智慧城市建设：打造“智慧”生活

2015年5月20日 济南法律咨询

伦敦西门子“水晶”大厦占地6300多平方米。与其他同类写字楼相比，可节电50%，二氧化碳排放量减少65%。

上海中信泰富广场通过量身定制的节能解决方案，第一年就节省了185万度电。

智慧城市建设在全国如火如荼地进行着，而作为其主要建设内容之一的智能建筑也如雨后春笋般拔地而起。什么是智能建筑？如果将建筑物的结构和装饰比作一个人健康的身体和英俊的外表，那么通过各种现代技术构建的智能系统，使建筑物拥有“聪明”的大脑和敏锐的视觉和感官。、听觉和触觉，能采集和处理楼宇内外的信息，并通过智能系统做出适当的反应，为楼宇管理者和使用者提供各种信息，提高人们的生活质量，为住户带来多元化的信息和安全、舒适、便捷的环境生活环境。

智能建筑正在给人们的生产和生活方式带来许多根本性的改变。在这一系列过程中，技术“笋”比比皆是。

水泥和老鼠的时代已经到来

在西方发达国家，建筑智能化早已兴起。1984年，美国联合技术公司UTBS对位于康涅狄格州哈福德市的一座金融大楼进行改造，并将其命名为City Place（城市大楼）。主要增设了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等，使居民能够得到通信、文字处理、电子邮件、情报资料检索、行情查询等服务。同时，大楼内所有的空调、给排水、供配电设备、消防、安保设备均由计算机控制，实现了全面的自动化和信息化。改造后，建筑的功能发生了质的飞跃，建筑使用者获得了经济、舒适、高效、安全的环境，全球第一座智能建筑诞生。从此，世界范围内的建筑智能化建设走上了快速发展的轨道。

中科院自动化研究所研究员陈龙告诉记者，智能建筑的发展是科学技术和经济水平的综合体现，已经成为我国现代化水平的重要标志之一。一个国家、地区和城市。根据不同用途、不同人群、不同地域的差异，智能楼宇将以人为本，为人们提供个性化服务。据悉，我国智能建筑设计标准将智能建筑定义为：“以建筑为平台，结合建筑设备、办公自动化和通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，为人们提供安全的，

自20世纪90年代初智能建筑技术引入我国以来，智能建筑技术在我国得到推广应用，其应用领域已从酒店、商业建筑扩展到住宅建筑和城市综合体。目前，上海、天津、广州、深圳等城市进入新一轮智能楼宇建设高潮。继中国第一座智能大厦建成后，北京发展大厦、上海金茂大厦、上海世茂国际广场、南京中信银行北京大厦、首都机场新航站楼等智能大厦也相继建成。

对于普通居民来说，智能楼宇的魅力或许在于更直观、更自由的“控制”。上周，由西门子开发的用于远程控制楼宇自动化设备的移动应用程序home在( ) 市场上线。此前，此应用仅适用于苹果 iso 系统。版本的发布，意味着更多的用户将能够通过智能手机“控制”智能楼宇。据西门子相关负责人介绍，home支持6种语言，这款应用可以实现远程楼宇的自动化操作。无论白天还是黑夜，用户都可以通过该应用随时监控和调节大楼的供暖、通风、空调等设备和系统，使大楼的能源利用更加高效。

通过该程序，用户可以轻松掌握暖通空调系统的当前运行状态和重要指标。如果系统无法有效运行或发生故障，应用程序会通知用户。该能耗指示器使用彩色符号告知用户需要进行调整的地方。如果出现问题，用户也可以直接通过主页进行调整。对于楼宇物业人员来说，他们不再需要驻守在中控室，只要有一部手机，就可以在别处自由控制楼宇的通风、空调、暖气等。然而，除了提醒客户各种节能可能性之外，家庭本身不会采取任何行动。实现对建筑物或家庭舒适设施的远程访问和直接控制。例如，当人们度假回来时，可以在到家之前提前打开供暖系统；如果百叶窗落在后面，无论身在何处，房主都可以“遥控”关闭它们。

在手机上“控制”楼内设备的运行，就是这么简单。除了楼宇的综合布线、安防等主导要素外，“楼宇自控”更是智能楼宇的核心系统之一。抛开晦涩难懂的专业术语，所谓“楼宇自动化”就是对楼宇内的电气设备进行检测、分析和控制，以达到统一高效管理的目的。随着建筑能耗过高问题的日益突出，节能减排的要求也越来越迫切。设计者不仅要将节能作为楼宇自控系统设计的出发点，也能够有效地掌握和衡量节能效果。此外，整个节能过程需要更加智能化，将数据分析、自动决策等技术与人工控制用电量、温度控制、设备节能措施等相结合，为企业提供更完整、更详尽的数据。节能减排。

