从住宅设计的变化可以看出，建筑师头脑中的概念是随着人们生活水平的变化而不断更新。这些观念上的更新和变迁，对于除住宅以外的民用公共建筑而言，还有许多方面需要建筑师在设计中予以理解，并加以考虑和解决。以往在一般的民用公共建筑中，建筑师能给设备专业考虑的方面基本上是水泵房、冷冻机房、空调机房、变配电室、柴油发电机房、通讯机房、消防中心、保安监控室等。这些系统在当前的智能建筑设计中依然存在，那为什么在智能建筑中，情况就有所不一样 这个问题还必须从现代科技发展，尤其是计算机技术的发展，通信技术的发展来解释。这些技术应用到建筑中来，使建筑中的功能发生了很大的变化。从设计角度来看，光是独立地设置这些系统，我们认为还是不够，还不能说是达到了真正的智能化，这样的建筑也就不能称之为真正的智能建筑。我们从智能建筑的定义来看，尽管各国对此有不同的说法，但其关键还是要达到高效、便捷、舒适、安全的环境。要达到这些，仅靠我们传统的方法是不可能的，而必须靠建筑内的系统本身具备这样一种能力，使之各系统之间有机地协调，这种能力也就是我们所说的智能化。要使各系统之间能有机地协调，就应将建筑内各系统很好地进行集成，全面地实现通信系统、办公自动化系统、建筑楼宇自动控制系统等综合管理。这种综合管理具体体现在建筑师的设计中，就是建筑平台应满足以上系统及集成的要求。就需要有必要的系统空间，如设备机房、垂直的竖井，以及从设备机房和竖井出来的水平走向的桥架或线槽、管线的空间。在智能建筑中，目前广为采用的综合布线系统，它是支持办公自动化系统、通信网络系统和楼宇自动控制系统等的平台。综合布线的各层设备小间，与以往的弱电竖井有所不同，由于小间内要设置必要的综合布线跳线架和网络设备，因此该小间的面积比起以往的竖井小间面积要大，根据设备数量的多少，一般希望小间的面积为6～8平方米为宜，它既能保证设备的安装设置，又有一定的维护空间，也有利于有热源设备热量的散发。
　　在水平布线方面，建筑师经常会遇到层高的问题，这是困扰着建筑师以及设备、电气工程技术人员的一个大问题。在以往建筑中，一般有空调风管启动喷洒消防管、强电的电线电缆，还有就是弱电的电话管线、火灾自动报警及消防联动控制管线、共用电视天线管线。闭路监视管线、保安监控管线等。在智能建筑中，除上述管线外，还有大量的综合布线系统的桥架、线槽和管线。在智能建筑中，办公自动化系统和通信网络系统的水平走向的线缆与以往电话线缆不同，电话线截面小，数量少，但在智能建筑中，是采用综合布线，其水平线的数量多，截面也大，因此所占用的空间自然要大。通常根据标准，进行智能建筑设计，一般每个工作区按9～10平方米划分，在这样一个工作区内，高标准就将有三个或以上点（电话及数据点），因而在每层中，其数量将比以往的一般建筑要多出许多。而对于要达到一定档次和标准的智能建筑来说，对于吊顶下面的净高是有一定的要求。在一些文章中，以及在智能建筑设计标准中都提到此高度问题，例如上海、新疆等地区的智能建筑设计标准中，将设计标准定为三级：甲级标准，天花板高度不应小于2.7米；乙级标准，天花板高度不应小于2.6米；丙级标准，天花板高度不应小于2.5米。对于高标准的智能建筑，要保证净高不低于2.7米，每层的层高则将达到3.6～4.0米。其主要原因是由于智能建筑中，有许多电线电缆、管线桥架等要求安装到位，有的房间还有架空地板，同时为了避免由于建筑层高引起的压抑感，需要保证一定的净空。在解决建筑层高问题上，建筑师所面临的又一个问题是，规划部门批准的建筑高度一定，作为开发商，希望保证更多的建筑面积，在限定的高度内，开发商往往为了面积指标而要求建筑师降低建筑层高，以便能多出一层或更多的建筑面积，这无疑给建筑师提出了具有挑战性的问题。
　　作为建筑师，既要尽可能满足业主要求，又要符合规划部门批准的建筑高度，这就有一个总体协调问题。例如可要求结构专业采用新技术、新方法，尽量减小梁的高度，以保证一定的净空。对给排水专业的消防自动喷洒管道，采取穿梁敷设的方式，腾出梁下的空间给空调专业的风管和强电及智能化系统的桥架、线槽、管线。或是结构采取无梁楼板的结构体系，再由建筑师对各设备专业的管线进行综合，划分出各专业合理的管线走向及管线安装高度。作为建筑师，在这些工作中的责任重大，只有在多方面都进行了妥善的协调，最终找出最佳的以期在满足一定层高的要求下，既满足了业主的面积要求，又符合规划要求的方案。在智能建筑设计过程中，经常会遇到业主仅将楼内的主要公共部分进行二次装修，例如主要入口大堂、电梯厅、走廊等，而对于办公区域，则往往是一次到位，尽管日后进来的用户会有所调整，但业主还是希望按现代化的办公室进行吊顶和室内空间一次到位设计。
　　可见，智能建筑的发展，对建筑师提出了新的要求，为适应这些要求，需要建筑师不断了解和掌握有关智能建筑设计中各专业的一些具体要求，以便从方案的初始阶段就能给予考虑，安排布置出能符合各专业要求的空间。只有这样的方案才能认为是切合实际的方案。在往下进一步深化设计时，才会比较顺利，避免了不必要的反复。

1.4　智能家庭的发展

　　许多人都曾梦想将来的生活会是什么样子，想象我们将来如何运用科学技术处理现在和我们在家里做的各种琐碎的日常杂务。在过去几年中，消费者和信业界已多次呼吁制定家用无线通信系统标准，以应付如今家庭中种类繁多、程度各异的布线以及与对设备升级来满足不断增长的通信需求。
　　为了追求和推动家用无线通信系统的工业标准，IBM与其他40家技术公司及民用电子公司计划公布他们所谓的共享无线访问协议（Shared Wirelss Access Protocol），或者称为SWAP，希望将SWAP作为家用无线电联系的标准，SWAP将允许各商家研制符合家用工业标准的无线产品。为什么把无线技术看作支持未来家庭通信技术的最佳方法 其中一个原因是可以不必将电器设备放置在一个固定的位置，或者说其位置可以不再受电线长度的限制；消费者在家中摆放这些电器时可以有更多的灵活性，可以享受到更多的便利。另外，无线技术将使家中的个人电脑、家用电器以及电脑系统真正实施网络化，而且可以不必在现有的有线设备的更新方面付出额外的金钱与劳动。无线技术将会解决许多房主遇到的实际问题，比如，他们想利用最新的通信技术，但他们的房子可能太老了，没有装备支持这些技术的有线基础设施。而且，使用现成的2.4千兆赫频带以及硅错等低耗高频的半导体技术，将使采用无线技术解决问题的费用越来越易于被一般家庭接受。将工业标准的无线技术转化为未来的家用产品，目前有几个令人兴奋的革新方案：
　　●建立一个家用无线网络，使个人电脑、外围设备与诸如便携式遥控显示板等新设备之间实现文件共享。
　　●对从一个无绳电话听筒到另一个无绳电话听筒、传真机或语音信箱传来的声音、传真或电子邮件信息进行快进或回收。
　　●能够在家里的任何地方通过便携式演示装置上网。
　　●能够通过一个无线话筒发出语音命令来控制家用电子系统。
　　●在孩子通过无线话筒叫“妈妈”时，家里电脑中的电话系统能够拨通妈妈车上或工作地方的电话。
　　●能够让家庭内的几个成员在家中的不同位置通过无线游戏板一同做网上游戏。
　　美国国际商用机器公司（IBM）和贝尔大西洋电话公司最近宣布，他们与建筑商合作，为用户提供装备有“家庭网”的智能化住宅。据海外报纸报道，这种智能化住宅将在墙壁内安装“家庭管理系统”网络设备，使用户能通过预设的指令预控家中的任何电器。如一个家庭有多台电脑，“家庭网”可使它们联网，共用一个帐户，并可全部上因特网。有了“家庭网”，一台录像机播放出的信号可让家中多台电视机都能接收到，手持一个遥控器可以开、关、调试室内的安全系统、空调系统、照明系统、冷热水系统及微波炉、咖啡壶等所有家用电器。据报道，从1998年9月起，国际商用机器公司便开始向美国东海岸地区的新建住宅提供“家庭网”服务，服务收费从1万美元到1000万美元，已收到1万份订单。两家公司计划1999年争取1.5万份订单，并希望到2005年全美一半住宅装备上“家庭网”。
　　电脑家庭化和国家信息化是一段时间以来人们新关注的话题。一方面家用电脑的应用普及，使人们用电脑来从事家政管理、子女教育、工作及娱乐成为一项全民性的自觉行为；另一方面近几年来企业信息化和“政府上网工程”等发展迅猛，聚集了强大的社会信息资源，甚至提出了“数字地球”的概念。在个人和家庭应用习惯形成和外部信息资源日益丰富、信息设施日益完善的时候，一个巨大家庭设备与社会资源连接的需求就会产生。也就是说，随着统一网络架构在未来出现，未来信息家庭必然通过统一接口与外部世界连接，才能实现真正的信息消费。而要实现这一点，就必然要彻底改变现在家庭数字化、信息产品的各自孤立状态，就必然要求网络实现信息产品的内部互联，这种以功能强大的PC为控制中心，以家庭统一网络为基础，实现家庭现有数字及信息产品互联的新家庭生活形态：我们称之为“信息家庭”（iHome）。应注意到，在网络时代过渡的过程中，过去的PC局限网模式正向Internet—主机—局域网—PC—其他数字信息产品模式迁移。这种变化模型成为构架信息家庭的参照系。要实现信息家庭的功能管理需要有一套完整、合理的现代化的家庭智能化网络构建方案，对网线种类、布线方式、插座类型、遥控设备做出规范，并实现用网络控制家庭中的电灯、安全系统和其他数字化生活用品及信息化家庭设备。目前，实达正密切关注和积极研制这样的家庭智能化网络构建方案。家庭是实现个人信息化的基本单元。无数独立形态的家庭数字化产品从一个侧面反映了后PC的来临。在信息家庭中，不但有个人数字助理PDA、HPC、WebPad、信息家电顶置盒，而且还有各种数字化家电，如VCD／DVD、数字电视和MP播放机。但是主控PC依旧起到强大的控制和整合作用。在信息家庭中，主控PC将成为资源组织者和管理者，是实现家庭办公、家庭教育、家庭娱乐、家政管理、家庭商务等功能的核心；数字化生活用品与信息化家庭设备是信息家庭的使用功能部件；数据通信网络、家庭智能网络等是信息家庭的信息传递部件。这些部件有机地结合在一起，迅速高效地执行家庭用户的各项生活“指令”。
　　信息家庭的出现将极大地丰富家庭数字应用。信息家庭信息系统涵盖了包括家庭电子购物、电子结算等在内的家庭商务系统。包括Web信息搜索、VOD、AOD、网络娱乐等在内的家庭电子服务系统；包括家电智能控制，家庭保安系统等内容的家政管理系统；以及家庭远程管理和电子社区系统等。信息家庭将实现家庭信息设备与外部各项资源之间的对接，彻底改变人们的生活形态、工作形态和社会交往形态。在iHome时代，如果有谁拒绝使用信息化家用设备、数字化生活用品和家庭智能化网络，那么，可以确信，在公众评价中，他就有可能被认为不是具有强烈怀旧心理的人，就是个地道的“反主流文化”嬉皮士，就如同今天的一些美国人筑穴为巢，回归原始一样。在iHome时代，没有信息化家庭设备、数字化生活用品和家庭智能化网络的家庭肯定与周围的环境显得格格不入，而且很可能生活得异常艰难。iHome时代的家庭可以没有私家车，但绝对不能没有信息化家用设备、数字化生活用品和家庭智能化网络，换言之，这些正是iHome时代iHome的特定标志。
　　

