當(dāng)今的智能建筑能夠了解每個(gè)房間、每個(gè)樓層的情況，優(yōu)化能源使用以促進(jìn)可持續(xù)性。

智能建筑是通過物聯(lián)網(wǎng) (IoT)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)化和建筑信息模型 (BIM) 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

今天，以人為本的建筑就在這里。 下一步：構(gòu)建能夠預(yù)測情景的結(jié)構(gòu)，主動(dòng)讓每個(gè)居住者的生活變得更輕松。

建筑物就像智能手機(jī)：它們無處不在，由復(fù)雜的組件構(gòu)建而成，沒有它就無法生活。 但建筑物也有點(diǎn)愚蠢，更像干墻而不是數(shù)字化。

隨著自我“思考”設(shè)施的興起，這種情況正在迅速改變。 對智能建筑(能夠檢測內(nèi)部發(fā)生的情況并做出相應(yīng)反應(yīng)的房屋、工廠和辦公樓)的需求正在激增。

這一趨勢背后的動(dòng)機(jī)很容易掌握。 建筑物的建造成本很高，運(yùn)營成本更高。 使用模式存在很大的可變性，并且建筑物有很長一段時(shí)間處于閑置狀態(tài)。 如果融合了攝像頭、傳感器、數(shù)字孿生和樓宇自動(dòng)化的解決方案能夠使建筑物的運(yùn)營成本與需求的高峰和低谷保持同步，結(jié)果會(huì)怎樣呢? 更好的是：如果讓建筑物更加數(shù)字化也能讓它們更具可持續(xù)性呢?

建筑、工程、施工和運(yùn)營 (AECO) 行業(yè)正在通過重大研發(fā)投資來回答這些問題，這些投資承諾有一天會(huì)交付不僅能做出反應(yīng)而且還能學(xué)習(xí)的建筑。

什么是智能建筑?

智能建筑就像任何有墻壁和窗戶的結(jié)構(gòu)一樣; 不同之處在于，它有一個(gè)額外的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施層，可以為居住者和環(huán)境帶來更好的結(jié)果。

照明、暖通空調(diào)、安全和警報(bào)均由中央“大腦”精心策劃，該“大腦”使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器和自動(dòng)化來優(yōu)化從能源使用到舒適度的幾乎所有方面。 它可以檢測當(dāng)前的占用水平，跟蹤公用事業(yè)消耗模式，并了解人們在任何給定時(shí)間聚集的地方。

如果八月炎熱的下午陽光燦爛，系統(tǒng)將調(diào)節(jié)建筑物兩側(cè)的百葉窗和空調(diào)，保持舒適度并最大限度地降低成本。 如果一些房間擠滿了人，而另一些房間卻空著，系統(tǒng)會(huì)知道這一點(diǎn)并做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

是什么讓智能建筑變得智能?

智能建筑的核心是以人為本，或“占用意識”。 通過集成物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自動(dòng)化和建筑信息模型 (BIM) 等一系列技術(shù)，建筑運(yùn)營商可以直觀地了解建筑在任何給定時(shí)間的運(yùn)行效率。

通過匿名收集與人、行為模式和建筑系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，智能自動(dòng)化可以確保從 HVAC 到照明的系統(tǒng)對建筑居住者的行為做出響應(yīng)。

智能建筑數(shù)據(jù)分析可以改變設(shè)計(jì)和施工研發(fā)，從而在未來實(shí)現(xiàn)更明智的設(shè)計(jì)決策。 例如，建筑師可以提高隔熱性能，以釋放內(nèi)部空間來生活或工作。

同時(shí)，使居住者模擬模型更加準(zhǔn)確，可以為創(chuàng)建在成本、舒適度、健康和生產(chǎn)力方面全面優(yōu)化的節(jié)能建筑提供信息。

智能建筑如何使 AECO 行業(yè)受益

長期目標(biāo)是通過將人類活動(dòng)轉(zhuǎn)化為信息并按房間或樓層進(jìn)行分析，使 AECO 行業(yè)更加數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。 了解人們?nèi)绾卧谏鐣?huì)上占據(jù)一個(gè)空間可以讓建筑變得更便宜、更環(huán)保。 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)是一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，對環(huán)境具有巨大的潛在效益。

聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 (UNEP) 報(bào)告稱，建筑物消耗的能源約占全球能源消耗的 40%，排放量約占全球溫室氣體排放的三分之一。 然而，只需對建筑實(shí)踐進(jìn)行一項(xiàng)改變——將 20% 的建筑轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂们鍧嶋娏\(yùn)行的熱泵——就可以將歐洲二氧化碳排放量減少 9%。

想象一下還有多少其他小改進(jìn)等待智能建筑分析發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行擴(kuò)展。

考慮到當(dāng)今建造的任何大型建筑都將運(yùn)行五年或更長時(shí)間，對現(xiàn)有建筑進(jìn)行脫碳并確保新建筑支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)將是應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵。

智能建筑的下一個(gè)時(shí)代：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)

智能建筑傳感器和攝像頭捕獲數(shù)據(jù)，以便將其轉(zhuǎn)化為房間和系統(tǒng)的實(shí)時(shí) 3D 可視化。 這些信息會(huì)被自動(dòng)分析，然后用于觸發(fā)供暖、空調(diào)、防曬、照明、用水或安全方面所需的任何更改。

