什么是智能建筑及其使用哪些技術(shù)?

什么是智能建筑及其使用哪些技術(shù)?

關(guān)于智能，似乎每天都有一個(gè)新術(shù)語被這樣描述，如智能手機(jī)、智能汽車、智能建筑和智慧城市。

但真正讓事物變得智能的是為其提供動(dòng)力的技術(shù)。在當(dāng)今的“智能時(shí)代”，建筑行業(yè)正在利用智能建筑技術(shù)創(chuàng)造更美好的建筑環(huán)境。

本文將了解更多關(guān)于什么是智能建筑、使用哪些技術(shù)，以及世界各地智能建筑的一些示例。

什么是智能建筑？

智能建筑是一種配備創(chuàng)新材料和技術(shù)的建筑，允許其所有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和自我調(diào)節(jié)。通過使用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等技術(shù)，智能建筑旨在提高建筑的可用性、優(yōu)化其效率，并增強(qiáng)其安全性和可訪問性，同時(shí)使其更具可持續(xù)性和環(huán)保意識(shí)。

舉個(gè)簡單的例子：智能建筑通過集成傳感器來控制溫度和管理電源，從而幫助優(yōu)化建筑中的能源消耗。

這在占用較少的建筑物或非工作時(shí)間尤其有用。從建筑物的傳感器收集的數(shù)據(jù)由軟件進(jìn)行解釋，從而可以根據(jù)預(yù)先建立的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。這也將大大減少了與建筑能源消耗有關(guān)的每月費(fèi)用。

智能建筑背后的技術(shù)

某些技術(shù)的結(jié)合是智能建筑與標(biāo)準(zhǔn)建筑的區(qū)別所在。深入了解這些技術(shù)如何使建筑更智能。人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)建筑信息模型增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)傳感器自動(dòng)化

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能（AI）是描述機(jī)器模擬人類智能的總稱。這包括語言處理、問題解決和機(jī)器學(xué)習(xí)等任務(wù)，機(jī)器學(xué)習(xí)是指無需編程即可從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)的基于算法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

根據(jù)McKinsey2020年的一份報(bào)告，隨著全球建筑支出的增加，結(jié)合人工智能技術(shù)的解決方案也在增加。在建筑價(jià)值鏈的不同階段使用人工智能解決方案有諸多好處：設(shè)計(jì)、投標(biāo)、融資、材料管理等。

人工智能可以利用其預(yù)測(cè)能力來降低成本、更好地管理勞動(dòng)力、預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)、加強(qiáng)項(xiàng)目規(guī)劃以及在施工期間和施工后監(jiān)控工地。

建筑信息模型

建筑信息模型(BIM)是一種處理大量信息和數(shù)據(jù)以提高建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理效率的方法。

BIM是建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵部分，有助于使建筑更智能，因?yàn)槠浯龠M(jìn)了更可持續(xù)、更精確、協(xié)作、交流和更安全的基礎(chǔ)設(shè)施。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)使設(shè)計(jì)師、建筑師和工程師能夠在項(xiàng)目完成之前對(duì)其進(jìn)行設(shè)想，這就是為什么通常使用這些革命性技術(shù)建造智能建筑的原因。

此外，藍(lán)圖可以編程為3D，并疊加到當(dāng)前項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，以可視化其他不明顯或不可檢測(cè)的元素，并預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目的未來階段。

與其他資本密集型技術(shù)相比，AR和VR允許員工能夠在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或陌生的環(huán)境中方便地、以更低的成本清晰地導(dǎo)航。

這還不是全部，AR和VR還可以集成到建筑物中，用于建筑后的娛樂目的！這些技術(shù)在家庭和辦公室中的應(yīng)用是無窮無盡的。非常值得考慮將AR/VR應(yīng)用到辦公室，這不僅能提高效率，還能享受娛樂。

物聯(lián)網(wǎng)

