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智能建筑不僅僅是能源管理
智能建筑不僅僅是能源管理
大流行帶來(lái)了更多關(guān)于我們?nèi)绾卧谵k公室、工廠和商店等室內(nèi)空間安全地進(jìn)行社交和協(xié)作的思考和討論。
什么是智能建筑？
我們工作的建筑物需要隨著我們的優(yōu)先事項(xiàng)、需求和關(guān)系的變化而發(fā)展。供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、安全和實(shí)時(shí)監(jiān)控是通過(guò)最大限度地降低能源成本、支持強(qiáng)大且有彈性的電網(wǎng)以及減輕環(huán)境影響來(lái)實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑和技術(shù)進(jìn)步中的作用
對(duì)于智能建筑來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在正確的時(shí)間出現(xiàn)在正確的地方。物聯(lián)網(wǎng)傳感器不斷收集大量數(shù)據(jù)，人工智能可以分析數(shù)據(jù)并提供實(shí)時(shí)決策建議。隨著 5G、Wi-Fi 和其他低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 的進(jìn)步，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)施控制正在改進(jìn)。能源管理、資產(chǎn)和人員安全、工人健康和資產(chǎn)跟蹤都有益。
樓宇智能能源管理
僅暖通空調(diào)和照明就占普通商業(yè)建筑總能耗的 50%。因此，采用智能建筑系統(tǒng)可能有助于將能源成本降低 30% 至 50%。
傳統(tǒng)上，暖通空調(diào)設(shè)備是集中統(tǒng)一操作和管理的。這種方法通常會(huì)在建筑物中留下許多高于或低于最佳條件的空間。因此，有些房間過(guò)熱，有些房間供暖不足。此外，一些燈不必要地亮著，浪費(fèi)能源，給電網(wǎng)和底線帶來(lái)額外的負(fù)擔(dān)。
相比之下，安裝在不同位置的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以將建筑物劃分為更小、更易于管理的區(qū)域。例如，不同的傳感器可以收集環(huán)境數(shù)據(jù)（例如某個(gè)區(qū)域接收的陽(yáng)光量）和占用數(shù)據(jù)（例如不同時(shí)間的人流量）。收集有關(guān)建筑物冷卻效率和速度的數(shù)據(jù)。結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù)和入住率數(shù)據(jù)，樓宇管理人員可以更好地了解全天的使用趨勢(shì)和設(shè)施范圍內(nèi)的能源需求，從而避免能源浪費(fèi)。利用建筑物使用數(shù)據(jù)，管理人員可以安排按需清潔服務(wù)以消除不必要的清潔。此外，異常的能源消耗和冷卻模式為排除設(shè)備故障提供線索，以便管理人員可以主動(dòng)安排維護(hù)服務(wù)。
建筑安全
物聯(lián)網(wǎng)傳感器和人工智能分析也可以幫助建立使用模式的規(guī)范。例如，了解不同時(shí)間通過(guò)不同門的占用密度和人流量的典型模式會(huì)很有幫助。該信息意味著智能鎖可用于限制或允許特定人員在不同時(shí)間在不同空間訪問(wèn)。可以快速識(shí)別和調(diào)查與正常模式的偏差，例如某些區(qū)域中有未經(jīng)授權(quán)的人員或某個(gè)區(qū)域中的人數(shù)異常。此外，當(dāng)安全設(shè)備（例如安全帽或防護(hù)服）被標(biāo)記時(shí)，未佩戴這些物品的工人可能會(huì)被標(biāo)記并拒絕其進(jìn)入，直到他們遵守安全協(xié)議。
智能建筑保護(hù)工人健康
工人的健康和福祉日益成為優(yōu)先事項(xiàng)。在世界經(jīng)濟(jì)論壇的一項(xiàng)研究中，44% 的全球企業(yè)將改善工作環(huán)境和靈活的工作安排視為推動(dòng)跨行業(yè)變革的首要人口統(tǒng)計(jì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素。
多種類型的傳感器可用于監(jiān)測(cè)工人的健康狀況。例如，室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器可以檢測(cè)二氧化碳 (CO 2 ) 水平。溫度傳感器可以檢測(cè)過(guò)冷或過(guò)熱的區(qū)域。計(jì)數(shù)傳感器可以衡量一個(gè)區(qū)域的占用密度和停留時(shí)間以及各個(gè)入口/出口的人流量。
當(dāng)傳感器不僅在建筑物中而且由工人佩戴時(shí)，也可以監(jiān)測(cè)呼吸率、靜息心率和其他生命體征。此外，面部圖像分析可以幫助識(shí)別苦惱、分心或疲勞的員工。
智能倉(cāng)儲(chǔ)
資產(chǎn)跟蹤傳感器可用于跟蹤辦公室、工廠、零售店和醫(yī)院的庫(kù)存和設(shè)備。通過(guò)這種方式，可以自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)充庫(kù)存以避免停機(jī)，并且可以快速定位設(shè)備。輕松找到設(shè)備消除了令人沮喪和浪費(fèi)時(shí)間的搜索以及不必要的重新購(gòu)買。
