智能建筑提高能源效率的四大挑戰(zhàn)

技術(shù)已經(jīng)使智能建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能變得更加容易，但業(yè)主在優(yōu)化項(xiàng)目時(shí)仍然面臨一些挑戰(zhàn)。

智能建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能需要技術(shù)和承諾。雖然技術(shù)和技巧已經(jīng)變得更容易獲得，但諸如平衡目標(biāo)、數(shù)據(jù)管理和獲得利益相關(guān)者支持等挑戰(zhàn)仍然存在。不過(guò)，隨著時(shí)間的推移，這些問(wèn)題可以由建筑管理員解決。

挑戰(zhàn)一：在保持效率的同時(shí)讓居住者感到舒適

建筑管理者必須在節(jié)能和居住者舒適之間取得平衡。慕尼黑應(yīng)用科學(xué)大學(xué)2022年的一篇論文發(fā)現(xiàn)，許多建筑管理人員缺乏實(shí)時(shí)信息，無(wú)法讓居住者感到舒適，也無(wú)法監(jiān)控建筑運(yùn)行。雖然管理人員對(duì)節(jié)能技術(shù)感興趣，但在不知道這些變化會(huì)如何影響居住者的情況下，他們不愿意實(shí)施這些變化。

研究指出，建筑管理系統(tǒng)(BMS)可以提供這些必要的信息。高科技建筑的業(yè)主和管理者也可以這樣做，使用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器收集有關(guān)節(jié)能技術(shù)如何影響居住者舒適度的信息。

密歇根大學(xué)的研究人員采用了這一策略，使用熱成像和視頻攝像機(jī)，通過(guò)捕捉居住者的面部溫度來(lái)測(cè)量體溫；這些數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入一個(gè)預(yù)測(cè)模型，將測(cè)量到的溫度與用戶通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用輸入的首選溫度進(jìn)行比較；然后，人體自主恒溫器(HEAT)方法可以計(jì)算出使人最舒適的溫度，同時(shí)最大限度地提高能源效率。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致壁掛式恒溫器的成為過(guò)去式。

不過(guò)，HEAT尚未商業(yè)化，但該技術(shù)獲得許可。

挑戰(zhàn)二：管理智能建筑和節(jié)能技術(shù)的投資

證明和管理企業(yè)對(duì)智能建筑技術(shù)投資的需求。全球科技集團(tuán)ABB在2022年5月進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，制造業(yè)、能源和運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)97%的工業(yè)企業(yè)正在投資或計(jì)劃投資提高能效;89%的人預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)增加這些投資。然而，許多企業(yè)對(duì)這筆支出表示擔(dān)憂;53%的受訪者認(rèn)為，節(jié)能技術(shù)的成本對(duì)盈利能力構(gòu)成中度或重大威脅。同樣，37%的受訪者對(duì)過(guò)渡到新系統(tǒng)所需的停機(jī)時(shí)間表示擔(dān)憂。建筑管理人員必須做好準(zhǔn)備，證明技術(shù)升級(jí)對(duì)高管來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)值得的大規(guī)模投資。

Juniper Research 2022年3月的一份市場(chǎng)分析顯示，盡管存在成本問(wèn)題，但智能建筑的部署預(yù)計(jì)仍將增加。該企業(yè)預(yù)計(jì)，到2026年，智能建筑將達(dá)到1.15億座，而現(xiàn)今是4500萬(wàn)座。研究人員發(fā)現(xiàn)，能源效率的提高是預(yù)測(cè)增長(zhǎng)超過(guò)150%的驅(qū)動(dòng)力。智能技術(shù)的支持者可以引用有關(guān)該技術(shù)對(duì)可持續(xù)性影響的研究，以鼓勵(lì)對(duì)未來(lái)項(xiàng)目的進(jìn)一步投資，并獲得新的建筑合同。

例如，倡導(dǎo)者可以指出，僅自適應(yīng)照明控制就可以減少40%的能源消耗，而智能暖通空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)45%的節(jié)能。建筑管理者可以引用以成本為中心的研究，如智能暖通空調(diào)系統(tǒng)如何將能源消耗降低25%以上。Juniper Research的分析還指出，到2026年，商業(yè)建筑將占智能技術(shù)支出的90%，因?yàn)槠湟?guī)模更大，因此投資回報(bào)率也高于住宅物業(yè)。然而，隨著技術(shù)的進(jìn)步，類(lèi)似的投資回報(bào)率可能會(huì)應(yīng)用于住宅物業(yè)。

