聪明的建筑

“聪明”的建筑随着科技的不断发展，建筑也变得越来越“聪明”。我本科学习的是自动化专业，想由此探讨智能化建筑的发展及对未来发展趋势的展望。Page2章节分类：一、自动化技术发展历程二、与建筑结合——智能化建筑的发展三、智能化建筑的展望与探索自动化技术：这是一门综合性技术，它和控制论、信论、系统工程、计算机技术、电子学、等都有着十分密切的关系，而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。·Page3一、自动化技术发展历程发展历程：1.1768年瓦特发明蒸汽机，人类开始进入了使用机器的时代。其借助于离心调速装置而使其本身的转速保持稳定。这种离心调速装置就是世界上最早的自动化机器。瓦特离心式蒸汽机（离心器控制转速）Page42.20世纪40年代，美国数学家维纳等人在自动调节、计算机、通信技术、仿生学以及其他科学互相渗透的基础上，产生了控制论。这一理论对自动化技术有着深远影响。维纳提出的反馈控制原理，至今仍然是控制理论中的一条重要规律。维纳反馈控制原理：在反馈控制系统中，控制装置对被控对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量与输入量之间的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。Page53.20世纪60年代，随着复杂的工业生产过程、航空及航天技术、社会经济系统等领域的进步使自动控制理论得以迅速发展，自动化技术水平大大提高。两个显著进展是数字计算机得到广泛应用以及现代控制理论的诞生。计算机广泛应用航空航天方面应用Page64.到了21世纪，自动化技术进入了计算机自动设计（英文：Computer-AutomatedDesign，CAutoD）的年代。工业自动化是自动化技术应用的一个最为重要的方向。其具体运用的方面有：①计算机辅助设计（CAD）；②计算机辅助制造（CAM）③综合办公自动化（OA）④过程控制与自动化仪器仪表⑥人工智能技术全自动化工厂Page7智能建筑（第一阶段）：是指以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，为人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。主要包括楼宇管理自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。以上所说的智能建筑只是建筑自动化发展的第一阶段，主要是对建筑的电气设备进行自动化管理。这只是“建主皮毛的自动化”二、与建筑结合——智能化建筑的发展Page8全球第一幢智能大厦——城市广场（CityPlace）智能建筑的概念，在本世纪末诞生于美国。第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德（Hartford）市建成。将一幢旧金融大厦进行改建，定名为“都市办公大楼”（CityPlaceBuilding），该大楼的空调、电梯及防灾设备等工程设备被计算机与通信设施连接联网，向大楼中用户提供计算机服务和通信服务。迈出了建筑自动化的第一步Page9优秀案例：英国诺丁汉税务中心建筑最大的创新点是采用了一些环境控制的策略。（1）通过采用轻质遮阳板和自动操控的遮阳百叶，使整组建筑既能充分利用白天的自然光，又可以有效地遮挡室外的直射光线，避免造成室内眩光。（2）采取的自然通风策略是从四周的外墙处进风，然后再将污浊的室内空气利用楼梯间角楼的烟囱效应向外拔风。（3）楼板部分裸露，上面不做任何装修，目的是利用混凝土楼板的热惰性蓄积阳光辐射的热量，以为夜晚保温。Page10优秀案例：德国法兰克福商业银行（一）中庭采光通风绿化空间8层结构单元Page11优秀案例：德国法兰克福商业银行（二）三个几组垂直交叉刚梁的钢筋混凝土核心筒布置建筑的交通和小空间。通风采光的中庭每隔十二层设置一层玻璃网架。四层通高的绿色休息空间内部无柱的通透办公空间Page12优秀案例：德国法兰克福商业银行（三）智能双层呼吸式幕墙的玻璃幕墙由内外两层玻璃幕墙组成。