1.建築的生命與智能

1.1　從智能產品說起

隨著現代科技的進步及互聯網絡的普及，智能化產品已開始進入社會和家庭。目前，世界上一些大公司正競相開發功能各異的智能化產品。因此，智能化產品在21世紀將成為現代社會和家庭的新寵及追求。
　　美國摩托羅拉公司計劃研製一系列智能化產品：其中帶有電子標籤的衣服可「告訴」智能洗衣機如何洗滌；智能冰箱能夠「解讀」食品上的標籤，提醒主人及時添置食品；智能洗碗機則可與其他智能家電相互「協商」並「和睦相處」，以決定噪音大小或使用多少能源。該公司預計上述產品將在21世紀初問世。
　　日本松下電器公司研製的一種電子熱水瓶已在50戶家庭中進行試驗。這種熱水瓶附有液晶顯示屏，類似「高齡者居家安全確認系統」的終端機，人們可通過電話每天兩次檢查老人是否使用熱水瓶的情況，還可通過語音查詢瞭解其他資訊情況。此外，松下公司還將研製具有家庭伺服器功能的智能冰箱，這種冰箱可集中管理電視、音響、熱水器、空調等家用電器。針對獨居老人寂寞的生活，松下公司將推出可與老人簡單對話的智能玩具——寵物貓。這種」貓」除可為老人解除孤獨、寂寞，還可與互聯網連接，記錄老人與「貓」對話的次數，起到監護老人安全的目的。
　　英國IcL電腦公司和伊萊克斯公司不久前研製出智能冰箱。這種冰箱不僅可提醒主人存儲的食品是否快吃完，而且還能上網發送電子郵件。美國魯特格爾斯大學研製的智能微波爐也已進入實用測試階段。這種微波爐能夠根據食品上的條形碼標籤信息烹好食品，不僅操作簡便，而且可根據條形碼信息「決定」加熱食品時間及烹飪的溫度。
　　除智能家電外，智能材料的研製步伐也在加快。英國雷丁大學已研製成智能型溫室覆蓋材料，這種材料可通過控制溫室光照起到殺滅細菌、減少病蟲害、提高作物生長質量的作用。德國研製的智能纖維增強材料，重量輕、強度高，可根據外界環境變化控制材料改變形狀。該材料應用廣泛，可用於航空、建築等領域。
　　智能汽車的研製幾年前便已起步並取得了可喜的成果。最近，美國和日本的科研人員正共同研製一種智能汽車。該車依據車上的電腦及裝於方向盤、油門、制動器上的探測器，能夠預測司機做出諸如轉彎、加速、超車的意圖、動作，自動啟動車內警報或制動系統，提醒甚至制止司機的危險動作。在模擬測試中，該車可在司機做出危險動作前12秒，預測到司機的危險動作，其預測的準確率據稱高達95％。
　　智能化住宅的研製也取得長足的發展。美國國際商用機器公司和貝爾大西洋電話公司與建築商合作，為人們提供集「電腦、通信、建築」三合一的智能化住宅。這種住宅牆壁內裝「家庭管理系統」網絡設備，住戶可通過預設的指令，遙控家中的任何電器。目前，能夠辨認出主人並自動開啟的自動門、自動啟動一些家用電器的視聽設備等已進入家庭。
　　隨著現代科技的進步，智能產品將越來越面對公眾生活，具有智能型的建築將應運而生，如用計算機管理建築已成為時尚且效果尤佳。如美國得克薩斯州開發的500棟新型建築物能夠自己控制能源的消耗，與普通建築物相比，可以節約能源20％左右。它們利用微型計算機管理包括照明、加熱、取暖、製冷和空調設備等在內的全部耗能系統，節能效果十分顯著，而且可以減少管理人員。美國能源管理部門十分看好這項新技術，計劃在全國推廣。
　　西班牙隆卡建築事務所最近推出一種旋轉式公寓住宅，很引人注目。這幢住宅約24小時旋轉1周，或者按季節調整其旋轉方位和週期，以保證每個房間都可以得到充足的陽光和流通的空氣。它的旋轉機構設計獨特，全部由計算機操縱和控制。
　　美國建築專家巧妙構思，研製出一種由計算機控制的旋轉房屋。它裡面安裝了一種如同雷達的紅外線跟蹤器，屋內的馬達天一亮就會啟動；接著整座房子便像向日葵似地迎著太陽緩緩轉動，一直與太陽保持著最佳的角度，從而確保屋內能夠射人最多的陽光；在太陽下山後，房屋又慢慢地回復到原位。這種新式房屋一方面充分利用太陽能驅動房屋運動，確保了室內的日常供熱和用電；另一方面能夠儲存寶貴的光能，以便陰雨天和晚間使用。
　　日本科技人員在東京的麻布地區修建了一座現代化的房屋，以解決大自然如何協調的問題。它設計新穎，有一個半露天式庭院，在室內的感應裝置能夠隨時測量出天氣的溫度、濕度和風力等，然後將各種數據及時輸送給地下的計算機系統。後者以此為根據，控制著門窗的開閉和空調器的開關，使房間保持住戶感到最舒適的狀態。最有趣的是，在計算機的指揮下，房屋內的各種儀器配合默契、工作協調。例如，遇上颳風下雨的壞天氣，門窗會立即自動關閉起來，而調整室內溫度的空調器隨之開始運轉。倘若住戶正在看電視，這時電話鈴響了，電子控制系統便馬上自動地把電視音量縮小。
　　三澤房產公司是日本的大建築公司之一，它的研究人員開發的新式住宅系統可以節能1／4，被廣泛應用。這種節能住宅由於選用的是隔熱窗框和熱反射玻璃，因此隔熱能力和密封性分別提高了7倍和50倍。新住宅每套面積130平方米，造價為200萬日元左右。因為使用了計算機控制的節能系統，所以大大地減少了使用冷暖設備的費用，每年可省下能源費用25萬日元。日本竹中建築公司在東京市中心建了一棟6層大樓，它在強烈的模擬地震試驗中安然無恙。這棟新建築物之所以能抗震，一方面在於有一個液壓支架系統，能減弱和抑制40％的震動；另一方面是樓的頂層安裝了一個大滑塊，在大樓受到颶風或地震的影響將傾斜時，這塊9噸重的滑塊會根據計算機的指令朝相反的方向移動。
　　「建築是凝固的音樂」，但使建築具有生命已不再是人類的夢想。什麼是生命建築？它是有生命的，以生物的方式感知建築內部的狀態和外部環境，並及時做出判斷和反應，一旦災害發生，它能進行自我保護。生命建築概念是1994年底來自15個國家的科學家在美國討論時提出的。而在此之前，已有科學家在研究試驗，結果是令人振奮的。如美國的彼得·弗爾教授把光纖直接埋在建築材料中作為建築物的「神經」。光纖是光纖傳感器的一部分，通過感知光信號的相對變化特徵，從而反映出建築物變形和振動的情況。美國南加州大學的羅傑斯研究小組，則在建築物的合成梁中埋植記憶合金（SMA）纖維，由電熱控制的SMA纖維能像人們的肌肉纖維一樣產生形狀和張力變化，從而根據建築物受到的振動改變梁的剛性和自動振動頻率，減少振幅，使框架結構的壽命大大延長。此外，生命建築還應具有『大腦」，能自動調節和控制建築物內的無數光纖維傳感器，驅動執行器有條不紊地工作而不致於亂成一團。於是，科學家們為它們設置了一種計算程序，這個程序模仿一個真實的神經細胞，稱為人工神經細胞，它能在突發的建築事故中，具有判斷能力，或是由神經網絡處理，或是送往遠端的中央處理器處理。同時，生命建築還設置了自動適應系統，以便在必要時自動接換各自的傳感器等。同樣，由於地震和風暴會造成建築物大幅度振動，從而使其崩塌而被摧毀，因此生命建築應在災害發生時能自我保護。於是，日本發展了智能化的主動質量阻尼技術，當地震發生時，生命建築中的驅動器和控制系統會迅速改變建築內的阻尼物（如流體箱）的質量，從而改變阻尼物的振動頻率，以此來抵消建築物的振動。美國則研究地震發生時如何讓生命建築之間能自動伸出自己的驅動阻尼器，並連在一起，就像人在搖晃的船甲板上手拉手一樣不易跌倒。至於生命建築的自我康復，美國科學家已找到了好辦法，它的執行元件是充有異丁烯酸中酯黏結劑和硝酸鈣抗蝕劑的水管。當生命建築有裂縫時水管斷裂，管內物質流出，形成自愈的混凝土結構。

　　　　　　　　　　　 1.2　智能建築的產生及演變