“信息家庭”的出现，有助于制定统一的家庭信息化基础标准，进一步促进未来家电与信息产品的融合，促进消费类数字信息产品在我国的发展。“信息家庭”实现了信息产品的内部互联，实现了简化的操作控制与智能化，降低了家庭TCO，实现了外部世界的共享高速连接，实现了内部家庭与外部社会信息化的均衡发展，从而使家庭成为一个信息社会的有机单元。“信息家庭”的出现，也为中国的IT产业带来了一块崭新的市场空间。有步骤地针对成熟的市场开发相应的信息产品是IT产业的明智选择。除目前的PC、SVCD／DVD。MODEM、数字功放、网络产品、PDA、HPC、机顶盒外，在未来，还有像PC CENTER、CABE MODEM（ASDL MODEM）光纤接入设备。家庭网络设备、下一代机顶盒和HPC、集成的可视电话系统、家庭保安系统、嵌入式控制系统、远程控制系统等产品，需要我们去研究开发。每一个IT厂商都将重视这一市场。可以说，“信息家庭”的出现，为我们面对Internet时代的发展指出了一条前途广阔的道路。如我国将住宅分为四种类型：安置型、实用型、舒适型和豪华型。从中国的国情来看，其中实用型与舒适型应为住宅建设的主流，因为实用型住宅主要面向国内目前低收入者，舒适型面向中等偏上收入者。但是住宅是一项使用寿命较长，一次投资较大的特殊商品，因此建设时的标准必须具有一定的超前性。我国建筑电气技术信息网在1997年制定了《小康住宅电气设计〈标准〉导则》（讨论稿），初步确定了必须重视的五方面功能：安全性、生活环境、通信方式、信息服务。家庭智能化系统。我们再看一下国际上住宅智能化概念的演变情况：
　　80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，开始称之为住宅电子化（HE，Home Electronics）；80年代中期的家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念（HA，Home Automation）；80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为智慧屋（WH，Wise House），在欧洲称为时髦屋（SH，Smart Homen）。当时日本正处于住宅建造过剩，房产市场低迷的时期，日本建设省在推进智能建筑概念时，抓住用于住宅的总线技术为契机，提出了家庭总线系统概念（HBS，Home Bus System），邮政省与通产省于1986年组织日本电子机械工业协会与电波技术协会共同组建HBS标准委员，在1988年9月制定了HBS标准。1988年初又在通产省、邮政省和建设省三个部的支持下，成立了日本住宅信息化推进协会，并提出对住宅区内所有住宅的信息管理采用超级家庭总线技术（S—HBS，Super—Home Bus System）。1990年左右，日本建立了一个高水平示范性的智能住宅区，美国、新加坡也都建有基于EIA在1988年制定的智能化住宅系统（IHS）及其通信标准—家庭总线（HDS，Home Distrubution Sys－tem）的智能化住宅。
　　在中国，虽然还未能像美国、日本那样对住宅智能化系统的技术制定标准，但已经惜助智能建筑的概念与技术开始推行智能化住宅小区的建设 1997年厦门市建坤实业公司开发了WD—6住宅智能管理系统；1998年深圳市住宅局对总建筑面积为80万平方米的梅林一村按智能化住宅和智能化住宅小区的概念进行规划建设；长沙市地税局的住宅采用了智能化住宅布线系统。上海邮电二村初步建成了智能化住宅小区，上实花苑、创世纪花苑、万里小区等纷纷宣布将建设一流的智能化住宅小区。北京保安电器厂正式投产CBB三表户外计量保护箱，上海邮电智能化系统集成公司开发了家用智能控制器，北京奇艺新技术公司提出电脑家庭自控系统，上海惠源科技发展有限公司开发并大量投产家庭智能化系统等。
　　尽管我们现在还难以给智能化住宅小区作出确切的定义，但是无论是国外还是国内，号称智能化的住宅小区都具有共同的功能特征：
　　（1）住宅内部具备完善的综合了安保防灾措施与生活服务的智能控制器，住宅与小区和社会之间具有高度的信息交互能力。
　　（2）小区内部具备完善的安保措施、全面的公用设施监控管理和信息化的社区服务管理。
　　（3）为小区内住户提供多媒体的多种信息服务。
　　笔者认为，智能化不应作为住宅小区建设的主要目标，智能化只是提高居住质量的手段。一个优美的住宅小区应当具有如下特征：
　　●安全、宁静、整洁、舒适、方便
　　●回归自然的环境
　　●优秀的人文环境
　　●安全环境
　　防火、防盗、防劫、防病、防雷击、防电击。
　　住宅不能再像鸟笼、兵营，在住宅小区里的居民应有充分的安全感。
　　●绿色环境
　　节能、太阳能利用、水的循环再生、降低热岛效应、减少噪声、控制废水与垃圾污染，以绿色住宅小区为目标。
　　●多媒体信息共享环境
　　信息以多媒体方式任由住户选择，以实现与外部世界的交流。
　　●民主管理环境
　　公开管理事务、收费标准，居民报修投诉方便，物业管理人员与住户可交互式地讨论小区的公共事务及个人服务事项。
　　再看智能家居与远程教育系统。智能家居布线不但能提供高速的Internet（因特网）的接人，提供家居自动化控制和保安以及火灾报警系统等，而且由于家用计算机的介入，使得语音、数据、视频、多媒体、家居自动系统、环境管理、保安（报警以及对讲机）等等都变得异常方便。远程教育、在家办公等资源共享导致“智能家居”成为典型的“负跨越”技术。这个增值服务是家庭用户应用智能家居的真正动力。这个增值服务源自“资源共享”，它的独到之处在于能使家庭用户应用智能家居后整体生活成本费用下降。这是真正的意义上的“负跨越”（即技术进步的同时导致使用技术难度下降、导致综合成本下降）。因此“负跨越”是推动需求和市场最大的动力。
　　远距离教育是计算机辅助教育的顶峰，计算机网络技术不仅节约了大量的人力物力，而且可以获得最新的教学大纲与构思，尤其是教学资料、先进的教学手段与过程丰富的课程参考文献。有些特殊的学科如外语，通过计算机网络来学习，首先造就一个完全由外语构成的环境，这样对于学生来说他的学习效率就可以大大提高。网络技术已经彻底改变了我们对教室的定义，学生通过一个监视器就可以见到老师。学生也可以在计算机上通过网络和外地区学生进行交流和通讯。在职业培训方面，计算机网络教育可以得到异乎寻常的效果。在家中就可以进行高质量的职业培训。众所周知，职业培训往往需要一些先进的和高质量的设备，因此职业培训的代价是非常昂贵的。现在在网上，一些设备的生产公司提供了高质量的、最先进的设备用于计算机网络职业培训。这是一种虚拟环境的培训。对于初学者来说，他从网上可以见到最先进的设备以及得到最规范的培训，而且他在家里进行培训与到专门的培训中心进行培训效果是完全一样的。这种方法对于发展中国家和贫困地区来说是非常合适，那些提供培训的大公司也从中获益匪浅，他们得到了极大的潜在的用户。

