1智能建筑的发展

　　在过去几年里，许多人试图给“智能建筑”下定义，但显然没有取得成功，其中部分原因是给这个术语的两个组成部分下定义本身比较困难，即使是必要的工作——“建筑”和“智能”这两个词的确切含义是什么?由于有着许多不同的智能建筑倡导者，他们的观点、价值和目标很不相同，而且理解智能建筑方式截然不同，使其困难叠加。为说明这一点，近期的一份出版物列出了多达34个 “智能建筑”可供选择的定义(Wiggington&Harris，2002)。然而，比下定义更有效的方法是要弄清引领智能建筑概念发展的主要动力以及理解智能建筑倡导者把概念付诸实践而努力实现的目标。“为什么推广智能建筑?”这个问题给我们提供了一个较之“什么是智能建筑?”普通问题更为有益的发展线索。

　　智能建筑的相关人员和主要推动者从未怀疑过数字信息时代的到来。随着40多年来信息处理与通信技术(ICT)突飞猛进的发展，建筑业不可避免地发生着变革。从根本上来说，智能建筑就是信息时代的建筑。

　　那么，如何在智能建筑中体现自身的这种变化?

　　首先，体现在改善建筑的管理和控制服务方，如供暖、照明、能源管理、消防、安全和通道控制系统，这就是电脑控制或自动控制建筑的理念。上世纪70年代，随着数字计算机的迅速发展，这一理念——原先采用机电与模拟设备技术的建筑管理与控制战略得到了自然发展。到80年代中期，自动化建筑(automated building)的理念已稳固建立，并且成为智能建筑典型的例子之一。

　　然而，除此之外，80年代初期这一概念在美国得到了发展，使智能建筑(intelligent or smart building)的概念发生了第二次甚至多次的蓬勃发展，这一发展解放了美国的电讯市场。这种商业变化与依赖信息处理与通信技术日益增长的商业相结合，导致财产开发商和电讯公司向租赁办公大楼空间的公司提供分享租赁服务(Shared Tenant Service)。这些服务包括集成中央管理信息系统，是早期承认智能建筑作为信息网络的一个节点，其价值比例日益在提高。美国智能建筑协会(IBI)对这些发展进行了广泛宣传，并热心推向市场，尽管这种分享租赁服务没有取得商业的成功。没有几家公司愿意把这种商业关键性服务委托给第三供应商，而ITC系统也不能为各类公司提供一个通用的标准化信息平台。尽管在美国受到了挫折，而支持智能建筑概念作为向建筑用户提供有效信息服务的强势意见横扫全球。智能建筑如同信息化建筑(informated building)是继续推动世界各地智能建筑商业发展的范例。

    80年代中期，欧洲和亚洲设计建造了第一批将自动化建筑和信息化建筑两种理念相结合的智能建筑，领先的范例包括伦敦的Lloyds大厦(1994)、香港银行总部大厦(1995)和Rank Xerox国际总部大厦 (1986)。后者并不特别著名，是首座完全集成化的局域网、广域网和支持远程和家庭办公的商业大厦  (Judkins 1985，Kell 1987)，展现了Xerox公司当时所拥有的领先创新地位。同时，在日本还建造了类似的建筑，如东芝总部大厦(1984)、日本电报电话双塔楼(1986)和大阪Umeda中心大厦(1987)。

　　80年代末期，自动化和信息化的智能建筑的许多开创造性工作已经完成。有关智能建筑的这两方面相结合的方式以及未来的开发途经由我的同事Allan McHale在有影响的智能建筑金字塔图上给出了令人信服的展示(见图1）。

    图1智能建筑金字塔原图(McHale，1989)

　　1989年和1992年，英国出版了智能建筑扩初设计指南化SC Index，1992)。1992年，英国皇家建筑设备学会(CIBSE)为建筑设计师与IT系统设计人员出版了“信息技术与建筑”设计手册。该设计指南中的很多观点至今仍需要实践且十分中肯。

　　80年代期间，在引领智能建筑实力的这些技术得到增强时，怀疑的意见来自许多方面。这些意见主要由DEGW建筑师与空间规划公司主导，该公司通过一系列国际多层次顾客研究报告(ORBIT l983， ORBIT-2 1985，欧洲智能建筑1992)，将争论点有效地转向为智能建筑提供易受结构改变影响的空间观点上。我们可以将其称为智能建筑第三个概念，主要是智能空间的管理。这个概念对建筑专业具有特殊的吸引力，因为它改变了信息通信技术 (1CT)专家和建筑设备工程师对智能建筑的主导权，使其回归到传统上就属于建筑师的地位。这个概念的重要意义强调了在信息技术和全球化的综合影响下，许多组织的机构和规模目前正在发生戏剧性的变化。伴随着这种变化，建筑明智地做出反应以适应新组织和不断变化的工作习惯尤为重要。智能建筑的第四个概念与空间管理有关但又有所不同，其焦点在于在建筑结构并塑造自己。这个观点基于建筑本身能够体现出“被动”智能的前提，尽管其建造有深度和高质量的设计。这种被动智能通过建筑的外层、立面、门窗布局、建筑布置及热质量用来影响建筑的环境性能。这些特性也用于影响建筑内部环境以及建筑内部流通和通信特性。这种被动智能建筑的支持者包括结构工程师和建筑师，主张在建筑形式和建筑结构设计中投资能够而且应当取代为自动化建筑提供主动智能系统不必要的投资。这种争论与下文提到的绿色建筑支持者的观点密切相关。

