阮晓东
智能建筑与物联网的结合，将促使智能建筑融入智慧城市之中，推进智慧城市的发展
要实现真正的智能建筑，必须要借助物联网及云计算这两项关键技术，特别是物联网。由于智能照明、安防、楼控都离不开传感器的支持，所以相对于其它的行业，智能建筑与物联网联系更加密切。且从行业发展的角度来看，智能建筑系统未来需要对所有数据进行管理，并且要足够智能。
物联网不仅可以带给智能建筑更大的发展空间，还可以通过数据互联来提升生活效率。所以从本质上说，智能建筑与物联网的结合，将促使智能建筑融入智慧城市之中，推进智慧城市的发展。
智能建筑与物联网结合的必然性
智能建筑（Intelligent Building）是指运用自动化、通信、信息技术等智能化手段提供安全、高效、便捷和节能等功能的建筑。上世纪80年代后期，发达国家借助计算机、通讯及控制技术的发展，并通过它们的系统集成让智能建筑获得了快速发展的机会。我国则在上世纪90年代后期开始在上海、北京、武汉、西安等大城市建设智能建筑。
无论是发达国家还是我国，早期的智能建筑物均以办公楼（包括自用的办公楼及出租的办公楼）和旅馆、酒店等为主；之后，一些机场航站楼、大型火车站、博物馆、展览馆、体育馆、以及专业性很强的如邮电枢纽，电力调度中心、天然气调配中心、银行，等等。在功能上有特殊要求的建筑物也纷纷打上了“智能”的标签。不过，彼时的智能建筑行业所暴露的“非智能”缺点也非常多。比如行业缺乏整体规划、盲目追求大而全、炒作概念、达不到预期效果等诸多问题。其中，最突出的相关配套服务的缺失问题以及多个系统之间的整合问题一直制约着行业的发展。
每一种新生事物从诞生到成熟，几乎都要经历一些复杂的波折，智能建筑也不例外。
对于相关配套服务的缺失问题，其原因可以归结为产品制作、工程运用、运行维护三个环节衔接不畅，其中“建管脱节”是造成智能建筑相关配套服务缺失的重要原因。由于智能建筑长期以来相关法律不健全，没有一个清晰的法律法规体系，所以很多智能建筑从开始规划到建设到验收一直到最后运维都无法可依。而传统的物业管理方式根本无法适应智能建筑所要求的“现代化管理和信息管理”模式，所以其配套服务缺失问题就成为行业发展的系统性问题。
那么，对于系统之间的整合问题，则更为棘手。
一座智能建筑需要多少行业来进行协调呢？答案是超过十个。比如电力、给排水、煤气、消防、安保、广播电视、网络、计算机、自动控制、公共卫生、邮电、公共照明等。正因为智能建筑横跨这么多行业，所以多个系统之间的整合和设备之间“对话” 通畅极为重要，如果其中任何一个系统出现问题，都可能导致整个系统运行失败。不过，在物联网没有出现之前，各个设备之间的“握手”还是一个巨大的难题。有时候，各个部门之间会进行协调，但在若干跨行业的管理问题上却缺少一种必备的技术能力和系统思维，导致很多智能建筑如同大多数时间是在“偏执”地工作。
物联网的应用，则为上述问题的解决展现了某种“前世的必然姻缘”。这种智能建筑与物联网的结合的必然性，也因新时期“智慧城市”作为物联网应用的最热点获得了持续的认可。
比如，智能建筑与物联网相结合，不仅顺应了智能建筑的智能物件和子系统的大集成和管、控、营一体化的需求，让智能建筑朝着实现网络化互联迈进；还扩展了物联网的应用领域，促进物联网的横向拓展。面对“智慧城市”三大内涵，即有效的感知、便利协同和智能处理，物联网为智能建筑在城市发展中产生的一些问题提供了有效的解决办法。其中在智能运算方面，物联网透过Web Access等软件加值平台，进行多样化I/O与IT接口及桥接集成服务；在可靠传递方面，物联网透过通讯门户提高效能，有效管理各种物件的开关装置，让资料无隙集成；在全面感知方面，则是透过精确可靠的感知网络，以开放的通讯协议为基础，将微芯化的传感器，嵌入到各样家居和电器设备。
