智能綠色建筑可基于被動、主動、認知和能源正輸出概念予以搭建。在被動建筑概念中,被動幕墻組件將室內(nèi)和室外因素盡可能地分開。當(dāng)代的機械系統(tǒng)保障了一個舒適的室內(nèi)環(huán)境。相反,在主動建筑概念中,動態(tài)幕墻組件對變化的內(nèi)外部環(huán)境做出具體的反應(yīng)。根據(jù)我的個人經(jīng)驗,只有建筑的位置、高度及使用在—年中至少三分之二的時間不用考慮自然通風(fēng)、太陽能和采光的情況下,單純的被動建筑概念才能突顯其優(yōu)勢。高層建筑中傳統(tǒng)窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）戶的自然通風(fēng)和外部遮陽系統(tǒng)的安裝受到高風(fēng)速的限制�；顒拥摹⒂绕涫请妱拥慕M件只適合那些樂意維修保養(yǎng)的建筑業(yè)主。
　　
　　在認知型建筑概念中,幕墻和帶動態(tài)調(diào)節(jié)功能的機械系統(tǒng)組件通過一個智能化的建筑自動化系統(tǒng)互相連接。因此,認知型建筑能對多種可預(yù)測可計算的環(huán)境做出反應(yīng),如氣象環(huán)境中每年或每天發(fā)生的波動(太陽高度角)或建筑營運的次數(shù)。然而,無法預(yù)知的氣候和營運因素一如云的異變和用戶無意識的行為一須通過合適的傳感器或在線天氣預(yù)報來監(jiān)控。對幕墻單個組件的運行進行分主次地協(xié)調(diào)控制會影響幕墻參數(shù),如整個能源吸收度和熱產(chǎn)量,并延伸“零能源狀態(tài)”。信息物理結(jié)合系統(tǒng)(CPS)代表著現(xiàn)存嵌入式系統(tǒng)的下一個進化階段。在CPS系統(tǒng)內(nèi),信息組件與物理組件相互協(xié)同作用,成為大部分國家聯(lián)網(wǎng)的一部分。與認知技術(shù)相組合,它們會對建筑學(xué)和建筑業(yè)產(chǎn)生巨大影響。CPS使新一代認知型建筑及建筑外立面成為可能,其特點就是提升能效、生產(chǎn)力和性能,從而優(yōu)化建筑能耗,改善用戶的舒適度和安防等級。
　　
　　此外,有針對性地滿足項日對室內(nèi)環(huán)境舒適度的要求往往比遵守普通標準一在某些實例中是超標準一要更有效地減少建筑能耗。在理想狀態(tài)下,每個建筑區(qū)都能規(guī)定各自的舒適度限值。例如,當(dāng)建筑非常用區(qū)域能適應(yīng)清晨的較低溫度,則夜間被動制冷的能效就能得到提升。若設(shè)計師進一步拓寬設(shè)計的“系統(tǒng)化界限”則能進一步優(yōu)化能效。如,相鄰建筑中間不受氣候干擾的圈占地可設(shè)計成大型的緩沖區(qū)域,作為中庭或商業(yè)中心。這些緩沖區(qū)域可配各天然系統(tǒng),保證每年的氣溫在15到30°之間,不受外界影響。為了以較少的能耗實現(xiàn)這個目標,必須通過建筑中點管理系統(tǒng)控制可見光的射入、太陽能的獲取及自然通風(fēng)水準。另一方面,諸如屋頂和幕墻這些區(qū)域的內(nèi)表面則相對簡單,不用額外考慮風(fēng)力載荷或暴雨的因素。有了“氣候罩”的防護也提高建筑的使用頻率。在理想情況下,用戶可分別控制幕墻內(nèi)部組件,不會對能耗產(chǎn)生負面影響。然而,氣候罩的噪聲控制(“音量衰減”和熱存儲行為(“熱緩沖”)水平也是相當(dāng)重要的。