　　智能建築是發展知識經濟的需要。
　　回顧歷史，不難看出：歷史車輪在永不間歇地向前發展，順潮流者昌，逆潮流者亡。200年前，中國作為超級大國在經濟與文化發展水平上是歐美無法比擬的。但是，中國的封建統治者沒有認識到歷史發展規律必然要從農業社會發展到工業社會，仍堅持小生產體制，最後被淪為半殖民地，經濟地位十分低下。改革開放後的中國發生了巨大變化，取得了很大進步，目前又處在一個由工業大生產向知識經濟轉變的重要歷史變革時期，這就是知識經濟的到來。改革開放後的中國深刻認識到這一點，並緊緊抓住這個歷史發展的難得機遇，正在大踏步追趕發達國家。每個時期的建築都與其所處時代的經濟發展水平相適應。在奴隸社會，生產力低下，建築僅是一個擋風避雨的窩；封建社會以農業經濟為基礎，中國秦磚漢瓦式建築在當時是一種典型；當今社會以大生產為基礎，混凝土、鋼結構的高大廠房與公共建築拔地而起。隨著人類文明、技術與經濟的進一步發展，知識經濟時代隨之到來，與之相適應的建築物也必須跟上時代發展的步伐，智能建築是歷史的必然。
　　早在20世紀80年代中期，美國企業界已有人認識到知識的價值和知識資本的意義，因此十分重視軟科學的研究與軟件產品的生產。正是信息與高新技術的應用才會使企業迅速從小到大，已創造出像美國微軟公司那樣迅猛發展及其總裁比爾·蓋茨成為全球首富的奇跡。與此同時，也記錄了美國電子管大王因忽視半導體的重要作用而徹底破產的慘痛教訓。任何時代的建築都與其所處的經濟發展水平和歷史環境相適應。伴隨著知識經濟的到來，傳統的建築已不能滿足前所未有的知識信息社會發展的需要。例如，北京飯店貴賓樓等建築在建築藝術與建築史上的名聲是大的，但因受過去歷史的局限，使其信息環境落後於當前信息時代的需要，也無法滿足發展知識經濟的需求，故接待富有的旅遊者是可以的，但無法滿足政府元首或跨國大企業首腦對建築環境的全面需求。據悉，北京飯店已制定了改造計劃。相比之下，新建的大型公共建築均系跨世紀工程，一般屬智能建築範疇，都具有不同程度的智能功能。例如，北京各大銀行的辦公樓、各省市的信息樞紐中心、上海的證券大廈等建築，均採用大跨度框架結構，建築平面劃分靈活；綜合布線提供了高速、靈活的信息傳輸通道；樓宇自動化系統創造了安全、舒適、溫馨和有助於提高人們創造力的環境；通信與辦公自動化系統能使人們能迅速獲取、加工與輸出各種信息。總之，改革開放促使中國的經濟突飛猛進，中國現代化的大型公共建築以堪稱世界之冠的規模和令世人矚目的速度發展，其主流是智能建築。新建的智能型建築與已有的傳統建築相比，更能適應發展知識經濟的需要，雖然距盡善盡美還存在不小的距離，但大方向正確，代表了建築業發展的潮流。
　　智能建築的概念，在本世紀末誕生於美國。80年代中期，智能建築在美、日、歐及世界各地蓬勃發展，我國的智能建築雖然晚至90年代初才起步，但迅猛發展勢頭空前，令世人矚目。近年來，「智能建築」一詞雖不陌生，但無論在國際上或在國內，至今尚無統一定義。其重要原因之一是智能建築是信息時代的產物，當今科學技術正處於高速發展階段，人類知識約5年就翻新20％以上，其中相當多的成果將應用於智能建築，使其具體內容與形式相應提高並不斷發展。時至今日，國外新建的大型建築多數已屬該範疇，智能住宅也已開始實施。作為近年世界大型建築主要興建區的中國，為了跟上信息時代發展的潮流，需要全面理解智能建築的深刻內涵，有必要先統一對「智能建築」的定義。
　　美國智能建築協會（AIBI）定義智能建築是：將結構、系統、服務、運營及其相互聯繫全面優化綜合，所獲得的高效率、高功能與高舒適性的大樓。該定義的特點是較概括與抽像，也較全面。歐洲智能建築集團（EIBG）把智能化大樓定義為：「使其用戶發揮最高效率，同時又以最低的保養成本最有效地管理本身資源的建築」。與普通辦公樓相比，智能大樓在建築和室內環境方面有其獨到的特點；智能大樓要求根據「以人為本、主隨客便、眾口能調」的設計原則，創造方便、舒適、健康的工作環境。智能大樓與信息技術的發展是息息相關、相輔相成的。一方面智能大樓是信息技術的集中應用和體現；另一方面智能大樓又是全球信息高速公路網的重要節點。我國智能大樓的建設還處於初級階段，無論在設計、施工、系統集成、系統調試和物業管理等方面都存在不少問題，但是，智能大樓無疑是我國建築業的一個重要的增長點，智能大樓既是對建築業的挑戰，更是建築業的一個發展機遇。應強調智能大廈具有多學科、多技術系統綜合集成的特點，故推薦如下定義：「智能建築系指利用集成方法，將智能型計算機技術、通信技術、信息技術與建築藝術有機結合，通過對設備的自動監控、對信息資源的管理和對使用者的信息服務及其與建築的優化組合，所獲得的投資合理，適應信息社會與知識經濟發展需要並且具有安全、高效、舒適、便利、經濟和靈活特點的建築物。」從該定義可看出，智能建築具有如下特點：１具有完善的數據、語言、圖像及多媒體通信設施與快捷的信息綜合服務；２具備安全、舒適、溫馨並能提高人們工作效率和激發人們創造力的高品質環境；３使用靈活、便於發展、運行經濟、投資合理，無論對使用者或投資者均有利可圖；４為達到上述要求，必須重視採用高新技術，並通過集成方法，充分發揮多學科技術、各種設備與系統的潛力，實現信息與資源的共享。
　　總而言之，智能建築既是一個概念，又是一類實際存在的建築物。只有以發展的眼光，動態地而不是靜止不變地分析和認識它，才能正確指導我們的工作。當前，有多種傾向需引起重視：
　　（1）認為智能是建築的高度自動化，故把智能建築看成是弱電工程師的事。實際上，建築結構是主體，沒有大跨度結構、開放的建築設計與節能的空調系統，弱電系統將難有用武之地。開放辦公、流動辦公概念的應用是提高其經濟技術指標的關鍵，沒有智能建築環境就沒有智能建築，也不可能有優良的弱電系統。我們強調智能建築環境的重要性與跨行業的特點，也是為突出其多學科性的特點。
　　（2）系統集成首先體現在設計、施工、運行、維護、管理、經營與服務的全面綜合。對於任何建築而言，優秀的設計是前提，但只有優秀的規劃設計不一定能成為智能建築的楷模，尤其要重視運營與服務。投資者與使用者是上帝，只有使「上帝」滿意並獲利，真正產生經濟效益與社會效益才是我們最終追求的智能建築。
　　（3）弱電系統的集成是重要的，是未來發展的方向，但近期受我國經濟條件與知識經濟發展水平的限制，不宜要求過高。據調查，如今上海高層建築的智能化系統也開始出現「空置」症狀一一投資上百萬元佈置了大樓智能系統，卻由於種種原因，「智能大樓」依然沒有智能。據不完全統計，上海有近800幢高層建築使用了計算機網絡系統，有上百幢大廈自稱是「智能大樓」，但是據專家分析，實際有80%以上的所謂「智能大樓」的智能系統已出現問題，處於「空置」癱瘓狀態。上海市一幢大廈使用智能設備不久，因一個小配件損壞向國外供應商購買，花去幾千美元，由於大樓使用的是國外公司壟斷經營的產品，小修小補動輒就是上千美元，最後業主吃不消，索性就放棄了全部的智能系統。在有些業主看來，沒有智能系統，大樓依然可以運轉，只是使用不便、效率降低的小毛病。對智能系統的外行管理以及系統本身的不成熟，使得越來越多的大樓將智能設備束之高閣。孰知這無形中造成的浪費將是巨大的，按智能化的弱電系統投資佔大樓總投資10％左右計算，一幢上千萬元投資的大樓，就要白白流失上百萬元的智能投資費用。一些大樓在設計時，不根據實際需求選擇智能系統，面面俱到地接納各類智能產品，不採取國外智能大樓那樣有所側重的投資策略，也造成了部分「智能」的「空置」和浪費。
