一、建筑智能化系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r
在信息社會(huì)中,人們對(duì)于現(xiàn)代建筑的概念也在發(fā)生變化,傳統(tǒng)建筑提供的服務(wù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)和工作環(huán)境等方面的要求。智能建筑(Intelligent Building),以下簡(jiǎn)單稱IB出現(xiàn),使得一幢幢高樓就變成了一個(gè)小社會(huì),其內(nèi)部有眾多小公司,各種商業(yè)的生活行為要求數(shù)以兆計(jì)的信息和控制指令進(jìn)出整座大廈。IB把建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理等基本要素以及它們之間內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行優(yōu)化組合,從而提供一個(gè)投資合理、高效、舒適、便利的環(huán)境。1984年,美國(guó)康涅狄格州的哈特福市將一幢舊金融大廈進(jìn)行了改造,建成了稱之為(City Place)的大廈,從此誕生了世界公認(rèn)的第一座智能大廈,它是時(shí)代發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物。為了適應(yīng)信息時(shí)代要求,各高科技公司紛紛建成或改造具有高科技裝備的高科技大廈(Hi-Tech.Buiding),如美國(guó)國(guó)家安全局和五角大樓等。據(jù)有關(guān)估測(cè),美國(guó)的智能大廈將超萬(wàn)幢,日本和泰國(guó)新建大廈中的60%為智能大廈,中國(guó)的第一座智能大廈被認(rèn)為是北京的發(fā)展大廈。此后,相繼建成了一批智能大廈,如深圳的地王大廈、北京西客站等。智能建筑最近幾年在我國(guó)發(fā)展很快,許多公共設(shè)施、高層建筑（詞條“高層建筑”由行業(yè)大百科提供）,甚至住宅小區(qū)都要求智能化,智能建筑熱潮已經(jīng)來(lái)臨。
為了適應(yīng)信息時(shí)代要求,各高科技公司紛紛建成或改造具有高科技裝備的高科技大廈當(dāng)前智能涵蓋很多大的學(xué)科，歸納為六個(gè)：
(1)計(jì)算機(jī)視覺(jué)(包括模式識(shí)別、圖像處理等問(wèn)題);
(2)自然語(yǔ)言理解與交流(包括語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、自然對(duì)話);
(3)認(rèn)知與推理(包含各種物理和社會(huì)常識(shí));
(4)機(jī)器人學(xué)(包括機(jī)械、控制、設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃等);
(5)博弈與倫理(多代理人交互、對(duì)抗與合作，機(jī)器人與社會(huì)融合等);
(6)機(jī)器學(xué)習(xí)(包括各種統(tǒng)計(jì)的建模、分析工具和計(jì)算的方法)。
由于歷史發(fā)展的原因，人工智能自1980年代以來(lái)，被分化出以上幾大學(xué)科，相互獨(dú)立發(fā)展，而且這些學(xué)科基本拋棄了之前30年以邏輯推理與啟發(fā)式搜索為主的研究方法，取而代之的是概率統(tǒng)計(jì)(建模、學(xué)習(xí))的方法。留在傳統(tǒng)人工智能領(lǐng)域(邏輯推理、搜索博弈、專家系統(tǒng)等)而沒(méi)有分流到以上分支學(xué)科的老一輩中，的確是有很多全局視野的，但多數(shù)已經(jīng)過(guò)世或退休了。他們之中只有極少數(shù)人在80-90年代，以敏銳的眼光，過(guò)渡或者引領(lǐng)了概率統(tǒng)計(jì)與學(xué)習(xí)的方法，成為了學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物。而新生代(80年代以后)留在傳統(tǒng)人工智能學(xué)科的研究人員很少，他們又不是很了解那些被分化出去的學(xué)科中的具體問(wèn)題。
二、智能幕墻的原理以及應(yīng)用
我們把智能化分為四層，在具體看看在幕墻門窗中應(yīng)用到幾層。以下是智能化建筑幕墻的層級(jí) ：
(1)應(yīng)用層
建筑幕墻外圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑的內(nèi)外交流的唯一通道。光、通風(fēng)、冷熱交換等。
