智能化，节省15%能耗费
走进上海图书馆东馆，仿佛踏入一座装满知识的“城市客厅”。9层建筑错落舒展，11.5万平方米的空间里藏着近百万册图书，近6000个座位总能让读者找到一方静谧角落。而支撑这份“开放、简约、友好”的，正是上海建工四建集团（以下简称“四建集团”）打造的“智慧管家”——建筑智慧运维平台。
自2022年9月开馆以来，这位“智慧管家”就没停下忙碌的脚步：
物业人员遇到的3000多个大小问题，它都能快速对接，80%的工单在6小时内解决完毕；
一年里1533万次图书分拣运输，它时刻盯着书箱，一旦装满就立刻“提醒”，284次主动告警让图书流转效率拉满；
就连馆内的窗帘都能根据天气“指挥”——晴天怕阳光刺眼，就轻轻拉上几分；阴天想让光线更足，又悄悄打开。清晨根据朝霞调整窗帘角度，午后跟着云朵调节光线，雨天又把窗户关得严严实实，既不让阳光晃了读者的眼，又不遮挡窗外的绿树蓝天。
它不仅守护了读者的阅读体验，还让场馆总体能耗降低，这是人工控制做不到的精准度和复杂度。
这位“管家”有时候也是“预言家”。开馆半年左右，它敏锐地发现了强电系统的“小脾气”：照明、空调比其他问题多。收到“信号”后，它立即为图书馆分析出一套调整维护计划，增加特点区域和设备的预检修频次，原本偶尔“闹情绪”的设备很快恢复了稳定。
阅览室里，机器人通过识别书籍上的电子标签，自动将书从书架取出，并运送至整理区域或借阅台。
以前图书馆工作人员每天花费大量时间整理书籍，逐一核对书架上书的位置。现在，工作人员白天可专注于为读者提供咨询、借阅等服务，机器人就能完成所有书的整理、上架和盘点工作。
这些智能化行为，看起来琐碎、细小、频繁，实际累计下来，为图书馆省下15%的能耗费用。
如今，四建集团的这套智能化运维平台先后落户上海市东方医院、新华医院、上海少年儿童图书馆等多个标志性建筑。
进博会展馆“四叶草”也是建筑智能化用得很好的案例。
每年进博会期间，展馆里的人流像潮水一样变化。或许上午10点某个展厅人最多，下午2点又转到另一个展厅，要是靠人工调空调、灯光，根本赶不上趟。“四叶草”的智能运维系统能实时抓取人流数据，自动调节不同区域的温度、灯光、闸机策略，人多的地方凉快点、亮一点，人少的地方就适当调暗一点灯光。
别小看这一点点的自动调控，且不说节省的能源成本、更好的服务体验，它的背后需要一整套“智慧大脑”系统，而它带来的运维场景、安保场景等应用，未来令人遐想。
从“神经网”到“智慧脑”
在讲述建筑智能化之前，需要先普及一个概念：BIM技术。它的中文直译是建筑信息模型，距首次被提出已有超过10年历史，如今在全球得到业界广泛认可。
简单点说，借助传感器等工具，它最终可以在电脑上形成一套建筑三维立体图，图中可集成从建筑的设计、施工、运行到建筑全寿命周期的各种信息。
小到一颗螺丝钉的位置，大到整栋楼的管线走向，都能在三维图上看得清清楚楚。
比如说某台空调出现故障，在这张电脑立体图上可清晰查找、放大空调位置，显示其走线、温度、使用时长、能耗情况等一系列信息，显示故障代码。如果BIM前期做得细致，直接点击，还能把该空调的品牌、安装、使用说明等文件信息一起显示，方便维修人员查找品牌零配件，这次的维修记录也会被登记在BIM后台数据库里。
换句话说，BIM是所有建筑后续走向智能化、走向AI的前提。就好比有神经网络，才能让大脑“感知”身体各部位什么情况。没有这套神经网络传递信息，后续一切都做不了。
2020年，国家住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九部门联合印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，提出大力推广BIM技术，加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用。
但问题在于，建筑从有BIM系统到真正能集成化应用，当中还有很多“坎”。
假设某一楼层的空调维修次数较多，根据BIM系统的维修数据，我们下一步可以调整运维策略，比如主动增加检测频率，或者日常感应到人少时停止使用，再或者5年内更换空调等。
那么，当这套运维调整的决策和行为都不是“人脑”做出的，而是由一个“智慧大脑”主动学习、分析BIM数据后提出方案时，那就走向了“智能化”。