挑戰(zhàn)三：能源管理技術(shù)帶來(lái)的數(shù)據(jù)泛濫

物聯(lián)網(wǎng)傳感器和智能設(shè)備可以為建筑運(yùn)營(yíng)商提供大量的見(jiàn)解。建筑管理者和業(yè)主可以在預(yù)測(cè)性維護(hù)策略中使用傳感器發(fā)送警報(bào)。建筑現(xiàn)場(chǎng)管理人員可以利用連接的傳感器來(lái)檢測(cè)諸如不必要的設(shè)備空轉(zhuǎn)或危險(xiǎn)的操作行為等問(wèn)題。類(lèi)似的技術(shù)也可以幫助建筑運(yùn)營(yíng)商。

但是，如果沒(méi)有人為干預(yù)，技術(shù)并不總是能完全發(fā)揮作用。管理人員必須監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)傳感器和智能設(shè)備收集的數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地調(diào)整系統(tǒng)。清理和準(zhǔn)備數(shù)據(jù)是多步驟過(guò)程。而且必須有人核實(shí)數(shù)據(jù)，這需要對(duì)照第二來(lái)源（如公用事業(yè)賬單）檢查租戶的能源使用情況或傳感器數(shù)據(jù)。為智能建筑收集信息并不是一種“一蹴而就”的體驗(yàn)，但一旦建筑管理人員獲得了可靠的信息，投資就會(huì)有回報(bào)。

2020年，瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究人員宣布了一種自學(xué)習(xí)供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用過(guò)去一年的建筑溫度數(shù)據(jù)和當(dāng)前天氣信息自動(dòng)調(diào)節(jié)室溫。然后，根據(jù)實(shí)時(shí)天氣條件預(yù)測(cè)居住者最舒適的溫度，在基線基礎(chǔ)上節(jié)省25%的能源消耗。

對(duì)于建筑管理者而言，將數(shù)據(jù)分析外包給第三方數(shù)據(jù)分析或人工智能提供商，并實(shí)施良好的信息衛(wèi)生可能是最簡(jiǎn)單的方法?？紤]到此類(lèi)系統(tǒng)的高昂前期成本，在擴(kuò)展之前，首先測(cè)試那些能夠產(chǎn)生更高ROI的系統(tǒng)可能很有用。

挑戰(zhàn)四：教導(dǎo)居住者支持能源效率

除了讓人們感到舒適外，智能建筑的能源效率還依賴(lài)于居住者了解其在優(yōu)化建筑運(yùn)營(yíng)中的作用。BMS可能會(huì)建議將室內(nèi)環(huán)境保持在一定的溫度，但居住者仍可能會(huì)無(wú)視該系統(tǒng)。提高商業(yè)或公共建筑的效率需要行為上的改變，但并不是每個(gè)人都會(huì)對(duì)遵守環(huán)保做法感興趣。

歐盟資助的一個(gè)項(xiàng)目的研究人員假設(shè)，在人們更加了解自己的能源消費(fèi)習(xí)慣之前，是不會(huì)改變自己的行為。他們探索的一個(gè)解決方案是創(chuàng)建一個(gè)面向兒童及其父母的混合數(shù)字現(xiàn)實(shí)游戲。這種游戲化和參與有助于傳達(dá)可持續(xù)性的重要性，并使家庭更容易了解和解決他們的特定習(xí)慣。

在一家醫(yī)院，行為矯正計(jì)劃包括對(duì)員工進(jìn)行能源效率方面的具體培訓(xùn)，并為每臺(tái)設(shè)備選擇一名“能源冠軍”。當(dāng)人們過(guò)度使用自動(dòng)調(diào)節(jié)的HVAC系統(tǒng)時(shí)，樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行跟蹤，并幫助關(guān)鍵員工共享月度能源數(shù)據(jù)。

建筑管理者或業(yè)主可以訂閱一款交互式且易懂的應(yīng)用，幫助居住者跟蹤能源消耗并設(shè)定目標(biāo)。這些吸引人的工具將幫助人們了解自己對(duì)可持續(xù)性的個(gè)人影響。

即使擁有最新的技術(shù)，智能建筑技術(shù)在減少能源使用方面也面臨著一場(chǎng)艱難的戰(zhàn)斗。為決策者設(shè)定明確的目標(biāo)和流程將有助于讓每個(gè)人都參與進(jìn)來(lái)。

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