智能建筑是绿色建筑的技术支撑，绿色建筑是智能建筑的目标——专访华中科技大学建筑与城市规划学院智能建筑研究所所长余庄教授

华中科技大学建筑与城市规划学院智能建筑研究所所长余庄教授

　　千家网：以“推广绿色建筑，促进节能减排”为主题的第四届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会近日在京举行，我国的绿色建筑评价标识将很快被实施和推广，试点工作即将全面启动。您对此有什么看法？

　　余教授：我国将全面推广绿色建筑评价标识，绿色建筑标识将首先被应用于公用建筑的强制性评价。届时，凡获财政拨款、财政补助的建筑，都必须进行强制性的能效标识的评价，所有廉租住房和经济适用住房都必须率先使用绿色建筑标准和绿色建筑标识；一切申报国家、省级的建筑节能的示范工程，申报一切示范工程的建筑小区，都必须进行建筑能效的测定和绿色建筑的评价；试点城市内的所有建筑也将强制进行绿色建筑评价。最终，在试点小区、试点城市的基础上，向全国推广绿色建筑评价标识。对于既有建筑，只要通过改造，或者认为既有建筑是绿色的都可以申报绿色建筑。

　　千家网：2008年4月1日，修订后的节约能源法正式施行。建筑节能在节约能源法里处于什么样的地位？目前我们国家在建筑节能方面的发展情况？

　　余教授：建筑节能是节约能源法的一小块，而现在国家搞的节能法是工业上的节能减排，建筑节能实际上在我国建设领域的科研上，进行了10年以上，一直都受到建设部的重视。现在每个省都在搞节能减排，相对应，建筑节能也受到了空前的关注。而建筑节能的推广是个持续的过程。尽管现在建筑节能概念开始深入人心，但效果还不是那么突出，得持续地推行，关键是有很多行政的措施不明朗，措施跟不上，比如节能了有什么奖励，如最后测定，建筑节能超过50%，在建筑节能政策里，也没有奖励措施。；若没有达到标准，又怎么处罚等，还有，就是建筑节能技术指标的实际测定的手段还须继续完善。另外就是受开发商影响很大，房子明明是这么设计的，可是开发商不按照设计图做。总的来说，绿色建筑的实施意义重大。

　　千家网：在建筑节能领域，目前有个“建筑也要会呼吸”的提法，请您的给我们解释一下建筑怎么会呼吸？
 
　　余教授：关于“建筑也要会呼吸”，主要谈的是建筑的通风，另外提的比较多的是“双层皮”玻璃幕墙，。玻璃幕墙会呼吸，建筑也要会呼吸无非是自然通风。自然通风在两个地域说的比较多，一个是长江中下游的夏热冬冷地区，一个是华南的夏热冬暖地区，我们现在研究的是怎么利用自然通风这一条件，改变利用空调这一耗电的局面。这和建筑的设计有很大的关系，窗子一开就能通风，而且在房子前后要形成一个风压，这样才能形成通风。

　　千家网：余教授，目前智能建筑技术在全球发展迅速，由于地域的不同也存在不少差异性，请您给我们解释一下智能建筑的定义？

　　余教授：随着科学技术的发展，建筑技术也在不断的从高新技术在中吸取新的元素，智能建筑技术就是高新技术在建筑领域中的应用，形成新的建筑技术。高新技术的发展使得智能建筑技术也不断发展和完善，也不断更新和成熟。由于各个国家和地区对智能建筑的要求不一样，智能建筑技术的发展情况也有差别，这种不断发展和改进的特性使智能建筑在不同的时期以及在不同的地方具有不同的理解和应用，由此产生了各个地区和国家对智能建筑的不同的定义。虽然这些不同的定义具有不同的侧重点，但这些定义是从不同的角度对智能建筑给出的，使我们可以站在不同的立场和用不同的角度对智能建筑的基本功能和特点、基本组成和要素作一个基本的了解。