日照調(diào)節(jié)：可以控制室內(nèi)外的采光度，隨著自然日的進(jìn)行以及自然月的進(jìn)行，室內(nèi)的采光度是不一樣的，隨著室內(nèi)的擺設(shè)每個(gè)業(yè)主的需要也是不一樣的。如果透光玻璃的透光度可以隨意調(diào)節(jié)并且有情景模式，或者與智能ai接軌。就可以滿足業(yè)主的任意需求，并且可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，當(dāng)然這個(gè)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。
通風(fēng)控制：幕墻通風(fēng)口有風(fēng)扇或者其他設(shè)備，可以由智慧程序控制，節(jié)能減排，減少不必要開(kāi)機(jī)浪費(fèi)電力。
構(gòu)造控制：現(xiàn)在的幕墻結(jié)構(gòu)隨著設(shè)計(jì)師的構(gòu)思可以變化莫測(cè)，墻可以變形成為陽(yáng)臺(tái)，陽(yáng)臺(tái)可以變形成為窗墻等，匪夷所思變化莫測(cè)。
美國(guó)智能建筑研究機(jī)構(gòu)把智能建筑定義為:
通過(guò)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理四個(gè)基本要素,以及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系的最優(yōu)組合來(lái)提供一個(gè)投資合理,又具有高效、舒適、便利的環(huán)境。
新風(fēng)控制：有的幕墻結(jié)構(gòu)為雙層幕墻，外幕墻通過(guò)玻璃格柵等系統(tǒng)作為外進(jìn)風(fēng)口，室內(nèi)有門窗作為內(nèi)進(jìn)風(fēng)口。新風(fēng)系統(tǒng)為智能化控制。還有高級(jí)系統(tǒng)窗加裝的新風(fēng)過(guò)濾系統(tǒng)，可以根據(jù)室內(nèi)的空氣含量而實(shí)時(shí)調(diào)整外窗的新風(fēng)系統(tǒng)啟閉。
發(fā)電功能：光伏發(fā)電（詞條“光伏發(fā)電”由行業(yè)大百科提供），節(jié)能減排，符合綠色建筑要求。
取暖加熱：通過(guò)幕墻內(nèi)部的設(shè)備對(duì)水進(jìn)行加熱。節(jié)能減排，滿足供暖所需，以及熱水需求。
智慧燈光：企業(yè)活動(dòng)時(shí)，整棟樓的幕墻就是外投影，可以變化不同的字符以及各種顏色效果，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)等效果。以及幕墻led屏幕，都可以連接到終端控制平臺(tái)，甚至由手機(jī)遙控。
智慧防火：建筑內(nèi)部避難層防火窗啟閉，以及建筑外墻窗戶自動(dòng)關(guān)閉，涉及到花灑等滅火裝置。以及如有建筑防火封堵是智能啟閉的，也可以做到聯(lián)動(dòng)，并且自動(dòng)報(bào)火警，提供火源位置，做出應(yīng)對(duì)措施。
智慧擋雨：根據(jù)水浸感應(yīng)器的感應(yīng)，可以隨時(shí)升起雨篷，為行人提供擋雨功能。不用的時(shí)候降下來(lái)，保證陽(yáng)光以及空間。(很多大樓的擋雨平臺(tái)可能影響到防火通道不得不設(shè)置電動(dòng)雨篷。)
智能安防：如果幕墻以及外窗被破壞，有人非法闖入。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通知所有知情人，以及上報(bào)到相關(guān)機(jī)構(gòu)，或報(bào)警。
智能澆灌：幕墻有的時(shí)候和植物相關(guān)。比如玻璃幕墻花園，比綠植幕墻，幕墻中安裝相關(guān)的霧化噴淋裝置可以模擬風(fēng)雨效果。根據(jù)相關(guān)感應(yīng)裝置，以及植物不同，在不同區(qū)域?qū)嵭胁煌奶鞖饽M。
(2)平臺(tái)層