1.5　智能建筑的系统构成及应用问题

　　（1）智能系统的构成
　　智能建筑是为了适应现代信息社会对建筑物功能、环境和高效管理的要求，特别是对建筑物应具备的信息通信、办公自动化和建筑物内机电设备的自动控制和管理服务等一系列功能要求而在传统建筑的基础上得到了充分发展。智能建筑的基本特征——系统集成已逐渐成，为智能建筑领域内技术研究的重要课题。智能建筑的系统集成，主要是三大系统的集成，即建筑环境结构系统、建筑物内的各种智能化系统（例如BAS系统、OAS系统、CNS系统）、服务与管理的“人的系统”的集成。我们用图1表示三大系统相互结合和交互渗透的程度。
　　

　　传统的建筑学要为人们的生活提供一个良好的物理环境，通常理解为好的声环境（音质和防止噪声）、光环境（应用天然光的采光和应用人工光的照明）以及热环境（保温、隔热、暖气、通风和空调技术的应用）。而在科技发展到了今天，则除了上述物理环境以外，还提出建筑物的智能环境问题。这就使得建筑物具有感觉、分析判断、决策和作出反应的能力；具有交流和处理信息的能力；具有对建筑的使用提供参考咨询的能力。现在还有一句话就是：“使建筑具有思想”，而采用的主要手段便是建筑与信息技术的有机结合。智能建筑同传统的建筑物相比，所表现出来的智能性可以从两个方面得以体现：一是先进技术表现出来的智能性。单个子系统依靠本系统内部先进的技术达到提高系统性能和减少人工参与的目的；二是系统集成带来的系统整体的智能性。对多个子系统组成的一个复杂系统而言，系统整体表现出各个子系统为一目的而联合动作的效果，对外表现出系统对于在日常管理事务中由人参与下进行分析、判断、决策和处理的能力，体现出智能系统的特性。
　　智能建筑的这个特性进一步说明，智能建筑是一个集成系统，通过对各个子系统的系统集成，而组成的一个有机结合的系统，系统集成的部分功能来源于各子系统功能的集成，通过系统集成获得比所有子系统全部功能简单叠加更多的功能。简单地说，就是1＋1＞2的系统。通过集成使系统获得多出来的附加功能就是：各系统间的联动控制、信息的共享和充分利用以及分析、判断、决策智能化的实现。概括起来，智能建筑系统集成有如下好处：提高建筑物的易管理性、易维护性；节约能源；提高信息资源共享程度；提高管理效率，降低管理成本；使设备运行多任务功能化，提高设备利用率；提高系统整体运作的能力，获得更多的系统整体功能。这些通过系统集成获得系统好处，就是为实现智能建筑总体优化的总目标。系统集成的作用和意义就在于此。
　　1）系统集成的关键技术
　　系统集成解释为主要解决网络集成、功能集成、界面集成等，集成的关键技术是否就是和这些集成有关的技术？网络集成、功能集成、界面集成无疑是系统集成要作的工作，但它不是系统集成的关键技术，系统集成的关键技术应该是建筑物内智能系统的综合利用和优化，为了实现系统的诸多目标决策及对各个时期各个不同用户的需求应用开发与研究，最优的智能建筑是与使用者需求相适配的解决方案。实际上也就是用这些技术来支撑，从而达到的用户“满意度”。
　　2）系统的综合利用和优化
　　有句名言“综合就是创造”。也就是说把已有（知）的知识（技术和产品）通过优化组合而成为一种新的知识，这本身就是一个创造性劳动。如上所述，智能建筑就是这样一种综合性的技术应用工程，它是传统建筑技术与IT技术的综合。因此，我们首先遇到的问题就是如何把各种技术综合优化工作做好，还要把各种人员需求服务和管理综合好，综合优化出这些单项技术没有的众多功能和系统，创造一个与时代同步的智能建筑系统工程。
　　3）智能建筑多目标优化的方法与理论的研究
　　智能建筑不仅表现在一些成熟技术的应用上，如设备的传感技术、控制技术、计算机技术、通信技术等无疑是智能建筑中普遍应用的技术。同时也出现了一系列“系统”问题。作为复杂的大系统的许多决策、优化、运筹的问题便出现了，如大楼能量系统工程总控制问题，这是个多目标决策优化问题，如何充分利用日光和废气的能量，如何避开用电高峰以降低用电价格等，都是一系列最优控制问题。又如实现节能和智能传感技术利用投资控制决策；实现系统舒适、便利、安全、快捷和系统投资、系统回收以及效益等分析和最优控制方法；人的需求和投资、回收时期的比例选择等等。这不仅是矛盾的又是相关的，这也是多目标优化决策问题。所以说智能建筑多目标决策研究的愈加深刻，智能建筑含金量就愈高，智能建筑的“智商”和质量就愈高。所以，智能建筑领域内多目标优化决策技术必须引起大家的高度重视和深入研究。
　　4）用户需求应用研究与开发是系统集成的关键
　　广义上讲智能建筑系统工程是一项IT（信息技术）和BT（建筑技术）相结合的应用系统。因此，它和IT应用系统（例如：MIS管理信息系统。CIMS计算机集成制造系统、办公自动化系统、决策支持系统）一样，关键是系统集成的应用开发研究设计。有的资料讲MIS系统70％左右没有被使用或应用得不好，其原因不是系统没有采用先进的技术和产品，或系统没有开通，而重要的还是应用系统没有达到用户使用的“满意度”。系统集成并不是简单设备的堆积，最新的设备不一定是最好的设备，最好的设备不一定是最适用的设备。最新最好的设备堆积在一起，并非就是一个最好的系统。
　　系统集成其关键在于必须解决好系统的应用集成开发及各系统之间的互连性和互操作性，面向多应用子系统的结构的研究。因此无论您某次集成设计得多么“完美”，而系统的实际效能（即应用）没有达到用户的需求，就不是一个好的智能建筑集成系统。满足用户需求是一个逐渐逼近的过程，因而一个好的智能建筑集成商就必须下大功夫研究智能建筑用户需求和这些需求的开发方法和技术。实质上，评价智能建筑系统集成的优劣标准是：智能建筑的系统集成是与使用者需求相适配的用户“满意”程度。
　　（2）智能建筑的应用问题
　　1984年美国开创智能建筑之先河，至今不过十几年。此后不久，我国在1986年便开始“智能化办公大楼可行性研究”，并于1991年通过鉴定。目前，业内人士对于智能建筑的定义、内容已经有比较清楚的认识。但是，对于智能建筑的建设程序、建设管理、建设方法，由于国家有关规程规范的滞后和管理力度的相对缺乏，使得业内人士容易产生混淆。这是造成目前已建智能建筑质量不高的一个主要原因。如何进行智能化建设？特别是如何在实施建筑期内进行智能化建设？已经成为业内人士关心和经常讨论的议题。
　　其一，智能化建筑的管理
　　实际工作中，智能建筑的建设是随着一栋或一群建筑的建设而建成的，是一个多方主体参加实施的复杂过程。首先在这个过程中，国家的严格管理不可缺少，没有对建设活动各方主体的全方位管理，没有统一的建设活动规划和基本的活动程序，在实践中就将难以优质实现。所以，智能建筑的建设应遵循《建筑法》。据悉，1999年我国将由建设部颁发《智能建筑设计规范》。目前智能建筑建设可以参考的国内规范主要有：《建筑智能化系统工程设计管理暂行规定》（建设[1997]290号文），建设部，1997；《民用建筑电气设计规范》（JGJ／T16－92），建设部，1993；《智能建筑设计标准》（DBJ 08－4－95），上海市建委，1996；《建筑和建筑群综合布线工程设计规范》（CECS72：92修订本），中国工程建设标准化协会， 1997；《建筑和建筑群综合布线工程施工及验收规范》（CE CS 89：97），中国工程建设标准化协会，1997；《大楼通信综合布线系统》（YD／T926），邮电部，1997；《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB 50198－94），建设部，1994；《有线电视系统工程技术规范》（GB 50200－94），建设部，1994；《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045－95），建设部，1995等。
　

