什么是智能建筑?
“智能建筑”一詞指的是配備建筑管理系統(tǒng)的建筑,這些系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù),自動管理和控制建筑內(nèi)使用的各種能源,如照明、空調(diào)和熱水。智能建筑節(jié)能、提高安全性,創(chuàng)造更舒適的環(huán)境,并且管理更加高效,減輕了建筑管理人員的負(fù)擔(dān)。
建筑管理問題
由于之前的新冠大流行,辦公建筑的面積因居家辦公和辦公室輪用辦公桌的人數(shù)增加,辦公建筑面積正在縮小。此外,發(fā)展中國家由于經(jīng)濟(jì)快速增長,勞動工資上漲和勞動力短缺問題也日益突出。此外,由于恐怖主義和沖突等原因,原油及其他原材料價格飆升,已成為嚴(yán)重問題。接下來,我們將探討這些問題對建筑管理可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。
工資上漲和勞動力短缺——低效的建筑管理
自疫情以來,全球經(jīng)濟(jì)特征為經(jīng)濟(jì)停滯和通貨膨脹導(dǎo)致的物價上漲,同時在發(fā)展中國家觀察到勞動工資上漲。建筑管理領(lǐng)域同樣受到影響,為了吸引員工,提高起薪已成為不可避免的事情。此外,發(fā)展中國家難以獲得建筑管理方面的專業(yè)知識,技術(shù)人員不足使得引進(jìn)和使用最新技術(shù)變得困難。因此,許多操作仍需手工完成,效率低下,加上工資上漲,這正成為建筑管理的重大負(fù)擔(dān)。
原材料價格上漲——管理成本增加
由于全球各地的恐怖主義和地緣沖突引發(fā)的不確定性,原油、天然氣等原材料價格持續(xù)上漲。因此,能源價格也在飆升,空調(diào)和照明等電氣設(shè)備的電力成本不斷增加。原材料價格的上漲是能源密集型建筑維護(hù)和管理成本增加的根本原因。此外,與其他問題不同,這些價格上漲是一個全球性問題,單個公司無法通過管理手段解決。因此,必須采取更為激進(jìn)的改革,如引入最新技術(shù)。
減少的辦公樓面積——合同價格下降
為應(yīng)對大流行而引入的在家工作為部分企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)利益,由于辦公室縮小,租金降低。此外,在辦公室的在線會議和辦公桌輪用制的幫助下,對溝通問題的擔(dān)憂正在得到緩解。因此,由于樓層空間過剩,這種現(xiàn)象導(dǎo)致樓宇管理服務(wù)合同價格逐步下降。
讓建筑變智能的舉措——通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的突破
應(yīng)對這些建筑管理問題的方法有很多,我們來看看一些關(guān)鍵的舉措。
優(yōu)化——利用網(wǎng)絡(luò)
在建筑內(nèi)安裝傳感器,通過網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù)。建筑管理者實(shí)時接收各種數(shù)據(jù),能夠從中央位置高效地管理建筑。此外,可以利用云服務(wù)遠(yuǎn)程監(jiān)控建筑。
能源管理——引入傳感技術(shù)
在建筑中安裝測量溫度、濕度、二氧化碳濃度、亮度、人員流動等的傳感器和攝像頭,通過網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù)并用于能源管理。分析傳感器和攝像頭收集的數(shù)據(jù),使得能源使用得以優(yōu)化。
在現(xiàn)有建筑和設(shè)施中的應(yīng)用
讓建筑變智能的舉措不限于新建項(xiàng)目。在對現(xiàn)有建筑進(jìn)行重大改造時,即使只是簡單地安裝節(jié)能設(shè)備或安保設(shè)備,也可以取得很好的效果。此外,能夠收集和分析建筑內(nèi)不同類型的數(shù)據(jù),如進(jìn)出人數(shù)和不同時段的使用人數(shù),也可以用于商業(yè)建筑的市場調(diào)研。
智能建筑的好處
在最新技術(shù)的支持下,使建筑智能化有什么好處?接下來,我們將介紹四個主要好處。
通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),擴(kuò)大單人可處理的設(shè)施管理區(qū)域
利用云計(jì)算技術(shù),可以從中央位置遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理能源消耗和室內(nèi)環(huán)境。除了可視化電力消耗和室內(nèi)環(huán)境外,云服務(wù)還可以從一個位置管理多個建筑。如果建筑能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控,就不需要為每棟建筑分配員工,只在發(fā)生問題時派遣員工到現(xiàn)場。以這種方式引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),是解決勞動力短缺和技術(shù)人員不足問題的有效方法,同時擴(kuò)大了單人可處理的設(shè)施管理區(qū)域。
節(jié)能和預(yù)測性維護(hù)
通過分析顯示電力、煤氣、水等使用情況的數(shù)據(jù),并將分析結(jié)果與消耗能源的設(shè)備的運(yùn)行結(jié)合起來,可以高效地優(yōu)化建筑內(nèi)部的能源消耗。由于智能建筑不斷監(jiān)控能源消耗,不僅可以了解能源消耗,還可以了解建筑內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過結(jié)合這些數(shù)據(jù)控制消耗能源的設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。此外,這使得進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)成為可能:在問題發(fā)生之前,及早發(fā)現(xiàn)并響應(yīng)設(shè)備故障和其他異常。
