1.4 智能建筑

来自不同机构从各种视角定义的智能建筑如下：

国际上智能建筑的一般定义为：通过将建筑物的结构、系统、服务和管理四项基本要求以及他们的内在关系进行优化，来提供一种投资合理，具有高效、舒适和便利环境的建筑物。

国家标准《智能建筑设计标准》（GB50314—2015）对智能建筑定义为：“以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。”

英国市场调研公司Memoori强调全新建筑物联网（BIoT）的出现，将智能建筑定义为IP网络的叠加、连接整个建筑的服务，无须人为干预监控、分析并且控制。

欧洲对智能建筑的定义如下：创建了一个环境，可以最大限度地提高建筑居住者的使用效率，同时通过最低的硬件和设施寿命周期成本实现高效的资源管理。该定义将焦点放在通过技术满足居住者的需求上，同时通过最低的硬件和设施寿命周期成本实现高效的资源管理。

BREEAM守则（1990）和LEED计划（2000）给出的智能建筑定义侧重能源效率和可持续性，智能和绿色为其核心特征。

总的来看，亚洲定义侧重于技术的自动化和建筑功能的控制作用。欧洲定义则将焦点放在通过技术满足居住者的需求及绿色可持续发展。

智能建筑的理论基础是智能控制理论。智能控制（intelligent controls）是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础。其中应用较多的分支理论有：模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法、自适应控制、自组织控制、自学习控制等。自适应控制比较适用于建筑环境的智慧化管控。自适应控制采用的是基于数学模型的方法。实践中我们还会遇到结构和参数都未知的对象，比如一些运行机理特别复杂，目前尚未被人们充分理解的对象，不可能建立有效的数学模型，因而无法沿用基于数学模型的方法解决其控制问题，这时需要借助人工智能学科。自适应控制所依据的关于模型和扰动的先验知识比较少，需要在系统的运行过程中不断提取有关模型的信息，使模型越来越准确。常规的反馈控制具有一定的鲁棒性，但是由于控制器参数是固定的，当不确定性很大时，系统的性能会大幅下降，甚至失稳。自适应控制多适用于系统参数未知或变化的系统，模型很难确立，对智能建筑这类复杂控制对象，很难建立整个建筑物自动化系统的控制系统模型，只能分设备分子系统地去建立各个局部系统的模型，再进行系统级连接和统一协调控制。神经网络PID控制也是一种可在智慧建筑领域落地应用的极具潜力的理论，算法模型如图1-4-1所示。