　其二，智能系统的组成及影响
　　要分析智能建筑系统的组成对建设过程的影响，一般认为，智能建筑由三大部分（办公自动化OAS、楼宇管理自动化BAS、通讯与网络管理自动化CAS）构成。但是最重要最关键的是系统集成（即将OAS、BAS、CAS的各子系统集成和三个大系统的一体化集成，从而达到信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理）。通过系统集成，实现大厦内外信息的综合共享，提高大厦的整体服务和管理效率。三个主要系统通过公共高速通讯网络（如100米快速以太网、ATM网等）运行在同一个计算机平台，采用统一的软件包括统一的人机界面环境，在并行处理的分布式计算机网络系统下作出集成。区分智能化大楼的高级程度在于系统的集成度即综合程度，而不在于子系统的多寡。上述认识是对于较高级别及以上的智能建筑而言的；同时应该认识到智能建筑的基本起点是具有BAS中的环境能源管理系统和消防安保系统，根据上海市《智能建筑设计标准》，凡是具备这两个基本系统的可定为丙级智能建筑，不具备的定为无级。
　　其三，智能建筑系统的安全防范
　　工作实践中发现在计算机网络系统及计算机控制系统的安全防护方面，国家有关规范规定还不明确，而这方面的问题对智能化建筑的影响还比较大，轻则影响系统稳定运行，重则损坏昂贵的计算机系统，造成投资的重大损失。有时还破坏系统的数据，对大型系统数据的破坏带来的损失更为严重。如电磁干扰问题尚未引起重视。一般讲，电磁干扰的途径有三种：①辐射。骚扰源如果不是完全屏蔽的，它就要向外辐射电磁波。辐射的强度与骚扰电流强度、辐射阻抗、发射频率有关。如果骚扰源的屏蔽外壳带有缝隙或孔洞，则辐射的泄漏量与孔洞尺寸和波长的比例有关。9—150kHz范围内的干扰主要是由磁场造成的，150kHZ以上的干扰有电场、磁场或电磁场。另外，辐射场中的金属物体还可形成二次辐射。②传导。骚扰源通过与其相连的导线向外发射电磁能量，或通过公共阻抗耦合。具体可通过电源回路、接地回路、信号线、通讯线等。传导是电磁传播的重要途径。③感应。这是骚扰源通过周围电磁场的形式传导到与其相邻的其他导线上去的骚扰效应。它可以是导体间的电容耦合、电感耦合或电容电感混合的形式。
　　同样，其危害后果也有三种表现即：①电源的污染。电磁干扰对强电的影响主要通过电源这一途径。电源受到电磁污染不仅会导致一系列用电设备的干扰问题，同时对电源本身的可靠运行也带来威胁。电源污染的形式有：电压跌落、失电、频率偏移、电气噪声、浪涌、谐波失真、瞬变等。②信息通讯受到干扰。现在，弱电系统的中心控制部分多用计算机控制，弱电系统受到的电磁干扰比较集中地表现在信息技术设备（尤其是计算机设备）及其通讯线路上。信息技术设备的干扰包括来自于电源、空间电磁场以及内部线路之间的串扰三大方面。来自电源方面的多种骚扰中，有两种骚扰对信息技术设备非常敏感：尖峰干扰和长时间的电压跌落。尖峰干扰引起逻辑电路的伪触发；电压跌落引起存储器或其他重要数据的丢失。尖峰干扰主要是由闪电雷击引起的。③对人身安全的威胁。当电磁辐射超过一定的限值以后，除了电磁兼容的问题之外，还会危及人身安全。人体对电磁波比较敏感的是微波波段，在300MHz—300GHz。不同民族、不同人种对电磁辐射的承受能力不尽相同，各国卫生部门的规定也不相同。安全辐射的限值从宽松到严格分为警戒值、断续辐照值。连续辐照值、民用环境允许值、医疗环境允许值等几档。警戒值的电磁辐射平均功率密度值在10毫瓦／平方厘米左右，超过这一警戒值，人体就可能会发生不可逆转的生理、病理变化。断续辅照和连续辐照的限值分别在1毫瓦／平方厘米和100微瓦／平方厘米数量级，两者均指工作环境，如果短时工作在超过此限值的环境中，则需使用个人防护用具。民用环境允许值在10微瓦／平方厘米数量级，医疗环境允许值还要低一个数量级，约在1微瓦／平方厘米。
　　其四，智能建筑的物业管理
　　传统建筑物物业管理的内容相对较为单纯，主要为建筑物土建维修、供水、供电、供气、公共照明、公共道路、区域绿化、公共设备的运行管理及维修等。在技术上对物业管理人员的要求也不是太高。智能建筑物业管理与传统建筑物业管理相比，具有许多新的内容和特点，除传统物业管理的内容之外，其具有如下五方面内容与特点：
　　①建筑智能化系统运行操作。这与以前传统建筑物业管理简单的供电、供水设备的操作完全不同，因建筑智能化系统应用了当代科学技术最前沿的4C技术（Compute、Communication、Control、CRT），在技术上要复杂得多。种类繁多的子系统，尤其是集成系统，大多为信息化、数字化甚至多媒体网络化、智能化的系统和设备，对操作人员的技术素质要求很高。
　　②建筑智能化系统的维护与保养。智能建筑建成后，其维护和保养就成为关键问题。建筑智能化系统的维修和保养比传统建筑的简单的供电设备、供水设备、消防灭火器的维修和保养要复杂得多。由于系统复杂而庞大，一定要有严格而严密的维护保养制度作保证。例如火灾报警与消防系统、公共安全技术防范系统，为了保证其每个传感器和执行器的完好率和对突发性灾害进行处置的有效性，就需要建立一套完整的自检、互检及演练制度。否则，当真有火灾发生时，要么传感器不能报警，要么消防设备不灵，或真有盗警或非常事件发生时，技术防范系统要么发现不了，要么处理异常事件的措施或联动操作不灵，这将都是灾害性的。要保证系统设备的完好率，除在设计方案、管理制度上给以保障外，对维护保养人员的要求也是关键。
　　③系统维修。如此复杂而庞大的建筑智能化系统，不管其可靠性如何高，无故障运行时间多么长，总要发生故障的。由于建筑智能化系统是高科技系统工程，检查及排除故障都需要很高的技能和较为高档的专用检测设备。由于通常建筑智能化系统的集成商或各专业公司的免费保修期只有一年，故单靠这些公司是解决不了长年运行系统的维修任务的，更况且有的专业公司或集成商还不在当地，那就更成问题。这些工作也是一般水电工根本不能胜任的，必须有专业水平较高的专业维修队伍才行。
　　④签订物业管理合同。物业管理公司与业主之间应签订物业管理总承包合同，其内容应包括操作使用、维护保养、故障检修、继续发展和能源消耗、节能分成等内容。上海市规定对智能建筑的物业管理要实行招投标制，这是非常必要的。
　　⑤等级保持。在总承包合同的约束下，物业管理公司有责任保证在运行过程中不降低其等级，这就从某种意义上保证了业主应该得到的投资回报和效益。在系统刚投入运行后，尚有后续工程或需要进一步改善的问题，这些问题最好是由物业管理公司来解决，因这样会比较方便有效。

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2.绿色建筑与绿色建材

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　　20世纪兴起将在21世纪得到大发展的可持续发展理论改变着人们的观念，在世界许多城市新型的生态建筑正呼之而出。绿色建筑，是综合运用当代建筑学、生态学及其他技术科学的成果，把住宅建造成一个小的生态系统，为居住者提供生机盎然，自然气息浓厚，方便舒适并节省能源，没有污染的居住环境。这里所说的“绿色”并非一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是对环境无害的一种标志，是指这种建筑能够在不损害生态环境的前提下，提高人们的生活质量及当代与后代的环境质量。其“绿色”的本质是物质系统的首尾相接，无废无污、高效和谐、开放式闭合性良性循环。通过建立起建筑物内外的自然空气、水分、能源及其他各种物资的循环系统来进行“绿色”建筑的设计，并赋予建筑物以生态学的文化和艺术内涵。本章认为，从可持续发展住居的市场观出发，绿色建筑及其建材都是大势所趋，必定有一个全新的发展。

