什么是智能建筑及其使用哪些技術?
關于智能，似乎每天都有一個新術語被這樣描述，如智能手機、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力的技術。在當今的“智能時代”，建筑行業(yè)正在利用智能建筑技術創(chuàng)造更美好的建筑環(huán)境。
本文將了解更多關于什么是智能建筑、使用哪些技術，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)新材料和技術的建筑，允許其所有系統(tǒng)實現(xiàn)自動化和自我調節(jié)。通過使用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等技術，智能建筑旨在提高建筑的可用性、優(yōu)化其效率，并增強其安全性和可訪問性，同時使其更具可持續(xù)性和環(huán)保意識。
舉個簡單的例子：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間尤其有用。從建筑物的傳感器收集的數(shù)據(jù)由軟件進行解釋，從而可以根據(jù)預先建立的標準進行預測性維護。這也將大大減少了與建筑能源消耗有關的每月費用。
智能建筑背后的技術
某些技術的結合是智能建筑與標準建筑的區(qū)別所在。深入了解這些技術如何使建筑更智能。人工智能與機器學習建筑信息模型增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)傳感器自動化
人工智能與機器學習
人工智能（AI）是描述機器模擬人類智能的總稱。這包括語言處理、問題解決和機器學習等任務，機器學習是指無需編程即可從數(shù)據(jù)中學習的基于算法的計算機系統(tǒng)。
根據(jù)McKinsey2020年的一份報告，隨著全球建筑支出的增加，結合人工智能技術的解決方案也在增加。在建筑價值鏈的不同階段使用人工智能解決方案有諸多好處：設計、投標、融資、材料管理等。
人工智能可以利用其預測能力來降低成本、更好地管理勞動力、預防風險、加強項目規(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、設計、施工和管理效率的方法。
BIM是建筑行業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵部分，有助于使建筑更智能，因為其促進了更可持續(xù)、更精確、協(xié)作、交流和更安全的基礎設施。
增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實
增強現(xiàn)實(AR)和虛擬現(xiàn)實(VR)技術使設計師、建筑師和工程師能夠在項目完成之前對其進行設想，這就是為什么通常使用這些革命性技術建造智能建筑的原因。
此外，藍圖可以編程為3D，并疊加到當前項目現(xiàn)場，以可視化其他不明顯或不可檢測的元素，并預測建設項目的未來階段。
與其他資本密集型技術相比，AR和VR允許員工能夠在復雜的結構或陌生的環(huán)境中方便地、以更低的成本清晰地導航。
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！這些技術在家庭和辦公室中的應用是無窮無盡的。非常值得考慮將AR/VR應用到辦公室，這不僅能提高效率，還能享受娛樂。
物聯(lián)網(wǎng)
當研究智能建筑的運行方式時，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)絡的智能設備，這些設備使用處理器、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、設置并訪問其數(shù)據(jù)，但人工干預并非100%必要的。物聯(lián)網(wǎng)與人工智能(AI)和機器學習相結合，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)被認為是一項新技術，但并不是新建筑項目所獨有的。通過添加各種智能設備，如調節(jié)照明和溫度的傳感器、安全系統(tǒng)、電信設備和IT軟件，現(xiàn)有建筑可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術進行改造，變得“智能”。
互聯(lián)系統(tǒng)
許多建筑物已經(jīng)在其設施中使用智能技術來控制其結構內的特定區(qū)域，但這并不意味著已獲得“智能建筑”的認可。實現(xiàn)這一目標的下一步是確保集成所有智能建筑解決方案，并妥善實施數(shù)據(jù)處理軟件，以最大限度地提高建筑效率。
不需要一個集中式平臺來確保所有智能系統(tǒng)的功能，但是擁有一個單一的用戶界面和儀表板來監(jiān)視、控制和識別集成到平臺中的所有系統(tǒng)之間的低效率，使建筑物業(yè)主和設施協(xié)調員更容易管理和分析。
傳感器
在建造智能建筑時，傳感器是一個非常重要的角色。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。
自動化
沒有數(shù)據(jù)被浪費。智能建筑不斷收集信息，這些信息必須由系統(tǒng)實時自動分析。這種持續(xù)監(jiān)控需要自動調整，以控制和優(yōu)化整個建筑物的條件。
智能建筑的目的
如今，智能建筑項目在全球建筑行業(yè)變得越來越普遍。為了減少建筑對環(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)代控制和自動化技術，智能建筑解決方案可以：產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果；促進可持續(xù)發(fā)展和保護環(huán)境；提高居住者的健康、安全以及生活質量。
智能建筑的優(yōu)缺點
但與所有事物一樣，智能建筑既有優(yōu)點也有缺點。
優(yōu)點
除了使建筑物更節(jié)能和自我調節(jié)外，在設計智能建筑時還應考慮以下五個好處：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，因為其只會在需要時工作。這最大限度地提高了建筑物的資源效率，消除了辦公室內對恒溫器的爭執(zhí)，并減少了建筑物的電費和碳排放。通過大數(shù)據(jù)獲得更好的洞察力和可視化——這些建筑隨時都在收集大量數(shù)據(jù)。有了這些信息，智能建筑可以識別趨勢并發(fā)現(xiàn)優(yōu)化機會，使決策者能夠做出明智的數(shù)據(jù)驅動決策。預測性維護——建筑物中的系統(tǒng)可能會不時出現(xiàn)看不見的故障，這些故障可能會被忽視并在未來造成重大缺陷。建筑物中的智能技術允許快速檢測這些故障，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，這是提前預防。更好的空間利用——智能建筑旨在讓居民的體驗更加愉快和無縫。尤其是在2020年之后，當我們都敏銳地意識到空間限制時，智能空間考慮如何提高標準，并遵守健康和安全法規(guī)，同時保持盈利能力。更好的建筑價值——毫無疑問，智能建筑一旦實施了所有適當?shù)闹悄芗夹g，其市場價值就會提高。Fortune Business Insight的一項研究預測，到2026年，僅北美的智能建筑收入就將達到342億美元，到2027年，全球智能建筑收入預計將達到1270.9億美元。在2020-2027年期間，復合年增長率將達到12.5%。
缺點
盡管如此，這并非沒有挑戰(zhàn)。對于那些沒有完全沉浸在物聯(lián)網(wǎng)技術中的人來說，了解物聯(lián)網(wǎng)技術及其集成可能是一項艱巨的任務。
在決定走向智能時，第一步是熟悉可用的不同技術以及如何其相互集成。
同樣，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和云連接得到越來越多的實施和接受，智能建筑變得更容易受到網(wǎng)絡安全方面的威脅。意外的安全漏洞可能會影響智能建筑的多項功能，使其在最極端的情況下無法運行。
好在，隨著物聯(lián)網(wǎng)在多個行業(yè)蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡安全也成為許多企業(yè)的首要任務之一，這使得保護數(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使用一系列傳感器和基于云的分析來跟蹤球場上草地的健康狀況并提出建議。從控制灌溉系統(tǒng)，到將聲學攝像機與聲音映射相結合，以研究球迷對比賽關鍵時刻的反應，安聯(lián)體育場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先進的樓宇管理系統(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量、照明和溫度。建筑物的自動化系統(tǒng)通過識別錯誤和維護問題的算法實時捕獲數(shù)據(jù)。這有助于設施管理人員提高建筑維護和資產(chǎn)可靠性。
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