一、人工智能AI与智能建筑概述

众所周知，蒸汽技术带来第一次工业革命，电力技术带来第二次工业革命，计算机技术带来第三次工业革命，而以人工智能为主的绿色智能工业技术带来第四次工业革命（工业4.0）。我们的智能建筑诞生于1980年，是计算机技术与互联网信息技术开始蓬勃发展的阶段，同时也是工业自动化技术（工业3.0）向民用建筑转化的阶段，例如楼宇自控系统、计算机网络系统。而2015年以来，人工智能引领的智慧能力作为工业4.0及智慧建筑的表征开始展现在世人面前，例如人脸识别、语音识别的应用等。

人工智能是一种引发诸多领域产生颠覆性变革的前沿技术，当今的人工智能技术以机器学习，特别是深度学习为核心，在视觉、语音、自然语言等应用领域迅速发展，已经开始像水电煤一样赋能于各个行业。

二、用智商IQ重新划分智能建筑发展阶段与等级标准

当我们在讨论大脑的能力之时，我们通常会用智商（即智力商数Intelligence Quotient）来衡量。普通人的IQ是100，爱因斯坦、达芬奇这样的天才的IQ大概在200左右。棋类游戏一直被视为顶级人类智力的试金石，2016年使用人工智能算法的AlphaGo在围棋比赛中战胜人类顶级棋手李世石，是人工智能发展的标志性事件，也就是从此开始即使在顶级人类智力领域，人工智能真正超过了人类。

笔者个人认为，1980~2015年间的智能建筑，智力如同0~1岁或IQ=0~10的孩童智商，只能做一些被动的条件反射，不能主动认识人并根据不同人的不同需求做出不同的反应，随着人工智能给智能建筑赋能，智能建筑也可以用人类的IQ智商标准来重新划分智能建筑发展阶段与等级标准，则相对直观。

IQ=0~10，一星级智能建筑（初级智能建筑）

IQ=10~60，二星级智能建筑（中级智能建筑）

IQ=70~100，三星级智能建筑（高级智能建筑）

IQ=100~200，四星级智能建筑（智慧建筑）

IQ=200以上，五星级智能建筑（高级智慧建筑）

三、AI赋能智能建筑总体架构与需求分析

人工智能赋能智能建筑的核心是基于海量数据的深度学习，深度学习已经在语音识别、图像识别等领域取得突破，海量的数据和高效的算力支撑是深度学习算法实现的基础。

AI赋能智能建筑总体架构

  虽然人们对智能建筑的看法各不相同，但理想的智能建筑，总是拥有一些共性需求，人工智能为智能建筑赋能的需求可以从用户体验、绿色环境、共享经济、科技创新四个维度展开。

第一维度，用户体验。

用户体验永远都是智能建筑的核心。人工智能将通过更加合理、先进的设计理念和手段为用户提供更好的体验。在用户体验方面，人工智能赋能的智能建筑应该具有以下特征：

1、更好的暖通空调和照明体验。得益于广泛搭建的传感器网络，中央或分布式控制中心将对建筑内部的温度、照度、光线强度等指标有更好的调节，以实现更舒适的办公平日生活环境。

2、更高效的办公环境。智能建筑中的信息网络以及内置的各种办公辅助设计将高效避免用户在时间上的浪费，降低用户受到环境或真他用户的干扰，帮助用户实现更高的效率和产出。

3、更高卫生水平、便捷可用的健康设计和服务。智能建筑同样关注维持内部卫生水平，同时在设计中加入人体工学原理，尽可能在使用过程中保护用户的身体健康，降低职业病的发病率，提供对突发疾病的应急处理方案。

4、将身体不便因素考虑在内的完备包容性设施。智能建筑考虑了用户身体遭受的短期(如受伤、怀孕等)、长期(如残障、慢性疾病等)人身障碍所引起的不便。为用户提供方便、包容的生活工作环境和周到的人文关怀。

5、完善的安保措施。高等级的身份识别系统，考虑应对火灾、地震以及其他灾害的设计。

6、随处可见的环保设计。用户将能明显感受到智能建筑中蕴含的绿色节能理念，并逐渐适应和习惯。

7、提高空间利用率和空间柔性。

8、更强的科技感。

总体来说，具备以上特征的智能建筑将能够通过人工智能技术来适应变化的场景，支持人和建筑的方便互动，为用户使用过程提供便捷性和舒适性的美妙体验，大幅度提高用户的生活工作质量。