　　　　　　　　　　　　2.1　国外绿色建筑的发展

　　所谓绿色建筑是指能充分利用环境自然资源，并以不触动环境基本生态平衡为目的而建造的一种住宅，所以，生态专家们一般又称其为环境共生建筑。生态建筑不仅有利于小环境及大环境的保护，而且其所形成的作用，将十分有益于人类的健康。为了达到既有利于环境，又有利于人体健康的目的，生态住宅在设计和建造上都具有自己独特的一些特点。主要有：①这种住宅对坐落的地理条件有特殊的要求，土壤中不存在有毒的物质，地温相宜，地下水纯净，地磁适中；②生态住宅完全采用天然材料如木材、树皮、毛竹、石头、石灰来建造，对这些建筑材料还必须经过检验处理，以确保无毒无害，具有隔热绝热功能，有利于实行供暖、供热水一体化，以提高热效率和充分节能，在炎热地区，还减缓户外高温向户内传递；③生态住宅将根据所处地理环境的具体情况而设置太阳能装置或风力装置等，以充分利用环境提供的天然再生能源，达到既减少污染又节能的目的；④生态住宅内要尽量减少废物的排放。可见，生态建筑的诞生，标志着世界建筑业正面临着一场新的革命，这一革命是以有益于生态、有益于健康、有益于节省能源和资源、方便生活和工作为宗旨，对建筑业的设计、材料、结构等方面提出了新的思路，它不再是生态环境专家们的美好的设想，它已在一些国家变成现实。现介绍一些国家已建成的典型绿色建筑，以开阔视野。
　　（1）美国
　　美国生态建筑、健康建筑的试点建造工作，近年来异常活跃，已建造具有特色的生态建筑有：
　　1）美国生态房。美国诺次大学设计并建造了一种生态房。这个四居室的生态房，隔热性能特别优良，它的热能来源于人工散热。阳光及使用家电设备所产生的热量。家庭用电依靠安装在凉亭上的风力发电机和太阳电池来提供。用水是从屋檐流下来的雨水，蓄存在地下室，使用前用沙床过滤，粪便和污水则流入一个堆肥坑里，经发酵后供花园施肥用。
　　2）美国生态村。在面积为488公顷的美国南加利福尼亚大维寺的海岛上，建起了150栋生态房屋，叫做生态村。在这里保留着原来的自然面貌，没有一个受到人为破坏的痕迹。设计者在建筑这些生态村时，用合住的方法替代了以前独住，但仍有的独住的成分，如每家每户还是有自己的卧室、浴室和厨房等，但却有了更多的合住成分，如每6～8个住宅单元合用一个能源中心、一个煤气锅炉、一个家用热水器和一个通风系统等。能源的节约和环境的保护变得切实可行。据测算，这种生态村里的居民其能源用量仅为原居住地的五分之一。
　　3）美国的植物建筑。80年代初期，美国在芝加哥建成了一座雄伟壮观的生态楼，楼内没有砖墙，也没有板壁，而是在原来应该设置墙壁的基团上种植（或多植）植物，把每个房间隔开，人们称这种墙为“绿色墙”，称这种建筑为植物建筑。这种建筑的施工方法并不复杂，它无需成材木料，无需采用笨重的建筑设备，而是就地取材，以树林为主材，采用经过规整的活树林来作“顶梁”、“代住”和“替代墙体”。运用流行的“弯折法”和“连接法”，建造出许多构思巧妙、造型新奇、妙趣横生的拱廊、曲桥。屏风、围场、商场、住宅和办公楼等。
　　4）美国绿色旅馆。美国为满足大众对环境保护的要求，建成了一座别具风味的绿色旅馆。旅馆的建筑材料有一半取自经再生制造的铝、玻璃、铁、钢等。旅馆内的用品尽量“安全”，如用不含酸的信封、信纸，以植物油炼制的肥皂，不用化学合成的洗衣粉，床单、毛巾等均不用化学纤维，而是用不受杀虫剂、化肥污染的棉花或亚麻织成。
　　5）美国新型太阳能建筑。美国太阳能设计协会正在研制新型的太阳能住宅。称为建筑物一体化设计。即不再采用在屋顶上安装一笨重的装置来收集太阳能，而是将那些能把阳光转换成电能的半导体太阳能电池直接嵌人到墙壁和屋顶内。这种建筑一体化的设计思想是该协会创始人史蒂文·斯特朗在20年前所倡导的，由于当时太阳能电池过于昂贵，无法实施。如今太阳能电池的价格只有80年代价格的三分之一，所以推广的可能性大大增加。电力供应商被吸引的原因是太阳能电池能够在白天高峰时间内产生过剩的电能，从而形成电能储备，可供随时使用。根据一体化的设计思想，美国电力供应部和能源部合作正在密歇根州特洛依的联合太阳能系统公司和位于马里兰州费雷德里克的索勒瑞克斯其公司研制推出一些新型建筑部件，如用于住宅屋顶太阳能“屋面板”，及用于商业性建筑正面的“窗帘式墙壁”。
　　6）美国资源保护屋。美国一家建筑公司为保护环境，节省地球资源，用回收的垃圾建造房屋，开创解决未来住宅的新创举。这种化腐朽为神奇的房屋，被命名为“资源保护屋”，俗称“垃圾屋”。他们在360平方米的地面上，建造了4间居室，2间浴室和可停放2部汽车的车库，同时，室内陈设齐全配套。用回收的废物建造房屋，确实令人感到惊奇新鲜。初看，屋框架似乎很简单，主要是从破旧的汽车和桥梁中回收的钢材，外饰由锯末和碎木加上20％聚乙烯制作而成。这不但减少木材的使用，也不像木材那样会招引白蚁，使房屋更坚固安全。废物建房的特点，在建房时，可就地回收65％的金属、纸板。木材废物等，较好地解决了废物综合利用和环境保护问题。由于实用经济可行，这家公司获全美年度住宅风格奖。
　　7）美国绿色办公楼。美国Mobil公司建成一栋建筑面积为6.2万平方米的绿色办公楼。这栋办公楼在美国环境局的支持下，由于在选材、照明效率、降低加热和冷却负荷、通风和改善建筑功能等方面进行了合理设计，在节约资金和提高室内空气质量等方面取得了良好的技术经济效果。办公楼建成后不到一年可节约有关费用11.57万美元，照明和设备能耗可降低50％以上。
　　8）美国的绿色办公室。美国国立资源保护委员会总部是以节能、保护环境及健康为原则，以废旧回收物品的再生材料为主要材料建筑的绿色办公室。该栋办公楼从外表看，与普通写字楼并无区别。但它的墙壁其实是由麦秸杆压制并经过高科技加工而成。但其坚固性并不次于普通木结构房屋。其地板系由废玻璃制成，办公桌由废旧报纸与黄豆渣制成。最具特色的是其外墙外绕爬山虎等多种蔓生植物。这件绿衣不仅使办公室显得美丽清爽，并且能调节空气，使室内冬温夏凉，有益于身心健康。

（2）加拿大
　　近年来，加拿大正积极建造健康住宅和健康办公楼的示范性建筑，并向大众推广。
　　l）加拿大健康住宅。加拿大某公司于1993年在温哥华建成了两层带阁楼的健康住宅，并向大众展示。实测结果，其“住宅室内空气”满足质量要求。甲醛低于0.04×10－6，颗粒小于10ug／m3，苯0.01ug／m3，二甲苯0.04ug／m3，热损失减少78％。加拿大某公司在多伦多建成了三卧室的健康建筑，建筑使用的材料是选用低散发量的材料，据称这栋建筑所需能量、水等能自给自足，所用能量通过太阳能获得，水是通过收集雨水，并经净化而得，废料采用生物方法处理。这些建筑符合多数超敏感人对室内空气质量的要求。
　　2）加拿大节能、环保办公楼。加拿大正在实施c-2000计划，鼓励和提倡建造具有节能和环保功能的示范办公楼。已建成了一面积为2180平方米两层的示范办公楼，建造时使用的是健康型建筑材料，优良的通风设计，因此，室内空气质量优良。
　　（3）德国
　　1）德国的生态楼。德国柏林建造了第一座生态办公楼。大楼的正面安装了一个面积64平方米的太阳能电池来代替玻璃幕墙，其造价不比玻璃幕墙贵。屋顶的太阳能电池负责供应热水。大楼的屋顶设储水设备，用于收集和储存雨水，储存的雨水被用来浇灌屋顶上的草地，从草地渗透下去的水又回到储存器，然后流到大楼的各个厕所冲洗马桶。楼顶的草地和储水器能局部改善大楼周围的气候，减少楼内温度的波动。
　　2）德国的太阳能房屋。德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能在基座上转动的跟踪阳光的太阳房屋，该房屋安装在一个圆盘底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮，该房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3厘米的速度随太阳旋转。当太阳落山以后，该房屋便反向转动，回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为该房屋太阳能发电功率的1％，而该房太阳能量相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
　　3）德国的植物生态建筑。德国在汉诺威城市建造了一个与众不同的名为“莱尔草场”的住宅区，这住宅区是按照“植物生态建筑”建造的。所谓“植物生态建筑”指的是按照生态平衡的大批量，使植物与居住空间融为一体，互为依存，是古老的建筑学和年轻的生态学有机结合的产物。住宅区内，69套院落式上下两层的民居错落有序地分布着。每栋楼房外表各有特色，内部设计也不尽相同，每栋楼房结构为砖木骨架，四壁用木材，显得朴实无华。居室里铺设的是麻织地毯或用玉米皮或麦秆纺织，沙发大都采用纯棉布料制成，符合环保要求，图案讲究雅洁，以简单的条纹、格子或碎花等图案为主，甚至是净色的。家具不采用坚硬的家具，而多采用不喷任何涂料的原色木器家具。
　　特别值得一提的是：“莱尔草场”修起了绿色的生态化公路。这种新型公路不仅两旁种植了高耸的林带和繁茂的花草用来防止空气污染和减少噪声，而且还在路面上实施了绿化。“莱尔草场”的路面上穿着小孔，并在小孔里种上绿草，路面在绿草的保护下不会受到汽车碾压的影响。由于70％的长有绿草，大大减少了太阳光在路面的反射。行走在“莱尔草场”里，犹如置身于大自然的怀抱中，听不到汽车奔驰时所发出的噪音，也闻不到刺鼻的汽油味，感到格外赏心悦目。
　　4）德国能量可自给自足的太阳能住房——零能量住房。一种能量自给自足的太阳能住房一／零能量住宅在德国1995年BHW展览会上展示，给参观者留下了很好的印象。这种住宅过去认为是空想的，不可能实现的，但今天成了现实。这种100％靠太阳能供给的住宅，可以不需要电、煤气、木材或煤，这样就不需要烟囱和取暖炉 也没有有害的废气排人空气中，保持环境空气的清新。
　　这种房屋的设计，向南开放的平面是扇形平面，这样可以获得很高的太阳能射幅能。其墙面采用储热能力较好的灰沙砖、隔热材料和装饰材料组成。阳光透过保温材料，热量在灰沙砖墙中存储起来。白天房屋通过窗户由太阳来加热，夜间通过隔热材料和灰沙砖墙来加热。
　　（4）荷兰环保屋
　　近几年来，荷兰在推行“环保屋”方面取得了显著的成果。荷兰推行的“环保屋”屋顶铺草皮，使原来光秃秃的屋顶成为绿色屋顶；四壁装有太阳能电池板，可将太阳能转化为电能，排水管用陶瓷代表塑胶管，并增加使用多种“循环再造材料”，避免混凝土及乙烯基等化学材料的过多使用。引雨水冲洗厕所，以节约用水；以及在室内设置了温度、灰尘、化学品、放射性毒素等测量计，监测室内的空气污染。这种“环保屋”是由加拿大阿尔伯达一家名为“SLAR—DRI”的公司设计成功的。目前，在荷兰建“环保屋”其成本约比建普通房子高10％。
　　（5）英国绿色城市
　　20世纪50年代，伦敦曾被一场黑沉沉的烟雾笼罩，造成白天黑夜不分。烟雾在数天内不散，结果有4000市民被夺走生命。这就是被载人环保史册的伦敦烟雾事件。为净化空气，英国50年代后期就出台了（洁净空气法）。根据该法案，伦敦被划出了煤烟控制区，并以法规形式规定了在这些区域内只许燃烧无烟煤，或必须使用可对煤烟进行完全净化的炉具。在70年代，英政府推出了《工作场所健康和安全法》，规定污染工业必须采取最有效的手段避免将有害气体排人大气，否则将对其进行罚款等严厉处罚。伦敦环境治理的另一个行之有效的办法是科学管理。由于19世纪工业革命带来的后遗症，50年代，流经伦敦的泰晤士河的污染状况坏到了极点，河中的鱼类都不见了踪影。60年代开始，英国加大了整治泰晤士河的力度。除通过严格的治污染法案，宣布对违规排放污水的工厂等部门实施法律制裁之外，有关当局还制定了严格的水质标准，同时每隔5年对河流水质的达标情况进行彻底检测。另外，伦敦市政当局还下大力气发展城市绿化，有意识地加强都市公园建设，在城市宝贵的留出空间，营造“绿洲”，以充分发挥绿色植被在城市生态系统中类似“肺部”的调节功能。伦敦现有土地面积中，10％已被辟为空地或城市公园，伦敦市内公园总面积已超过了1.7万公顷。
　　经过数十年的艰苦努力，伦敦的环保工作在90年代结出了硕果。统计表明，目前伦敦市中心冬季平均能见度已比50年代提高1倍以上，从2.5公里上升到6公里左右。市中心冬季日照强度也比50年代上升了70％。1970年至1990年间，伦敦上空空气中燃煤排放所形成的黑烟量也下降一半以上。80年代初，一位垂钓者150年来首次在泰晤士河中捕获一条鲑鱼，成为轰动一时的新闻。近年来，徊游至泰晤士流域产卵的各种鱼类已成千上万，伦敦人已“见怪不怪”。
　　英国科学家研制出一种生态住宅，其室内空气中的二氧化碳含量由于采用自我通风结构而大大减少，并不再使用排放破坏臭氧层的氯氟碳的空调设备；所使用的硬木来自能维持生长的欧洲和美洲的温带森林；不使用有害人体健康的物质，其中包括石棉和含铅油漆；热水只在需要时才供应，免去了储水塔；照明使用轻巧的荧光高能效和不闪烁光源；辟有专门的吸烟室等等。