　　如果說，智能建築作為一個新的經濟增長點吸引著眾多廠商、系統集成商的介入，是一件值得慶幸的事。那麼，魚龍混雜、良莠不齊的設計、工程和售後服務，十分令人堪憂。與一般不同的是，建築產品不可逆特性十分明顯，即建築安裝完成後，很難通過「修改」的方式彌補缺陷，完善其功能，建設智能建築尤其如此。智能建築行業標準、規範的推出，是建設部加強管理、規範行為、保障質量的重要舉措。在這些標準中，突出了一個「大廠商准人」的原則，即只有具備一定資格、一定資質、一定資金的大型設計、工程單位，才能承接智能建築的設計和工程。這一思路，與建築行業資質管理的總思路是一致的。有了大廠商准人原則，井不代表所有大型設計、施工單位都有能力承接智能建築工程。對相關專業的理解，技術人才的貯備，設計工程經驗的積累，制約著對新行業的開拓。多元化經營是一個熱門話題，是利？是弊？業界莫衷一是，面對智能建築的誘惑，是固守陣地，還是大力擴張？介入一個新行業，不但要有勇氣，更要靠實力。
　　為了支持「大廠商准人」，同時又協助大家減少投入新行業的風險，國家提出了一個「智能建築設計工程聯合體」的構想：由建設部。信息產業部等機關的權威咨詢機構出面，聯絡具有規定資質的大型設計單位、大廠商、大系統集成商及大工程商，綜合成聯合體，實行「信息交換，優勢組合、聯合作戰」的方式介入智能建築的設計和工程。對於「信息交換」，在現實的條件下，由於利益驅動的影響，還無法實行所有企業設計工程的信息共享，但是，通過信息交換的方式，可使不同專業的單位突出專長，並以共同體的方式出現。實現「優勢組合」，在這裡，權威咨詢機構的協調工作將是十分重要的，由於這一機構的協調，眾多項目能夠在主要環節上得到最優的服務，而參與其中的設計、工程單位在不作更多投入的情況下聯合作戰擴大了市場。在過去的眾多項目中，也有聯合作戰的例子，但存在利益槓桿的平衡問題，故大兵團作戰的現象十分罕見。我們應該從阿波羅登月項目的實施得到一些啟示：應該權威的協調機構指揮著數以萬計的科研機構、製造廠商及集成商，在系統工程思維方式的指導下，完成了這一創舉。智能建築或許不如登月計劃那麼龐大，但它也是一種系統工程，如果我們能夠借助登月計劃實施的精要，我們的工作或許會做得更好。可以假設一個項目的實施來說明這一過程：某天，一個大型工程項目的發展商或業主找到建設部、信息產業部的這一權威咨詢機構，要求對其項目進行咨詢。咨詢機構向發展商展示了工程咨詢、設計、施工、供貨、運行維護的全套程序。發展商或業主根據需求，選定了需要的服務項目，咨詢機構從設計、工程聯合體中選擇了最優組合，並提出了備用組合，得到發展商和業主認可後，一個針對該項目的、由國內大設計機構、廠商、系統集成商、工程商的組合開始運作，並根據業務階段或業主反饋的意見由權威咨詢機構進行整體協調。這是一個系統工程的綜合資源的集成。在工程過程中，各單位按規定完成自己的特定任務，而不必搭草台班子，進軍自己陌生的領域。以下再歸納智能大廈運行不正常的原因：
　　（1）概念原因：由於人們對智能建築的定義認識不正確，把不應該是，實際上也不是智能建築的建築也稱為智能建築去進行宣傳，現場參觀以後，當然就會對智能建築產生誤解。這不僅有損於對智能建築概念的理解，當然對智能建築實際運行情況及其發揮經濟效益與社會效益的調查也形成誤導。
　　（2）設計圖不完善原因：電氣施工圖設計不完善也是智能建築不能正常投入運行的一個重要原因。智能建築中所涉及到的辦公自動化系統（OAS）、通信自動化系統（CAS）與樓宇自動化系統（BAS）都是當前世界上的先進技術，設計單位很難一下掌握，熟悉起來要有一個過程。設計單位對選用的系統不熟悉，施工圖設計就相當困難，對每個系統應包括哪些內容，大家都有分歧，因此3A之後，又出現了SA，把本來已經包括在樓宇自動化系統（BAS）中的消防自動化系統（FAS）與保安自動化系統（SAS）單獨分出來。在國外樓宇自動化系統（BAS），當然應包括消防自動化系統（FAS）與保安自動化系統（SAS）。國內由於消防部門的要求，消防自動化系統（FAS）要單獨設計，否則有關部門無法審批通過。辦公自動化系統（OAS）與通信自動化系統（CAS）也要求由設計單位來完成設計。這兩個系統施工圖設計與產品的關係比較密切，各個廠家的產品在網絡結構、產品功能及價格上差別也比較大，施工圖設計如果選定了某一廠家產品，隨著建設週期的拖延，資金的變化等原因，很難按設計圖紙進行訂貨，訂貨一旦有變化，設計就要變化，所以辦公自動化系統（OAS）與通信自動化系統（CAS）施工圖設計只能作到綜合布線，並提出一個概算。由於設計上認識的不統一，加上一個工程設備訂貨往往變化多次，這也是造成智能建築不能正常運行，影響其經濟效益與社會效益正常發揮的一個重要原因。
　　（3）供貨商的原因：供貨商及其產品質量也是影響智能建築運行的一個重要因素。智能建築運行不正常，不能發揮其經濟效益，造成投資浪費，大都是指樓宇自動化系統（BAS），因為樓宇自動化系統（BAS）運行不正常往往是無法保證自動控制正常投入運行，或者無法實現工況自動轉換，以有效利用室外新風來節約能源，顯示部分一般都能保證正常運行。由於不直接影響到工作，就引不起業主的高度重視。國內智能建築中所選用的樓宇自動化系統（BAS）基本都是國外產品，而且以蘭吉爾、濟森與霍尼韋爾三大公司的產品為主，執行機構、閥門、變送器、現場控制站（子站）、網絡服務器及所有軟件成套供貨，其產品質量是完全可以保證的，但國外供貨商在現場調試。人員培訓、後期服務等方面不能保證，特別在與甲方及施工單位配合上更難做好。設備到貨或有些安裝調試結束後，再進行聯繫就相當困難，而後期服務費用甲方難以承受，這樣就嚴重影響了樓宇自動化系統（BAS）的大運行。現場調試及後期服務問題最近幾年也5！起了國外公司的重視，他們有的在國內尋找代理商或合作夥伴，有的辦事處也開始配備這方面的人員，開始承接工程並負責調試與後期服務。所以最近幾年智能建築的樓宇自動化系統（BAS）正常投運率提高了很多。
　　（4）技術力量原因：施工單位的技術力量以及對國外產品的熟悉程度，也直接影響到樓宇自動化系統（BAS）的正常運行。接線錯誤，特別是因電源線與信號線接錯，或地線接錯引起設備損壞的現象時有發生。施工質量保證不了，接線混亂給現場調試及系統投運造成的影響是非常大的，所以有些供貨商在簽訂合同時往往希望從工程安裝開始承包，事實證明這種辦法能夠有效保證現場調試與系統的正常投運。

　　　　　　　　　　　 1.3　建築師應關注智能建築

　　1999年，在建設部勘察設計司組織的（智能建築設計標準）的編制和討論中，專家一致認為，在智能建築設計中，建築的平台作用至關重要，這是智能建築設計的基礎，是關係到智能建築成功與否的一個重要的環節。近幾年，隨著我國基本建設的不斷發展，智能建築這一概念也逐漸受到人們的重視，尤其是一些房地產開發商，為了使其開發的工程成為銷售或出租的熱點，宣傳「3A」、「SA」、全智慧型或智能型大廈。但從實際建成的項目來看，真正達到智能化的項目數量，並不像宣傳或廣告中所說的那樣。人們不禁要問，什麼樣的建築才能算得上智能建築？智能建築包含了哪些主要內容？它與通常的建築又有何區別？為何要提出建築平台這一概念？
