效管理和有效节能。公共建筑的面积小于2万m2和10万m2以下的住宅区，可不设BA系统，但应有简易的控制措施，如风机水泵的变频控制、不联网的就地控制器、单回路反馈控制等。

审阅BA系统的设计文件，核对监控点数表与现场设备系统一致和节能优化的控制策略得到实施。

在BA系统的中央控制站上，检查系统的实时工作情况，审查BA控系统的运行记录的真实性和完整性。系统的运行记录和检测数据应保持一年以上，允许有不超过一个月的自动记录中断，但是主要能耗数据应在系统故障期提供人工记录。

4智能化系统的运行效果满足居住区或公共建筑运行与管理的需要。

为保证居住区与公共建筑的安全、高效运营，要求根据现行标准《智能建筑设计标准》GB/T50314和《居住区智能化系统配置与技术要求》CJ/T174，设置合理、完善的安全防范系统、设备监控管理系统和信息网络系统，智能化系统工程经验收，工程质量符合《智能建筑工程质量验收规范》GB50339，运行安全可靠。

查阅智能化系统工程设计文档、施工变更文件、验收报告及运行记录，现场考察各系统的运行情况和进行用户抽样调查。居住区的安全防范系统、设备监控管理系统和信息网络系统达到《居住区智能化系统配置与技术要求》的基本配置功能,公共建筑的安全防范系统、设备监控管理系统和信息网络系统达到《智能建筑设计标准》的基本配置功能。

建设部仇保兴副部长提出：“以智能化推进绿色建筑，节约能源，降低资源消耗和浪费，减少污染，是建筑智能化发展的方向和目的，也是绿色建筑发展的必由之路。”

绿色与低碳的实现需要多个循环周期，在运行过程中通过从测量数据、数据可视化、效果评估、数据分析、设计改善方案到实施改善方案构成第一次循环。然后再回到测量数据，开始第二个循环。

二、追求绿色目标是持续的工作

在建筑物的运行期中，这是一个永无休止的工作循环。建筑物使用功能会变化，负荷随机变化，设备系统性能渐进老化，在每一次循环中总会发现各类情况与问题，需要进行优化改善，不断提升建筑物与设备系统的性能。

测量数据

数据可视化

效果评估数据分析

设计改善方案实施改善方案上海市公共建筑耗电量统计分析

建筑类型样本量单位面积耗电量（kWh/m2.a）均值最小值最大值商务办公楼334121.9737.32356.97

宾馆

69135.5653.10251.73商场167167.6435.99445.36资料来源：《公共建筑用能定额研究现状及思考》上海市建筑科学研究院统计数据提供了一个基准。同类型建筑的能耗差异很大，排除服务质量等级的因数后，节能的空间很大。对于新建绿色建筑，无论是按什么标准设计，最后的主要评价还只能是单位面积的能耗，应当在平均值以下。对于既有建筑，依靠包括智能化监控的主动节能技术，可以取得显著的节能效果。三、智慧生态城市是智能行业的机遇热电冷三联供、太阳能发电、太阳能热泵、风力发电、水源热泵、地源热泵、雨污水综合利用、中水回用、生物质发电、垃圾无害化处理等技术的应用，在建设、管理与运行成本上均非独立小型建筑物可以承受的。节能环保关键技术的价值实现需要专业化与集约化的运行维护，可再生能源利用的技术需要规模化才能取得经济可行性。实践证明孤立的绿色建筑受到技术、管理与经济的制约，要实现可持续发展，需要从绿色生态城区的角度来审视建设行为。可再生能源的集约化利用、废弃物质的综合利用、道路交通的规划管理、能源综合监测管理、综合通信等，都是节能、环保与减排的重要组成部分，这些设施只能是城市的基础设施。我们可以明确地指出走向绿色生态城市是绿色建筑的必然趋势。

2014年03月17日发布《国家新型城镇化规划(2014－2020年)》的第十八章“推动新型城市建设”提出：“顺应现代城市发展新理念新趋势，推动城市绿色发展，提高智能化水平，增强历史文化魅力，全面提升城市内在品质。”其中的第一节是“加快绿色城市建设”，第二节是“推进智慧城市建设”。国家智慧城市（区、镇）试点指标体系（试行）有4个一级指标，其中与绿色生态城区密切相关的为“智慧建设与宜居”和“智慧管理与服务”。“智慧建设与宜居”

二级指标“城市建设管理”下有城乡规划、数字化城市管理、建筑市场管理、房产管理、园林绿化、历史文化保护、建筑节能、绿色建筑和供水系统；

二级指标“城市功能提升”下有供水系统、排水系统、节水应用、燃气系统、垃圾分类与处理、供热系统、照明系统和地下管线与空间综合管理。“智慧管理与服务”二级指标“专项应用”下有智能交通、智慧能源、智慧环保、智慧国土、智慧应急、智慧安全、智慧物流、智慧社区和智能家居。智慧城市和绿色生态城区支持了城市的社会与经济发展，三者的交集构成了城市未来的发展方向。城市的社会与经济发展智慧城市绿色生态城区智慧城市是绿色生态城市的支撑智慧城市建设运营保障体系信息通信基础设施信息应用基础系统智能建筑智慧产业智慧城市的建设内容信息通信基础设施类城市信息通信地下管线城市信息通信机房城市移动通信基站生态城市运行管理类道路监控与交通管理系统的规划与建设停车管理系统的规划与建设公共区域安全监控系统的规划与建设能源管理系统的规划与建设水务管理系统的规划与建设环境监测系统的规划与建设消防监管系统的规划与建设市容卫生管理系统的规划与建设电子政务类延伸电子政务系统，为企业与居民提供一门式服务城市医疗服务信息网络数字城管平台城市管理指挥中心（常态管理调度，应急态指挥调度）……公共信息服务类城市公共场所信息发布系统城市网站……产业发展支撑类企业信用评估平台城市现代农业服务信息平台城市物流服务信息平台……智慧生态城市的信息集成基础工作制定智慧生态城市业务的信息字典，将分散在各个领域应用系统的信息汇聚起来得以共享基本功能在共享信息的基础上，生态城市各领域应用系统之间可以相互协调,进行互操作智慧实现对信息进行数据挖掘，经智能分析后形成优化的行动方案，使众多的相关应用系统协同运行，来处置生