【观察】智能建筑：智慧城市之基该如何发展？

40%的商业和公共建筑在2018年前需要具备能参与需求侧响应的功能，这是德国联邦政府在智能建筑领域最殷切的希望。一个国家的整体能源消耗中，建筑领域几乎占到三分之一，因此无论是节能还是减排的要求，使得人们越来越关注建筑行业的技术进步。

在这样的契机下，绿色建筑和智能建筑，扮演起越来越重要的角色。但在绿色建筑近年来迅速发展的过程中，也出现了不少误区。国内许多公共建筑的节能措施近于简单粗暴，如用电高峰对某些偏远地区不重要建筑拉闸限电、夏季高温一律以风扇代替中央空调，试图通过降低人体的舒适性来达到节约能源的目的。这些举动完全违背了建筑“以人为本”的理念，是能源转型的一条歧途。

反观欧洲，先于国内几十年走上了建筑节能改造的道路，许多二战前乃至上百年的建筑至今都在使用，老建筑无一不通过节能改造获得了新生。以德国为例，德国政府对建筑单位面积能耗有明确的规定，建筑根据单位面积平均能耗分级，能耗高的建筑不仅要支付高昂的能源费用，还要对低能耗建筑进行补贴。正是在政府强制性政策和鼓励思维的双重引导之下，德国建筑节能改造以及智能建筑蓬勃发展，出现了诸如被动式房屋的低（零）能耗建筑，响应用电高低峰的需求侧响应等节能技术。

建筑节能并非遥不可及，简单的加装节能阀或门窗翻新就可以实现现有建筑的能耗大幅降低，德国通过法规强制及政府补贴双管齐下，实现了全领域建筑节能的基础——民用建筑的改造。对于大型的公共建筑，则是通过模拟优化，寻找出最优方案，同时结合新能源，改造了许多老旧的市政厅、火车站等建筑。

比如德国国会大厦，位于德国首都柏林市中心，毗邻施普雷河，是德意志帝国的帝国议会，二战之后遭到废弃，20世纪60年代该建筑受到局部翻修，但直到两德统一之后才完全恢复，并作为联邦议会会址。1993年开始，德国政府对国会大厦再一次进行翻新，并新增了一个重达1200吨的透明拱顶，同时降低建筑整体能耗，并采用多项能源技术。

国会大厦的改建中充分考虑到了生态学的重要性，这也是招标时的重要指标之一。德国政府想通过这类公共建筑来展示建筑的可持续性，要求把对环境的影响降到最低，同时鼓励加大可再生能源的使用比例。大厦的能源系统使用了包括太阳能技术、机械通风、使用地层作为冷和热储藏（地热能）、热电联产等多项技术。

独特的玻璃幕墙以及热保温材料大大地降低了建筑热损耗，位于屋顶的太阳能发电设备的面积达300多平方米，两座以植物油为燃料的热电厂能够提供国会大厦及其周围议会82%的电能。在夏季，吸收式制冷机使用电厂的部分余热来驱动，解决大厦的制冷问题。另一部分余热被用来将地下300米深处水库中的盐水加热到70摄氏度，然后泵回地下且储存起来，用于冬季供暖。另一个位于地下60米深处的水库用来将冬季室外的冷量存储起来，在夏季室外气温较高的时候用来给大厦制冷。同时，大厦的球形拱顶也被用来解决大厦主会场的照明和通风问题。在拱顶圆洞下方还有一个雨水回收装置，可将回收的雨水处理后供大厦使用。通过所有改建措施，国会大厦的年二氧化碳排放量由原来的约7000吨降低至现在的440吨左右，足足降低了94%。

以政府大型公共项目为推动，采取引导的方式逐渐推广新技术的创新，是德国政府在能源领域一贯的作风。为了更好地提高建筑能效、推广可再生能源在建筑领域的应用，德国联邦政府和各地方政府出台了许多激励补贴政策。其中既有可再生能源的市场激励计划，也有德国复兴信贷银行（KfW）专为建筑节能改造推出的多项资助计划（提供超低利率贷款年利率不会超过2%）。另外，各州、市、乡镇政府及能源供应企业提供各种地区性的资助计划，例如联邦政府光伏屋顶、高速公路两侧光伏工程补贴、巴伐利亚州学校建筑节能“50/50”计划等。以达到EnEV2009德国节能标准100（KfW100）为基本要求，达到KfW85标准的建筑，每套150m2的建筑改造完成后，联邦和地方政府各奖励5250欧元，共计10500欧元（奖励标准为70欧元/m2）。达到KfW55标准的建筑，每套130m2的建筑改造完成后，联邦和地方政府各奖励15700欧元，共31400欧元（奖励241.5欧元/m2）。另外，从1999年起，德国实施生态税改革，一方面提高能源价格，另一方面将征收税费的90%通过降低退休金交费重新返还给居民和企业，不增加民众负担，这种方式大大提高了社会节能意识，促进了节能技术研发，减少了能源消耗。

这种节能意识的观念输送来自于很多顺理成章的数据研究：一个人每天的时间当中，有多少是呆在建筑里的呢？家庭，办公室，健身房，餐厅，图书馆……现代社会下，每个人一天能够暴露在室外的时间屈指可数，因此，一个社会性的整体能耗约束目标呼之欲出。

