智能建筑---建筑发展的必然趋势和进步的标志
人类发展的历史证明:每当科学技术有所重大突破之际,必然会影响到人类生活模式的变化,而这一变化又将促使人们对自己居住和生活的环境提出新的要求。同时着手改造这一环境以满足这些要求。当新环境与要求适应了,便会进一步促使科技再向前发展,而人们的生活则大大提高一步。如此生生不已,形成了科学技术的持续发展和人们生活的不断改善与提高,社会得到进步。
19世纪末到20世纪初,大约50年,是电能的开发时代。尽管电这个物理现象早已被人们所发现,但是真正形成工业应用还在19世纪80年代。一旦电能的应用进入了人们的生产、生活和学习等领域,便起了扭转乾坤的巨大作用。由于电能是一种二次能源,它在生产、传输、使用中十分易于调控,又能很方便地转换成为其他能量形式(如电动力、电热、电化学、电光源等),故此,在20世纪初期,开发电能在各种领域中的应用成了时兴的课题,深入到人们生活的方方面面。同时它也改变了人们的生活方式,例如:只有有了电光源,人们才可能开辟夜生活,形成不夜城。也只有出现了电能在照明、空调、供暖等方面的应用之后,才有可能出现全封闭的无窗厂房,开敞的大面积办公空间,住宅或旅馆的暗卫生间等等建筑功能上的变化。
这也就是科技进步影响了生活方式。生活和技术进步两者的发展,促使了从建筑格局到细部做法都产生了变化。这样的例子不胜枚举。
进入20世纪以来科技发展,莫过于电子技术的应用。回顾电子技术 发展,当始于19世纪末发现的爱迪生效应及赫兹实验的成功,导致 1895年意大利人马可尼在2500m距离中发射无线电报成功。这标志电子学应用的开始。大体上百年之间,这项具有无穷生命力的技术以空前的速度发展着,而且随着它本身和相邻学科的发展,它发展的愈来愈快。从电子管时代到晶体管时代大约用了50年,而从晶体管时代过渡到集成电路时代只不到20年;信息处理速度不断加快,传递范围不断扩大,从几公里扩大到全国、全球。直至称为电脑的电子计算机的出现,将人类带入了信息时代。这些技术的发展从时间到空间都深刻地对人们的生活产生巨大和深刻的影响。例如;现代的人和家庭已经很难设想,生活中如果没有了电话、电视、计算器或电子计算机以及形形色色的生活、办公、生产和科研的种种电子设施,日子怎能过得下去。而且,这一影响 还将在人们的生活中,从深度和广度上继续加速地影响下去。 这种影响应该说有两方面,一种是宏观的,即由于科学技术的发展导致人们生活模式的变化。在人们生活模式转变的基础上,导致建筑设计的理念和处理方式的变化。如:只有出现了成套的厨房设施,例如:电冰箱、微波炉、电灶和烤箱等,才可形成餐厨合一的餐厅或者在起居室一侧的厨房角。这只是一个小例子。
电视的进入家庭是另一例子。20世纪初期,电话进入家庭的时候,还只不过是一件小摆设。30--40年代无线电广播普及开来,家庭的收音机也和电话差不多,只是摆设而已,少数阔绰的家庭可以有落地式的收音机摆在起居室中,有沙发围绕这台大收音机以欣赏美妙的音乐,这当然影响了室内布局。及至50--60年代电视普及到千家万户,特别到80年代彩色电视的普及,使电视成为人们生活中的一个重要组成部分。成人和儿童每天都有若干小时呆在电视机旁,乃至形成了电视文化。这样就形成了以电视机为中心的全家团聚方式。这种生活模式,使得起居室设计又形成了以电视机为中心的家具布置。而且,自80年代末以来,大屏幕彩色电视进人家庭,屏幕尺寸愈来愈大,这不能不影响到合理观赏距离的加大,理所当然地也必然影响到起居室尺度的设计。如一架29”电视机的合理视看距离达3.5m以上,这对室内布置不能不产生影响。若按科学杂志“牛顿”中的预言,到了2010年投影电视将进人家庭的话。那么,每个起居室将要进一步加大。可以想象,那时的住宅设计又当如何处理这一问题呢?