　　美国把智能建筑定义为：“智能大厦是指通过将提高建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要求以及它们之间的内在关系进行了最优化，来提供一个投资合理的、具有高效、舒适、便利环境的建筑物。”帮助建筑业主、物业管理人员和租用人员意识到费用、舒适、便利和安全等方面的目标，当然还要考虑长远的系统灵活性及市场能力。

　　欧洲智能建筑组织把智能建筑定义为：“使其用户发挥最高效率，同时又以最低的保养成本和最有效率管理本身资源的建筑”。智能建筑应提供“反应快、效率高和有支持力的环境，使用户能达到其业务目标”。

　　新加坡把智能建筑定义为至少具备三个条件的建筑，一是具有保安、消防及环境控制等先进的自动化控制系统，以及自动调节建筑内温度、湿度、灯光等参数的各种设施，以创造舒适安全的环境；二是具有良好的通信网络设施，使信息能在建筑物内流通；三是能提供足够的对外通信设施和能力。这个定义对智能建筑的功能进行了细化和总结。

　　我国智能建筑设计标准把智能建筑定义为：“以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。该定义基本上是上述三个定义的综合，既给出了智能建筑的基本组成和要素，也给出了智能建筑的基本功能和特点。

　　千家网：您说过，作为采用新建筑技术的使用典范，智能建筑要有应用目标。那智能建筑的应用目标具体是什么？

　　余教授：作为建筑本身，只给人们提供了与自然界相对隔离的一个空间，在使用了建筑技术以后，特别是在使用了高新技术与建筑相结合以后，必然对这个空间有新的要求，即智能建筑技术的应用目标一定要符合人们的生活、工作的需求，并且建筑内外环境要是可持续发展的空间，并能起到一定的防灾避险的作用。这才能达到人们的愿望与建筑内在涵义的统一。

　　具体包括如下六个方面：

　　第一是使用者的舒适性。对于使用者来说，提高建筑物的内在品质，提高工作或生活环境的健康舒适度，是智能建筑最基本的前提和要求；第二是再组织的灵活性。再组织的灵活性是智能建筑技术重要的标志性应用结果。组成建筑的每个部分，建筑中使用的每个设备，都需要有再组织的功能；第三是工程的适应性。简而言之，工程的适应性就是用最适于本工程的方法，完成该工程。换言之，即采用全寿命周期的概念，就是在工程的各个阶段，用最少的花费，用最优的方法，达到该工程的最佳功能实现；第四是节约能量。很难想象一个耗能建筑能够被称之为智能建筑或绿色建筑。采用智能建筑技术的建筑可以多方面的对建筑能耗的降低起着关键的作用；第五是环境保护的可持续性。智能建筑技术对环境保护也起到很大的作用。由于智能建筑技术就是绿色建筑的一部分，这一点，在谈到智能建筑和绿色建筑的关系时还会阐述。对于可持续性，国际建协（UIA）与联合国教科文组织一份文件中有一段较公认的提法：“就其最高广义而言，可持续性所涉及的是一个社会、一个生态系统或任何一个不断发展的系统在永久的将来都能继续有效地发挥其正确的功能作用，而不会受到那些关键性资源的耗尽或过负荷的强迫而衰退”；第六是大幅提高处理突发事件的能力。

　　千家网：请您给我们介绍一下智能建筑与绿色建筑的关系？

　　余教授：在我国新颁布的“绿色建筑评价标准”指出，“绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。”

　　“绿色建筑是将可持续发展理念引入建筑领域的结果，将成为未来建筑的主导趋势。目前，世界各国普遍重视绿色建筑的研究，许多国家和组织都在绿色建筑方面制定了相关政策和评价体系，有的已着手研究编制可持续标准。由于世界各国经济发展水平、地理位置和人均资源等条件不同，对绿色建筑的研究与理解也存在差异。”