　　智能建築是隨著社會進步帶來的產業結構的變化，隨著電子信息技術的高速發展和人們對建築物的高效化和多功能化的要求的提高而產生的。也可以說，智能建築是近十幾年世界信息時代的產物，是現代高科技，尤其是通信技術、計算機技術、微電子技術以及軟件技術綜合發展的結果。也只有這些科學技術的發展，才使得建築的智能化成為可能，這也是由於建築本身現代化發展，對建築本身提出的更高條件和要求。人們常說，對世紀是信息的時代，而這個時代的到來，並不是階躍的發展，而是在本世紀末有個漸進的過程。在這個過程中，人們的工作條件和環境，建築物本身的管理與控制等，都將要跟上時代發展的步伐。因此，近十幾年來在建築界出現智能建築也就成為必然。建築智能化系統，從其內容上來看，主要包括：建築設備運行管理的監控、給排水設備的監控、變配電系統、柴油發電機組、照明系統的監控、火災自動報警與消防聯動、公共廣播及緊急廣播、公共安全防範技術、通信網絡系統、辦公自動化系統、綜合布線系統、建築智能化的系統集成等。從這些系統的名稱來看，建築智能化似乎都是建築電氣的事情，尤其是弱電專業設計的範疇。但是從智能的整體來看，其實並不然，它涉及到建築、結構、給排水、暖通空調、電氣各種專業，尤其是作為民用建築的龍頭專業——建築，更是至關重要。以上系統能夠很好地得以實施，是與建築師給出的建築平台息息相關。因此我們可以說，智能建築是一項綜合的系統工程。以往的一些建築，說是智能建築，但從實際效果看，並未達到預期的目標，其中很重要的一點，就是建築這個平台尚未能支撐建築智能化各系統的實施。建築師們在設計過程中，對智能建築認識不足，未能充分考慮智能化系統實施的基本需求，未能與各專業有機地進行協調。
　　建築平台並不是一個全新的概念，它是為滿足建築本身使用功能而為各專業所考慮而給予的一定的位置與空間。在以往的建築設計中，建築師們同樣要考慮此問題。但是隨著科學技術的進步與發展，許多新技術應用到建築中來，若是還按照以往的經驗來辦事，勢必滿足不了其他專業的要求，也就是說建築平台未能很好地支撐各系統。只有對此加以充分的考慮，有機地進行協調，按照智能建築各系統的要求，最大限度地滿足各專業、各系統的基本需求。這種需求並不是一成不變的，它是根據不同建築的不同性質、不同功能以及隨著科學技術的發展而在不斷變化。在一項民用建築工程初始階段，作為龍頭專業的建築師們首先要進行方案設計，而方案設計的好壞以及可實施性，除了建築本身的特點外，很重要的一點就是方案是否滿足各設備要求，較好地考慮了各專業的設備用房、位置、面積以及設備管線的通道等。一個好的方案，是建築師在充分發揮自己建築創作才能和靈感的基礎上，又充分考慮了各設備專業的要求，尤其是智能化系統的要求，並進行了合理的佈置。否則該方案在實施過程中，還將有許多的改動，有些甚至是很大的改動。有些建築在施工圖設計階段由於上述原因而發生改動，有的在施工期間由於滿足不了要求而要洽商進行修改，有的在建成以後，由於當初的考慮不周，又需另找空間，重新在樓板和牆上打洞，這樣的例子屢見不鮮。有的甚至在建成後，無法滿足要求，造成一些系統無法實施而成為遺憾。這就存在著設備專業的工程技術人員與建築師事先溝通的問題，也存在著建築師對於其他各專業之要求的理解問題。
　　回顧一下所熟悉的住宅設計的變化和演變過程，從中可以看出建築師對於電氣專業發展，而逐漸理解和滿足電氣設計的要求，從而達到有機的協調和統一。在70年代以前，由於家用電器的缺乏，電氣設計僅僅是以照明為主，建築師無需考慮除照明以外的電氣設備的空間。因此住宅中的起居室面積很小，有的甚至僅為一個過道。到了80年代，電視機、洗衣機、電冰箱以及微波爐等家用電器開始普及，建築師在進行住宅單體設計時，也就開始考慮要有合適的空間擺放這些設備。如加大廚房的面積以滿足廚房家用電器的需要，加大衛生間的面積，以便能放下洗衣機，加大起居室的面積，以便滿足以電視機為中心，全家人歡聚在一起。從90年代開始，大屏幕彩電以及組合音響、家庭影院、個人微機等電氣設備進入家庭，而且電視屏幕的尺寸日趨大屏幕發展，為了達到合理觀看的效果，必然要加大起居室的面積。到下個世紀，家用電器的發展更為迅速，目前已投放市場的投影電視，將來發展的超薄型大屏幕彩電以及投影電視牆等，這都給建築師在住宅設計中提出了新的要求。目前有的房地產開發商在住宅開發中，就對設計提出了要有超前意識，建築師們也在實際的工程實踐中不斷加深理解，設計出令人滿意的作品。隨著科學技術的發展，智能住宅即將推出，智能住宅的一些新的特點及要求，同樣給建築師們提出了新的課題。
　　從住宅設計的變化可以看出，建築師頭腦中的概念是隨著人們生活水平的變化而不斷更新。這些觀念上的更新和變遷，對於除住宅以外的民用公共建築而言，還有許多方面需要建築師在設計中予以理解，並加以考慮和解決。以往在一般的民用公共建築中，建築師能給設備專業考慮的方面基本上是水泵房、冷凍機房、空調機房、變配電室、柴油發電機房、通訊機房、消防中心、保安監控室等。這些系統在當前的智能建築設計中依然存在，那為什麼在智能建築中，情況就有所不一樣 這個問題還必須從現代科技發展，尤其是計算機技術的發展，通信技術的發展來解釋。這些技術應用到建築中來，使建築中的功能發生了很大的變化。從設計角度來看，光是獨立地設置這些系統，我們認為還是不夠，還不能說是達到了真正的智能化，這樣的建築也就不能稱之為真正的智能建築。我們從智能建築的定義來看，儘管各國對此有不同的說法，但其關鍵還是要達到高效、便捷、舒適、安全的環境。要達到這些，僅靠我們傳統的方法是不可能的，而必須靠建築內的系統本身具備這樣一種能力，使之各系統之間有機地協調，這種能力也就是我們所說的智能化。要使各系統之間能有機地協調，就應將建築內各系統很好地進行集成，全面地實現通信系統、辦公自動化系統、建築樓宇自動控制系統等綜合管理。這種綜合管理具體體現在建築師的設計中，就是建築平台應滿足以上系統及集成的要求。就需要有必要的系統空間，如設備機房、垂直的豎井，以及從設備機房和豎井出來的水平走向的橋架或線槽、管線的空間。在智能建築中，目前廣為採用的綜合布線系統，它是支持辦公自動化系統、通信網絡系統和樓宇自動控制系統等的平台。綜合布線的各層設備小間，與以往的弱電豎井有所不同，由於小間內要設置必要的綜合布線跳線架和網絡設備，因此該小間的面積比起以往的豎井小間面積要大，根據設備數量的多少，一般希望小間的面積為6～8平方米為宜，它既能保證設備的安裝設置，又有一定的維護空間，也有利於有熱源設備熱量的散發。
　　在水平布線方面，建築師經常會遇到層高的問題，這是困擾著建築師以及設備、電氣工程技術人員的一個大問題。在以往建築中，一般有空調風管啟動噴灑消防管、強電的電線電纜，還有就是弱電的電話管線、火災自動報警及消防聯動控制管線、共用電視天線管線。閉路監視管線、保安監控管線等。在智能建築中，除上述管線外，還有大量的綜合布線系統的橋架、線槽和管線。在智能建築中，辦公自動化系統和通信網絡系統的水平走向的線纜與以往電話線纜不同，電話線截面小，數量少，但在智能建築中，是採用綜合布線，其水平線的數量多，截面也大，因此所佔用的空間自然要大。通常根據標準，進行智能建築設計，一般每個工作區按9～10平方米劃分，在這樣一個工作區內，高標準就將有三個或以上點（電話及數據點），因而在每層中，其數量將比以往的一般建築要多出許多。而對於要達到一定檔次和標準的智能建築來說，對於吊頂下面的淨高是有一定的要求。在一些文章中，以及在智能建築設計標準中都提到此高度問題，例如上海、新疆等地區的智能建築設計標準中，將設計標準定為三級：甲級標準，天花板高度不應小於2.7米；乙級標準，天花板高度不應小於2.6米；丙級標準，天花板高度不應小於2.5米。對於高標準的智能建築，要保證淨高不低於2.7米，每層的層高則將達到3.6～4.0米。其主要原因是由於智能建築中，有許多電線電纜、管線橋架等要求安裝到位，有的房間還有架空地板，同時為了避免由於建築層高引起的壓抑感，需要保證一定的淨空。在解決建築層高問題上，建築師所面臨的又一個問題是，規劃部門批准的建築高度一定，作為開發商，希望保證更多的建築面積，在限定的高度內，開發商往往為了面積指標而要求建築師降低建築層高，以便能多出一層或更多的建築面積，這無疑給建築師提出了具有挑戰性的問題。
