如何設(shè)計(jì)一座智能建筑？｜干貨

通過(guò)在建筑內(nèi)集成各種系統(tǒng)，工程師可以設(shè)計(jì)出能夠應(yīng)對(duì)未來(lái)的建筑。

智能建筑洞察

想象一個(gè)帶有智能控件的工作區(qū)。通過(guò)與Microsoft Office 365或Google Suite完全集成的辦公應(yīng)用，在離開(kāi)家之前預(yù)訂辦公桌、會(huì)議室或非正式分組討論項(xiàng)目空間。如果選擇騎車(chē)上班，該應(yīng)用具有路線規(guī)劃、租用地點(diǎn)和注冊(cè)功能，一旦到達(dá)，就可使用堆疊式停車(chē)艙、控制門(mén)、充電點(diǎn)和智能淋浴儲(chǔ)物柜。

進(jìn)入大堂，通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)或藍(lán)牙過(guò)安檢，如有訪客，可分享二維碼，方便進(jìn)出。為降低能源消耗并提高可持續(xù)性評(píng)級(jí)，會(huì)議室的電源僅在有人進(jìn)入時(shí)開(kāi)啟，并可以自行選擇設(shè)置百葉窗、氣候和氛圍照明。

如果需要送貨到辦公室，具有Amazon的個(gè)人包裹儲(chǔ)物柜以及用于雜貨的冷藏儲(chǔ)物柜。周?chē)囊磺卸荚跓o(wú)縫工作，以改善員工的舒適度、健康狀況和工作效率，收集和分析所有數(shù)據(jù)以推進(jìn)未來(lái)的辦公室設(shè)計(jì)。

21世紀(jì)的未來(lái)辦公室來(lái)了。

想象一下?lián)碛兄悄芸刂频慕ㄖＴO(shè)施管理團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)透明的單窗格儀表板格式查看、控制和測(cè)量機(jī)械、電氣和管道(MEP)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并結(jié)合新的智能功能，并隨著運(yùn)營(yíng)需求的不斷發(fā)展擴(kuò)展自動(dòng)化。

由于取消了昂貴的獨(dú)立建筑管理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，安裝成本顯著降低，根據(jù)實(shí)現(xiàn)凈零的目標(biāo)越來(lái)越多地實(shí)施環(huán)境舉措，例如減少碳排放和降低能源成本，以及提高安全性和由于使用來(lái)自傳感器和控件的數(shù)據(jù)來(lái)協(xié)調(diào)訪問(wèn)控制，并提高消防安全性，從而提高了安全性。

建筑維護(hù)的一場(chǎng)革命。

想象一個(gè)擁有智能控制的校園。建筑運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)所有房地產(chǎn)資產(chǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)跟蹤效率，而無(wú)需考慮全球位置，包括實(shí)時(shí)碳監(jiān)測(cè)。

我們現(xiàn)在生活在一個(gè)可以使用人工智能分析工具進(jìn)行高效操作的世界，以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備診斷，從而降低預(yù)測(cè)性維護(hù)成本，并識(shí)別潛在的工廠改進(jìn)。我們正在所有建筑物中實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施方法，包括軟件、網(wǎng)絡(luò)選擇和無(wú)源基礎(chǔ)設(shè)施，以便能夠隨著客戶(hù)需求的變化而發(fā)展，和靈活地?cái)U(kuò)展校園范圍內(nèi)的智能運(yùn)營(yíng)解決方案。

想象一下，一旦我們發(fā)展到具有智能控制的全國(guó)性站點(diǎn)，并最終實(shí)現(xiàn)具有智能控制的全球投資組合，我們就能實(shí)現(xiàn)所有的進(jìn)步。雖然智能技術(shù)正在徹底改變?nèi)祟?lèi)生活的方方面面，包括社交、交流、旅行或工作的方式，但我們所處的空間是否能跟上潮流?

在智能技術(shù)方面，建筑環(huán)境是否真正擁抱了未來(lái)?