近年来，设计的新变化为楼宇自控企业带来了商机。不少智能产品厂商开始调整经营策略，转向节能领域。三菱电机相关负责人告诉记者，三菱电机提倡“可视化节能”理念，不仅着眼于提高设备性能，还依靠可视化、透明化的管理方式，把握能源消耗趋势，提出有针对性地对建设运营提出意见。在建筑节能项目实践中，三菱电机根据学校用能特点，将各类能源消耗整合成完整的能耗分析体系，并定期调整节能措施，取得良好的节能效果；通过对校舍利用率的分析，实现了对教室、宿舍等场所的空调、照明系统的高度智能化自动控制，降低了学校的用电量。

展望未来，西门子楼宇技术解决方案与服务部负责人认为，安防与楼宇自动化之间的传统分界正在逐渐模糊，综合全面的危机管理和楼宇自动化解决方案及增值服务将成为普遍趋势。为满足这些需求，西门子提供“楼宇整体解决方案”，可实现多个技术基础系统的集成：电气安装、供暖、通风、气候控制、照明控制、门禁控制、视频监控、报警系统、火灾探测和疏散系统。

“智商”升级，更绿色“更深”

建筑物有各种形状和大小，从快餐店到高耸的办公大楼。但大多数建筑有两个共同点：对能源的巨大需求和提高能源效率的巨大潜力。事实上，根据美国和德国政府的统计，住宅和商业建筑消耗了世界 40% 的一次能源，排放了世界 21% 的二氧化碳。另一组研究数据显示，全球建筑采暖和照明能耗约占总能耗的40%。但随着智能楼宇管理系统的广泛采用，供电、供热网络的负荷将大大减轻。

于是，这样的场景越来越普遍：当最后一个员工刷卡离开办公室时，办公室里所有的灯都会自动熄灭；炎炎夏日，如果只有两三个员工在办公室工作，空调会自动调节室温；如果某个房间的室温过低或过高，系统会向相关管理人员的手机发送报警信息作为提醒……它仍然是钢筋混凝土建造的建筑物，但因为它密密麻麻布满了一张无形的信息网，使建筑整体“智商”升级，从而更加绿色环保。事实上，智能建筑本身的发展，以及它所经历的历程，

我们对绿色建筑并不陌生。最直观的解读就是建筑可以达到节能降耗的目的。西门子楼宇科技技术总监钟庆华表示，国际协会对绿色建筑都有正式的定义。“绿色建筑要求建筑物及其周围环境的设计、建造和运行，首先要符合更有效地利用资源（如能源、水、原材料等）。其次，绿色建筑要减少浪费、污染和破坏环境。此外，绿色建筑可以提高居住者的健康和生产力。绿色建筑的特点是它们具有绿色和可持续的场地评估，并且可以节约用水，使用能源和保护大气层。他们合理利用资源，室内环境质量上乘，设计工艺创新。”

可见，“绿色”建筑的定义不仅仅是在建筑中安装系统，通过硬件达到节能降耗的效果，还要辅以能耗监测和节能措施，以达到节能降耗的目的。降低功耗。钟庆华告诉记者，大楼的真正成本在于60年后的设计、建造、运营和重建。一座建筑80%的成本是在运营中产生的，其中能耗占40%，运营成本占60%。“因此，我们对建筑有了新的思考方式。在建筑方面，我们可以投资于减少绝缘材料、供暖和制冷、照明和电器的排放。” 根据西门子的计算，

“自 1990 年代以来，西门子一直关注建筑能效。” 钟庆华表示，“通过西门子合同能源管理方式，客户无需承担任何费用，西门子对建筑供暖制冷、照明减排改造等进行科学合理的设计，从而降低能源消耗，提高运营效率，将节省下来的成本用于支付项目成本。” 据了解，西门子已广泛涉足绿色节能建筑领域，参与了香港第一座零碳建筑的建设、北京市朝阳区政府办公楼等项目。

据悉，2011年投入使用的西门子上海中心已获得美国绿色建筑委员会颁发的LEED金奖认证。与国内同规模建筑相比，每年可节能30%，减少二氧化碳排放1400吨。整个园区采用多项西门子节能技术，通过能源管控系统、高效水泵风机变频、节水环卫设施、热能回收、智能高效照明及遮阳系统等，有效改善和优化能源和自然环境。建筑资源的使用。“上海的西门子大厦采用了最大限度的日照照射、照明控制系统，我们力求尽可能使用自然采光。”

近年来，城市综合体如雨后春笋般在大城市拔地而起。城市综合体是将城市中的商业、办公、居住、酒店、展览、餐饮、会议、娱乐、交通等三种或多种城市生活空间组合起来，并在各部分之间建立起一种相互依存、互惠互利的关系。建筑的活动关系形成了一个多功能高效的综合体。它与多功能建筑的区别在于，城市综合体是由具有多种功能的优化建筑组成的有机体，也就是说，它本身就是节能的产物。事实上，城市综合体也可以实现更高效的能源集约化。