比如瑞士人极力推动和打造的2000瓦生态园区。2000瓦社会是一个全新的生活理念，世界能源严重的分配不平衡是这个理念源来的初衷。当许多发展中国家，如孟加拉共和国仅需500瓦左右的时候，欧洲的发达国家早已远远超过了2000瓦这个指标。例如在德国，2014年社会平均连续能源输出在5500瓦左右，这意味着，要实现2000瓦社会这个梦想，德国至少要减少一半的耗能。而在美国，这个数字更是达到了惊人的12000瓦。

2000瓦的功率乘以一年8760（24*365）小时，2000瓦社会允许的总耗能每年不得超过17520千瓦时，而这其中包括了所有的能量消耗，从吃饭到消费，从居住交通到公共设施。2000瓦社会涵盖了个人，建筑单体，园区，城乡到国家等所有和能源使用相关的环节。如今市面上存在着大量的绿色建筑认证标识，但其中大多体系的涉及范畴仅限于建筑单体，低碳园区和能量之城的理念还相对薄弱。2000瓦社会旗下的生态园区就刚好弥补了这个漏洞。2000瓦生态园区是一个包括定量和定性评估的双系统。系统中的初端能源总消费量和温室气体排放量的目标值取决于园区的建造和使用结构，因地制宜。定性评估基于计分制度，包括管理系统，沟通与合作，供给和废物处理，建筑单体本身和园区内交通体系在内的五个方面。

2000瓦社会的重点并非在于节能技术的提升或是盲目地使用大量可再生能源，它强调的是一种在不影响生活质量前提下新的生活方式。而要实现这一点，不同功能特征的建筑都必须在节能的前提下更多的保证“智能”的环境服务以达到不影响人们生活舒适度的要求。

随着学科交叉和专业渗透的技术综合化的发展趋势，智能技术与建筑学科的结合产生了新型建筑节能新兴技术引入建筑领域，使得建筑节能手段更加丰富可调，节能效果显著，并深刻的改变着建筑节能的方法与手段。

目前与建筑节能相结合的新兴技术主要包括：能源可视化监控，用户需求侧响应以及楼宇自动化等。其中，能源可视化监控提供了建筑能耗的形象话展示与数字化分析，为用户全面能源管理提供数据支持，因此是建筑节能的基础。需求侧响应侧重于在用户满意的范围内调节用能习惯，提高用能效率，是建筑节能的目标与约束所在。而楼宇自动化技术则是对最终的能耗设备进行自动控制，实现精细化调节，是建筑节能的具体操作层面。因此，通过“基础层——目标约束层——操作层”的全方位的建筑节能“X”技术，使得未来的智能建筑节能手段更加多样化，效果也更显著。

由此我们可以透知智能建筑在未来的广阔前景：每个人每天的能耗总量是目标函数，对其最优化的设计将由贯穿生活环节的建筑物，非停即走的电动车，吃喝拉撒等各种生活必需品等等来完成。所谓的智能建筑，不仅仅是要节能，而是要在节能的前提下，保障人民正常的吃饭办公听音乐打台球的需求，除此之外，还必然的要满足人民不断增长的物质和文化生活需要—-这就意味着对智能的要求几乎是双份的。

难点在于：明明众口难调，行业林立，各有需求，还要在建筑的名义下和衷共济突破彼此。但恰恰因为X的多样和复杂，反而给这个行业带来了无穷的机遇。一如美国的银行及信贷行业的发达，一定程度上制约了美国互联网金融的发展，而在中国，却可以诞生出阿里巴巴这样的互联网金融巨头，成熟细致的行业分工的国家并非总是新型行业发展的润土。细观国内市场，新建建筑增速减缓，既有建筑问题重重，甲方辉煌不再，家电行业受经济转型放缓的影响不温不火， 电力 公司正经历着 电力改革 ，民众节能意识有待加强，国家政策法规尚未规范，但于此同时，互联网金融也正深刻得影响着这个国度，经济转型背景下的节能被无数次提起，建筑行业的转型路漫漫其修远兮！

2014年，排名前十的房地产公司在占到整个房地产市场份额的15.6%且市场占比相比于2013年提高了3.7%，国内建筑行业地产公司的规模与效率都是德国所不能比拟的。在中国，地产公司规模巨大，往往能够集各方力量解决迫切问题，随着国内建筑行业标准的不断严格和规范，新建建筑的能耗模拟或者能源优化会越来越受关注。

然而这条节能+X的道路并非只是留给地产公司的，建筑行业转型，电力公司是否有机会？德国华人新能源协会的青年人在暑期做了一个关于中德智能建筑领域的调研比较后认为，答案是肯定的。在德国，不少电力公司的成功案例已经向我们展示了，一个成熟而灵活的电力公司，是怎么在改革和转型之中找寻发展创新和壮大的道路。而中国，南方 电网 综合能源服务公司的成功实践表明，电力公司能在能源转型中及时发现市场增长点和商业模式，在新一轮电力改革之中，新型的配售电公司如何把握住改革的新风，如何挖掘用户数据，将电力行业从只是把电从发电端输送到用户改变为发电端，电网，用户三者互为联系的整体，如何在大数据背景之下做出更准确的战略定位和市场分析，将会决定谁是新一轮电力改革之下的胜者。

因为智能建筑，绝不仅仅是节能和绿色，而是节能+X！