什么是智能建筑？

智能建筑的定義是至關(guān)重要的。一個(gè)設(shè)施僅僅配備建筑管理系統(tǒng)(BMS)是不夠的，那些自20世紀(jì)70年代以來(lái)就一直存在。BMS是起點(diǎn)，但最終破譯智能分類(lèi)的是建筑網(wǎng)絡(luò)的集成度和互操作性水平，包括用戶(hù)和管理方。這反過(guò)來(lái)又提高了效率，并允許建筑業(yè)主對(duì)其設(shè)施做出實(shí)時(shí)決策。

第一個(gè)是基本的非集成建筑，具有獨(dú)立的不連貫系統(tǒng)、獨(dú)立報(bào)告和多供應(yīng)商支持合同。

第二個(gè)是集成了信息和通信技術(shù)(ICT)、視聽(tīng)(AV)、安全、供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)以及BMS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化建筑。其優(yōu)勢(shì)包括集成ICT/建筑網(wǎng)絡(luò)、減少供應(yīng)商支持合同、物聯(lián)網(wǎng)云連接和應(yīng)用程序就緒屬性。

第三個(gè)也是最后一個(gè)階段是智能建筑，其特點(diǎn)是所有MEP和ICT系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和解釋工具的互操作性，具有大數(shù)據(jù)收集和分析、主動(dòng)報(bào)告、面向未來(lái)的設(shè)備自適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施和自學(xué)主動(dòng)維護(hù)，同時(shí)通過(guò)映射資產(chǎn)來(lái)提高運(yùn)營(yíng)效率，以提高可持續(xù)性和彈性，降低成本，為更高效的用戶(hù)提供敏捷和更健康的環(huán)境。

簡(jiǎn)而言之，智能建筑具有不同系統(tǒng)相互通信和解釋數(shù)據(jù)的能力。

智能建筑需要兩件事

建筑工程專(zhuān)業(yè)人士需要關(guān)注兩個(gè)關(guān)鍵因素，才能交付真正的智能建筑。第一是早期采用，從概念階段開(kāi)始就與客戶(hù)進(jìn)行清晰和開(kāi)放的溝通。

倫敦一棟33層、55萬(wàn)平方英尺的保險(xiǎn)市場(chǎng)摩天大樓正在建設(shè)中，其旨在獲得BREEAM卓越認(rèn)證。這是一個(gè)生動(dòng)的例子，說(shuō)明了智能調(diào)整后的建筑與天生智能的建筑之間的區(qū)別。

在早期采用場(chǎng)景中，英國(guó)皇家建筑師學(xué)會(huì)(RIBA)第一階段同意制定智能建筑戰(zhàn)略的流程，在RIBA第三階段開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)之前，簽署戰(zhàn)略報(bào)告和高級(jí)預(yù)算，并在RIBA第四階段進(jìn)行有限的空間變化。

詳細(xì)的價(jià)值工程審查可以在招標(biāo)期間進(jìn)行，中等規(guī)模集成(MSI)包含詳細(xì)的MEP和BMS接口，具有規(guī)劃的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展的基礎(chǔ)設(shè)施以及單一網(wǎng)絡(luò)和供應(yīng)商解決方案。

由于在后期設(shè)計(jì)階段決定采用智能建筑策略，因此采用時(shí)間較晚，減少了可用的選擇，并在項(xiàng)目后期引入了額外的成本。智能建筑策略是獨(dú)立開(kāi)發(fā)的，不與其他設(shè)計(jì)包協(xié)調(diào)，因此具有很高的風(fēng)險(xiǎn)，不精確的客戶(hù)預(yù)算報(bào)告和與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的智能協(xié)調(diào)直到RIBA階段4設(shè)計(jì)之后才可能實(shí)現(xiàn)。