（6）丹麦和瑞典的健康建筑
　　丹麦和瑞典等北欧国家，近年来也在积极实施健康住宅工程，如丹麦早在1984年底，在丹麦Arhus市已建成了“非过敏性住宅”建筑，这是有111个单元的两层建筑。建筑材料是经过精心挑选的健康建材，主要结构选用混凝土以及层压的木材制成。饰面涂料是以无机硅酸盐为主要成分的建筑涂料。采用机械装置通风，换气1次／小时，是普通住宅的2倍，通风系统中的过滤器要定期更换。
　　7）日本
　　1）日本健康建筑。1997年夏天在日本兵库县建成了一栋实验型“健康住宅”，整个住宅尽可能不选用有害于人体健康的建筑材料，其墙体为双重结构，每个房间建有通风口，整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用，其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃。这种住宅能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。其建筑费用比普通住宅增加约2成。
　　2）日本首幢环境生态高层住宅。日本在九州市新建了一幢环境生态高层住宅，这幢住宅是按照日本国建设省提出的省能源、减垃圾的“日本环境生态住宅地方标准”要求建造的，是综合利用自然环境物的尝试。这种生态住宅，其电力由风车提供，温热水由太阳能供给。即住在住宅内的居民所用温热水，不用煤加热，而是用装在大楼南侧的太阳能集热器提供。这种太阳能收集器，在晴天，可使储水箱中的水加热到沸腾，即使下雨天，也能使水加热到约55℃。每户家庭的阳台上，都装有垃圾处理机，将每户家庭的生活垃圾进行处理变成植物的肥料。公寓外的停车场的地面混凝土具有良好的透水性能，使雨水存留于地下，与停车场内的树林形成一种供水循环系统。分隔房间的墙壁上留有通风口，并配置有通风设备，使每个住房成良好的通风效果。在大楼前，装有风车，由风车发电为公共场所照明提供辅助电源。据测算，每个住户一年用于空调的电费和煤气费可节约57000日元。
　　3）日本生态博物馆。在日本的著名风景地箱根，有一座生态博物馆。该馆以生态学为唯一展示内容，展示箱根地区的生态群落。馆内秀木成荫，动物标本逼真生动，加上极佳的生态效果，鸟鸣水吟，使人恍若置身在大自然中。这里还陈列着箱根地区的火山形成的温泉及地质模型，以及生态图片，介绍生态学知识。
　　4）日本无化学住宅。日本东京比埃克斯设计事务所，针对人们对化工产品的畏惧心理，推出了“无化学”住宅。过去，在住宅环境方面，一些化学合成物的使用，对人体产生一定危害。比如，建筑材料常常含有致癌作用的挥发性有机物；地毯和窗帘，也通常经过防燃性处理，其防燃剂、防虫剂的成分都具有不同程度的毒性。
　　比埃克斯设计事务所的做法是：不在楼板或地板下等处喷涂有机磷等防白蚁的化学药物，采用具有防虫效果的桧叶油、干馏木和密蜡加工楼板、地板材料，并在地板下铺炭层，利用其吸湿性防霉菌和防白蚁；不使用石化油漆，改用涩柿子汗和米糠调合的新配方；在芋头、木薯的淀粉里添加食用抗菌素等作粘合剂；外壁则以硅酸盐材料为主，涂以生物酸素硅藻土涂料等。

