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新基建浪潮下，智慧城市建設迎來了新的發(fā)展，5G基站建設、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網等熱點領域與智慧城市建設相融相生，與此同時智慧城市的政策紅利吸引社會資本加速投入。根據2020年2月IDC最新發(fā)布的《全球智慧城市支出指南》，至2020年，中國智慧城市投資市場支出規(guī)模將達到266億美元，智慧城市建設的下游產業(yè)——智能建筑，作為基礎單位更是乘風而起。

目前，我國智能建筑得到了快速發(fā)展，據前瞻產業(yè)研究院測算，2018年，我國智能建筑占新建建筑的比例達到40%。預計到2024年我國智能建筑在新建建筑中的比例有望逼近55.8%。隨著智能建筑的快速普及，行業(yè)發(fā)展良莠不齊，存在概念混淆、部分智能化技術系統(tǒng)應用落后、標準應用程度較低、具有信息安全風險等問題。

智能建筑作為城市居民日常生活、工作的重要場所和智慧城市的重要基礎單位，其智能化、安全化、綠色化、健康化程度對政府、企業(yè)、個人有著深遠持久的影響。新基建背景下，智能建筑行業(yè)要迎合技術發(fā)展潮流，把握時代機遇，提升智能建筑全生命周期的健康發(fā)展。

1　我國智能建筑現(xiàn)狀

1.1　智能建筑發(fā)展階段

我國智能建筑起源于20世紀80年代，一般認為“北京發(fā)展大廈”是中國第一棟智能建筑。到目前在我國發(fā)展了近40年時間，大致可分為初始、普及和發(fā)展三個時期。詳情如表1所示。

表1 智能建筑發(fā)展階段

當前智能建筑在我國已經形成了相對成熟完整的產業(yè)鏈與產業(yè)規(guī)模，在形式上，智能建筑由傳統(tǒng)商務大廈向社區(qū)、工業(yè)園、校園、醫(yī)院、其他公共建筑等其他建筑形式擴散和普及；在技術上，智能建筑涵蓋的技術從傳統(tǒng)機電管理向數字化、信息化、網絡化發(fā)展，當前更是與人工智能、5G、大數據、云平臺、物聯(lián)網技術相結合；在發(fā)展方向上，智能建筑從追求自動化、智能化、舒適化到安全化、綠色化、健康化。

隨著形式、技術、發(fā)展方向的轉變，智能建筑覆蓋領域與范圍逐漸增加，行業(yè)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢。

1.2　智能建筑市場規(guī)模

根據智研咨詢發(fā)布的《2019年中國建筑智能化市場現(xiàn)狀分析》報告，我國建筑智能化市場規(guī)模從2012年的4537.51億元增長至2019年的9215.98億元。其中改造市場規(guī)模占比為35.18%；新建市場規(guī)模占比為64.82%。

同時根據前瞻產業(yè)研究院測算，預計未來我國智能建筑在新建建筑中的比例仍將保持每年3個百分點左右的提升速度，到2024年，我國智能建筑在新建建筑中的比例有望達到55.8%。

2　智能建筑領域標準應用現(xiàn)狀與系統(tǒng)功能分析

智能建筑標準目前主要分為產品標準與工程標準。在產品標準方面主要包括《建筑及居住區(qū)數字化技術應用》系列標準、《建筑自動化和控制系統(tǒng)》系列標準、《智慧城市》系列標準等近20項已發(fā)布標準及在編標準，工程標準主要包括《智能建筑設計標準》（GB50314—2015）、《智能建筑工程質量驗收規(guī)范》（GB 50339—2013）等70余項已發(fā)布標準。

2.1　智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構分析

根據我國《智能建筑設計標準》（GB 50314-2015），智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構主要包括信息化應用系統(tǒng)、智能化集成系統(tǒng)、信息設施系統(tǒng)、建筑設備管理系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、機房工程等六項一級系統(tǒng)，涵蓋十幾個細分領域智能化子系統(tǒng)，包括：樓宇自控、智能照明、安防和視頻監(jiān)控、消防報警、門禁一卡通、停車場、綜合布線、公共廣播、能耗監(jiān)測、集成平臺等，如圖1所示。