機(jī)器學(xué)習(xí)的進(jìn)步還使智能建筑能夠從收集的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，并使用它來模擬不同的占用場景。 然后，他們可以生成響應(yīng)，不斷調(diào)整建筑物的用戶體驗(yàn)。

智能建筑還支持?jǐn)?shù)字孿生的創(chuàng)建，超越靜態(tài) 3D 模型，創(chuàng)建建筑物內(nèi)部和外部當(dāng)前狀態(tài)的實(shí)時(shí)整體表示。

智能建筑變得栩栩如生

IKON 全球創(chuàng)新中心是智能建筑實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)很好的例子。 它由建筑材料領(lǐng)導(dǎo)者 Kingspan 創(chuàng)建，將當(dāng)前建筑、設(shè)計(jì)和技術(shù)方面的最佳實(shí)踐與可持續(xù)、自我管理工作空間的未來雄心結(jié)合起來。

IKON 坐落在愛爾蘭卡文郡的湖泊和河流之中，是一個(gè)“活生生的實(shí)驗(yàn)”。 該公司表示，它為工程師提供了完美的現(xiàn)實(shí)環(huán)境來測量建筑物的節(jié)能特性。

Kingspan 的創(chuàng)新主管 Mike Stenson 表示：“IKON 的最初想法是將先進(jìn)材料的研究與數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來。” “在這樣做的過程中，我們意識到我們可以從頭開始創(chuàng)建一座既數(shù)字化又可持續(xù)的建筑?！?/p>

該建筑包含傳感器，使 Kingspan 工程師能夠測量能源消耗以及自然采光、雨水收集和處理、太陽能電池板和其他可持續(xù)技術(shù)的不同方法的功效。

經(jīng)過廣泛的能源建模后，IKON 采用回收塑料瓶制成的材料制成。 屋頂安裝的太陽能電池板產(chǎn)生的電力足以滿足建筑物 35% 的能源需求。 停車場設(shè)有電動(dòng)汽車充電站，大樓的廁所系統(tǒng)使用雨水。

現(xiàn)場施工研發(fā)

IKON 也是 Kingspan 數(shù)字團(tuán)隊(duì)的所在地，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究，旨在為公司的產(chǎn)品帶來更多智能。

這使其成為解決一些建筑重大技術(shù)問題的理想環(huán)境：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和物聯(lián)網(wǎng)將在建筑管理中發(fā)揮什么作用? 人工智能 (AI) 和機(jī)器學(xué)習(xí)將如何改變建筑設(shè)計(jì)?

在 IKON 的可回收墻壁內(nèi)，Kingspan 的回應(yīng)是使其成為世界上第一個(gè) 5 級成熟度數(shù)字孿生體。 利用 Autodesk Platform Services(以前稱為 Forge)等技術(shù)，該公司很快就能渲染出可在多個(gè)建筑利益相關(guān)者之間共享的 L5 雙胞胎。

智能建筑的缺點(diǎn)

如果說智能建筑的爆炸式增長有什么缺點(diǎn)的話，那就是技術(shù)優(yōu)勢與技術(shù)限制發(fā)生沖突。

由于機(jī)器學(xué)習(xí)算法收集和處理大量數(shù)據(jù)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)隱私方面的擔(dān)憂。 智能建筑以匿名方式收集信息，但有人擔(dān)心人工智能可能會(huì)通過發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集之間的意外模式并泄露個(gè)人身份來造成無意的破壞。

另一個(gè)潛在的問題是需要可靠的寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接來運(yùn)行智能建筑系統(tǒng)。 斷網(wǎng)一段時(shí)間后，構(gòu)建安全系統(tǒng)會(huì)發(fā)生什么情況? 如果發(fā)生重大天氣事件，附近一個(gè)重要的手機(jī)信號塔被撞倒，會(huì)發(fā)生什么?

最后，可以合理地假設(shè)智能建筑技術(shù)需要投資和維護(hù)。 希望受益的公司需要擁有知識和技能來理解和充分利用該技術(shù)的潛力。

未來是學(xué)習(xí)的建筑

Stenson 表示，IKON 對數(shù)據(jù)的使用、對可持續(xù)材料的依賴以及活躍的實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)將在未來幾年繼續(xù)推動(dòng)創(chuàng)新。 該公司已計(jì)劃每年在其制造工廠回收 300 至 4 億個(gè)塑料瓶。

IKON 研究團(tuán)隊(duì)表示，有一天，智能建筑可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法主動(dòng)響應(yīng)行為和環(huán)境輸入。 現(xiàn)代互連的建筑子系統(tǒng)可以預(yù)測變化并保持建筑居民的舒適度，同時(shí)最大限度地減少能源消耗。

像 IKON 這樣的智能建筑也可能有助于建筑融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 通過訪問超詳細(xì)的建筑數(shù)據(jù)，拆除或翻新房產(chǎn)的公司將準(zhǔn)確了解使用了哪些材料和組件以及它們的安裝位置。 這將使材料回收變得更加容易，將拆除場地變成資源而不是垃圾場。

“IKON 使我們能夠利用數(shù)據(jù)探索新的方向，”Stenson 說。 “我們只觸及了表面?！?/p>