这就是“物与联”的优势，不仅建筑物的使用质量获得提升，建筑物使用机能得到保证，而且建筑物使用寿命得到延长，建筑物的维护管理费用也得到降低。更好的人性化生活空间与环境就因此建立起来了。
带给智能建筑更大的发展空间
有不少业内专家都提出，2014年将是物联网发展元年，无论在媒体关注度、资金投入、产品应用方面，物联网将在今年得以大展拳脚。在物联网的带动下，现代智能建筑综合管理系统已成为一个高度集成、和谐互动、具有统一操作接口和界面的“高智商”信息系统。也正是因为这样的特点，物联网带给智能建筑发展的想象空间是巨大的。除了在住宅建筑方面物联网可为用户提供舒适、方便和安全的建筑环境，公共建筑、商业建筑、交通建筑和工业建筑等均可以通过物联网获得更强大的“智慧生命力”。
其中在智能住宅层面，物联网带给建筑的是消防自动报警与控制、安防、电梯、供配电、供水、智能卡门禁、能耗监测等系统，这些系统实现了基于IT的物业管理系统、办公自动化系统等与控制系统的融合，并可进一步形成智能建筑综合管理系统。目前，我国大部分新建小区均在小区内、电梯以及地下室或者楼道里安装了安防监控系统。
在智能公共建筑方面，我国有关部门已初步确定全国近40座城市作为“十二五”期间公共建筑节能改造重点城市，要求每个城市未来两年内完成改造建筑面积不少于400万平方米。在政策的带动下，我国把物联网技术引入到建筑能效管理领域，对建筑能耗进行动态监测和分析，以实现建筑的精细化管理与控制已成为一个大的趋势。特别是通过公共建筑节能改造和在新建建筑中新能源的应用，结合绿色建筑技术和太阳能光伏发电、低温热水发电、微电网、能耗管理监测系统等的节能策略已经带给用户很多新的价值体验。
在智能商业建筑方面，运用现代的物联网控制技术、通信技术、计算机网络及软件开发技术，设计的为写字楼在内的现代商业建筑提供信息资源共享及楼宇管理运营的基本平台，已经进入到商业建筑物的空调、供热、给排水、变配电、照明、电梯、消防、广播音响、闭路电视、通信、防盗、巡更等众多领域。
在智能交通建筑方面，我国正以高速公路光纤网为主体，以电信公网为补充，把各种感应器嵌入和装备到铁路、桥梁、隧道、公路、建筑等各种交通建筑中。全面覆盖省、市、县三级交通管理部门，用于支撑行业各类语音、视频、图像、信息、数据的实时传输和共享交换的智能交通建筑也正在快速推进中。比如北京已经开始实施的首批6项智能交通示范工程，包括长安街公交站台电子站牌系统、交通信息（公共交通、自驾车、慢行交通）服务系统、公共交通客流数据采集与服务系统、出租车调度服务系统、公共自行车租赁服务系统、营运性车辆物联检测与管理信息系统等。
进入2014年，中国依然处于快速的城市化进程中，城市与城市化人口规模在不断扩大，物联网与智能建筑的结合，对中国的经济、社会、人文、政府治理等发展提升意义重大，对拉动国家的整体发展水平作用亦极为重要。
市场培育期依然漫长
伴随着新一代物联网、云计算等信息技术的飞速发展，在中国建设一个智能化、信息化的智能建筑体系已经不再遥远。相关报告指出，全球智能建筑市场规模预计将由2014年的6545.7亿美元增至2019年的12665.8亿美元，2014年至2019年间年复合增长率达14.1%。在中国，2012-2015年如果该新增建筑全部具有智能建筑需求，则市场需求将达到1.87万亿元。目前在新建建筑智能化占比中，美国为70%，日本为60%，假定中国未来25%的建筑具备智能化，则市场需求为4682.07亿元。
不难看出，未来五年，智能建筑建设将高速发展，然而，智能建筑建设路漫漫兮，智能建筑市场发展目前依然面临着诸多问题。