改善室內(nèi)環(huán)境
可視化和分析室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù),如溫度和二氧化碳濃度,使得可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)目照{(diào)和通風(fēng),令設(shè)施用戶和居民更加舒適。例如,在智能建筑中,可以通過傳感器獲取室內(nèi)二氧化碳濃度和分布,根據(jù)二氧化碳濃度調(diào)整外空氣的通風(fēng)量。這可以防止外空氣過量進(jìn)入,從而減少空調(diào)所需的能量。
增強(qiáng)的安全性和可靠性
可以通過安裝在建筑中的攝像頭和傳感器檢測入侵者。同時,可以通過掃描員工的ID卡或靜脈來管理員工考勤和座位。此外,溫度傳感器還可以用來檢測火災(zāi)。除了檢測入侵者和火災(zāi)外,智能建筑還可以與報(bào)警和報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動,確保在緊急情況下迅速響應(yīng)。
建筑自動化系統(tǒng)(BAS)和建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS)
在智能建筑管理中,“BAS”和“BEMS”這兩個術(shù)語經(jīng)常被使用。這兩個術(shù)語是建筑管理中的重要技術(shù)術(shù)語,接下來,我們將解釋它們的含義及其之間的關(guān)系。
建筑自動化系統(tǒng)(BAS)
BAS是“Building Automation System”的縮寫,指的是一個自動化管理建筑內(nèi)各種設(shè)備和設(shè)施的系統(tǒng),允許它們集中管理。BAS是一個中央監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控和控制空調(diào)、照明、安全等設(shè)備的運(yùn)行和能耗。
以下是BAS的幾個關(guān)鍵特點(diǎn)和功能:
1. 系統(tǒng)功能
集中控制:BAS能夠集中管理建筑中的空調(diào)、照明、安全、供暖、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)等設(shè)備。自動化調(diào)節(jié):根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和環(huán)境數(shù)據(jù),自動調(diào)整溫度、濕度、照明強(qiáng)度等,確保室內(nèi)環(huán)境的舒適與節(jié)能。2. 主要組件
傳感器和執(zhí)行器:傳感器監(jiān)測溫度、濕度、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù),執(zhí)行器則根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),如調(diào)節(jié)空調(diào)溫度或開關(guān)照明燈具。控制面板和用戶界面:提供直觀的界面,供管理人員監(jiān)控和控制系統(tǒng)運(yùn)行,進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試。中央控制單元:集成所有控制邏輯,處理數(shù)據(jù),并協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的運(yùn)行,確保系統(tǒng)高效運(yùn)作。3. 功能優(yōu)勢
提高能效:通過智能調(diào)控,優(yōu)化能源使用,減少能源浪費(fèi),降低運(yùn)營成本。增強(qiáng)舒適性:自動調(diào)整室內(nèi)環(huán)境參數(shù),提供更加舒適的工作和居住環(huán)境。提升安全性:集成安全系統(tǒng),自動監(jiān)控并響應(yīng)火災(zāi)、入侵等安全威脅,確保人員和財(cái)產(chǎn)安全。4. 應(yīng)用領(lǐng)域
商業(yè)建筑:辦公樓、購物中心、酒店等,通過BAS提升舒適度和能效,降低管理成本。住宅建筑:智能家居系統(tǒng)集成,通過BAS控制家庭的照明、溫度、安防等,提高居住體驗(yàn)。工業(yè)設(shè)施:工廠、倉庫等,利用BAS優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行,提升生產(chǎn)效率和安全性。5. 技術(shù)集成
與其他系統(tǒng)集成:BAS可以與建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS)、安防系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等進(jìn)行集成,實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同管理。遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理:通過云平臺和移動應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制,方便管理人員隨時隨地管理建筑系統(tǒng)。建筑自動化系統(tǒng)不僅提高了建筑的運(yùn)營效率和能源利用率,還大幅提升了建筑的安全性和居住舒適度,是現(xiàn)代建筑管理不可或缺的核心技術(shù)之一。
