智能生態建筑應是21世紀建筑的方向,而光學纖維技術、納米技術、光電轉換技術應是發展智能生態建筑的關鍵技術。
光學纖維技術:隨著計算機體積變小,運算速度和功能增強,傳感器的作用亦相應增加。除承擔建筑與外界的全部信息聯系外;光學纖維在建筑中的傳感作用日益重要。在生態智能建筑中計算機光纖系統承擔對材料和建筑監測、控制、修復的作用。碳素纖維復合材料與光導纖維結合形成的結構,具有可以判斷內部溫度場分布情況和利用電熱效應加熱功能,形成所謂溫敏混凝土和自適應混凝土。
光導纖維傳感器,微型電子芯片等形狀記憶材料或在電壓作用下能夠從液體轉變成固體而自動加固的電流變材料,使混凝土具有自我修補功能;其中比較成熟者是玻纖環氧樹脂中埋入鎳鈦記憶合金、光導纖維等。它們可以檢測材料中受損部位,通過電腦控制的執行系統對受損部位記憶合金加熱,激發其產生相變,使結構中受力狀態自動適應原有設計要求。光導纖維傳感器、光導纖維拉格光柵傳感器和光敏管結構,可以通過光強度變化測定建筑結構受載和應力變化,也可測定混凝土在固化前后強度變化。
光導纖維位移極限信號裝置可以連續可靠測定建筑沿水平方向和垂直方向的收縮膨脹及建筑整體位移狀態。
有效利用自然能源(太陽光、風能、化學能等)取得經濟、沒有污染的能源,是生態智能建筑關鍵技術之一,是眾多國家研究熱點,我國科技人員也取得一批成果。如南京玻纖院在院長、中國工程院院士張耀明主持下,攻克了太陽光自動跟蹤、高效聚光采集、太陽光低損耗光纖傳輸等技術,成功研制成全自動跟蹤太陽采集器,主要性能指標居國外同類產品先進水平。該技術可使人在不見陽光的房間、地下、隧道中享受日光浴,植物在多種角度陽光照射下正常生長。
納米材料技術:納米材料因近似大分子水平的粒徑,具有極大比表面積和很高的表面活性,故化學催化和光催化能力很強。納米建材可以獲得同時憎水、憎油特性,將抗菌成分銀、銅、鋅等離子及其化合物結合于納米材料,使其依靠自身能量激活周圍水或空氣中氧產生活性,使表面具有自清潔、防霉、防毒、抗菌、凈化環境等功能,有利于環保和人體健康。
光電轉換技術:將太陽能直接轉換為電能的設施從能量角度來看建筑可分為正能耗建筑、空能耗建筑和負能耗建筑3類。以往任何建筑都是數量多少不同的正能耗建筑。從健康角度來看,材料可以分為有害材料、無害材料、有益材料三代,以往建筑材料都是程度不等的有害、無害健康材料,光纖照明、納米材料和太陽能瓦使得建筑在有史以來第一次達到真正意義上的負能耗(產能)、建筑材料達到有益健康的目標。萊格特博士房屋發出的電力大于自身所需電力的45%(多余部分自動進入電網)。而按生態智能建筑的觀念,這些能量又可進行垃圾加工分解,非飲用水重新凈化成飲用水,空氣中有害氣體的消除分解等已經初見成效的項目。
建筑材料一直是人類產量最大、用量最多的材料,建筑活動一直是人類基本生產活動之一。隨著高新技術向建材、建筑領域滲透,建筑功能日益多樣,尤其家庭居室已由單一居住功能擴展為居住、健康、美術、工作、購物、進修、娛樂等綜合功能,而實現上述目標的生態智能建筑正成為21世紀建筑的主流。