　　
　　要談?wù)撃茉凑敵龈拍?我們必須首先減少建筑的能耗。當(dāng)建筑內(nèi)部環(huán)境能在不啟用機械系統(tǒng)的情況下保持舒適且延長舒適時間,則能顯著減少能源消耗。在此,我們可運用被動概念、主動概念或認知感念。實現(xiàn)能源正輸出的較終步驟是將建筑外立面轉(zhuǎn)化為主動的太陽能接收表面。兩種技術(shù)可供參考使用:光電和光熱。目前,相關(guān)組件已能融于建筑設(shè)計特征,較大地適應(yīng)建筑個性化要求。應(yīng)用范圍也從幕墻組件、房頂模塊拓展到遮陽設(shè)備。直接利用太陽能進行區(qū)域供暖和熱水供給可通過現(xiàn)存的不同系統(tǒng)來實現(xiàn),這些系統(tǒng)按照不同的準則來運作,如空氣收集器、集水器或帶熱泵的熱吸收器。對城區(qū)內(nèi)的熱存儲系統(tǒng)進行相互連接可提升系統(tǒng)性能。尤其對于辦公樓來說,在熱收集器(吸收式制冷機)的幫助下實現(xiàn)制冷引起較大關(guān)注。原理很簡單:在制冷需求非常大的地方,太陽也會提供非常大的熱能源以供制冷。這是無缺的“供求平衡”。現(xiàn)如今,整合進建筑的太陽光伏系統(tǒng)早已逾越實驗階段�，F(xiàn)在,太陽光伏系統(tǒng)可用于安裝固定和移動遮陽系統(tǒng)的幕墻和屋頂。同時,布線和電力連接的問題也得到了有效解決,性能優(yōu)越的系統(tǒng)已上市。通過認知技術(shù)和信息物理結(jié)合系統(tǒng)將城區(qū)內(nèi)的建筑與不同的“電力用戶及產(chǎn)商”連接在一起可在不久的將來達到供求平衡并提升太陽光伏系統(tǒng)的能效。認知型技術(shù)和信息物理結(jié)合系統(tǒng)能幫助提升建筑的安防等級。根據(jù)我們自己的定義,防護即是對單個或多個偶然因素引起的隨機突發(fā)事故進行防御保護。
　　
　　安全則相反的是指不受有計劃的蓄意事故的侵害。防護的主要威脅來自火災(zāi)和自然災(zāi)害,后者可細分為地理學(xué)、氣象學(xué)、水文學(xué)和氣候?qū)W方面的事故。
　　
　　而安全方面,我們首要考慮的是針對犯罪行為(即被盜、蓄意破壞、恐怖事件和間諜行為、我們認為在新技術(shù)領(lǐng)域,防火和抵御自然災(zāi)害會占據(jù)一個次要地位,建筑外圍和周邊可啟用相應(yīng)的認知型技術(shù)和信息物理結(jié)合系統(tǒng)實現(xiàn)這一方面的防護。近幾年來,盜賊數(shù)目的增加和因防盜門窗導(dǎo)致的被盜未遂事件的上升促使我們對優(yōu)化防盜性能的關(guān)注度提升。我們的焦點集中在防范措施。安裝于門窗的電磁接觸開關(guān)和玻璃碎裂傳感器可通過CPS系統(tǒng)與警報系統(tǒng)相連,在有人強行進入室內(nèi)的時候發(fā)出警報。高等的信息物理結(jié)合警報系統(tǒng)甚至在竊賊還未接近建筑前就對其有所察覺。我們所說的是保護周邊環(huán)境的認知系統(tǒng),在建筑和竊賊間建起較強的屏障,包栝建筑周邊的動景照明設(shè)各、室外監(jiān)控攝像頭、光信號和聲信號安防系統(tǒng)及視頻通訊系統(tǒng)。它們將提升基于CPS系統(tǒng)的住宅區(qū)的防盜效率。