圖1 智能建筑智能化系統(tǒng)工程系統(tǒng)架構

（1）信息化應用系統(tǒng)。信息化應用系統(tǒng)是智能建筑的執(zhí)行與運維系統(tǒng)，滿足建筑運行、管理、業(yè)務運營的要求，例如智能卡使用、物業(yè)管理、軟硬件設備運行等。

（2）智能化集成系統(tǒng)。智能化集成系統(tǒng)是智能建筑的核心中樞，對建筑內部各項系統(tǒng)、設備、數據庫進行集成，達到信息資源共享和協(xié)同運行的目標，要具有安全性和可擴展性。

（3）信息設施系統(tǒng)。信息設施系統(tǒng)是智能建筑的通信系統(tǒng)，對建筑內外相關聲音、圖像、視頻、數據等多種形式的信息予以收集、傳輸、存儲、分析、利用。例如：樓宇對講系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)等。

（4）建筑設備管理系統(tǒng)。建筑設備管理系統(tǒng)是智能建筑中的監(jiān)控者，主要對建筑設備進行管理，包括設備運維監(jiān)控、設備能耗監(jiān)控等。通過建筑設備管理系統(tǒng)，提升優(yōu)化建筑的綜合性能。

（5）公共安全系統(tǒng)。公共安全系統(tǒng)是智能建筑的保護者，主要用來應對建筑內火災、非法侵入、自然災害、重大安全事故等危害人們生命和財產安全的各種突發(fā)事件。

（6）機房工程。機房工程也稱作數據中心，是智能建筑的數據信息存儲、交換與監(jiān)控空間，包括智能化總控室、信息網絡機房、消防控制室、安防監(jiān)控中心、應急響應中心和智能化設備間（弱電間、電信間）等。

2.2　智能建筑產品標準現(xiàn)狀

智能建筑領域產品標準由全國智能建筑及居住區(qū)數字化標準化技術委員會（SAC/TC 426）歸口管理，如表2所示。

表2 智能建筑產品標準匯總

3　智能建筑存在問題及應對措施

3.1　智能建筑目前的問題

（1）智能建筑不同場景缺乏聯(lián)動。目前智能建筑中物聯(lián)網硬件設備多樣化，由于存在技術壁壘，各類產品獨立生產，造成建筑中不同場景體驗碎片化現(xiàn)象嚴重，設備、系統(tǒng)、平臺、數據、場景之間無法形成互聯(lián)互通。

（2）信息安全無法保障。隨著物聯(lián)網、云計算、大數據等信息化技術與智能建筑融合發(fā)展，越來越多的設備、系統(tǒng)、平臺在建筑中的應用，快速、高效地連接與互通，也為智能建筑帶來了更大的安全隱患。例如，

2018年萬豪酒店的數據泄漏事件，旗下喜達屋酒店的客房預訂數據庫被黑客入侵，3.83億客戶信息或被泄露。據權威咨詢機構Verizon數據顯示，全球平均每天超過700萬條數據泄漏、每秒56條。而且，當萬物互聯(lián)時代來臨時，數據安全保護形勢將變得更加嚴峻。同時在經濟全球化背景下，特朗普政府在2018年3月頒布旨在明確美國數據主權的《云法案》。這部全稱為《澄清境外數據的合法使用法》的法案為美國建立了跨境數據調取霸權。

（3）建筑能耗嚴重。《中國建筑能耗研究報告（2019）》顯示，2017年，建筑能耗占全國能源消費比重21.11%；建筑碳排放占全國能源碳排放19.5%。其中電力是建筑碳排放的主要來源，占比49%。部分智能建筑缺少正確有效的建筑設備能耗評估方法，缺乏正確有效的建筑能耗優(yōu)化系統(tǒng)，節(jié)能監(jiān)管能力不足，導致能源消耗增大。

（4）人才資源匱乏。根據人社部數據分析預測，

2020年，智能制造領域人才需求為750萬人，人才缺口300萬人。到2025年，人才需求將到達900萬人，人才缺口預計450萬人。

3.2　應對措施

（1）提升建筑標準化水平。提升建筑設備、系統(tǒng)、平臺、場景之間的互聯(lián)互通，需要統(tǒng)一智能建筑設計、建設、運維標準體系，對基礎標準、通用標準、安全運維標準進行完善，對建筑涉及通信協(xié)議、數據編碼、平臺接口進行規(guī)范。