　　实际上，智能建筑本身的发展，以及它经过的历程，也是朝着绿色建筑的方向在发展，只是在国内有时把智能建筑定义在狭义的弱电系统与建筑的结合上。那么，智能建筑就是一个实现绿色建筑总目标的手段或工具，是功能性的。要完成绿色建筑的总目标，必须要辅之以智能建筑相关的功能，特别是有关的计算机技术，自动控制，建筑设备等楼宇控制相关技术。没有相关的技术，绿色建筑的许多功能就完成不了。总之，这是两个高度相关的概念，智能建筑是绿色建筑的技术支撑，绿色建筑是智能建筑的目标。

　　千家网：余教授，我们了解您对“建筑节能”和“应对突发事件应急处理”有很深的研究，请问怎么样才能大幅提高处理突发事件的能力？

　　余教授：随着智能建筑的发展，智能建筑技术中，有关将各子系统进行系统集成的需求大大增加，这已成为当前智能建筑领域的一大热点。这种对系统集成的需求，除了管理智能建筑内各子系统的信息外，主要需求反应在对突发事件的处理上。

　　我国已于2006年初发表了“国家突发公共事件总体应急预案”，其中谈到“提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力，最大程度地预防和减少突发公共事件及其造成的损害，保障公众的生命财产安全，维护国家安全和社会稳定，促进经济社会全面、协调、可持续发展。”

　　火灾是突发事件中最突出的一种。根据伯克霍夫的定义，事故是个人或集体在为实现某种意图而进行的活动过程中，突然发生的，违反人的意志的，迫使活动暂时或永久停止的事件。

　　为了达到上述目标，有必要对智能建筑中的各项设备进行集成，以满足需要。利用先进的思想和方法实现建筑智能化系统的集成，使集成系统的“智能”水平得到显著提高。但目前关于系统集成的研究如果仅集中于信息技术IT领域，实现信息的跨系统访问，即较低层次的信息共享，还不能完全达到目标要求。系统既要强调数据的存储，还必须重视信息的有效利用。在解决诸如突发事故等涉及全局的突发事件上，现在大多数系统仅能做到简单的自动化而非智能化，缺乏学习和推理等智能特性。基于智能建筑的目标和智能的内涵，智能建筑集成系统应考虑以数据库作为知识源，辅助实现系统联动、协调、优化等目标，为人们解决突发事件提供设备运行的决策支持。在智能建筑从控制发展到管理的今天，试图实现高层次的智能建筑集成已成为必然。

　　尽管智能建筑技术在我国起步较晚，但系统集成从一开始就引起国内工程界和学术界的普遍关注。从理论指导来看，一般认为有IBMS，面向物业管理的集成模式BMS集成。BMS的集成方法有两种：一种是以楼宇自控设备生产厂的设备为基础，应用厂商提供的专用技术把BMS的相关子系统集成起来；另一种采用通用的协议转换器。

　　在国内的工程实践中，系统集成的方式有以BAS为中心，通过LonWorks或BACnet等技术实现和集成的模式。有以信息集成为核心，采用OPC技术和ODBC技术实现IB集成。在探索符合中国实际的智能建筑系统集成道路上，我们应充分消化吸收国外的技术，设计出有自主知识产权的系统集成的理论基础和应用软件。应以建筑物内突发事件为集成的出发点，形成突发事件发生前安全运行，并能预防发生突发事件；而在突发事件发生后，智能建筑的决策支持系统支持设备安全减灾运行策略。

　　由智能建筑突发事件的特点可以看出，突发事件的解决即各系统如何协调动作是典型的半结构化决策问题。在这样的问题上，人类之家还不能完全提供用于该问题求解的规则，在这样的领域建造基于规则的专家系统难度很大。但一个不争的事实是：现场操作人员在异常发生，如火灾报警时，往往会对相关系统采取动作。这种动作决策一部分是基于经验的。对一个控制对象或子系统内部而言，规则性知识的权重可能大一些，但就全局而言，这种规则很难获得。因此，只能凭借存储在专家大脑的相似问题的解决经验来决定如何协调整个集成系统。人类是具有鲁莽型的问题求解者，他们常常以有限的、不确定的知识解决困难问题，并且随着经验的增长，处理问题的能力在不断的增强。这是应用于现实世界问题领域的人工智能系统所需要的性质。用以前经验的方法是人类专家的一种基本而重要的解决问题方法。基于经验的推理技术CBR同人类推理者十分相识，所以CBR方法对于建立辅助解决突发事件的安全减灾运行策略很有意义。