　　智能建筑的第五个及最后一个概念不应该被忽视，其焦点在于使用建筑物的组织而非建筑物本身。组织的效能不会由其建筑物来提高，除非它有才智有效地管理和使用建筑物。历史上有很多精心设计的建筑物因使用不当和管理不善而导致被宣告不能居住，成为失败建筑的范例。一个智能组织从智能建筑中获得更多的知识是必要的，这句话意思是一个组织在战略上要懂得管理其建筑的重要性，并且要把它的建筑战略与其商业和组织战略密切相结合；同时，还要具有以专业及综合的方式管理其建筑设备、信息服务、空间管理和建筑结构的知识和技能。随着专业设备管理的出现，这种组织幸而越来越普遍。

　　智能建筑的这五个概念必须作为互补而非竞争。依据作者McHale原著而建立的完整智能建筑金字塔如图2所示。

    图2完整的智能建筑金字塔——从上部看(Kell，2004)

　　强调智能建筑这些概念的共同因素是，要把重点放在更好地利用信息来改善建筑性能并增加建筑的价值。采用哪种信息，何种性能以及如何根据某个倡导者的观点来估量价值?然而，从这一点我们可以对本文开始提出的问题——“为什么要推广智能建筑?”给出了一个的普通答案。智能建筑的目标是充分利用现有的信息来改善建筑的性能并增加建筑的价值。这个结论为我们提供了进入下文一个有效的联系——考虑绿色建筑的动力和目标。

　　90年代期间，世界各地智能建筑的数量以及结合到建筑中的建筑智能水平稳步增长，其增长情况在英国i&i公司Proplan市场调研组出版的市场报告中进行了详细分析，其中包括欧洲、美国和中国等世界不同地区的发展。国际智能建筑的各种会议和展览，以英国i&i有限公司和英国建筑科学研究院(BRE)2004年9月共同主办的2004国际建筑活动为巅峰，表明智能建筑市场已经逐渐成熟。1998年，英国i&i有限公司和欧洲智能建筑集团(EIBG)出版的智能建筑名录包含了欧洲32个智能建筑的领先范例，这份名录目前进行了修正，并扩展到2005年10月的2005国际建筑的筹备活动中。目前着眼于不同类型的建筑包括酒店、零售商品和保健建筑的研究报告，清楚地表明了智能建筑的好处已经越来越得到了开发商和用户的理解。随着以互联网通讯协议为基础的新开放标准的广泛采用，现在已经为智能建筑全球化的快速发展和应用铺平了道路。
　　　
　　2绿色建筑的发展

　　如果说智能建筑背后的必要条件是信息和技术，那么推动绿色建筑发展的必要条件应是社会和道德。

　　就人类活动对本地区和全球生态系统产生的影响而论，有组织的绿色建筑运动始于上世纪70年代。早期的绿色建筑倡导者受到思想家们如Scumacher等人的强烈影响，他们的呼吁集中在生活方式更简单、少消费。

　　1987年的出版物“我们共同的未来”(通称布伦特兰报告)以及1992年联合国可持续发展大会通过的行动政治框架议程(通称里约热内卢会议)引起了全球范围的关注。

　　这些报告都强调必须行动起来，解决诸如全球变暖和气候变化等问题，以确保人类和世界生态系统的可持续未来。由于建筑及建筑环境对环境具有很大的影响，多数国家的建筑物产生的二氧化碳排放量约占50％，因此，需要行动起来改善建筑的设计和性能，是行动计划确认的主要领域之一。

　　经过一段较缓慢的启动之后，绿色建筑运动在世界很多地区现在已有了很好的发展势头。衡量和比较建筑物性能的许多标准已经编制完成，其中包括“英国建g晰究院环境评估法田邢咖”和“生态住宅”(Eco-home)标准以及美国绿色建筑委员会的“能源与环境设计先导”(LEED)标准。值得注意地是，这些标准现在已并入到许多国家的建筑法规和设计标准中，在建筑设计和建筑性能的标准方面产生了重要的变化。

　　近年来，美国绿色建筑的快速增长数量如表1所示。
 
    表1    绿色建筑在美国的发展情况

    年份 1999 2000 2001 2002 2003

    新绿色建筑 0 45 267 331 407

    面积（百万英尺2） - 8 51 78 113

　　
　　绿色建筑由于很重视建筑的结构部分，并注意采用这些部分的“被动智能”来改善建筑的性能，因而受到了建筑师和设计师的普遍欢迎。这种方法强调共同反对许多建筑设计师依赖建筑服务的“主动智能”来加强对建筑的管理和控制。