當(dāng)研究智能建筑的運(yùn)行方式時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)總是脫穎而出。但它是什么呢？如何發(fā)揮作用的呢？

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是一組支持網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)備，這些設(shè)備使用處理器、傳感器和通信軟件等嵌入式系統(tǒng)來收集、發(fā)送和處理從環(huán)境中獲取的數(shù)據(jù)。

雖然人們可以自由地與軟件互動(dòng)、設(shè)置并訪問其數(shù)據(jù)，但人工干預(yù)并非100%必要的。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，有助于提高數(shù)據(jù)收集效率和收集難度。

雖然物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是一項(xiàng)新技術(shù)，但并不是新建筑項(xiàng)目所獨(dú)有的。通過添加各種智能設(shè)備，如調(diào)節(jié)照明和溫度的傳感器、安全系統(tǒng)、電信設(shè)備和IT軟件，現(xiàn)有建筑可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造，變得“智能”。

互聯(lián)系統(tǒng)

許多建筑物已經(jīng)在其設(shè)施中使用智能技術(shù)來控制其結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定區(qū)域，但這并不意味著已獲得“智能建筑”的認(rèn)可。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的下一步是確保集成所有智能建筑解決方案，并妥善實(shí)施數(shù)據(jù)處理軟件，以最大限度地提高建筑效率。

不需要一個(gè)集中式平臺(tái)來確保所有智能系統(tǒng)的功能，但是擁有一個(gè)單一的用戶界面和儀表板來監(jiān)視、控制和識(shí)別集成到平臺(tái)中的所有系統(tǒng)之間的低效率，使建筑物業(yè)主和設(shè)施協(xié)調(diào)員更容易管理和分析。

傳感器

在建造智能建筑時(shí)，傳感器是一個(gè)非常重要的角色。其有助于讓建筑管理人員和集成系統(tǒng)正確收集所需的數(shù)據(jù)量，以最大限度地提高效率，并做出明智的決策以正確分配資源。

自動(dòng)化

沒有數(shù)據(jù)被浪費(fèi)。智能建筑不斷收集信息，這些信息必須由系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)分析。這種持續(xù)監(jiān)控需要自動(dòng)調(diào)整，以控制和優(yōu)化整個(gè)建筑物的條件。

智能建筑的目的

如今，智能建筑項(xiàng)目在全球建筑行業(yè)變得越來越普遍。為了減少建筑對(duì)環(huán)境的影響和能源消耗，許多大中型城市都要求商業(yè)建筑業(yè)主公開其綠色建筑績效。

通過采用現(xiàn)代控制和自動(dòng)化技術(shù)，智能建筑解決方案可以：產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果；促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境；提高居住者的健康、安全以及生活質(zhì)量。

智能建筑的優(yōu)缺點(diǎn)

但與所有事物一樣，智能建筑既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)