据了解，城市综合体的能源消耗随着功能区组合的不同呈现出不同的趋势。一般来说，空调耗电量占总能耗的50%左右。城市综合体的节能挑战主要表现在：一是业态多样，客户需求差异大，能耗特点不同；庞大而复杂，行动计划复杂多变。

不难发现，这些既是节能的难点，也是提高能效的突破口。钟庆华表示，以位于上海市中心的中信泰富广场为例杭州楼宇自控系统，这座城市综合体是一座集大型购物广场、购物中心、商务办公等功能为一体的地标性建筑。通过最近实施的节能改造，降低了大楼的运营成本。、提高设备可靠性和提高环境舒适度等目标。西门子在对中信泰富广场的能耗进行了详细的审计、研究和评估后，为其量身定制了相应的节能解决方案，并对相应的设备和系统进行了升级改造，主要包括锅炉节能控制系统、

今天的中信泰富广场已是一座高效节能的城市综合体。改造后第一年，节电185万度，折合人民币153万余元；第二年，节电172万度，折合人民币142万元。据记者了解，虽然节能改造成本不菲，但投资回报超预期，只需3.5年即可收回全部投资。

智能建筑，智能用电

随着智能楼宇技术和智能电网技术的不断成熟，两者也碰撞出新的火花。

在阿拉伯联合酋长国的沙漠中，一座未来的绿色城市即将出现。这座名为马斯达尔的城市毗邻阿联酋首都阿布扎比，汇集了来自世界各地的能工巧匠。建成后，这座城市将能够容纳 50,000 名居民，其能源需求将完全由可再生能源满足，同时实现二氧化碳零排放。据了解，全市电力将主要由太阳能热电厂和光伏装置提供。

马斯达尔的规划者希望提高能源效率，以抵消部署先进能源解决方案的高成本。事实上，马斯达尔居民的人均用电量预计只有目前水平的 1/5。

当前瞻性规划与现代技术相结合时，这一目标是完全可以实现的。遵循这一理念，马斯达尔的建筑相对集中，相互遮阳，从而减少对空调的需求。此外，城市中的所有建筑物都将建在混凝土基座上，这将有助于在建筑物底部形成空气流通，从而保持凉爽的室温。统计数据显示，空调目前占阿布扎比总能源消耗的比例高达70%，而马斯达尔的这些规划建设措施有望大幅降低这一比例。

马斯达尔的绿色高科技概念由英国建筑师诺曼福斯特提出，这座城市预计将于 2016 年完工。一旦该概念被证明可行，世界各地的城市规划师和建筑师将能够根据关于本项目中的新技术。马斯达尔当然非常独特。毕竟，从一开始就着眼于将环境影响降至最低的城市建设机会并不多见。

对智能楼宇管理技术的需求无处不在。例如，在工业化国家，建筑物已经开始从单纯的能源消耗者转变为电力市场的积极参与者，在市场上出售它们生产的电力。“越来越多的建筑物配备了自己的光伏发电系统或小型风力发电厂，智能电表的应用将带来很多变化。”

除了用于显示用电量外，这些小型智能电表还将能够与家用电器和电力公司进行通信。根据欧盟指令和德国法律法规，自2010年起，所有新建现代建筑都必须配备智能电表。通过这种方式，消费者可以更好地了解他们的电力成本，电力公司可以更准确地预测电力需求并推出新产品，包括每 15 分钟调整一次的动态定价机制。这减轻了所有电网的压力，因为需求可以更容易地“摆脱”。事实上，专家预测通过这种方式最多可以节省 20% 的电力。

当然，智能建筑借助智能电网所能实现的节能比例因建筑而异。一般来说，建筑物可以实现20%-25%的节能。例如， 解释说：“购物中心的节能潜力通常可高达 50%，办公楼为 20% 至 30%，医院为 5% 至 10%。” 这些差异主要取决于建筑物的用途。以欧洲为例，很多当地的购物中心通常一天营业10到12个小时，周日不营业。医院不同，必须全天候运作。“这就是为什么医院没有太多节能空间的原因。同样，办公楼的暖气可以关掉，但医院还是不能开工。” 位于美国的西门子零售和商业系统（RCS）专门从事大型连锁商场的能源管理，从该公司的数据可以证明这一点。尽管电费上涨，但公司客户的电费却减少了 15%-30%。鉴于美国商业建筑占建筑总能耗的 46%，RCS 对能源需求的潜在长期影响将是巨大的。

先进技术不仅可以帮助热带和温带地区节约能源，也可以帮助严寒地区节约能源。以新建的Rosa Lodge为例。得益于西门子提供的先进建筑技术和组件，这座海拔 2,883 米的建筑将在很大程度上实现自给自足。建筑物的电力通常由光伏系统提供，而热电联产装置将提供应急电源。为了最大限度地提高能源效率，该建筑的控制系统将根据天气预报和预定信息协调电力和供暖系统，以及储能和电力需求。同时，