对于大型建筑而言，空调、开关密度极大、规模不小，不可能物业人员每天在后台打开BIM检查每一台设备的数据，再根据数据进行人工分析。由“智慧大脑”主动对数据进行提取、异常报警，并且调整决策，才能更加高效。
以窗帘自动根据天气、日照进行开合为例。这背后不仅需要可感应的神经传递信息，即BIM数据，还要有一个能分析信息、做决策、再指挥开合的“智慧大脑”。
而四建集团为图书馆设计的智能运维管理平台，就相当于基于BIM系统，为建筑再搭建了一个“智慧大脑”。
四建集团本部大楼是他们智能技术研究的实践楼。采访中，工作人员打开了这栋楼的智慧运维平台演示界面，一个等比例构建的办公楼三维模型格外醒目。
一个有趣的应用是，仅根据摄像头中记者的脸，系统就还原出记者几点到几点，位于办公楼哪些位置，从而在这张立体图上，形象地显示了记者在楼内的所有行动轨迹。这为安保的智能化提供了应用方案。
基于这套系统，还能设计出各类应用场景，就看甲方的需求是什么。
四建集团系统的独到之处还在于，“智慧大脑”与人的交互采用类似微信的“对话”界面。
比如，记者直接输入“把X楼层办公室走廊里的窗帘拉开三分之一”，系统就会回复并执行，同时在三维图中，跳出该走廊的视频画面。身处控制室的记者，却能实时看到办公室窗帘缓缓打开的全过程。这个场景类似于智能家居。
当然，专业人员面对海量的建筑信息能创造更复杂的对话和应用场景。比如，在上海博物馆东馆的运维中，该模型不仅能透视隐蔽工程、实时监测设备状态，还为14万件文物建立了环境监控数字档案，显著提升了运维效率与安全管理水平。
在运维总览模块，可以看到楼宇能耗总体规律、楼宇工单数据、消安系统状态以及机电系统的实时运行状态。
例如，在上海图书馆东馆和东方医院等项目中，该功能通过数字孪生技术实现设备故障预警和能耗分析，支持主动式运维。
在设备报修方面，AI技术的应用彻底改变了传统模式，避免了传统报修中“师傅拿着纸条跑两趟”“故障处理无跟踪”的低效问题。
“一栋建筑面积较大的大楼，通过我们的智慧运维服务，理想情况下能节省三分之一的费用，释放物业人力的基础工作，物业可以在优化服务内容和质量上有更大提升空间。”四建集团数字建造研究中心副主任宋天任说。
在空间管理板块，不同的色块展现了部门分布，可以查看房间的数量、面积以及房间状态数据。也可以进入漫游模式，点击某个房间。同时，还可以查看建筑防火分区、建筑荷载以及建筑材料相关数据，为之后建筑维护、改造提供数据支持。
此外还有后勤服务板块、消防安全管理板块、资料服务板块等。
四建集团办公楼的数据显示，仅电灯、插座系统的智能化管理，每天就能节省约1500元。系统还能精准预测“五年后空调要换滤网”，避免盲目维保造成的浪费。
“我们的数字化业务，不是零散地给建筑添加智能功能，而是覆盖从勘察设计、施工建造到运维管理的全流程，要让每一栋建筑都拥有能思考、会决策的‘全生命周期智慧大脑’。”宋天任说。
为何普及率不够
尽管BIM技术价值显著，但在公共建筑中的普及率却不高。
在政府投资的大型公共建筑以及规建管一体化项目中，BIM系统的配备较为普遍，国家层面也对这类建筑的BIM应用有一定要求。然而，在私人投资的房地产开发项目中，BIM技术的普及率极低。
开发商建成后即出售，后续运维与自身无关，因此不愿投入资金建设BIM系统。楼宇更新领域资深研究员、上海城建职业学院城市运营管理学院励莹博士表示：“尤其那些只关注前期开发、不管后续运维的项目，BIM系统的建设往往被忽视。”
基于BIM系统的智能化建筑与多年来提倡的低碳环保节能建筑，究竟区别在哪里？
“很多人把绿色建筑和智能建筑混为一谈，其实不是一回事。”励莹说。
比如装了太阳能路灯，这是能源利用的绿色化；路灯能根据天黑程度自动开关，这是智能化；要是路灯的电还能给小区的电动车充电，形成能源循环，这就是生态化了。
数字化是第一步，就像给建筑装“千里眼”和“顺风耳”——用传感器收集所有位置上的温度、能耗、人流、开合等数据，再把这些数据变成电脑能识别的数字。
有了数字化这个“地基”，才能智能化。它就像给建筑装了“大脑”，能根据数据自动做决策。当然，决策的优化也会带来低碳、节能。
绿色化则更偏向“低碳环保”本身。除了装太阳能板、用节能灯泡，建筑设计也能体现绿色化——比如办公楼的窗户朝南开，充分利用自然光，减少开灯时间；墙体用保温材料，冬天不用开太多暖气。