除了使建筑物更節(jié)能和自我調(diào)節(jié)外，在設(shè)計(jì)智能建筑時(shí)還應(yīng)考慮以下五個(gè)好處：降低能源消耗并提高效率——通過在不同位置集成智能傳感器，照明和溫度控制系統(tǒng)的能源消耗可以顯著降低，因?yàn)槠渲粫?huì)在需要時(shí)工作。這最大限度地提高了建筑物的資源效率，消除了辦公室內(nèi)對(duì)恒溫器的爭(zhēng)執(zhí)，并減少了建筑物的電費(fèi)和碳排放。通過大數(shù)據(jù)獲得更好的洞察力和可視化——這些建筑隨時(shí)都在收集大量數(shù)據(jù)。有了這些信息，智能建筑可以識(shí)別趨勢(shì)并發(fā)現(xiàn)優(yōu)化機(jī)會(huì)，使決策者能夠做出明智的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策。預(yù)測(cè)性維護(hù)——建筑物中的系統(tǒng)可能會(huì)不時(shí)出現(xiàn)看不見的故障，這些故障可能會(huì)被忽視并在未來造成重大缺陷。建筑物中的智能技術(shù)允許快速檢測(cè)這些故障，幫助了解其發(fā)生的原因，并優(yōu)先考慮首先解決哪些問題。換言之，這是提前預(yù)防。更好的空間利用——智能建筑旨在讓居民的體驗(yàn)更加愉快和無縫。尤其是在2020年之后，當(dāng)我們都敏銳地意識(shí)到空間限制時(shí)，智能空間考慮如何提高標(biāo)準(zhǔn)，并遵守健康和安全法規(guī)，同時(shí)保持盈利能力。更好的建筑價(jià)值——毫無疑問，智能建筑一旦實(shí)施了所有適當(dāng)?shù)闹悄芗夹g(shù)，其市場(chǎng)價(jià)值就會(huì)提高。Fortune Business Insight的一項(xiàng)研究預(yù)測(cè)，到2026年，僅北美的智能建筑收入就將達(dá)到342億美元，到2027年，全球智能建筑收入預(yù)計(jì)將達(dá)到1270.9億美元。在2020-2027年期間，復(fù)合年增長率將達(dá)到12.5%。

缺點(diǎn)

盡管如此，這并非沒有挑戰(zhàn)。對(duì)于那些沒有完全沉浸在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的人來說，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其集成可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

在決定走向智能時(shí)，第一步是熟悉可用的不同技術(shù)以及如何其相互集成。

同樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云連接得到越來越多的實(shí)施和接受，智能建筑變得更容易受到網(wǎng)絡(luò)安全方面的威脅。意外的安全漏洞可能會(huì)影響智能建筑的多項(xiàng)功能，使其在最極端的情況下無法運(yùn)行。

好在，隨著物聯(lián)網(wǎng)在多個(gè)行業(yè)蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)安全也成為許多企業(yè)的首要任務(wù)之一，這使得保護(hù)數(shù)據(jù)和避免重大安全爆發(fā)變得更加容易。

世界各地的智能建筑示例

1- 德國慕尼黑的安聯(lián)體育館

拜仁慕尼黑足球俱樂部的主場(chǎng)使用一系列傳感器和基于云的分析來跟蹤球場(chǎng)上草地的健康狀況并提出建議。從控制灌溉系統(tǒng)，到將聲學(xué)攝像機(jī)與聲音映射相結(jié)合，以研究球迷對(duì)比賽關(guān)鍵時(shí)刻的反應(yīng)，安聯(lián)體育場(chǎng)是德國智能建筑的典范。

2- 加州庫比蒂諾的蘋果公園

蘋果公園的圓形建筑并不是建筑師的最愛，但該建筑是國際上最節(jié)能的建筑之一。其完全由可再生能源提供動(dòng)力，通過安裝在屋頂上的太陽能電池板，產(chǎn)生17兆瓦的能量。這是所有太陽能屋頂中最大的能量之一。

3- 英國倫敦的水晶大廈

水晶大廈配備了一個(gè)先進(jìn)的樓宇管理系統(tǒng)，可以監(jiān)控每一千瓦的電力消耗。太陽能屋頂板產(chǎn)生大約20%的電力，其系統(tǒng)嚴(yán)格監(jiān)控能源消耗。因此，水晶大廈的碳排放量比英國其他辦公樓低70%。

4- 迪拜的哈利法塔

哈利法塔不僅是世界上最高的建筑，其還處于創(chuàng)新的前沿，被譽(yù)為最智能、最可持續(xù)的建筑之一。其配備了多種智能建筑方案，可以改善居民的空氣質(zhì)量、照明和溫度。建筑物的自動(dòng)化系統(tǒng)通過識(shí)別錯(cuò)誤和維護(hù)問題的算法實(shí)時(shí)捕獲數(shù)據(jù)。這有助于設(shè)施管理人員提高建筑維護(hù)和資產(chǎn)可靠性。

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