（2）推動國產密碼應用。密碼算法和密碼產品的自主可控是確保我國信息安全的重中之重，隨著《密碼法》的正式實施，商用密碼的使用有了法律保障。在智能建筑領域，尤其是商業(yè)建筑、公共建筑中，針對建筑網絡信息安全，要加快推動國產密碼算法在智能建筑領域的應用，通過軟加密、芯片加密、網閘加密等多種方式提高建筑信息、數據的安全、自主、可控、可信。

（3）利用BIM技術輔助設計運維。通過BIM技術應用，為智能建筑建立三維可視化數字孿生體，實時監(jiān)控建筑能耗、感應區(qū)域溫度、建筑空間人員情況，通過物聯(lián)網傳感器、網絡控制中樞，實時調節(jié)建筑內空調開放、照明情況。提高建筑能源使用效率，減少人為原因所造成的電力資源浪費。

（4）加快產學研用相結合。目前面對智能建筑行業(yè)巨大的人才缺口問題，首先需要高等院校開設相關專業(yè)，其次要培育專業(yè)技術類院校發(fā)展，建立校企聯(lián)合辦學機制，行業(yè)協(xié)會要搭建在校學生實習平臺，暢通產學通道，技術標準組織要依托標準內容舉辦宣貫會、培訓會，組織行業(yè)交流會議，促進行業(yè)技術、理念交流。

4　展望

4.1　智能建筑運維、管理、服務能力提升

5G、Wi-Fi 6等技術未來在智能建筑中的應用，將極大提升遠程視頻辦公效率，提高安防視頻監(jiān)控水平，增強視頻實時監(jiān)控能力。

4.2　智能建筑綠色健康發(fā)展

2020年疫情的突然來襲，對智能建筑的健康要求更高，未來非接觸式設備、在線辦公軟件及平臺、空氣新風系統(tǒng)、體溫監(jiān)測系統(tǒng)及設備、智能門禁將更深一步應用到智能建筑中來。

4.3　建筑調適提升智能建筑可持續(xù)發(fā)展

在智能建筑項目的規(guī)劃、設計、施工、驗收以及運維的全生命周期中，建筑調適技術作用愈發(fā)明顯。通過對暖通空調系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)進行調適將提升智能建筑節(jié)能水平，充分發(fā)揮建筑內部機電設備的性能，提高智能建筑舒適性、可持續(xù)性。

4.4　智能建筑與智慧城市相融合

BIM技術的應用，將推動智能建筑的建設和發(fā)展與智慧城市融合，將智能建筑作為城市的一個“數據部件”融入到智慧城市建設的整體中來。

作者：

張永剛（1972-），男，吉林九臺人，高級工程師，現(xiàn)任全國建筑及居住區(qū)數字化標準化技術委員會（SAC/TC426）秘書長，兼任住房和城鄉(xiāng)建設部網絡安全與信息化專家委員會專家、住房和城鄉(xiāng)建設部科學技術委員會智慧城市專業(yè)委員會委員、中國工程建設標準化協(xié)會理事、中國建筑節(jié)能協(xié)會智慧建筑專業(yè)委員會秘書長、中國工程建設標準化協(xié)會綠色建筑與生態(tài)城區(qū)專業(yè)委員會委員、中國城市公共交通協(xié)會智慧支付分會秘書長、中國勘察設計協(xié)會工程智能分會副秘書長、北京市標準化協(xié)會常務理事、ISO/TC268 SC1智慧城市標準化專家、IEC/SEG9中國專家。主要從事智慧城市、智能建筑、智慧住區(qū)、智能家居等領域標準、物聯(lián)網技術研究及應用。

參考文獻：

[1] 楊瑾峰. 智慧住區(qū)及智能建筑產品系列標準應用實施指南[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社，2019.

[2] GB/T 50314-2015, 智能建筑設計標準[S].

摘自《自動化博覽》2020年10月刊