　　作為建築師，既要盡可能滿足業主要求，又要符合規劃部門批准的建築高度，這就有一個總體協調問題。例如可要求結構專業採用新技術、新方法，盡量減小梁的高度，以保證一定的淨空。對給排水專業的消防自動噴灑管道，採取穿梁敷設的方式，騰出梁下的空間給空調專業的風管和強電及智能化系統的橋架、線槽、管線。或是結構採取無梁樓板的結構體系，再由建築師對各設備專業的管線進行綜合，劃分出各專業合理的管線走向及管線安裝高度。作為建築師，在這些工作中的責任重大，只有在多方面都進行了妥善的協調，最終找出最佳的以期在滿足一定層高的要求下，既滿足了業主的面積要求，又符合規劃要求的方案。在智能建築設計過程中，經常會遇到業主僅將樓內的主要公共部分進行二次裝修，例如主要入口大堂、電梯廳、走廊等，而對於辦公區域，則往往是一次到位，儘管日後進來的用戶會有所調整，但業主還是希望按現代化的辦公室進行吊頂和室內空間一次到位設計。
　　可見，智能建築的發展，對建築師提出了新的要求，為適應這些要求，需要建築師不斷瞭解和掌握有關智能建築設計中各專業的一些具體要求，以便從方案的初始階段就能給予考慮，安排佈置出能符合各專業要求的空間。只有這樣的方案才能認為是切合實際的方案。在往下進一步深化設計時，才會比較順利，避免了不必要的反覆。

　　　　　　　　　　　　　1.4　智能家庭的發展

　　許多人都曾夢想將來的生活會是什麼樣子，想像我們將來如何運用科學技術處理現在和我們在家裡做的各種瑣碎的日常雜務。在過去幾年中，消費者和信業界已多次呼籲制定家用無線通信系統標準，以應付如今家庭中種類繁多、程度各異的布線以及與對設備升級來滿足不斷增長的通信需求。
　　為了追求和推動家用無線通信系統的工業標準，IBM與其他40家技術公司及民用電子公司計劃公佈他們所謂的共享無線訪問協議（Shared Wirelss Access Protocol），或者稱為SWAP，希望將SWAP作為家用無線電聯繫的標準，SWAP將允許各商家研製符閤家用工業標準的無線產品。為什麼把無線技術看作支持未來家庭通信技術的最佳方法 其中一個原因是可以不必將電器設備放置在一個固定的位置，或者說其位置可以不再受電線長度的限制；消費者在家中擺放這些電器時可以有更多的靈活性，可以享受到更多的便利。另外，無線技術將使家中的個人電腦、家用電器以及電腦系統真正實施網絡化，而且可以不必在現有的有線設備的更新方面付出額外的金錢與勞動。無線技術將會解決許多房主遇到的實際問題，比如，他們想利用最新的通信技術，但他們的房子可能太老了，沒有裝備支持這些技術的有線基礎設施。而且，使用現成的2.4千兆赫頻帶以及硅錯等低耗高頻的半導體技術，將使採用無線技術解決問題的費用越來越易於被一般家庭接受。將工業標準的無線技術轉化為未來的家用產品，目前有幾個令人興奮的革新方案：
　　●建立一個家用無線網絡，使個人電腦、外圍設備與諸如便攜式遙控顯示板等新設備之間實現文件共享。
　　●對從一個無繩電話聽筒到另一個無繩電話聽筒、傳真機或語音信箱傳來的聲音、傳真或電子郵件信息進行快進或回收。
　　●能夠在家裡的任何地方通過便攜式演示裝置上網。
　　●能夠通過一個無線話筒發出語音命令來控制家用電子系統。
　　●在孩子通過無線話筒叫「媽媽」時，家裡電腦中的電話系統能夠撥通媽媽車上或工作地方的電話。
　　●能夠讓家庭內的幾個成員在家中的不同位置通過無線遊戲板一同做網上遊戲。
　　美國國際商用機器公司（IBM）和貝爾大西洋電話公司最近宣佈，他們與建築商合作，為用戶提供裝備有「家庭網」的智能化住宅。據海外報紙報道，這種智能化住宅將在牆壁內安裝「家庭管理系統」網絡設備，使用戶能通過預設的指令預控家中的任何電器。如一個家庭有多台電腦，「家庭網」可使它們聯網，共用一個帳戶，並可全部上因特網。有了「家庭網」，一台錄像機播放出的信號可讓家中多台電視機都能接收到，手持一個遙控器可以開、關、調試室內的安全系統、空調系統、照明系統、冷熱水系統及微波爐、咖啡壺等所有家用電器。據報道，從1998年9月起，國際商用機器公司便開始向美國東海岸地區的新建住宅提供「家庭網」服務，服務收費從1萬美元到1000萬美元，已收到1萬份訂單。兩家公司計劃1999年爭取1.5萬份訂單，並希望到2005年全美一半住宅裝備上「家庭網」。
　　電腦家庭化和國家信息化是一段時間以來人們新關注的話題。一方面家用電腦的應用普及，使人們用電腦來從事家政管理、子女教育、工作及娛樂成為一項全民性的自覺行為；另一方面近幾年來企業信息化和「政府上網工程」等發展迅猛，聚集了強大的社會信息資源，甚至提出了「數字地球」的概念。在個人和家庭應用習慣形成和外部信息資源日益豐富、信息設施日益完善的時候，一個巨大家庭設備與社會資源連接的需求就會產生。也就是說，隨著統一網絡架構在未來出現，未來信息家庭必然通過統一接口與外部世界連接，才能實現真正的信息消費。而要實現這一點，就必然要徹底改變現在家庭數字化、信息產品的各自孤立狀態，就必然要求網絡實現信息產品的內部互聯，這種以功能強大的PC為控制中心，以家庭統一網絡為基礎，實現家庭現有數字及信息產品互聯的新家庭生活形態：我們稱之為「信息家庭」（iHome）。應注意到，在網絡時代過渡的過程中，過去的PC局限網模式正向Internet—主機—局域網—PC—其他數字信息產品模式遷移。這種變化模型成為構架信息家庭的參照系。要實現信息家庭的功能管理需要有一套完整、合理的現代化的家庭智能化網絡構建方案，對網線種類、布線方式、插座類型、遙控設備做出規範，並實現用網絡控制家庭中的電燈、安全系統和其他數字化生活用品及信息化家庭設備。目前，實達正密切關注和積極研製這樣的家庭智能化網絡構建方案。家庭是實現個人信息化的基本單元。無數獨立形態的家庭數字化產品從一個側面反映了後PC的來臨。在信息家庭中，不但有個人數字助理PDA、HPC、WebPad、信息家電頂置盒，而且還有各種數字化家電，如VCD／DVD、數字電視和MP播放機。但是主控PC依舊起到強大的控制和整合作用。在信息家庭中，主控PC將成為資源組織者和管理者，是實現家庭辦公、家庭教育、家庭娛樂、家政管理、家庭商務等功能的核心；數字化生活用品與信息化家庭設備是信息家庭的使用功能部件；數據通信網絡、家庭智能網絡等是信息家庭的信息傳遞部件。這些部件有機地結合在一起，迅速高效地執行家庭用戶的各項生活「指令」。