计算机的大规模进人家庭以及任何一个计算机结点都可以进入全球互联网,这使某些人仅将计算机作为儿童教育工具或者只作电子游戏的高级玩具的作法大大提高了一步。人们不仅可以从全球互联网上获得各种信息,还可以通过网络进行工作。这样,与计算机在家庭中普及的另一个后果就是在家中上班办公。这一前景绝不是遥远的事。现在,已经有不少人领了任务拿到家中在自己的计算机上完成,只不过是没有联网而已,如果,把家庭中的计算机联网,既可和同事联系又能和外单位联系,那么就完全可以在家里办公。而传统的办公室只起存储和交流枢纽的作用,成了虚拟的办公室。当然,如果家庭成了办公室,那么住宅的设计也应有所考虑。这种家中上班的全新模式,无疑对社会活动是有许多好处的,例如职工在处理公务和处理家务的矛盾中,会因在家中工作得到解决,街上上班族的人数将大大减少,对解决交通拥挤会有很好的作用,其他如子女教育问题、提高工作效率问题等等,也都会得到不同程度的解决。
又如,如果视频点播(VOD),互联网购物推广和普及开来,那么商店形式也会改变。若现有的图书馆都改变成为数字图书馆,那么图书馆中的阅览桌将以大量计算机终端所代替,而图书馆的平面和空间布置必将发生重大变化。这些由于科技的发展导致行为模式的变化,进而影响建筑布局的例子,只要留意便会发现很多很多。若干现象也许今天仅处于萌芽状态,但透过现象可以看到它隐含的勃勃生机。
如果把这一发展推广到更大的范围,从建筑这个小环境扩展到更大的领域,从区域或城市的范围来考虑的话,那么智能城市的问题已经现实地提到我们的日程上。举交通流量的控制为例,通过摄像系统来了解车流量和拥挤程度。再通过广播系统以调动车流,避免在某一局部路口拥挤过甚。这件事目前在许多城市已经做到。当然,还可以通过卫星遥感来控制。此外,用卫星遥感来管理城市污染、火灾、绿化面积和资源等等,都已是很成熟的技术了。
若干建筑师和科学家还提出了重构城市的设想。例如:日本大林组提出的千年塔(Millennium Tower)计划,日本鹿岛建设提出的海洋城(Marine Polis)计划,三井建设提出的母亲(Mother)计划,都是在高度的智能应用与系统开发的设想的基础上,或建一高耸入云的巨塔,成为主体都市,变水平的拥挤交通为垂直的纵向交通,依交往的密集程度从下向上逐层缩小;母亲计划则是在城市中心建造一座超高层的尖塔称为“母亲”,人们则住在分布于“母亲”周围的低层住宅之中,周围均是花园和绿地,人们均在家中上班,通过电脑与“母亲”中心联络,“母亲”则是办公室和通讯中心形成的城市中枢。类似此种设想还有一些。结合这些构想,再贯彻可持续发展的指导原则,可以想到一种全新的智能城市的雏型正在蕴酿之中。
当然这些今天都仅是在预测之中。然而,都不能说是虚构的空想,其中某些内容现在已经实现了。
以上这些是指在科学技术飞速发展的条件下,使人们的生活模式发生变化,然后又导致了人们生活环境上的变化,小至房屋,大到城市,都会产生不同程度的影响。
除此以外,科技的发展在具体建筑技术上的直接影响,就更多了。
传统建筑学要求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,还应当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和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自动化、计算机、通讯等多种技术的有机结合。这便是“智能建筑”问题,只要求提供物理环境的概念已过时了。
通常为了达到这一目的,在建筑上常说的“三A”系统,也就是BA(楼宇自动化)、OA (办公自动化)和CA(通讯自动化),它们可以理解为:
BA:指建筑物本身应当具备的自动化控制功能,包括感知、判断决策、反应、执行的自动化过程。具体体现在对温湿度、消防、保安、供水、音响、照明等系统的控制上。