沈育祥：智慧建筑，点燃数字经济发展的新引擎
#BUILDINGS IN THE FUTURE WITH
INFINITE POSSIBILITIES
沈育祥 SHEN Yuxiang
中国建筑学会建筑电气分会理事长
华东建筑设计研究总院教授级高级工程师、电气总工程师
访谈全文刊载于《建筑实践》2020年9月《特辑：数字响应》
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未来智慧构想 图源：Unsplash
1 /今年疫情的发生给您带来了哪些新的思考？
A.
2020年初的疫情给物理社会按下了暂停键，却为数字孪生社会按下了加速键。2月10日，上海市发布《关于进一步加快智慧城市建设的若干意见》，上海将在2022年基本建成科学、集约的“城市大脑”并推动一批关键技术与智慧城市建设深度融合，实现算力的云边端统筹供给。
建筑是人类工作、生活的主要场所，利用技术手段真正实现建筑的智慧化，进而实现整个社会的内生性的良性循环，是每一位从业者的责任；
“一个大脑”的建筑，其建设将更加高效、集约，其“动作”会更加统一、协调，它的实现离不开每一位从业者的努力。
2 /您认为目前智能化建筑有何发展趋势？
A.
去年，在华东总院与华为共同打造的智慧建筑园区项目中，我们调研了全球其他国家，结果显示数字经济的增速是全球经济增速的2.5倍，数字经济的投入是非数字经济投入的6.7倍。
由此可见，智慧园区的建设包括智慧建筑的建设，是数字经济中一个重要的组成部分，也是点燃数字经济发展的新引擎。
今年，国家提出了一个概念新型基础设施建设(简称“新基建”， 以前叫“新城建” )，对数字经济的发展具有重要的推动作用。“新基建”当中的5G基建、大数据中心、人工智能均直接影响着智慧建筑的发展。未来的智慧建筑建设，即将掀起一场“建筑大脑”、万物互联、全域泛感知的全面建筑“智慧化”浪潮。
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建筑大脑架构图
3 /您在1995年就开始参与上海市地方标准《智能建筑设计标准》的编写工作，25年后又开始创新性引领行业人士编写《智慧建筑技术标准》。
这期间技术在不断更迭，请您先简单介绍一下建筑智能化的发展过程。
A.
建筑智能化的发展要从自动化及通讯技术在建筑中的应用开始说起。伴随着技术的推陈出新，建筑智能化已有几十年的历史。回顾技术发展对建筑智能化的推动，几乎每十年便会由技术发展推动一次智能建筑的大跨越。
智能建筑大体经历了五个阶段：
1980年代，以自动化及通讯技术在建筑中规模化应用为代表的智能建筑1.0版本。
1990年代，以网络技术在建筑中规模化应用为代表的智能建筑2.0版本。
2000年代，信息化及大数据技术推动智能建筑跨入3.0时代。
2010年代，云计算及人工智能算法加持智能建筑走向4.0 版本。
2020年及以后，5G、WiFi6、万物互联、大数据、云计算技术、人工智能技术等应用越发成熟，Al+的趋势已经形成，量变积累成质变。智能建筑5.0将华丽蜕变为智慧建筑1.0。
4 /请问目前的《智能建筑设计标准》有何局限性？能否满足未来建筑的需求？
A.
目前的标准从设计、审图，到施工、验收，普遍较好地遵循了现有规范，并同时遵循地方、行业的相应标准和规定。良好的规范体系在智能建筑前四个版本时代发挥了重要的引领、规范作用，为智能建筑工程建设提供了质量保障。
按GB 50314-2015《智能建筑设计标准》定义，智能化系统分为信息化应用、智能化集成、信息设施、建筑设备管理、公共安全、机房工程等六大类系统，每个系统大类含有众多子系统，而且随着技术的发展，子系统的数量还在不断增加，大部分系统的结构都分为三个核心部分，即“现场层—传输层—管控层”，我们逐一来看各层的技术现状：
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典型智能技术架构
(1)现场层。
从一般智能化系统结构来看，现场层末端设备包括接口、感知类设备和执行类设备，末端设备的选用完全由不同的功能需求决定，将同类功能合并的技术措施在各种规范标准中作为官方推介，故而已经深入人心、被普遍采用，例如消防广播与公共广播合用、利用读卡器实现巡更、一卡通、利用视频监控实现人数统计等，因此现场层的集约化建设已经卓有成效，具有良好的社会效益。
(2)传输层。
随着大部分智能化子系统的IP化发展，由综合布线及有线、无线网络构成了可以涵盖大部分系统传输要求的传输网络，传输层的统一化趋势已经成为事实，并处在持续发展中；进入2020年代，5G和WiFi6的超低时延、超高速率、超大接入量技术优势必将进一步整合、 优化统一传输网络，可见传输层的集约化建设情况比现场层还要好。
