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概述

本章导读：

本章从建筑设备自动化控制技术的发展出发，介绍了智能建筑的起源、发展和组成内容，并结合发展趋势介绍了智能建筑的生态特性和可持续发展的系统集成思想。通过学习，理解智能建筑的发展趋势和阶段，理解建筑智商的评价原理，掌握智能化建筑的分类和基本结构，对如何实现智能建筑的可持续发展建立一个比较清晰的概念。

人类最早居住的建筑极其简陋，只能用于遮阳避雨、防风御寒，后来出现的壁炉、火炕和天窗，成为人类对建筑环境进行改善和控制的最原始设施。随着人类社会的不断发展，建筑物在人类的生活与工作中显得日益重要。一方面，人们对建筑环境的要求越来越高，逐步对建筑热湿环境、空气品质环境、水环境、电环境、光环境、声环境、信息环境提出了越来越明确的要求；另一方面，随着科学技术和生产力的迅速发展，为改善和提高建筑环境质量提供了越来越多的新型建筑设备。因此，传统的水、暖、电等建筑设备的含义迅速扩大，建筑设备的种类越来越多，功能越来越多，技术水平越来越高，系统越来越复杂，其投资、运行能耗和维护费用也越来越高。为了充分、有效地发挥设备潜力，提高系统的整体效能，降低设备运行能耗和系统运行、维护费用，实现建筑物设备自动控制，建筑设备自动化系统（Building Automation System，BAS，楼宇自动化系统）成为建筑技术不断发展的必然要求和自动化技术在建筑领域应用的必然结果。

进入20世纪80年代，电子技术和计算机网络技术得到极大发展，Internet的出现和普及，已逐渐将人类带入信息社会，人类的生产、生活方式也随之发生变化。人类对现代化居住和办公的建筑环境提出了更高的要求，要求建筑具有适应信息社会的各种信息化手段和设备，以便更好地满足人们工作和生活的需求。在建筑设备实现自动化控制的基础上，引入了涵盖通信、计算机、网络等领域的现代信息技术，基于“信息＋建筑”二元信息物理系统的智能建筑（Intelligent Building，IB）就逐渐形成。与智能建筑相比，传统建筑由于缺乏数据缆线、基础电子设施以及更符合人工作和生活要求的空间与构造设计，空间展开以及各项服务，不同项目间的协调性较少甚至完全没有，在建筑环境品质、工作与生活便利性、安全性、能源利用效率等方面差距较大。而智能建筑是现代建筑技术与信息技术、控制技术有机结合的产物，具备集数据互通、语音互联、图像互享、网控一体、环境控制、氛围营造等功能的人工智能体，能为使用者提供更为高效舒适、安全可靠的工作及生活环境。进入21世纪后，基于“信息＋建筑”二元信息物理系统的智能建筑在分布式智能控制理论的推动下日益成熟，现场总线与智能控制成为其主要技术。随着人们对提高工作效率、提升办公与居家生活环境品质等目标的逐渐明确，“以人为本”的理念彻底进入智能建筑的规划、设计和运营维护全周期，IB发展成为基于“人＋信息＋建筑”的智慧建筑（Smart Building，SB）。第一代智慧建筑以物联网、云计算、大数据、智能控制为主，第二代智慧建筑则以人工智能（Artificial Intelligence，AI）驱动为主要特征，更多地体现出人与建筑的共融特征。未来的智能建筑将发展成为基于AI的高智慧建筑，实现实时感知、高效传输、自主控制、自主学习、个性化定制、自组织协同、自寻优进化、智能决策，具备价值互联与再造能力，不断扩大建筑业生态圈并拉长建筑产业链，成为促进社会发展的主力军。智能建筑的演变过程如图1.1所示。