　　信息家庭的出現將極大地豐富家庭數字應用。信息家庭信息系統涵蓋了包括家庭電子購物、電子結算等在內的家庭商務系統。包括Web信息搜索、VOD、AOD、網絡娛樂等在內的家庭電子服務系統；包括家電智能控制，家庭保安系統等內容的家政管理系統；以及家庭遠程管理和電子社區系統等。信息家庭將實現家庭信息設備與外部各項資源之間的對接，徹底改變人們的生活形態、工作形態和社會交往形態。在iHome時代，如果有誰拒絕使用信息化家用設備、數字化生活用品和家庭智能化網絡，那麼，可以確信，在公眾評價中，他就有可能被認為不是具有強烈懷舊心理的人，就是個地道的「反主流文化」嬉皮士，就如同今天的一些美國人築穴為巢，回歸原始一樣。在iHome時代，沒有信息化家庭設備、數字化生活用品和家庭智能化網絡的家庭肯定與周圍的環境顯得格格不入，而且很可能生活得異常艱難。iHome時代的家庭可以沒有私家車，但絕對不能沒有信息化家用設備、數字化生活用品和家庭智能化網絡，換言之，這些正是iHome時代iHome的特定標誌。
　　「信息家庭」的出現，有助於制定統一的家庭信息化基礎標準，進一步促進未來家電與信息產品的融合，促進消費類數字信息產品在我國的發展。「信息家庭」實現了信息產品的內部互聯，實現了簡化的操作控制與智能化，降低了家庭TCO，實現了外部世界的共享高速連接，實現了內部家庭與外部社會信息化的均衡發展，從而使家庭成為一個信息社會的有機單元。「信息家庭」的出現，也為中國的IT產業帶來了一塊嶄新的市場空間。有步驟地針對成熟的市場開發相應的信息產品是IT產業的明智選擇。除目前的PC、SVCD／DVD。MODEM、數字功放、網絡產品、PDA、HPC、機頂盒外，在未來，還有像PC CENTER、CABE MODEM（ASDL MODEM）光纖接入設備。家庭網絡設備、下一代機頂盒和HPC、集成的可視電話系統、家庭保安系統、嵌入式控制系統、遠程控制系統等產品，需要我們去研究開發。每一個IT廠商都將重視這一市場。可以說，「信息家庭」的出現，為我們面對Internet時代的發展指出了一條前途廣闊的道路。如我國將住宅分為四種類型：安置型、實用型、舒適型和豪華型。從中國的國情來看，其中實用型與舒適型應為住宅建設的主流，因為實用型住宅主要面向國內目前低收入者，舒適型面向中等偏上收入者。但是住宅是一項使用壽命較長，一次投資較大的特殊商品，因此建設時的標準必須具有一定的超前性。我國建築電氣技術信息網在1997年制定了《小康住宅電氣設計〈標準〉導則》（討論稿），初步確定了必須重視的五方面功能：安全性、生活環境、通信方式、信息服務。家庭智能化系統。我們再看一下國際上住宅智能化概念的演變情況：
　　80年代初，隨著大量採用電子技術的家用電器面市，開始稱之為住宅電子化（HE，Home Electronics）；80年代中期的家用電器、通信設備與安保防災設備各自獨立的功能綜合為一體後，形成了住宅自動化概念（HA，Home Automation）；80年代末，由於通信與信息技術的發展，出現了對住宅中各種通信、家電、安保設備通過總線技術進行監視、控制與管理的商用系統，這在美國稱為智慧屋（WH，Wise House），在歐洲稱為時髦屋（SH，Smart Homen）。當時日本正處於住宅建造過剩，房產市場低迷的時期，日本建設省在推進智能建築概念時，抓住用於住宅的總線技術為契機，提出了家庭總線系統概念（HBS，Home Bus System），郵政省與通產省於1986年組織日本電子機械工業協會與電波技術協會共同組建HBS標準委員，在1988年9月制定了HBS標準。1988年初又在通產省、郵政省和建設省三個部的支持下，成立了日本住宅信息化推進協會，並提出對住宅區內所有住宅的信息管理採用超級家庭總線技術（S—HBS，Super—Home Bus System）。1990年左右，日本建立了一個高水平示範性的智能住宅區，美國、新加坡也都建有基於EIA在1988年制定的智能化住宅系統（IHS）及其通信標準—家庭總線（HDS，Home Distrubution Sys－tem）的智能化住宅。
　　在中國，雖然還未能像美國、日本那樣對住宅智能化系統的技術制定標準，但已經惜助智能建築的概念與技術開始推行智能化住宅小區的建設 1997年廈門市建坤實業公司開發了WD—6住宅智能管理系統；1998年深圳市住宅局對總建築面積為80萬平方米的梅林一村按智能化住宅和智能化住宅小區的概念進行規劃建設；長沙市地稅局的住宅採用了智能化住宅布線系統。上海郵電二村初步建成了智能化住宅小區，上實花苑、創世紀花苑、萬里小區等紛紛宣佈將建設一流的智能化住宅小區。北京保安電器廠正式投產CBB三表戶外計量保護箱，上海郵電智能化系統集成公司開發了家用智能控制器，北京奇藝新技術公司提出電腦家庭自控系統，上海惠源科技發展有限公司開發並大量投產家庭智能化系統等。
　　儘管我們現在還難以給智能化住宅小區作出確切的定義，但是無論是國外還是國內，號稱智能化的住宅小區都具有共同的功能特徵：
　　（1）住宅內部具備完善的綜合了安保防災措施與生活服務的智能控制器，住宅與小區和社會之間具有高度的信息交互能力。
　　（2）小區內部具備完善的安保措施、全面的公用設施監控管理和信息化的社區服務管理。
　　（3）為小區內住戶提供多媒體的多種信息服務。
　　筆者認為，智能化不應作為住宅小區建設的主要目標，智能化只是提高居住質量的手段。一個優美的住宅小區應當具有如下特徵：
　　●安全、寧靜、整潔、舒適、方便
　　●回歸自然的環境
　　●優秀的人文環境
　　●安全環境
　　防火、防盜、防劫、防病、防雷擊、防電擊。
　　住宅不能再像鳥籠、兵營，在住宅小區裡的居民應有充分的安全感。
　　●綠色環境
　　節能、太陽能利用、水的循環再生、降低熱島效應、減少噪聲、控制廢水與垃圾污染，以綠色住宅小區為目標。
　　●多媒體信息共享環境
　　信息以多媒體方式任由住戶選擇，以實現與外部世界的交流。
　　●民主管理環境
　　公開管理事務、收費標準，居民報修投訴方便，物業管理人員與住戶可交互式地討論小區的公共事務及個人服務事項。
　　再看智能家居與遠程教育系統。智能家居布線不但能提供高速的Internet（因特網）的接人，提供家居自動化控制和保安以及火災報警系統等，而且由於家用計算機的介入，使得語音、數據、視頻、多媒體、家居自動系統、環境管理、保安（報警以及對講機）等等都變得異常方便。遠程教育、在家辦公等資源共享導致「智能家居」成為典型的「負跨越」技術。這個增值服務是家庭用戶應用智能家居的真正動力。這個增值服務源自「資源共享」，它的獨到之處在於能使家庭用戶應用智能家居後整體生活成本費用下降。這是真正的意義上的「負跨越」（即技術進步的同時導致使用技術難度下降、導致綜合成本下降）。因此「負跨越」是推動需求和市場最大的動力。
　　遠距離教育是計算機輔助教育的頂峰，計算機網絡技術不僅節約了大量的人力物力，而且可以獲得最新的教學大綱與構思，尤其是教學資料、先進的教學手段與過程豐富的課程參考文獻。有些特殊的學科如外語，通過計算機網絡來學習，首先造就一個完全由外語構成的環境，這樣對於學生來說他的學習效率就可以大大提高。網絡技術已經徹底改變了我們對教室的定義，學生通過一個監視器就可以見到老師。學生也可以在計算機上通過網絡和外地區學生進行交流和通訊。在職業培訓方面，計算機網絡教育可以得到異乎尋常的效果。在家中就可以進行高質量的職業培訓。眾所周知，職業培訓往往需要一些先進的和高質量的設備，因此職業培訓的代價是非常昂貴的。現在在網上，一些設備的生產公司提供了高質量的、最先進的設備用於計算機網絡職業培訓。這是一種虛擬環境的培訓。對於初學者來說，他從網上可以見到最先進的設備以及得到最規範的培訓，而且他在家裡進行培訓與到專門的培訓中心進行培訓效果是完全一樣的。這種方法對於發展中國家和貧困地區來說是非常合適，那些提供培訓的大公司也從中獲益匪淺，他們得到了極大的潛在的用戶。