建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS)
BEMS是“Building Energy Management System”的縮寫。BEMS是一個基于安裝在樓層、房間和設(shè)備上的傳感器獲取的數(shù)據(jù),進(jìn)行能耗可視化和管理的系統(tǒng)。雖然與BAS類似,BEMS是建立在BAS之上的系統(tǒng),專注于可視化建筑內(nèi)所有設(shè)備的運(yùn)行和能耗。除了可視化能源消耗外,分析從傳感器獲得的數(shù)據(jù),使得可以統(tǒng)一高效地控制能源供應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能和更宜人的環(huán)境。
以下是BEMS的簡介:
1. 系統(tǒng)功能
能耗監(jiān)測:實(shí)時監(jiān)測建筑內(nèi)電力、燃?xì)?、水等能源的使用情況,提供詳細(xì)的能耗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析:對收集到的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,識別能源使用模式和潛在的節(jié)能機(jī)會。優(yōu)化控制:根據(jù)分析結(jié)果,自動調(diào)整設(shè)備運(yùn)行策略,優(yōu)化能源使用,減少浪費(fèi)。2. 主要組件
傳感器網(wǎng)絡(luò):包括電表、燃?xì)獗怼⑺?、溫度傳感器、濕度傳感器等,用于收集各類能耗和環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集和通信模塊:負(fù)責(zé)將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?,確保數(shù)據(jù)的實(shí)時性和準(zhǔn)確性。中央控制單元:處理和分析數(shù)據(jù),生成報(bào)告和優(yōu)化建議,并控制相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。用戶界面:提供可視化的數(shù)據(jù)展示和控制界面,方便管理人員監(jiān)控和調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3. 功能優(yōu)勢
提高能效:通過精細(xì)化的能耗監(jiān)測和優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)能源的高效利用,降低能耗。節(jié)省成本:減少能源浪費(fèi),降低能源費(fèi)用,同時減少設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)成本。環(huán)境保護(hù):降低碳排放,支持可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),提升建筑的環(huán)保形象。舒適性提升:優(yōu)化空調(diào)、照明等系統(tǒng)的運(yùn)行,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度。4. 應(yīng)用領(lǐng)域
商業(yè)建筑:辦公樓、商場、酒店等,通過BEMS實(shí)現(xiàn)能耗的精細(xì)管理,提高運(yùn)營效率。工業(yè)設(shè)施:工廠、倉庫等,通過BEMS優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境和能源使用,降低生產(chǎn)成本。公共建筑:學(xué)校、醫(yī)院、政府大樓等,通過BEMS提高能效,減少公共支出。5. 技術(shù)集成
與BAS集成:BEMS通常與建筑自動化系統(tǒng)(BAS)集成,利用BAS提供的數(shù)據(jù)和控制能力,實(shí)現(xiàn)更全面的能源管理。云平臺和大數(shù)據(jù):利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和高級分析,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控和決策。智能算法和AI:通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù),進(jìn)一步優(yōu)化能耗預(yù)測和設(shè)備調(diào)控策略。6. 工作流程
數(shù)據(jù)采集:通過傳感器網(wǎng)絡(luò)收集各類能耗數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸:將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?,進(jìn)行存儲和處理。數(shù)據(jù)分析:對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,識別能耗模式和節(jié)能機(jī)會,生成優(yōu)化建議。優(yōu)化控制:根據(jù)分析結(jié)果,調(diào)整設(shè)備運(yùn)行策略,實(shí)現(xiàn)能耗優(yōu)化。結(jié)果監(jiān)控:通過用戶界面展示數(shù)據(jù)和結(jié)果,方便管理人員進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。建筑能源管理系統(tǒng)通過全面、精準(zhǔn)的能耗監(jiān)測和智能化的優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)了能源的高效利用,不僅降低了建筑的運(yùn)營成本,還為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