在宏观层面，根据国家信息化专家咨询委员会调查比较，智能建筑主要存在三方面的问题。一是建设目的不明确。一些城市在建设过程中很少关注当地经济社会发展的实际需要、城市特点和当前需要重点解决的关键问题；一些城市盲目模仿其他城市的建设模式；一些城市的建设方案偏信了厂商提供的解决方案，使相应工作具有了片面性。二是建设思路不清晰。很多城市都把建设智能建筑定位为建设项目，只简单地把政府部门准备建设的信息化项目打包，既没有明确的任务和实施路线图，又没有跨部门共享和业务协同的信息机制、政策机制，只重投资，不求效果。第三个问题则是建设模式不可持续。中国智能建筑的发展主要是政府推动型，各地对智慧城市建设的长期性、复杂性的认识明显不足，很多城市的智能建筑建设缺乏运营和管理的长效机制，以及相应的配套体制和法制环境，使得市场配置资源的基础性作用难以发挥。
而在微观层面，无论是开发商、运营商还是客户，均面临着巨大的压力。问题之一的资金链问题成为摆在开发商面前的第一道坎。不同于销售住宅可以帮助开发商快速回笼资金，智能建筑的“兑现”时间相对缓慢。二是运营经验问题，虽然智慧城市是城镇化发展的大势所趋，但智能建筑却在发展的过程中遭遇了诸多政策障碍。比如在真实的运营环境中，由于采用智能建筑通信协议（如BACnet和LonTalk）的连接设备是公开的和透明的，因此增加了系统受到攻击的机会。一个系统中的安全漏洞可能产生多米诺效应，危及整个建筑网络。
智慧与绿色将相伴相生
据住建部测算，2020年后，我国建筑能耗将占社会总能耗的30%-40%，超过工业，成为全社会第一能耗大户。如果能实现建筑节能的一体化监测管理，就实现了一个城市30%-40%的社会总耗能的综合治理。中国绿色建筑协会给出的数据也表明，建筑能耗及其相应的碳足迹占全球总量令人吃惊地高达40%，大大超过运输业的总和。
正因为如此，通过物联网与智能建筑的结合以有效地管理、监测、衡量能源系统，同时增加可再生能源技术供应，如太阳能、风能和燃料电池以及能源自动化需求的响应项目，以减少建筑运营开支，正在成为智能建筑可持续发展的持久路线。
这种效果的达成，物联网在其中扮演了重要的角色。比如物联网通过各种温度、湿度等传感器，使智能建筑具有人员管理、能耗数据采集、室内环境舒适度自动控制、数据显示、统计、分析、安保预警及能耗设备控制等功能，进而使得建筑管理者能够了解大楼的实时能耗情况，及时作出处理，达到降低能耗的目标。
此外，物联网通过各种智能传感器、智能采集设备等技术手段形成的智能电网，不仅可以实现对电网属性、环境状态、行为态势等静态或动态的信息进行大规模、分布式的信息获取，进而应用在电网建设、电网安全生产管理、运行维护、信息采集、安全监控、计量及用户交互等各个方面，还可以促进智能电网与智能建筑的融合。这种系统之间的融合，将全面提升智能建筑的能源管理水平，比如停电现象将大幅度下降，风能、太阳能等新能源发电将更容易接入城市电网，电力公司还可以实时监测和预警诊断各种不利天气的影响，提前做好相应的故障预判、设备检修等工作，提高设备检修、自动诊断和安全运行水平。
目前，欧美各国正在逐步实现智能电网与智能建筑的融合。欧洲开始建设的智能电网，核心是可再生能源技术并实现并网，同时大力推广智能电表的使用。美国则是在开始将智能电网的建设上升到国家战略，将旧有电力设备全部进行改造升级，并增加新的技术应用。
可以说，智能电网和智能建筑的交互应用，将为建筑带来集成设计、灵活便捷控制、舒适的室内环境、高效工作氛围、节能、自动气候调节等绿色体验。智能建筑及智能建筑群落，通过物联网、云计算搭建的“智能能源云管控平台”，对一栋建筑以致一个小区的建筑群进行建筑能耗的优化和打点，能更好地实现节能减排，无需对建筑做结构上的节能改造。
未来，一座城市所有的建筑群也许可以统一进行能源管理和控制，智慧与绿色，将成为物联网与建筑结合发展的重要特征。