“機(jī)器人最先切入的行業(yè)是那些以閱歷、經(jīng)歷、積累為主的行業(yè)，比如銷售、教育、醫(yī)療、IT、管理、金融、法律。”在2018年人工智能將可以取代這些行業(yè)里的大部分工作。其中包括建筑智能化， “綜合使用分析軟件、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)應(yīng)用、云服務(wù)，計(jì)算機(jī)將可以構(gòu)建起一套效率遠(yuǎn)高于人類的系統(tǒng)。”是人們簡(jiǎn)單手勢(shì)操作、語(yǔ)音識(shí)別、面孔識(shí)別、智能聯(lián)動(dòng)、交互方式等技術(shù)可以得到很多技術(shù)控制。云平臺(tái)是所有的核心，大數(shù)據(jù)可以集合建筑內(nèi)外發(fā)生的所有事情，由ai人工智能進(jìn)行分析，有重要且必須，重要不必須等層級(jí)分辨，自動(dòng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分揀，將有用的信息傳達(dá)到ai中樞，進(jìn)行判斷。由人來(lái)進(jìn)行監(jiān)督。人們可以根據(jù)臉部識(shí)別，以及一個(gè)動(dòng)作讓建筑幕墻進(jìn)行相關(guān)變形，或者改變建筑玻璃的透光度等等命令。
(3)傳輸層
建筑幕墻內(nèi)部電纜，以及信號(hào)傳輸是整個(gè)系統(tǒng)的心臟。通常為有線傳輸。然而建筑幕墻的復(fù)雜度提升，通過(guò)類似Wifi和紅外射頻和藍(lán)牙等技術(shù)的大量應(yīng)用，形成建筑設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化，為未來(lái)建筑幕墻設(shè)備的接入提供了基礎(chǔ)而Wifi技術(shù)是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線以太網(wǎng)技術(shù)，它在以PC為主的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中占統(tǒng)治地位，也自然成為無(wú)線傳輸?shù)氖走x。
(5)感應(yīng)器以及終端
感應(yīng)器是智能化的眼睛和耳朵，而終端就是手和腳。機(jī)器人已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶，智能化端口和機(jī)器人對(duì)接，可以讓整個(gè)系統(tǒng)更加完善以及人性化。
智能化建筑真正體現(xiàn)舒適方便的境界就是像使用電視機(jī)一樣。方便簡(jiǎn)單、隨心所欲的智能控制，智能化程度高。比如出門時(shí)按一個(gè)出門設(shè)防按鍵，相關(guān)的安防、對(duì)講、信息、家電控制、家庭數(shù)字影音和電梯聯(lián)動(dòng)等自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)的動(dòng)作，而不需要一一操作。
三、幕墻智能化行業(yè)態(tài)勢(shì)以及存在的問(wèn)題：
當(dāng)前國(guó)際上流行的新世紀(jì)建筑三大原則：“開(kāi)放與交流、舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能”。建筑已經(jīng)不僅僅滿足建筑美學(xué)和建筑功能的要求，更應(yīng)該體現(xiàn)出“舒適與自然、環(huán)保與節(jié)能”的設(shè)計(jì)精髓。建筑幕墻正在成為高科技含量的智能產(chǎn)品。顯而易見(jiàn)智能化幕墻將是建筑幕墻未來(lái)的發(fā)展方向。
根據(jù)有關(guān)資料介紹,我國(guó)已建成的智能建筑有70%以上運(yùn)行不正常,上述比例是否正確沒(méi)有去分析過(guò),但根據(jù)工作中接觸的情況看,至今見(jiàn)到的運(yùn)行正常,真正達(dá)到智能建筑標(biāo)準(zhǔn)的確實(shí)為數(shù)不多,造成投資浪費(fèi)現(xiàn)象驚人。
智能建筑運(yùn)行不正常,可分為以下幾種情況:
最嚴(yán)重的是系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài),這種項(xiàng)目大都建于90年代初期,
通過(guò)代理商訂貨、調(diào)試、驗(yàn)收及培訓(xùn),工作不完善,后期服務(wù)無(wú)法保證,出現(xiàn)問(wèn)題找不到原訂貨商,即使找到了費(fèi)用也很高;另一種情況是系統(tǒng)仍在運(yùn)行,但只達(dá)到自動(dòng)控制全部投入運(yùn)行,而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的效果不佳。造成大量智能建筑不能正常運(yùn)行的原因是多方面的,有些是對(duì)智能建筑定義認(rèn)識(shí)不正確,有些是設(shè)計(jì)上的原因,有些供貨商的原因,有些是施工單位的原因。