而生态化是更高层次“循环模式”的体现。屋顶的雨水收集系统把雨水过滤后用来浇花、冲厕所；办公楼产生的污水，经过处理后能循环使用，“整个建筑就像一个小生态，资源能循环利用，这是生态化的真正意义。”励莹说。
有些建筑只做了绿色化，没做智能化和生态化，比如装了太阳能板，却没装智能控制系统，白天发的电用不完，也没法存起来，无法形成生态化。
值得注意的是，LEED是国际上认可度较高的绿色建筑评价体系。部分外企愿意支付更高租金租赁LEED认证办公楼，提升企业形象。
国内企业开发建筑时，把LEED认证当作提升楼宇档次的手段，用以提高租金。
但部分建筑获得LEED认证后，后续设备老化、更新不及时，所以LEED认证也不代表这栋建筑后续的绿色生态水平。
那么回到智能化建筑本身，“现在公共建筑智能化最大的问题就是‘各玩各的’。”励莹说。
这里可以拿智能家居做例子。
智能窗帘、开关等，涉及后台智能化管理的App五花八门，有华为、小米、天猫等。智能设备与它们之间通过“协议”，达到互联和智能化管理。也就是说，如果设备只有小米的协议，那么它无法被华为、天猫或其他协议平台识别。
同时，智能冰箱、洗衣机、空调，如海尔、美的等，大多也用自家的App管理，如果智能家电分属不同品牌，可能消费者要下载5种以上智能管理App，才能搞定所有家电，而它们彼此之间无法关联应用。
也就是说A品牌的智能灯无法关联B品牌的智能门禁，不能设置“当书房门关闭，灯光自动关闭”，除非它们同属一家智能体系。
目前几家大型平台，如华为等，会引入不同家电品牌的智能系统，解决不同家电的场景互联问题。但大型平台彼此之间依然互不兼容。
即用户一旦使用A平台智能系统，就只能买与A有协议的智能设备。
家用就如此复杂，更何况建筑行业涉及的设备说是成百上千种都不为过。建筑的电梯、空调、幕墙、安防等每个系统都有独立的控制后台和数据接口。整栋楼的设备就像一盘散沙，没法统一应用。
像四建集团那样，做到把所有单项集成化应用到一个平台，在国内属于凤毛麟角。“得益于四建集团，本来在建筑设计、施工过程中，就与这些设备厂家一直合作。所以把合作厂家的协议全部在中台做了集成。”励莹说，但如此也不能包容市面上所有的协议。
行业标准化仍前路漫漫。“不是技术做不到，是品牌不愿放弃自有标准。”励莹指出，破局需要城市顶层设计介入。
如果布局及时，未来的建筑成为“会思考、会省钱、会循环”的智能体，并非遥不可及。
【专家对话】
解放日报·上观：行业内认为，真正把BIM用好的公共建筑并不多，从您的走访调研看，制约因素有哪些？
励莹：人才短缺是制约智慧建筑行业发展的重要因素。即便配备了BIM系统，操作人员仍需要具备高中以上学历，最好是高职相关专业背景，掌握BIM数据采集、管理的基本逻辑，普通低学历物业人员难以胜任。
当前建筑行业，既懂BIM技术又懂运维管理的复合型人才十分稀缺。建议通过针对性培训和工具辅助，让低学历人员可承担部分基础工作，从而降低对人员学历的要求。
其次，BIM系统在全生命周期管理方面也处于起步阶段。日本通过BIM系统实现建筑五年小修、十年大修的精准规划，而我国在这方面经验不足，运维成本居高不下，设备维护缺乏精准性，需要时间慢慢探索。
解放日报·上观：老旧建筑智能化改造成本高，有办法吗？
励莹：确实，BIM系统如果在建楼初始就跟随图纸一起设计建造，额外成本不是很高，但上海很多建筑楼宇都超过10年甚至20年，其更新如果不引入BIM系统，无法顺应未来发展趋势。但更新成本、运维人才与资金成本都是当下需要谨慎考量的。可以优先改造能耗监测、安防监控等关键功能，再逐步实现全面智能化。
解放日报·上观：协议不互通、生态链不互通，对智能化应用阻碍颇大。
励莹：这些瓶颈，并不是“无解之题”。从城市层面来看，“顶层设计”很重要。类似“人工智能+智慧城市”政策，未来可以把公共建筑的智能化纳入智慧城市的大框架里。推动行业标准化或采用中间件技术实现数据互通。
当AI智能体与BIM系统深度融合，建筑正逐步成为“主动生命体”。这种技术迭代，正推动建筑智能化从单体运维走向城市级协同。建筑智能化将从“小脑”延伸到“城市大脑”，融入智慧城市整体发展格局。
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