它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减小温差因而它比传统的幕墙采暖时节约能源42.5%-52%；制冷时节约能源38%-60%。另外由于双层幕墙的使用，整个幕墙的隔音效果得到了很大的提高。呼吸式幕墙Page13智能建筑（第二阶段）：自动化设备能够较好地与建筑实体相结合，而并非只是把建筑作为平台。建筑能够根据外界条件进行自我调节，实现对周边环境的主动性适应。这应该是建筑自动化发展的第二个阶段，自动化设备已经逐渐与建筑本身融为一体，而并非简单计算机联网。Page14优秀案例：阿拉伯文化研究中心（一）阿拉伯世界文化中心是一栋“绝对现代”的建筑。在室内，借由框滤网及重叠格子来处理光线。南立面就是使用这种手法的典型例子，将在阿拉伯文化中常见的几种几何图形，用相机般的现代活动快门造型重新诠释。这些“快门”由计算机控制，根据一天的日照自动调节“快门”尺寸。整个南立面就像一张可以变化表情的面孔。Page15优秀案例：阿拉伯文化研究中心（二）此建筑的灵魂：自动调节式遮阳板Page16优秀案例：阿拉伯文化研究中心（三）阿拉伯文化研究中心是建筑与现代智能科技结合的完美范例。Page17优秀案例：“向日葵”建筑（一）“向日葵”建筑就是位于德国弗莱堡的太阳跟踪旋转房屋。由德国建筑师罗尔夫.迪稀（RolfDish）耗资160万欧元修建。建筑屋顶是花园与太阳能光电板(SolarPanels)。建筑师运用机械构造和自动化设备让建筑物随着太阳运行缓慢自转，位于屋顶的太阳能光电板则以最大日照的角度对准太阳，四周的太阳热能集热器也面对着直射光线，以获取最大的太阳能与热能。Page18优秀案例：“向日葵”建筑（二）屋顶太阳能光电板栏杆上的集热器室内Page19优秀案例：“向日葵”建筑（三）太阳房所采用的技术：1、太阳能自动跟踪系统2、太阳能被动采暖系统3、太阳能热水系统4、光伏发电系统5、中空保温玻璃窗6、雨水收集系统7、微生物分解系统Page20智能建筑（第三阶段）：自动化设备与建筑已经完全结合，整个建筑都能够根据周边环境及人的需求进行调节变化。同时，自动化智能建筑也是生态节能建筑，智能与生态环保共同结合到建筑中。Page21飞行的酒店（一）这栋未来建筑类似于现今的热气球，可承载乘客四处飞行。是飞行器与建筑的完美结合。Page22飞行的酒店（二）酒店室内配有高智能设备，窗户的玻璃可根据阳光强度调节滤光率。Page23台湾塔又称为“漂浮的了望台”，它有8个叶状的了望台，树形的结构是一种局部的象征，是绿色建筑的象征。移动的了望台甲板看起来像是齐柏林飞艇式的电梯，一次能够容纳50～80人。了望台甲板使用轻质材料，在氮气球的作用下可以自我保持平衡，而强大的电磁场能让它垂直上升。虽然整个项目的设计受科幻电脑游戏文化影响，但是它是一种可实现的设计，并且在设计建筑博物馆垂直路线中起到了很重要的作用。在建筑顶上看，整个城市就像是台中城市规划博物馆的展览一般。台湾塔（一）Page24台湾塔（二）塔楼的外观有利于进行“烟囱效应”式的自然通风。垂直核心处的轴流式涡轮机系统能够生产电能。塔楼的外层也铺有太阳能电池板，这些电池板的角度可以调整。Page25台湾塔（三）瞭望台其实是将飞艇建筑化，是建筑与飞行器的结合。同时采用最新材料，使之更加安全、舒适、经济。Page26三、智能化建筑的展望与探索前面分析了智能建筑的发展历程，发现智能建筑就是将建筑与计算机、机械设备、新型材料等结合，使之成为有“意识”的，可持续发展的人造生活空间。智能建筑发展至此，其前景会怎样呢？还会有什么样的变化呢？同时，会面临什么样的问题呢？Page27趋势之一：未来智能建筑的规模将越来越大未来版诺亚方舟Page28趋势之二：未来智能建筑是真正的生态建筑Page29问题之一：未来智能建筑将十分昂贵由于未来智能建筑的规模十分庞大，同时也非常精密，这就决定了其建造成本会十分高昂。Page30问题之二：未来智能建筑十分复杂建筑规模的庞大使其不再是单纯的单体建筑，有时甚至达到了小型城市的规模，这就使智能建筑的功能变得十分复杂。要求各个学科的工种共同合作（如城市规划、建筑、土木、机械、材料、自动化等等）。所以，未来的智能建筑将越来越复杂。Page31Thankyou