　　　　　　　　　　 2.2　住宅安康的“十大”危害源

　　由各种户外的有害气体污染导致的疾病及死亡人数剧增引起了人们高度的关注，如，在1930年英国Meuse峡谷，1948年Denora以及1952年伦敦，因严重污染造成的年死亡人数增加了3500－4000人。于是，专家们指出：以前人们将空气质量评价的重点放在室外环境，近年来人们已清楚地意识到，研究室内污染源对人类健康的危害是更为重要的课题。由于人们在“室内环境”中度过了90％的光阴，尤其是对未成年少年儿童、老年人以及病人，这一问题更为突出。因为，现代科技在带来住宅及室内装饰的同时，也使建筑物染上“病变”。如今的墙面装饰已由乳胶漆、中高档壁纸代替大白、普通瓷砖进行装饰；地面装饰也不再是灰、冷、硬的水泥场面，而多采用通体砖、玻化砖、复合地板、高档塑料地板。地毯等进行装饰；顶棚过去居民住宅一般不装饰，现在做吊顶已成为一种时尚，有石膏板吊顶、纤维板吊顶、塑料装饰板吊顶、装饰玻璃吊顶、金属吊顶等等。过去只有星级宾馆的卫生间才安装浴缸、冲淋设备，如今卫生间装饰热正在家庭装饰中兴起，厨房装饰已开始淘汰水泥槽、白瓷砖灶台，向不锈钢灶台等高档材料发展。普通钢窗已不能满足家庭装饰的要求，而逐渐被塑钢门窗、铝合金门窗所代替。可是，当我们极尽所能把各种新颖的、具有时代感和装饰效果的新型装饰材料将居家打扮豪华考究，享受这份舒适与气派时，是否会考虑到我们身边的洁净光亮温馨的环境中，会潜在污染的威胁。
　　事实上早在70年代末，欧洲一些国家的科学家就已着手研究现代建筑装饰材料、建筑材料释放的气体对居室空气的影响及人体健康的危害程度，并就建筑材料、建筑装饰材料对居室内空气的影响进行了全面系统的基础研究后指出：从室内空气中，检出的500多种有机物中，有20多种为致癌物。国外把由于室内装饰用了有毒的建材而影响人体健康的病症，称为“有病建筑综合征”。日本横滨国立大厦环境科学研究中心的一项调查报告显示：竣工两周后的房子，其室内污染程度比室外高出近40倍，即使在采取换气措施后其污染程度仍可相差近10倍。1987年联合国世界卫生组织（WHO）发表了一份调查报告指出，近90％的新建及改建的建筑物中存在着“有病建筑综合征”，在这样的建筑中居住的人们主要受到霉腐空气和化学污染之害。为此，世界卫生组织制定了室内空气有机化合物总挥发量每立方米不超过300微克的标准建议。欧洲地区制定的室内环境质量标准的建议是：室内空气中甲醛、人造矿物纤维、氧气、石棉、氧化氮和有机物以及一氧化碳、二氧化碳等的最大量不得超过0.15毫克／立方米，总的挥发性有机物不超过2毫克／立方米。灾害事实说明：室内空气污染这一“隐形杀手”正越来越严重地威胁人们的身心健康。在环境污染被人们广泛认识的今天，室内的污染尤其是室内空气的污染还远远没有进入大多数人的认知视野。导致住区的危害很多，这里集中归纳为十类：
　　（1）二氧化硫：主要由燃煤排放引起。二氧化硫在大气中会氧化而形硫酸盐气溶胶，毒性将增加10倍以上。它会严重危害人的健康，导致咳嗽、喉痛、胸闷、头痛、眼睛刺激、呼吸困难，甚至呼吸功能衰竭，此环境下的降雨便是酸雨。它会使水质及土壤酸化，进而导致植物大规模死亡。二氧化硫曾是一些发达国家在工业发展时期的主要污染物。被列为世界十大环境污染事故的比利时马斯河谷（发生于1930年12月3—5日，致使数千人发病，60多人死亡）、美国多洛拉（1948年10月26日—31日，5911人中毒，17人死亡）和英国伦敦（1952年12月5—8日，死亡人数较常年同期多4000余名）的烟雾事件，均因二氧化流严重污染所致。
　　（2）氮氧化物：主要是一氧化氮和二氧化氮，主要是由机动车尾气造成的。它对人的呼吸器官有较强的刺激作用，可引起气管炎、肺炎、肺气肿等。氮氧化物与水作用可生成硝酸盐、亚硝酸盐。亚硝酸盐进入人体，可生成强致癌物亚硝酸胺，也可与人体血液中的血红蛋白结合，形成正铁血红蛋白，使人产生缺氧病症，典型事例便是同样被列为世界十大环境污染事故的1952年美国洛杉矶光化学烟雾事件。该事件致使大批居民发生眼睛红肿、喉痛咳嗽、皮肤潮红等症状，严重者心肺功能衰竭，有400余名65岁以上的老人因此而死亡。此外，植物大面积受损，车祸增多。
　　（3）总悬浮颗粒：是大气降尘的主要污染指标。大气中总悬浮颗粒来源很广，如工业废气、建筑扬尘、汽车排气、物质燃烧等。其中含有可损害神经系统的污染物质铅、汞、锰等，还有致癌物质苯并芘。砷、铬等。总悬浮颗粒能吸咐有害气体、液体、细菌等。各国目前对粒径小于10微米不能被人的上呼吸道阻挡的可吸入性颗粒（即PM10）非常重视，尤其是粒径小于2.5微米的可吸入性气溶胶（即PM2.5）。这种气溶胶微粒被吸入人体后，约有50％吸附在肺壁上，会渗透到肺部组织的深处，可引起支气管炎、肺炎、咽炎、支气管哮喘、肺气肿和肺癌，并破坏肺组织引起呼吸困难，进而导致心肺功能减退甚至衰竭。研究结果显示，微粒污染使人们缩短寿命的风险增加15％～17％，使人们死于心脏和肺部疾病的几率增加30％。由于技术条件的限制，我国各个城市普遍监测的只是总悬浮颗粒TSP。
　　（4）甲醛：甲醛是一种无色、有刺激性气味的气体，是由住宅的各种家具、装饰材料中挥发至空气中的。最主要的来源是“木屑板”的粘结剂——脲醛树脂，而近几十年来，层压木屑板在家具中的应用愈来愈普遍。另一主要来源是安装在墙体孔穴中的脲醛树脂泡沫塑料保温层。同样，在燃料燃烧时也释放出甲醛，它也是吸烟者烟气及汽车尾气中的一种化合物。甲醛气体对人体的粘膜有刺激性。在超过（0.15～1.00）×10-6范围的情况下，对某些人群会引起眼、鼻、喉的

炎症。而在某些家庭住宅内已高达这一极限值。
　　（5）挥发性有机化合物（VOCS）：VOCS是指沸点在50～250℃的一系列化合物，它们在室温下能产生蒸汽。VOCS在室内有多种来源，包括：装饰材料、家具、地毯粘结剂、建筑涂料、化妆品、清洁剂和日用品。此外，也来自于霉菌、吸烟的烟气及燃料的燃烧。至目前为止，已发现VOCS散发率的峰值是在选用溶剂型料装饰房屋以及用粘结剂时出现的。但是，可以肯定，目前，在典型室内环境下，VOSC的散发量会对人体引起过敏的反应，在较大剂量气体的短期环境下暴露会产生短暂的疾病；若长期、反复地暴露，则会引起眼睛及肺部的炎症，甚至可能影响到神经系统。某些VOCA，如苯族化合物还可能诱发癌症。
　　（6）石棉及人选矿物纤维：石棉在工业上的应用开始于1见年前，在19世纪60年代其应用趋于高峰阶段。由于当时人们不了解石棉对人体健康的危害性，固而从事石棉生产和施工的工人经常在高剂量纤维尘埃环境下工作，最终导致严重的矽肺、肺癌等肺部及胸腔恶疾。这些疾病的报告早在19世纪初期，30年代和60年代已有发表。50年代和60年代南非Wagner工程事例，对认识石棉对健康的严重性尤为重要。作为商品的“石棉”是指“角门石”和“蛇纹石”两类硅酸盐矿物材料。已认定角门石类矿棉的危害性更大。在70年代，英国对兰石棉已自发地停止进口，对铁石棉也已在80年代禁止进口，故英国早已不再应用角门石类石棉。对于蛇纹石棉，也已大大减少了应用，但现仍允许在某些产品中应用，如石棉水泥瓦，以及磨擦材料制品，如刹车片内衬等。随之，出现了人造矿物纤维这一替代材料，其中数量最大的矿物类纤维是用于隔热保温和隔音的玻璃棉和矿棉制品。在近10年的“建筑节能”浪潮冲击下，这一类材料广泛应用于坡顶楼和空穴墙体的保温。此外，还用于园艺制品，陶瓷纤维、岩棉毡具有特殊的应用范围。石棉水泥是一种价廉、绝热性、防水性好的纤维增强材料，曾一度被广泛应用。但由此产生的对健康危害的风险也引起了各国的高度重视。尤其是对吸烟者，若接触石棉的环境，则可诱发肺癌。特别引起公众注意的是，随着石棉应用的日趋减少。相反地，在英国，男性间皮瘤患者数量实际上日趋增加，有专家预测：至2020年，间皮瘤患者死亡人数将接近3000人／年。此外还有每年因石棉沉淀病及肺癌的死亡人数均各达数百人之多。虽然报告中提到大部分死亡均由历史的职业性暴露而引起的，但是以上提到的疾病和死亡的人数之多提醒人们关注环境暴露这一严重问题，不仅限于石棉（尤其是角门石石棉），而且是在应用具有类似特性的其他纤维材料时，也应谨慎对待。
　　科学家发现，吸烟者对石棉粉尘的吸入有增强作用。接触过石棉的工作得肺癌去世者，是正常人的8倍，而吸烟的石棉工人，则是他们的192倍。石棉的危害属于软性，病症可分为四类：石棉肺、肺癌。间皮瘤、消化系统的癌症。石棉肺患者的起因是肺泡及支气管的纤维化，严重者能产生呼吸残障，导致心脏衰竭。到目前为止，石棉引起的疾病尚没有找到可治的药物，唯一的方法就是预防，尽可能不要接触石棉制品。
　　7）重金属铅等：铅在自然界中分布甚广，土壤中含铅（0.07～108）×10-6，工业污染区附近煤燃烧地可达（534～1240）×10-6，许多建材中都含有铅。此外，铅盐及镉、铬氧化物、铅黄、铅白、红丹等是颜料、油漆、涂料的主要成分。在房屋拆修或油漆烤铲过程中，有大量含铅粉尘逸散。铅的毒性对神经系统、造血系统、心血管系统、生殖系统等均有明显影响。尤其值得注意的是，它可通过胎盘、乳汁影响后代，婴幼儿由于血脑屏障发育未完善，对铅的毒性更敏感。如美国波士顿对某幼儿园进行追踪调查结果表明，3岁儿童若血中铅浓度超过30微克／毫升，到7岁时，将会呈现明显的智力及行为缺陷。据英国某室内卫生调查组织的调查发现，住宅内尘埃平均含铅量可达1300×10-6，比公园土壤高出1倍。这对常常在室内地上活动的幼童威胁很大。由于铅的毒性，因此，国外一些国家的绿色建材中标明不得含有铅及其化合物。
　　（8）氧气：氧气是由土壤及岩石中的铀、镭、钍等放射性元素的衰变产物，是一种无色、无味，具有放射性的气体。某些含铀系元素高的建筑材料，如砖、花岗石、混凝土会散发出氧气。如湖南某种石煤，含镭（0.1—10.7）×10－8居里／千克，若利用这种石煤渣来制成砖，建成的房屋，居室内氧气的浓度可达（4.59～8.95）×10-12居里／升，超过国家标准5－9倍。氧气是一种无色、无味，看不到、摸不着的气体，它会不知不觉地从房屋的地基、土壤、墙壁和天花板中溢出，并在室内积累。世界卫生组织国际辐射防护委员会、联合国原子能辐射效应科学委员会等国际学术团体一致公认，长期在氧浓度高的环境中生活，会导致肺癌发病率增加，以及其他病症的产生。据科学家估计，在英国每年约有1.4万人死于氧气导致的肺癌，其灭亡率在各种危害因素中仅次于车祸，占第二位；在瑞典，每年约有1100人死于因氧气导致的肺癌，占总死亡人数的30％。世界卫生组织已将氧气列为使人致癌的19种物质之一。近年来，我国肺癌发病率和死亡率均呈上升趋势，主要原因是环境质量的恶化，其中是否包括氧气的致癌因素，有待进一步调研。氧气的研究和防治成为当前国际上十分热门的生态环境问题之一。
　　（9）噪光：所谓噪光是指对人体心理和生理健康产生一定影响及危害的光线，噪光污染主要指白光污染和人工白昼。70年代末至80年代初，国外开始大量使用一些新型建筑材料，以这些材料制成的镜面建筑很快在西方风行起来，并于80年代传人我国。在我国深圳。广东、上海、北京等大中城市，大面积采用玻璃幕装饰建筑外墙面随处可见。然而，由此造成的白光污染却是人们始料不到的。镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈。据光学专家测定，镜面玻璃的反射系数达82％～90％，比毛面砖石类外装饰建筑墙面的反射系数大10倍左右，大大超过人体所能承受的范围。研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，易导致视力下降，同时还会使人产生头昏目眩、食欲下降等类似神经衰弱的病症。因玻璃幕墙对周围建筑和街景的折射而造成的错觉，使交通事故层出不穷。
　　如1996年8月，上海市10多户居民联名状告居住附近的“高层邻居”，原因是这些高楼大厦外墙装饰的玻璃幕墙大面积强烈光，炎炎夏日，太阳光被反射到居民室内，不仅光亮刺眼，而且造成室内急骤升温，对其正常生活和工作造成严重影响。同年11年，在北京朝阳区发生的一个奇事更让人领教了玻璃幕墙反光的厉害。一辆停放在商场旁边的小轿车，因正好被幕墙反射的太阳光照射，加上镀膜玻璃安装不平整，造成聚光效果，把轿车上的门橡胶密封条烤化到“流泪”。同时，幕墙玻璃像一面巨型的镜子，在太阳光的照射下，烟烟闪光，严重影响着街道上的车辆和行人的交通安全，北京的一些司机反映，下午四时许从西往东经过西客站，强烈的反光刺激得眼睛都睁不开，若不警惕，这种光污染造成的交通事故恐怕就难以避免 因此，研究如何合理、科学利用玻璃幕墙和开发低反射率玻璃幕墙，改善光污染是当前国内外关心的热门课题。
　　（10）电磁波辐射：现代电器、电子产品大量涌人家庭，电子电器产品所产生的电磁波辐射对人体的健康也产生很大的损害。电磁波是电场的磁场周期变化产生波动而传递的能量。因此，凡有电流的地方必然会产生电磁波。人体在受到外界电磁波射人时，体内稳定的能量被干扰，从而使人的免疫力出现波动，久而久之，超过一定限度就会影响健康。电磁波的值是以磁束密度单位MG（毫高斯）计。家用电器中，微波炉、吸尘器、移动电话的电磁波辐射最强，均可达到200MG；其次是电暖炉和交流式电动剃须刀，均为100MG；电动卷笔刀90MG；电吹风70MG；电饭堡、复印机40MG；电热毯和洗衣机30MG；彩电、冰箱、窗式空调、组合音响均为20MG。但电磁波辐射的范围不是无限的，因此，在电器启动时，人体必须与它保持尽可能的距离，以及尽量减少使用时间。如微波炉，使用时至少要与它保持1.5米以上的距离，而且最好放在冰箱上，可防小孩受到辐射。冰箱因长期使用，所以最好不要放在卧室。电视机的电磁波是以360度向四周辐射的，画面越大越要离得远，25英寸以上的至少与它保持2米距离。移动式电话、吹风机、剃须刀都要接触头部、面部，要注意减少使用时间，手机更不宜长期开着。

