智慧建筑在智慧城市發(fā)展中的作用
目前,全球一半以上的人口居住在城市中,各大洲的城市化進(jìn)程都在加快,預(yù)計(jì)到2050年,這一數(shù)字將攀升近70%。由于全球城鎮(zhèn)化進(jìn)程推動(dòng),對(duì)建筑物和城市的需求變得更加宜居和可持續(xù),并朝著實(shí)現(xiàn)零凈目標(biāo)邁進(jìn),再加上人口和城市化的增長(zhǎng),預(yù)測(cè)到2025年全球智慧城市市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到3.6萬(wàn)億美元。
從新加坡到赫爾辛基和蘇黎世,世界各地的政府都在逐步制定雄心勃勃的智慧城市計(jì)劃,以實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》所要求的本世紀(jì)中葉的目標(biāo)。正在開(kāi)發(fā)稱(chēng)為智慧區(qū)的指定城市區(qū)域,并構(gòu)想出真正可持續(xù)發(fā)展的整個(gè)智慧城市,其中包括智能建筑、更清潔的交通和可滿足人類(lèi)基本需求(如安全性、舒適性和連通性)的基礎(chǔ)設(shè)施。
人工智能(AI)、個(gè)性化醫(yī)療保健和可持續(xù)能源產(chǎn)生等下一代技術(shù)的迅速發(fā)展,也是智慧城市未來(lái)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。此外,由于城市及其建筑物目前占全球能源需求的65%,很明顯,我們今天建造的建筑物對(duì)于智慧3城市的發(fā)展以及我們向零凈目標(biāo)的推動(dòng)至關(guān)重要。
支持未來(lái)的建筑物
智能建筑是未來(lái)城市將變得安全、智能和可持續(xù)至關(guān)重要的元,并且建筑物所有者可以利用和控制自己的能源使用。
智能建筑技術(shù)已經(jīng)幫助成千上萬(wàn)的建筑物和家庭更有效地消耗能源。這其中主要得益于全球領(lǐng)先的創(chuàng)新科技,例如ABB通過(guò)安裝智能的集成建筑控制系統(tǒng),支持上海新開(kāi)發(fā)銀行(NDB)總部的建設(shè),以管理涉及8000多個(gè)控制電路的室內(nèi)照明、電動(dòng)窗簾和窗戶。安裝后,與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,NBD總部可以節(jié)省超過(guò)15%的能源。
2021年標(biāo)志著我們通過(guò)AI和IoT的融合,降低城市排放,節(jié)約能源并通過(guò)智能建筑和電網(wǎng)加快向可再生能源過(guò)渡的集體能力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑物利用新技術(shù)流程和數(shù)據(jù)源的機(jī)會(huì)越來(lái)越多。使用技術(shù)改善我們的城市和建筑物的想法并不是一個(gè)新概念,但不同的是,物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在讓我們能夠連接越來(lái)越多以前未連接的設(shè)備。連通性確實(shí)是釋放智能建筑真正潛力的關(guān)鍵,它釋放了來(lái)自無(wú)限來(lái)源的新信息進(jìn)行分析和組合的機(jī)會(huì),從而提供了新的智能水平。
但是,這不僅僅是使用新技術(shù)。智慧思維和現(xiàn)有建筑物的優(yōu)化是加速全球智慧城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。例如,ABB與城市和公用事業(yè)部門(mén)緊密合作,以從現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中獲得更高的效率,并建立統(tǒng)一的,有吸引力的城市服務(wù),這是向智慧城市邁進(jìn)的一部分。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),老式建筑物可以充分利用它們生成的數(shù)據(jù)并對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整。
成功做到這一點(diǎn)的一個(gè)城市是西班牙阿拉貢的首府薩拉戈薩。該市力求將能源消耗總量降低20%,重點(diǎn)放在薩拉戈薩的四座主要智慧城市建筑上:薩拉戈薩歷史悠久的Seminario,其中設(shè)有市政廳、主要市政辦公建筑、主要警察局和技術(shù)與藝術(shù)中心。通過(guò)基于云的能源管理平臺(tái)提供了先進(jìn)的能源監(jiān)控,使這些建筑物均符合ISO 50001標(biāo)準(zhǔn)。因此,薩拉戈薩能夠?qū)崿F(xiàn)其合規(guī)性的第一步,并且通過(guò)合作,節(jié)省了高達(dá)30%的運(yùn)營(yíng)成本。
另外,我們?cè)谠侥虾觾?nèi)可以找到運(yùn)行中的智慧城市技術(shù)的另一個(gè)很好的案例。作為該項(xiàng)目的一部分,越南跨國(guó)電信服務(wù)公司Viettel Group的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)其綠色目標(biāo)。Viettel希望他們?cè)诤觾?nèi)的總部成為創(chuàng)新的標(biāo)志,并為他們?cè)谑澜绺鞯氐钠渌ㄖ飿?shù)立標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足對(duì)安全、智能和互聯(lián)工作場(chǎng)所的高需求,已提供了一系列智能建筑技術(shù)。該項(xiàng)目的關(guān)鍵是i-bus KNX系統(tǒng),該建筑物的所有設(shè)備從照明和百葉窗控制到供暖、通風(fēng)、安全和能源管理,都可以通過(guò)一個(gè)總線接口相互通信。
將現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔鄢鞘械闹悄芙ㄖ?/strong>
那么,在升級(jí)現(xiàn)有建筑基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)面臨哪些挑戰(zhàn),以及基于物聯(lián)網(wǎng)的智能技術(shù)如何克服這些挑戰(zhàn)?