　　由于绿色建筑运动的发展已有十多年的历史，改进性能的焦点已远远超出其纯环境意义上的“绿色”范围，朝着更广阔的促进“可持续性”的方向发展。目前最常用的可持续性定义的“三个底线”包括环境、经济和社会的可持续性。

　　由此，目前认为绿色建筑的目标一般包括表2所列的内容。
 
    表2    绿色建筑的各项效益

    环境效益 增强和保护生态系统和生物多样性

    改善空气和水的质量

    减少固体废物

    保护自然资源

    经济效益 减少生产成本

    增加资产价值和利润

    提高劳动者的生产率和满意度

    优化生命周期的经济效能

    社会效益 改善空气环境、热环境和声环境

    提高居住者的舒适度和健康水平

    尽可能减少对当地基础设施的影响

    提高整体生活质量

    按照同样的方式，我们解决了前面提出的“为什么发展智能建筑”的问题，现在可以引出“为什么要发展绿色建筑？”类似的问题。我们可以用相同的方式来回答，绿色建筑的目标是充分利用可利用的资源来提高经济、环境和社会的可持续性。

　　由此，可以清楚地看出，智能建筑倡导者(充分利用可利用的信息)与绿色建筑支持者(充分利用可利用的资源)的目标之间没有根本的矛盾。然而实际上，常发现这两组人员在世界各地很难进行合作，因为它们的出发点、历史及必要条件(信息和技术与社会和道德)各不相同，他们常表现出对彼此的位置不尊重和不信任，每个阵营的极端主义者——生态运动斗士与技术能手所做出的共同反应是不能很好地融合。我们的目标是必须建立能够考虑和统一比较方案的中间立场，提出兼顾智能和绿色两者的最好方案。这是1996年智能与绿色(INTEGER)合作关系应对的挑战，取得的结果将在下文阐述。
 
　　3智能与绿色的结合

　　1996年5月，作者在伦敦组织了一次“智能与绿色建筑”讨论会，会议的目的是调查是否有可能和值得把智能建筑和绿色建筑的支持者结成一个工作联盟。此次讨论会的成果是建立一个开放的智能和绿色合作关系，最终命名为INTEGER，承诺要开发和展示智能建筑与绿色建筑的优点。

　　这种合作关系的工作方法是从全局的观点看待建筑的设计、建造和使用的整个过程，试图用一种广泛的、综合的方法辨别应用智能和绿色原则的机会。然后，通过使工业和社区的各方利益相关者都参与其中，把这些想法变为行动，从而向有关各方展示智能与绿色创新的好处。支承这—方法的基础是7P综合模型，它表明了在过程(process)、产品(product)、性能 (performance)、利润(profit)、人类(people)、地球 (planet)和合作伙伴(partnership)各层次上如何同时产生创新和利益(见图3)。

　　通过两年的发展，INTEGR联盟已有一百多个组织加入，曾在BBC电视上广播了通过INTEGER“千禧住宅”的研究、开发，并展示了智能和绿色创新活动取得振奋人心的好处。该示范住宅已有二万多人参观，激励着世界上同类建筑创新的出现。在英国，一系列住房工程依据INTEGER“千禧住房”展现的原则现在已经建成，而且还对传递的社会、环境和经济效益进行了展示。这些原则在学校和现有建筑的翻新整修中也显示非常有效。

    图3 7 P综合模型
 
　　1999年，INTEGER合作伙伴参加了一个由英国政府在香港组织的智能建筑会议，本次会议直接导致INTEGER合作伙伴在香港的建立，它是由香港特别行政区和英国领导，并得到许多当地的公司和组织的支持。2001年10月，该合作伙伴启动INTEGER香港展览馆项目，表明了智能和绿色原则怎样有效地运用于香港和该地区的高层建筑中。该座INTEGER展览馆为广泛的研究、开发、通信、教育以及提升当地设计和推广智能建筑与绿色建筑的意识和能力项目提供一个高效的平台。2002年底，在项目竣工之后，INTEGER展览馆从香港推广到北京，作为解决可持续能源问题的一个展示中心。

　　INTEGER香港展览馆在香港和中国大陆激发了一批智能和绿色建筑的出现。在中国大陆，当前的先导范例是云南省的INTEGER昆明项目。该项目由云南园艺博览兴云房地产有限公司(HEXY)领导，得到国内外公司合作伙伴的广泛支持，共由4个智能与绿色示范住房及一个2000平方米的游客中心组成，占地5公顷。该项目的目的是要展示在昆明临近地区建设中国南部第一座“生态城”  (eco-town)的发展前景。

　　这种发展生动地展示了将智能建筑和绿色建筑的最佳设想与愿望结合在一起的令人激动的潜力，努力将充分使用信息与资源结合在一起向我们表明了提供建筑的方式，我们需要面对21世纪令人兴奋的挑战和机遇。