在采用智能解決方案時(shí)，所有相關(guān)的MEP BMS都已指定，以免延遲施工計(jì)劃必須使用獨(dú)立的多供應(yīng)商MEP筒倉(cāng)網(wǎng)絡(luò)，增加成本和復(fù)雜性并限制合格供應(yīng)商的選擇。在施工前階段加入MSI會(huì)帶來(lái)客戶(hù)之前未發(fā)現(xiàn)的成本和技術(shù)挑戰(zhàn)，從而給長(zhǎng)期客戶(hù)關(guān)系帶來(lái)不必要的壓力，并對(duì)保留率產(chǎn)生負(fù)面影響。這種情況是一個(gè)不應(yīng)該這樣做的例子，在行業(yè)中通常會(huì)遇到，從而有效地改造新建筑。

交付真正智能建筑的第二大項(xiàng)目是采用由開(kāi)放協(xié)議支持的單一工程設(shè)計(jì)解決方案。過(guò)去，客戶(hù)會(huì)被鎖定在長(zhǎng)期合同中，接收到的軟件不能根據(jù)其需求進(jìn)行修改和定制。如今，已經(jīng)發(fā)生了改變，現(xiàn)在需要開(kāi)放協(xié)議。這就是統(tǒng)一的智能多學(xué)科團(tuán)隊(duì)發(fā)揮作用的地方。

數(shù)字孿生如何幫助智能建筑？

例如，許多供應(yīng)商提供流行的數(shù)字孿生建模，但這通常只是在其他人構(gòu)思和構(gòu)建的工程設(shè)計(jì)上添加額外的傳感器和軟件覆蓋。建筑工程師和智能團(tuán)隊(duì)的合作或統(tǒng)一對(duì)于數(shù)字孿生等功能的有效工作，以及隨后以清晰可證明的方式實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要。智能不只是物理的表現(xiàn)，其是一個(gè)鏡像。

關(guān)于數(shù)字孿生技術(shù)，需要強(qiáng)調(diào)的是其是一種分析工具，其列出了軟件正在尋找的數(shù)據(jù)參數(shù)。當(dāng)數(shù)字孿生為員工提供資產(chǎn)管理能力和信息源以查看和做出最終判斷時(shí)，這可以得到很好的利用。憑借所有先進(jìn)技術(shù)，人員因素仍然至關(guān)重要，并且可能會(huì)受到非用戶(hù)友好分析的阻礙，因此數(shù)據(jù)表達(dá)方式的統(tǒng)一性和連貫性至關(guān)重要。

正確的心態(tài)對(duì)于避免后期智能采用的錯(cuò)誤是必要的，同時(shí)需要一套數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)開(kāi)放協(xié)議的需求才能從真正統(tǒng)一的智能方法中受益。隨著技術(shù)的發(fā)展，這將鼓勵(lì)并使客戶(hù)能夠獲得授權(quán)、接受教育并與行業(yè)合作伙伴進(jìn)行真正的合作，其努力設(shè)計(jì)和交付真正的智能建筑，直到這成為常態(tài)。

真正的智能建筑是全球可持續(xù)發(fā)展競(jìng)賽的前進(jìn)方向，到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放。隨著越來(lái)越多的自愿和強(qiáng)制性舉措、標(biāo)準(zhǔn)和立法，完全集成和智能的管理策略使開(kāi)發(fā)商和運(yùn)營(yíng)商能夠努力走在潮流的前面。

智能建筑實(shí)例

動(dòng)態(tài)模擬、可持續(xù)信息圖表和能源效率歷史數(shù)據(jù)跟蹤，有助于根據(jù)預(yù)測(cè)和實(shí)際使用情況識(shí)別和分析建筑物的預(yù)測(cè)能源消耗，并且可以測(cè)試和評(píng)估不同的用戶(hù)概況和各種設(shè)計(jì)選項(xiàng)，以便在實(shí)際實(shí)施之前了解其使用中的運(yùn)營(yíng)效益。其目的是縮小合規(guī)預(yù)測(cè)與使用中的運(yùn)營(yíng)能源之間的差距;一個(gè)真正連接的建筑提供了網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)和超越可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者需要注意的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是，單一的智能設(shè)計(jì)方法并不適合所有項(xiàng)目類(lèi)型。主要有兩個(gè)應(yīng)用。