第二维度，绿色环境。

    智能建筑不仅是现代技术理论发展所带来的“可能性”，而一定程度上是迫于资源枯竭环境退化问题所产生的“必然性”。

从环境的视角看，人工智能赋能的智能建筑应该具备以下特征：

建造低能耗的建筑结构设计，建造过程中采用合理、高效的手段避免能源浪费。

1、绿色建筑。绿色节能，避免使用对环境造成破坏。

2、使用过程中的低碳排放。通过自动检测、自适应的智能优化。

3、调节系统降低不必要的能源和浪费。

4、水资源可持续性设计。通过水资源的循环净化以及其他辅助系统，实现对水资源的高效利用。

5、低废弃物排放、零污染。包括废弃物再利用、高污染物的有效收集等，以及对那些能够避免土地、大气和污染的设计的采纳。

6、可持续建筑选址，应用生态策略。建筑可选择建在更接近城市发展配套设施，且在建成后对周围环境影响最小的位置，保留绿地、野生动物保护区等当地的生态自然环境。

总体具备上述特征的智能建筑应该是环境友好、自适应、资源最优化和绿色节能的，最终实现建筑和生态可持续发展的完美结合。

第三维度，共享经济。

    企业是智能建筑发展的核心动力源，企业的最大关切就是经济效益。因此，从成本和经济效益的视角看，区别于传统建筑，人工智能对赋能后的智能建筑在共享经济方面应具备以下鲜明特征。

1、低电力、水资源成本。借助于高效的控制手段和先进的资源利用设计，智能建筑的使用成本将低于传统建筑。

2、成本优化。由于使用了环保材料，同时接入了多套控制和管理系统，增加了许多在初期建设部署时的软硬件成本，但随着智能建筑的整体系统成本下降，将形成与人力成本的比较优势。

3、低生命周期成本。智能建筑的维护和使用成本较传统建筑更低，长期来看更加经济。

4、高投资回报。智能建筑能够高效帮助用户改善工作效率和提高生活质量，因此会带来更高的产出回报率。

从发展趋势的角度分析，企业对智能建筑的这些诉求必将驱动人工智能建筑进入智能经济、平台经济和体验经济的时代，通过基于智能经济的产业化能力和基于平台经济的社会化分享模式，才能够使企业以更低的成本开展智能建筑的建设和运营。

第四维度，科技创新。

  技术和创新是智能建筑的基石，也是别于传统建筑的关键所在。

  因此，在技术和创新方面，人工智能赋能的智能建筑应该具备以下特征。

1、巨大的传感器网络和集中或分布式的综合控制系统。高效的计算机软硬件和网络、越来越低廉的高品质传感器、高度可控的设备，成为智能建筑的“大脑”、“眼睛”和“手”。

2、新型材料。更多环保、低成本、高强度、高隔音性能、对人体无害的材料。

3、支撑用户办公的先进技术设备。

4、环保以及关注用户的创新设计。

5、集成统一的创新管理模式。

6、新技术和概念的可渗入性。智能建筑的框架结构允许内部的柔性，便于未来新设计和概念的引入。

可以预见，这些关键的技术和创新会在智能建筑产业的驱动下快速发展，人工智能、物联网、虚拟现实、安全、仿生、自动控制及ICT技术的创新和融合将成为建筑业的新趋势。

五、小结与展望

虽然人工智能AI是一种引发诸多领域产生颠覆性变革的前沿技术，但除此之外，就如笔者在《互联网时代的智能建筑架构特征——“建筑物联网”探讨》一文提出的，物联网技术、互联网技术、工业技术、数字化（BIM）技术对于智慧建筑都不可或缺。智能建筑要发展，一方面要充分发挥阿里、腾讯等互联网巨头的能力输出，将互联网人才技术引入智能建筑行业，使智能系统成本快速下降，形成与人力成本的比较优势；一方面要发挥行业协会的引领作用，包括建立智能建筑的星级等级标准并推行智能建筑验收测评制度等。这两个方面都是现阶段AI为智能建筑赋能与智能建筑行业发展的关键点。

通过人工智能AI为智能建筑赋能，在未来30年，智能建筑的IQ智商超过人类，实现IQ大于200的五星级智能建筑（高级智慧建筑）不是梦。

参考文献：

1、  互联网时代的智能建筑架构特征——“建筑物联网”探讨《智能建筑》黄亦明

2、  《智能建筑设计标准》GB50314-2015

3、  《阿里智慧建筑白皮书》-2017

4、  《2018人工智能发展白皮书-技术架构》中国信息通信研究院

主要作者介绍：

黄亦明，研究员级高工，国家注册咨询师、国家注册造价师，中国计算机用户协会数据中心分会江苏站站长、中国建筑业协会智能建筑分会专家、中国勘察设计协会建筑电气工程设计分会电气专业双高专家委员会委员，擅长智能建筑、智慧园区、数据中心的咨询规划设计。