BAS與BEMS的關(guān)系
了解當(dāng)前的能源使用情況是成功實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵。通過使用 BAS 傳感器和網(wǎng)絡(luò),可以收集顯示能源使用情況的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在BEMS中以圖形和圖表的形式可視化。這使您可以識別任何過度的能源使用。換句話說,BEMS是一個為BAS添加能源管理功能的系統(tǒng)。
以下是BAS與BEMS關(guān)系的對比:
建筑自動化系統(tǒng)(BAS) | 建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS) | |
---|---|---|
定義 | 集成系統(tǒng),用于自動化控制和管理建筑內(nèi)的空調(diào)、照明、安全等設(shè)備。 | 專門用于監(jiān)測、分析和管理建筑內(nèi)能源消耗的系統(tǒng)。 |
功能側(cè)重點(diǎn) | 集中控制、自動化調(diào)節(jié)、實(shí)時監(jiān)控。 | 能耗監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化控制。 |
數(shù)據(jù)來源 | 傳感器數(shù)據(jù)(設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等)。 | 基于BAS數(shù)據(jù)和額外的能耗計(jì)量設(shè)備數(shù)據(jù)(電表、燃?xì)獗?、水表等)?/td> |
數(shù)據(jù)共享 | 提供實(shí)時設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)給BEMS。 | 依賴BAS數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗分析和優(yōu)化控制。 |
控制整合 | 利用BAS的控制功能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動化調(diào)節(jié)。 | 利用BAS控制功能實(shí)現(xiàn)能耗優(yōu)化,如調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行策略。 |
協(xié)同優(yōu)化 | BAS和BEMS協(xié)同工作,通過數(shù)據(jù)和控制,優(yōu)化建筑整體運(yùn)營。 | 通過能耗數(shù)據(jù)分析,結(jié)合BAS控制,提升節(jié)能效果。 |
典型應(yīng)用 | 實(shí)時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài),發(fā)現(xiàn)異常時及時通知BEMS進(jìn)行分析。 | 分析能耗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)節(jié)能機(jī)會,通過BAS調(diào)整設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 |
系統(tǒng)集成 | 集成于同一平臺,提供統(tǒng)一的管理界面。 | 集成于同一平臺,通過數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)智能管理。 |
數(shù)據(jù)融合 | 通過大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù),集成BAS和BEMS的數(shù)據(jù)。 | 融合BAS和其他數(shù)據(jù),進(jìn)行精細(xì)分析和智能控制。 |
最終目標(biāo) | 提高建筑運(yùn)營效率,減少能耗和維護(hù)成本,提升舒適度和安全性。 | 提高能源效率,減少能耗和維護(hù)成本,提升舒適度和安全性。 |
BAS和BEMS是現(xiàn)代智能建筑管理的重要組成部分,它們通過相互協(xié)作,實(shí)現(xiàn)了建筑的高效、節(jié)能和智能化管理。BAS提供實(shí)時數(shù)據(jù)和自動化控制,BEMS進(jìn)行能耗分析和優(yōu)化,兩者的結(jié)合使得建筑管理更加高效、精細(xì)和智能。引入建立在BAS之上的BEMS是制造智能建筑的重要一步,旨在節(jié)約能源,創(chuàng)造更舒適的環(huán)境,并減輕建筑管理人員的負(fù)擔(dān)。
總結(jié): 智能建筑能提供什么?
智能建筑通過應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的先進(jìn)建筑管理系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。這些建筑提供了多方面的優(yōu)勢,包括顯著的節(jié)能效果、增強(qiáng)的安全性以及擴(kuò)展設(shè)施管理的單人處理能力。此外,智能建筑在應(yīng)對流行病和全球原材料價格上漲等挑戰(zhàn)時表現(xiàn)出卓越的彈性。這些優(yōu)勢歸功于一系列實(shí)用技術(shù)的支持,這些技術(shù)不僅穩(wěn)定了建筑管理行業(yè)的運(yùn)營,還為從事更復(fù)雜的管理操作提供了靈活性和自由度。
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