2.3　提高居室安康小气候的设计措施

　　我们的祖先，对建筑室内空气环境质量是很重视的，在建房选点时，很注意建筑的风水，也即很讲究建筑物的阳光、通风、地气和周围环境中的山势、水流路径等等。而到了近代，各种新型建筑材料的问世，人们为了追求宾馆式的豪华、气派的装饰，忽视了一些装饰材料的使用带来的污染性、放射性、致癌性、窒息性等的危害，致使建成的一些建筑达不到基本的卫生及安全要求。为使我们尽可能摆脱有病建筑的危害，从减灾规划设计人手建议注意做好如下几点：
　　（1）健康建筑的设计应当包括五个方面
　　有利于人的健康；能源效率；资源效率；环境责任；可承受性。如能源效率，提高房屋能源效率的措施主要有：选择合适的建筑材料；改善围护结构；改进加热、冷却和气候控制系统；降低电灯和设备的能耗等。
　　1）材料中的能耗。房建材料的制造消耗大量的能，合理地选择建筑材料可以大大节能。很多保温材料在制造中能耗很大，但可降低采暖能耗，2.6年即可补偿。在建筑中愈来愈多地使用再加工的材料，市场上已有由废纸和废纸板制成的保温材料和底衬；由废塑料制成的管子和地毯；使用再生板料的干墙；使用废木材的木制品；其他很多新产品正在开发之中。
　　2）建筑物的设计热损失。建筑物的设计热损失通过以下措施可以大大减少：如使建筑物的表面体积比最小；改善热阻；减少自然空气泄漏等。
　　3）加热、冷却和通风用能。随着围护结构设计热损失的降低，就有可能开发集加热（空间和水）、冷却和通风职能于一体的较小较紧凑的新机械系统。加拿大在先进房屋中安装的这种综合机械系统，具有储热、热回收功能，年能费用减少50％以上。风扇的能耗很大，普通风扇的效率低于3％，在风扇中带直流电马达的风扇效率提高。
　　4）可再用能技术。随着房屋能需求的降低，就有可能以再用能技术满足空间和水热的需要，最近加拿大建成的一些健康房屋已能以太阳能100％地满足加热的需求。通过采用低辐射涂层、充气窗和改进窗型等，窗户现已变成了向房屋的供热体。窗户的热阻值由0.3提高到1.4。阳光加热通常使用屋顶上安装的太阳光收集器，向远处的岩石或储水槽供热。储热机构然后提供热，以加热水或空气。
　　5）电耗和高峰能耗。通过更新设计与先进设备相结合，房屋照明和设备所需能可降低50％。所有设备（水箱、炉灶、洗衣机、烘箱等）都要考虑价格和电耗，欧洲和美国的一些设备已大大地提高了功率。电灯通常约占电能总用量的2／3（1000kwh／y）。通过下述措施，照明电耗很容易减到250kwh八。即改善窗户设计，尽量利用日光照明；区分全房间照明和专项照明（如台灯）；使用自动计时器和减光器；使用荧光灯代替白炽灯，小型荧光灯比白炽灯少用能75％，寿命却高10信等。
　　（2）规划设计时，要选择有利于健康的环境和地段
　　目前，我国有些工业区，某些大中城市市区、道路、停车场等区域，大气污染严重，建房选点时，要注意远离这些地段。如南京大厂镇地区，是全国著名的化学工业区，每年排放大量的有害气体；又如福建省晋江市是全国有名的瓷都，生产各种建筑陶瓷墙地砖。在内坑镇，这个方圆不到数万平方米的地段上，建有数百家家庭作坊式的墙地砖厂，据粗略统计有大小烟囱上千个。平日烟雾弥漫，遮天盖日，周围树木几乎全部枯死，鸟儿早已飞往他乡，在这里，工业废渣比比皆是，部分工人住在路旁低矮简陋的房屋中，在这样恶劣环境中居住的他们，身体受到损害是可想而知 当前，我国一些大中城市的某些市区，污染也相当严重，我国现有城市近700个，参加全球大气监测网的只有北京、上海、沈阳、广州和西安，监测结果令人沮丧，这五座城市的大气中悬浮颗粒物日均浓度分别是200～500微克／立方米，超过世界卫生组织标准的3～10倍，这五座城市统统被列入世界污染最严重的十大城市的名册中，而北京成为世界上环境质量最差的首都之一。
　　为了监测北京市区的空气质量，北京市政府决定，从1998年2月28日起，通过新闻媒体向社会公布市区空气质量周报。经国家认定，北京市空气质量自动监测系统设置了8个监测点位，周报将分别宣布8个点的空气污染指数（分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染五级），并对北京市空气质量状况进行总体分析。据1998年2月20日至26日的监测结果，北京市空气污染指数为206，空气质量属中度污染。8个点位的空气污染指数见下表。