第一個(gè)是帶有公共空間的開(kāi)發(fā)商外殼和核心，通常稱(chēng)為A類(lèi)，主要涉及多用途多租戶(hù)建筑。這涉及主要工廠效率、碳中和建筑監(jiān)控、融合建筑網(wǎng)絡(luò)和建筑分析。

第二個(gè)是B類(lèi)租戶(hù)空間裝修，包括用戶(hù)應(yīng)用、本地舒適控制、辦公桌預(yù)訂和集成會(huì)議空間。

定義建筑的最終結(jié)果

然而，在某些情況下，智能技術(shù)并不是立即需要的。但作為一個(gè)行業(yè)，應(yīng)該努力為這些建筑配備未來(lái)的設(shè)備。期望的結(jié)果是交付智能就緒的建筑。

在倫敦，80 Strand是一棟令人驚嘆的裝飾藝術(shù)風(fēng)格建筑，最初于1932年開(kāi)放，位于泰晤士河畔，是二級(jí)保護(hù)建筑。

該建筑設(shè)計(jì)包括提供新技術(shù)機(jī)房，以支持新工作環(huán)境的高速語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并使用新的光纖主干進(jìn)一步允許未來(lái)的擴(kuò)展。一般辦公區(qū)有高速Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施，可靈活工作，同時(shí)，新的閉路電視和門(mén)禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)得隱蔽，但也包含在客戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)中，以利用新的被動(dòng)和主動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了攝像頭和門(mén)禁位置的靈活性。

80 Strand是一座真正的智能建筑，代表了工程行業(yè)對(duì)許多客戶(hù)至關(guān)重要的兩個(gè)方面：保留歷史悠久的設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)面向未來(lái)的技術(shù)飛躍。

工程師和設(shè)計(jì)師正在經(jīng)歷建筑物設(shè)計(jì)、建造、管理和支持方式的最重大變化，更重要的是，房東和租戶(hù)如何使用這些空間。建筑技術(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確保外部建筑連接和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)都是精心規(guī)劃的工具，可以繼續(xù)提供可擴(kuò)展的靈活基礎(chǔ)設(shè)施，滿(mǎn)足現(xiàn)下的要求，并隨后繼續(xù)適應(yīng)和支持未來(lái)的終點(diǎn)增長(zhǎng)。

與建筑系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，如ICT、BMS、EMS、安全、HVAC和AV，將繼續(xù)進(jìn)步，導(dǎo)致在建筑物的生命周期內(nèi)更換和升級(jí)接口和端點(diǎn)。因此，信通技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠在帶寬和彈性方面無(wú)縫地適應(yīng)變化和升級(jí)。

隨著建筑物變得越來(lái)越智能，碳足跡將減少，可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)將實(shí)現(xiàn)并超越。智能解決方案還支持福祉和社區(qū)，這是大多數(shù)商業(yè)辦公項(xiàng)目的核心主題，WELL建筑標(biāo)準(zhǔn)等認(rèn)證的重要性日益提高證明了這一點(diǎn)。技術(shù)增強(qiáng)了用戶(hù)體驗(yàn)、人類(lèi)與整個(gè)建筑空間的互動(dòng)，以及COVID-19安全的工作場(chǎng)所規(guī)劃，并有助于接受人們工作和生活方式的結(jié)構(gòu)和文化轉(zhuǎn)變，從而使租戶(hù)能夠從工作幸福感和工作場(chǎng)所質(zhì)量之間的直接關(guān)聯(lián)中受益，提高個(gè)人生產(chǎn)力和創(chuàng)造力。

智能建筑就像指紋，但每個(gè)項(xiàng)目在成本、方案、客戶(hù)簡(jiǎn)介和預(yù)期用途方面都有獨(dú)特的方法。為了提供永恒的質(zhì)量和有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品組合，必須在設(shè)計(jì)階段的早期制定智能建筑策略。

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