融資:升級(jí)建筑物似乎是一筆昂貴的費(fèi)用,但是物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步意味著情況不再如此?,F(xiàn)代傳感器可以無(wú)線連接,而無(wú)需昂貴的安裝成本。降低的能源和維護(hù)成本可實(shí)現(xiàn)快速的投資回報(bào),數(shù)字顯示,與舊系統(tǒng)相比,智能建筑的能源消耗減少了20-40%,運(yùn)營(yíng)支出減少了8-9%。
維護(hù):預(yù)測(cè)性故障查找可以節(jié)省維護(hù)時(shí)間和人力,并最大程度地減少昂貴設(shè)備或服務(wù)的停機(jī)時(shí)間。一些估計(jì)表明,智能啟用的預(yù)測(cè)性維護(hù)比傳統(tǒng)的被動(dòng)方法便宜三到九倍。由于可以快速識(shí)別、修復(fù)并重新引導(dǎo)經(jīng)歷故障的系統(tǒng),因此房客和居住者的滿意度通常也更高。
設(shè)計(jì):較舊的建筑物可能沒(méi)有考慮到智能技術(shù)的設(shè)計(jì),但是最新的技術(shù)通常是緊湊而靈活的,從IP輸入系統(tǒng)到電燈開(kāi)關(guān)再到能源管理系統(tǒng),使其即使在最難到達(dá)的地方也很容易安裝。無(wú)線傳感器具有背膠,可以簡(jiǎn)單地粘貼到墻壁、書(shū)桌或天花板上,而無(wú)需擰緊螺釘或進(jìn)行外部固定。使用“中繼器”或“信號(hào)增強(qiáng)器”可以克服有時(shí)可能遮蓋wi-fi信號(hào)的厚墻壁,這有助于擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用范圍。
整體生態(tài)系統(tǒng)
從安全性到舒適性和控制性,現(xiàn)在和未來(lái)的智慧城市建筑中,建立一個(gè)將所有事物聯(lián)系在一起且可互操作的整體生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是主要目標(biāo)。將智能建筑的所有元素鏈接到一個(gè)易于使用的系統(tǒng)中,從門(mén)進(jìn)入到應(yīng)急照明再到通過(guò)太陽(yáng)能利用太陽(yáng)能并將其與電動(dòng)汽車(chē)解決方案集成在一起,最終可以提高能源效率并降低運(yùn)營(yíng)成本。例如EV充電。
事實(shí)證明,太陽(yáng)能、智慧能源管理和高效的熱電聯(lián)產(chǎn)工廠相結(jié)合,可以為ABB的Busch-Jaeger子公司Lüdenscheid的整個(gè)工廠提供足夠的能源,為他們降低了大量的二氧化碳排放。這家碳中和工廠在第一年的發(fā)電量為1100兆瓦時(shí),這足以滿足氣候中和的需求,在晴天可以滿足工廠100%的電力需求。它還使該站點(diǎn)每年的CO2e排放量減少了約680噸。
現(xiàn)在即未來(lái)
從家庭和辦公室到交通和公用事業(yè),2021年將是智慧城市初具規(guī)模的一年。物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的進(jìn)步將智能建筑、智能電網(wǎng)和電動(dòng)汽車(chē)充電結(jié)合在一起,形成一個(gè)日益互聯(lián)和高效的新的智能社會(huì)生態(tài)系統(tǒng),幫助我們舒適安全地生活,同時(shí)為子孫后代更好地保護(hù)地球。
需要清晰地認(rèn)識(shí)到,我們的重點(diǎn)不應(yīng)局限于智慧城市。重要的是,我們還必須考慮到智能產(chǎn)業(yè),區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施和定居點(diǎn)在構(gòu)建當(dāng)今和未來(lái)社會(huì)中所起的關(guān)鍵作用。確保我們的安全和保障是我們打造能夠滿足當(dāng)前及子孫后代需求的智慧城市的主要因素。(編譯/蒙光偉)