針對(duì)不同情況,需要進(jìn)行認(rèn)真分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷改進(jìn)。
我們可以這樣理解,智能建筑必須滿足兩個(gè)基本要求:
第一,對(duì)于建筑管理者來(lái)說(shuō),智能建筑應(yīng)當(dāng)具有一套管理、控制、維護(hù)和通信設(shè)施,能夠在花費(fèi)比較少的條件下,有效地進(jìn)行環(huán)境控制、安全檢查、報(bào)警監(jiān)視,能夠?qū)崟r(shí)地與城市管理部門取得聯(lián)系。第二,對(duì)于建筑使用者來(lái)說(shuō),智能建筑應(yīng)當(dāng)創(chuàng)造一個(gè)有利于提高工作效率、有利于激發(fā)工作人員的創(chuàng)造性,并可以提供一個(gè)舒適和諧的生活環(huán)境。
四、智能建筑幕墻、門窗的目標(biāo)
4.1 建筑幕墻及門窗功能運(yùn)作自動(dòng)化。
大型建筑幕墻的運(yùn)作包含有多種功能系統(tǒng),如水、電、熱力、空調(diào)、通訊等等。如門窗遇到大風(fēng)大雨，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉;遇到火警會(huì)及時(shí)報(bào)警自動(dòng)噴淋并通知進(jìn)行消防救援;遇到空氣環(huán)境未達(dá)到人們的舒適環(huán)境，會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)凈化換氣設(shè)備;自動(dòng)進(jìn)行園林灌溉系統(tǒng)，而這些對(duì)一座建筑幕墻來(lái)說(shuō)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制就十分復(fù)雜。所以智能的概念是替人來(lái)做出最佳方案并完成其運(yùn)行。
4.2 建筑物的節(jié)能運(yùn)作。
智能建筑的另一個(gè)使命是降低建筑物各類設(shè)備的能耗,延長(zhǎng)其使用壽命,提高效率,減少管理人員,求取更高的經(jīng)濟(jì)效率。
4.3 通信自動(dòng)化。利用電信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星電視和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為大廈提供現(xiàn)代化的信息傳遞手段。
4.4 辦公自動(dòng)化。
4.5 安全保衛(wèi)自動(dòng)化。
通過(guò)各種攝像、各種感觸探測(cè)器進(jìn)行信號(hào)采集、分析、處理,并經(jīng)過(guò)機(jī)電一體化的設(shè)備進(jìn)行控制保護(hù)。
4.6 門窗、幕墻生產(chǎn)車間的機(jī)械手自動(dòng)化。
通過(guò)BIM設(shè)計(jì)中心的程序化管理，使材料的加工、制作及組裝按照自動(dòng)化生產(chǎn)要求自動(dòng)包裝入庫(kù)。
其核心技術(shù)部分為：
五、結(jié)束語(yǔ)
概括的講,IB是由建筑、BA、CA、OA等四種系統(tǒng)所構(gòu)成,將它們進(jìn)行有機(jī)性的整合后,以便對(duì)辦公室的業(yè)務(wù)處理提供各種高度化的機(jī)能,從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、機(jī)能性、可靠性及安全性的目標(biāo)。
BA、CA和OA系統(tǒng)共同組成了大樓的頭腦與神經(jīng)系統(tǒng),而建筑系統(tǒng)為三系統(tǒng)的軀體,同時(shí)亦為大樓居住者的活動(dòng)空間。智能建筑是人、信息和工作環(huán)境的智慧結(jié)合,是建立在建筑設(shè)計(jì)、行為科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會(huì)工程學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、人類工程學(xué)等各類理論學(xué)科之上的交叉應(yīng)用。智能建筑是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。