　　　　　　　　　 1.5　智能建築的系統構成及應用問題

　　（1）智能系統的構成
　　智能建築是為了適應現代信息社會對建築物功能、環境和高效管理的要求，特別是對建築物應具備的信息通信、辦公自動化和建築物內機電設備的自動控制和管理服務等一系列功能要求而在傳統建築的基礎上得到了充分發展。智能建築的基本特徵——系統集成已逐漸成，為智能建築領域內技術研究的重要課題。智能建築的系統集成，主要是三大系統的集成，即建築環境結構系統、建築物內的各種智能化系統（例如BAS系統、OAS系統、CNS系統）、服務與管理的「人的系統」的集成。我們用圖1表示三大系統相互結合和交互滲透的程度。
　　

　　傳統的建築學要為人們的生活提供一個良好的物理環境，通常理解為好的聲環境（音質和防止噪聲）、光環境（應用天然光的采光和應用人工光的照明）以及熱環境（保溫、隔熱、暖氣、通風和空調技術的應用）。而在科技發展到了今天，則除了上述物理環境以外，還提出建築物的智能環境問題。這就使得建築物具有感覺、分析判斷、決策和作出反應的能力；具有交流和處理信息的能力；具有對建築的使用提供參考咨詢的能力。現在還有一句話就是：「使建築具有思想」，而採用的主要手段便是建築與信息技術的有機結合。智能建築同傳統的建築物相比，所表現出來的智能性可以從兩個方面得以體現：一是先進技術表現出來的智能性。單個子系統依靠本系統內部先進的技術達到提高系統性能和減少人工參與的目的；二是系統集成帶來的系統整體的智能性。對多個子系統組成的一個複雜系統而言，系統整體表現出各個子系統為一目的而聯合動作的效果，對外表現出系統對於在日常管理事務中由人參與下進行分析、判斷、決策和處理的能力，體現出智能系統的特性。
　　智能建築的這個特性進一步說明，智能建築是一個集成系統，通過對各個子系統的系統集成，而組成的一個有機結合的系統，系統集成的部分功能來源於各子系統功能的集成，通過系統集成獲得比所有子系統全部功能簡單疊加更多的功能。簡單地說，就是1＋1＞2的系統。通過集成使系統獲得多出來的附加功能就是：各系統間的聯動控制、信息的共享和充分利用以及分析、判斷、決策智能化的實現。概括起來，智能建築系統集成有如下好處：提高建築物的易管理性、易維護性；節約能源；提高信息資源共享程度；提高管理效率，降低管理成本；使設備運行多任務功能化，提高設備利用率；提高系統整體運作的能力，獲得更多的系統整體功能。這些通過系統集成獲得系統好處，就是為實現智能建築總體優化的總目標。系統集成的作用和意義就在於此。
　　1）系統集成的關鍵技術
　　系統集成解釋為主要解決網絡集成、功能集成、界面集成等，集成的關鍵技術是否就是和這些集成有關的技術？網絡集成、功能集成、界面集成無疑是系統集成要作的工作，但它不是系統集成的關鍵技術，系統集成的關鍵技術應該是建築物內智能系統的綜合利用和優化，為了實現系統的諸多目標決策及對各個時期各個不同用戶的需求應用開發與研究，最優的智能建築是與使用者需求相適配的解決方案。實際上也就是用這些技術來支撐，從而達到的用戶「滿意度」。
　　2）系統的綜合利用和優化
　　有句名言「綜合就是創造」。也就是說把已有（知）的知識（技術和產品）通過優化組合而成為一種新的知識，這本身就是一個創造性勞動。如上所述，智能建築就是這樣一種綜合性的技術應用工程，它是傳統建築技術與IT技術的綜合。因此，我們首先遇到的問題就是如何把各種技術綜合優化工作做好，還要把各種人員需求服務和管理綜合好，綜合優化出這些單項技術沒有的眾多功能和系統，創造一個與時代同步的智能建築系統工程。
　　3）智能建築多目標優化的方法與理論的研究
　　智能建築不僅表現在一些成熟技術的應用上，如設備的傳感技術、控制技術、計算機技術、通信技術等無疑是智能建築中普遍應用的技術。同時也出現了一系列「系統」問題。作為複雜的大系統的許多決策、優化、運籌的問題便出現了，如大樓能量系統工程總控制問題，這是個多目標決策優化問題，如何充分利用日光和廢氣的能量，如何避開用電高峰以降低用電價格等，都是一系列最優控制問題。又如實現節能和智能傳感技術利用投資控制決策；實現系統舒適、便利、安全、快捷和系統投資、系統回收以及效益等分析和最優控制方法；人的需求和投資、回收時期的比例選擇等等。這不僅是矛盾的又是相關的，這也是多目標優化決策問題。所以說智能建築多目標決策研究的愈加深刻，智能建築含金量就愈高，智能建築的「智商」和質量就愈高。所以，智能建築領域內多目標優化決策技術必須引起大家的高度重視和深入研究。
　　4）用戶需求應用研究與開發是系統集成的關鍵
　　廣義上講智能建築系統工程是一項IT（信息技術）和BT（建築技術）相結合的應用系統。因此，它和IT應用系統（例如：MIS管理信息系統。CIMS計算機集成製造系統、辦公自動化系統、決策支持系統）一樣，關鍵是系統集成的應用開發研究設計。有的資料講MIS系統70％左右沒有被使用或應用得不好，其原因不是系統沒有採用先進的技術和產品，或系統沒有開通，而重要的還是應用系統沒有達到用戶使用的「滿意度」。系統集成並不是簡單設備的堆積，最新的設備不一定是最好的設備，最好的設備不一定是最適用的設備。最新最好的設備堆積在一起，並非就是一個最好的系統。
　　系統集成其關鍵在於必須解決好系統的應用集成開發及各系統之間的互連性和互操作性，面向多應用子系統的結構的研究。因此無論您某次集成設計得多麼「完美」，而系統的實際效能（即應用）沒有達到用戶的需求，就不是一個好的智能建築集成系統。滿足用戶需求是一個逐漸逼近的過程，因而一個好的智能建築集成商就必須下大功夫研究智能建築用戶需求和這些需求的開發方法和技術。實質上，評價智能建築系統集成的優劣標準是：智能建築的系統集成是與使用者需求相適配的用戶「滿意」程度。
　　（2）智能建築的應用問題
　　1984年美國開創智能建築之先河，至今不過十幾年。此後不久，我國在1986年便開始「智能化辦公大樓可行性研究」，並於1991年通過鑒定。目前，業內人士對於智能建築的定義、內容已經有比較清楚的認識。但是，對於智能建築的建設程序、建設管理、建設方法，由於國家有關規程規範的滯後和管理力度的相對缺乏，使得業內人士容易產生混淆。這是造成目前已建智能建築質量不高的一個主要原因。如何進行智能化建設？特別是如何在實施建築期內進行智能化建設？已經成為業內人士關心和經常討論的議題。
　　其一，智能化建築的管理