　　千家网：国家财政部、建设部启动可再生能源建筑示范项目，您所负责的项目位列其中，请您给大家介绍一下？

　　余教授：示范项目主要内容为：夏热冬冷地区不用电网电力（春、秋季以及寒、暑假的太阳能产生的电能回馈电网，夏、冬季当太阳能电能瞬时不足时，从电网补充，这部分远远小于太阳能回馈电网电量）全年完全使用可再生能源进行温度和舒适性调节的教学、办公建筑（扩建教室部分）；充分利用夏热冬冷地区地温年度总平衡的优势，变夏热冬冷地区气候双向影响的劣势为优势，改变整个夏热冬冷地区的建筑节能策略； 土壤冷、热源技术在教学、办公建筑中的应用；夏热冬冷地区不用热泵技术的热舒适度调整技术；夏热冬冷地区围护结构的改造示范－玻璃窗的改造，夏天玻璃窗遮阳，冬天反射太阳光取暖和改善照明；作为围护结构改造的示范，夏天可节能5％，春、秋、冬季则改善照明条件和将太阳热源反射进室内，改善室内舒适度和照度，这也是夏热冬冷地区的劣势变优势的示范项目；夏热冬冷地区，太阳能供电技术的改进，具体措施为保证太阳能板的最佳工作温度，以利提高发电效率；教学空间使用热回收换气技术的优越性；太阳能热水器提供冬天辅助取暖热量的技术，以及太阳能板与建筑的最佳结合范例。

　　【余庄教授简介】

　　现任职务：

　　教授
　
　　博士生导师
　　
　　华中科技大学建筑与城市规划学院智能建筑研究所所长

　　社会学术兼职：

　　建设部建筑智能化系统工程设计专家工作委员会专家

　　主要研究方向：

　　智能建筑 绿色建筑

　　主要学术成果：

　　2000年度 国家自然科学基金

　　1996年 国家留学基金委员会资助赴美国

　　2001年 国家留学基金委员会资助赴英国

　　1998年度 国家留学基金回国人员科研启动资金

　　1999年度 建设部科研项目

　　在国家核心期刊上发表十几篇文章，在重要期刊上发表三十篇文章

　　已完成的科研项目：

　　第一负责人，国家自然科学基金（59978017）：“基于智能公共建筑小区的建筑技术可控性研究”。其中的课题为居住建筑节能的研究和智能建筑采用CIMS方法进行系统集成。

　　第一负责人，国家留学基金委员会回国人员科研项目：“智能建筑可控性研究”

　　第一负责人，建设部1999年度科研项目：“公共建筑小区节能设计和系统可控性研究”

　　第一负责人，2002年湖北省科技攻关项目：基于住宅节能技术的计算机辅助建筑设计

　　完成2008年北京奥运会奥运村的建筑节能分析，奥申委工程规划部为该项工作发专门证明，技术部和环境部给予充分肯定。

　　其中包括：

　　1) 奥运村“绿色建筑”性能分析报告；

　　其中内容有：

　　奥运村“绿色公共建筑”屋顶造型变化及性能模拟分析；奥运村“绿色公共建筑”墙体材料变化及性能模拟分析；奥运村“绿色公共建筑”遮阳板系列变化及空间性能模拟分析；奥运村“绿色公共建筑”阳台系列变化及性能模拟分析；奥运村“绿色公共建筑”窗户系列变化及性能模拟分析

　　2) 奥运村组团布局与防沙尘暴分析；

　　3) 奥运会体育场馆与北京国际会展中心功能集成分析；

　　主要论文及著作：

　　高层建筑节能适应性模拟分析 《建筑学报》2001年,第六期，等共30余篇