(3)管控层。
目前的现状是，对于大多数智能建筑子系统来说，各子系统均拥有一套完整体系，互相隔离。这种隔离主要体现在主控设备、数据库、系统管理软件等的信息互通困难，甚至数据隔离。即便是后期对子系统作集成，却往往形式大于内容。
基于以上分析，我们认为智能建筑的痛点主要集中在管控层。具体来说就是管理软件的壁垒、存储和算力的浪费(重复建设)、信息孤岛化( 数据库设施重复建设且不互通)，归根结底是没有落实“系统集成”的初衷，把集成当做与子系统并列的可选项，久而久之，“ 先系统后集成”成为普遍现象，这种“自下而上”的建设理念不可避免地造成了联动僵化、集成低效甚至集而不成的尴尬局面。
技术发展到今天，各种智能化系统不断积累着大量的数据，却因为“信息壁垒”而形成一个个数据的孤岛，致使数据荒废，或难以充分发挥作用，更谈不上多种数据协同作战发挥出的乘法效应。
所以，在大数据、云计算、Al、5G及WiFi6等等技术迅速落地的今天，在整个社会全面朝“智慧化”迈进的当前，我们亟需改变思路，破解此困局。而在智慧建筑的建设链条上，设计行业的责任重大，尽快编制出台适应新技术浪潮的《智慧建筑设计标准》迫在眉睫！
5 /能否为我们简单描述，什么是智慧建筑？
A.
当下，我们国家对智慧建筑还没有一个正式的定义。我认为，随着大数据时代和5G通信时代的加速来临，未来智慧建筑将成为具有感知和永远在线的“生命体”、拥有大脑的自进化“智慧平台”、人机物深度融合的“开放生态系统”，可以集成一切为人类服务的创新技术和产品。
去年我们在编制《智慧建筑设计标准》时提出了“建筑大脑”的概念，其核心是BOS( Building Operation System)建筑操作系统，相当于计算机中Windows系统或手机中Android系统。我们希望未来建筑将具有一个操作系统，即我们所说的“建筑大脑”，未来会有许多应用场景在这个操作系统下进行研发，正如现在手机中的app软件，那时我们所需要的功能以及系统中的数据将会被全部打通。
6 /请问与智能建筑相比，智慧建筑的结构框架有何不同？
A.
未来的智慧建筑具有三个层次，分别为智慧平台层(建筑大脑)、网络传输层及感知执行层。
智慧平台层正如建筑的大脑，可以管理一栋建筑，也可以管理一个建筑（群）/园区，或者是地域分散的若干建筑（群） /园区，所以它的配置方式和规模是自由、多样的。数据同样存在规模红利效应，智慧平台层的云部署方式将成为趋势，网络传输层就像是建筑的神经系统，可以是有线网络、无线网络，可以是以太网、物联网，应兼容主流传输协议；充分利用5G、WiFi6带来的传输领域的革命性突破,并持续跟进未来发展趋势的扩展能力。
感知执行层则是建筑的肌体，包括感知类设备、执行类设备、控制类设备以及各类物理接口。这里的各类设备都是广义概念，比如摄像头与传感器一样属于感知设备（视频及图像感知），车库闸机与电磁阀一样属于执行设备等等，这也需要我们摒弃子系统隔阂，发现它们深层次的共通点，真正转变为“智慧建筑”建设思路。
在这种架构下，建筑的“思考”和“行动”统一起来，各子系统就像智慧建筑的众多技能，技能与技能之间能够“融汇贯通 （数据共享）”，随着数据的收集、积累、挖掘、使用，建筑大脑应具备自主学习、自主更新及优化自身功能的能力。
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智慧建筑技术架构图
7 /您与互联网公司也有深度合作，能否与我们做一些分享？
A.
“智慧建筑”的新标准体系离不开智慧建筑行业优秀企业的技术加持，比如华为、腾讯、阿里、商汤、科大讯飞、安泰等知名公司。《智慧建筑设计标准》的编制，中国建筑学会建筑电气分会和华东院联合了这些互联网优秀企业进行深度合作，共同编制。
编制组共同认为，智慧建筑AIB ( Artificial Intelligence Building)是以构建便捷、舒适、安全、绿色、健康、高效的建筑为目标，在理念规划、技术手段、管理运营、可持续发展环节中充分体现数据集成、分析判断、管控策略，具有整体自适应和自进化能力的新型建筑形态。智慧建筑的“智慧”体现在以人工智能技术为代表的前沿科技为建筑深度赋能，是“Al+”建筑的必然产物。
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新媒体编辑 / Sai
视觉 / Sai
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