　　實際工作中，智能建築的建設是隨著一棟或一群建築的建設而建成的，是一個多方主體參加實施的複雜過程。首先在這個過程中，國家的嚴格管理不可缺少，沒有對建設活動各方主體的全方位管理，沒有統一的建設活動規劃和基本的活動程序，在實踐中就將難以優質實現。所以，智能建築的建設應遵循《建築法》。據悉，1999年我國將由建設部頒發《智能建築設計規範》。目前智能建築建設可以參考的國內規範主要有：《建築智能化系統工程設計管理暫行規定》（建設[1997]290號文），建設部，1997；《民用建築電氣設計規範》（JGJ／T16－92），建設部，1993；《智能建築設計標準》（DBJ 08－4－95），上海市建委，1996；《建築和建築群綜合布線工程設計規範》（CECS72：92修訂本），中國工程建設標準化協會， 1997；《建築和建築群綜合布線工程施工及驗收規範》（CE CS 89：97），中國工程建設標準化協會，1997；《大樓通信綜合布線系統》（YD／T926），郵電部，1997；《民用閉路監視電視系統工程技術規範》（GB 50198－94），建設部，1994；《有線電視系統工程技術規範》（GB 50200－94），建設部，1994；《高層民用建築設計防火規範》（GB 50045－95），建設部，1995等。
　　其二，智能系統的組成及影響
　　要分析智能建築系統的組成對建設過程的影響，一般認為，智能建築由三大部分（辦公自動化OAS、樓宇管理自動化BAS、通訊與網絡管理自動化CAS）構成。但是最重要最關鍵的是系統集成（即將OAS、BAS、CAS的各子系統集成和三個大系統的一體化集成，從而達到信息、資源和任務的綜合共享與全局一體化的綜合管理）。通過系統集成，實現大廈內外信息的綜合共享，提高大廈的整體服務和管理效率。三個主要系統通過公共高速通訊網絡（如100米快速以太網、ATM網等）運行在同一個計算機平台，採用統一的軟件包括統一的人機界面環境，在並行處理的分佈式計算機網絡系統下作出集成。區分智能化大樓的高級程度在於系統的集成度即綜合程度，而不在於子系統的多寡。上述認識是對於較高級別及以上的智能建築而言的；同時應該認識到智能建築的基本起點是具有BAS中的環境能源管理系統和消防安保系統，根據上海市《智能建築設計標準》，凡是具備這兩個基本系統的可定為丙級智能建築，不具備的定為無級。
　　其三，智能建築系統的安全防範
　　工作實踐中發現在計算機網絡系統及計算機控制系統的安全防護方面，國家有關規範規定還不明確，而這方面的問題對智能化建築的影響還比較大，輕則影響系統穩定運行，重則損壞昂貴的計算機系統，造成投資的重大損失。有時還破壞系統的數據，對大型系統數據的破壞帶來的損失更為嚴重。如電磁干擾問題尚未引起重視。一般講，電磁干擾的途徑有三種：１輻射。騷擾源如果不是完全屏蔽的，它就要向外輻射電磁波。輻射的強度與騷擾電流強度、輻射阻抗、發射頻率有關。如果騷擾源的屏蔽外殼帶有縫隙或孔洞，則輻射的洩漏量與孔洞尺寸和波長的比例有關。9—150kHz範圍內的干擾主要是由磁場造成的，150kHZ以上的干擾有電場、磁場或電磁場。另外，輻射場中的金屬物體還可形成二次輻射。２傳導。騷擾源通過與其相連的導線向外發射電磁能量，或通過公共阻抗耦合。具體可通過電源回路、接地回路、信號線、通訊線等。傳導是電磁傳播的重要途徑。３感應。這是騷擾源通過周圍電磁場的形式傳導到與其相鄰的其他導線上去的騷擾效應。它可以是導體間的電容耦合、電感耦合或電容電感混合的形式。
　　同樣，其危害後果也有三種表現即：１電源的污染。電磁干擾對強電的影響主要通過電源這一途徑。電源受到電磁污染不僅會導致一系列用電設備的干擾問題，同時對電源本身的可靠運行也帶來威脅。電源污染的形式有：電壓跌落、失電、頻率偏移、電氣噪聲、浪湧、諧波失真、瞬變等。２信息通訊受到干擾。現在，弱電系統的中心控制部分多用計算機控制，弱電系統受到的電磁干擾比較集中地表現在信息技術設備（尤其是計算機設備）及其通訊線路上。信息技術設備的干擾包括來自於電源、空間電磁場以及內部線路之間的串擾三大方面。來自電源方面的多種騷擾中，有兩種騷擾對信息技術設備非常敏感：尖峰干擾和長時間的電壓跌落。尖峰干擾引起邏輯電路的偽觸發；電壓跌落引起存儲器或其他重要數據的丟失。尖峰干擾主要是由閃電雷擊引起的。３對人身安全的威脅。當電磁輻射超過一定的限值以後，除了電磁兼容的問題之外，還會危及人身安全。人體對電磁波比較敏感的是微波波段，在300MHz—300GHz。不同民族、不同人種對電磁輻射的承受能力不盡相同，各國衛生部門的規定也不相同。安全輻射的限值從寬鬆到嚴格分為警戒值、斷續輻照值。連續輻照值、民用環境允許值、醫療環境允許值等幾檔。警戒值的電磁輻射平均功率密度值在10毫瓦／平方厘米左右，超過這一警戒值，人體就可能會發生不可逆轉的生理、病理變化。斷續輔照和連續輻照的限值分別在1毫瓦／平方厘米和100微瓦／平方厘米數量級，兩者均指工作環境，如果短時工作在超過此限值的環境中，則需使用個人防護用具。民用環境允許值在10微瓦／平方厘米數量級，醫療環境允許值還要低一個數量級，約在1微瓦／平方厘米。
　　其四，智能建築的物業管理
　　傳統建築物物業管理的內容相對較為單純，主要為建築物土建維修、供水、供電、供氣、公共照明、公共道路、區域綠化、公共設備的運行管理及維修等。在技術上對物業管理人員的要求也不是太高。智能建築物業管理與傳統建築物業管理相比，具有許多新的內容和特點，除傳統物業管理的內容之外，其具有如下五方面內容與特點：
　　１建築智能化系統運行操作。這與以前傳統建築物業管理簡單的供電、供水設備的操作完全不同，因建築智能化系統應用了當代科學技術最前沿的4C技術（Compute、Communication、Control、CRT），在技術上要複雜得多。種類繁多的子系統，尤其是集成系統，大多為信息化、數字化甚至多媒體網絡化、智能化的系統和設備，對操作人員的技術素質要求很高。
　　２建築智能化系統的維護與保養。智能建築建成後，其維護和保養就成為關鍵問題。建築智能化系統的維修和保養比傳統建築的簡單的供電設備、供水設備、消防滅火器的維修和保養要複雜得多。由於系統複雜而龐大，一定要有嚴格而嚴密的維護保養制度作保證。例如火災報警與消防系統、公共安全技術防範系統，為了保證其每個傳感器和執行器的完好率和對突發性災害進行處置的有效性，就需要建立一套完整的自檢、互檢及演練制度。否則，當真有火災發生時，要麼傳感器不能報警，要麼消防設備不靈，或真有盜警或非常事件發生時，技術防範系統要麼發現不了，要麼處理異常事件的措施或聯動操作不靈，這將都是災害性的。要保證系統設備的完好率，除在設計方案、管理制度上給以保障外，對維護保養人員的要求也是關鍵。
　　３系統維修。如此複雜而龐大的建築智能化系統，不管其可靠性如何高，無故障運行時間多麼長，總要發生故障的。由於建築智能化系統是高科技系統工程，檢查及排除故障都需要很高的技能和較為高檔的專用檢測設備。由於通常建築智能化系統的集成商或各專業公司的免費保修期只有一年，故單靠這些公司是解決不了長年運行系統的維修任務的，更況且有的專業公司或集成商還不在當地，那就更成問題。這些工作也是一般水電工根本不能勝任的，必須有專業水平較高的專業維修隊伍才行。
　　４簽訂物業管理合同。物業管理公司與業主之間應簽訂物業管理總承包合同，其內容應包括操作使用、維護保養、故障檢修、繼續發展和能源消耗、節能分成等內容。上海市規定對智能建築的物業管理要實行招投標制，這是非常必要的。
　　５等級保持。在總承包合同的約束下，物業管理公司有責任保證在運行過程中不降低其等級，這就從某種意義上保證了業主應該得到的投資回報和效益。在系統剛投入運行後，尚有後續工程或需要進一步改善的問題，這些問題最好是由物業管理公司來解決，因這樣會比較方便有效。