資產(chǎn)跟蹤傳感器可以識(shí)別關(guān)鍵事件，例如缺少滅火器或打開防火門。通過(guò)組合數(shù)據(jù)，管理人員可以確定需要加熱、冷卻或通風(fēng)調(diào)整的區(qū)域；需要檢查的員工；需要更換的設(shè)備；需要分散以確保社交距離的人群；和需要消毒的空間。傳感器數(shù)據(jù)甚至可以民主化并以匿名方式提供給個(gè)別建筑居民，從而增加利益相關(guān)者之間的信任。
案例 1：BehrTech 專注于讓人們保持健康和安全
許多公司已經(jīng)開發(fā)出使建筑更智能的解決方案。一些關(guān)注工人的健康和福祉，而另一些關(guān)注能源效率和可持續(xù)性。
例如，雖然照明、聲音、濕度、清潔度和溫度等許多因素有助于營(yíng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，但自大流行開始以來(lái)，空氣質(zhì)量已躍居首位。
物聯(lián)網(wǎng)用于監(jiān)控智能建筑中的二氧化碳水平。
BehrTech 強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)二氧化碳水平，因?yàn)槎趸际窃斐墒覂?nèi)空氣質(zhì)量差的最大因素之一。如果建筑物中的人數(shù)和活動(dòng)增加，二氧化碳水平就會(huì)上升。高二氧化碳水平降低了人們的生產(chǎn)力和決策能力，同時(shí)提高了空氣污染物水平。
結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù) 和無(wú)線連接，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，不僅是二氧化碳水平，還有其他污染物，如微粒、污染物和有毒氣體。當(dāng)二氧化碳水平超過(guò)安全閾值時(shí)，可以啟動(dòng)通風(fēng)和暖通空調(diào)過(guò)濾。此外，如果二氧化碳傳感器與LPWAN等創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案搭配使用，則可以確保在低能耗的室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行可靠且可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸。
同時(shí)，可以使用被動(dòng)紅外、微波、超聲波和雷達(dá)傳感器等人數(shù)統(tǒng)計(jì)傳感器來(lái)監(jiān)控特定區(qū)域的人流量和人數(shù)，并在超過(guò)容量閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)。這樣，就可以強(qiáng)制執(zhí)行適當(dāng)?shù)纳缃痪嚯x。此外，此類傳感器可以簡(jiǎn)化清潔服務(wù)，消除不必要的清潔，但在一定數(shù)量的人經(jīng)常光顧該區(qū)域后立即指定清潔。例如，Mero 分析平臺(tái)可以幫助降低清潔和供應(yīng)成本。
該平臺(tái)可感知肥皂、消毒劑和衛(wèi)生紙等物品的供應(yīng)水平，以減少對(duì)供應(yīng)品的浪費(fèi)性補(bǔ)貨。因此，Mero 可以幫助節(jié)省多達(dá) 35% 的供應(yīng)浪費(fèi)，并通過(guò)按需清潔提高可持續(xù)性。
案例2：意法半導(dǎo)體專注于能效和削減成本
STMicroelectronics (ST) 專注于使設(shè)施管理更安全、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能。
STMicroelectronics 為智能建筑設(shè)計(jì)提供硅構(gòu)建模塊。
在為智能建筑提供應(yīng)用指南時(shí)，ST 展示了如何結(jié)合使用攝像頭傳感器、高性能和低功耗微控制器以及分析來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑的安全和安保。使用人工智能方法，攝像頭傳感器收集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于使用分析訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)入、退出和人流量的正常模式。智能鎖可以通過(guò)從使用中學(xué)習(xí)、適應(yīng)用戶行為、使殘疾人或老年人更容易接近，以及在必要時(shí)向業(yè)主或中央安全服務(wù)提供商提供警報(bào)來(lái)幫助檢測(cè)和預(yù)防入侵者。此外，使用 ST 的高性能、低功耗微控制器可以幫助智能鎖或任何其他遠(yuǎn)程應(yīng)用程序持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
同樣，傳感器可以監(jiān)控重要設(shè)備的狀況。狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器收集的數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)分析相結(jié)合，可以檢測(cè)振動(dòng)和溫度等參數(shù)的變化，以識(shí)別異常情況。這使得預(yù)測(cè)不對(duì)中或軸承故障成為可能。這些異常通常是重大問(wèn)題的早期癥狀。通過(guò)及早識(shí)別它們，管理人員可以主動(dòng)安排維護(hù)，以防止小問(wèn)題惡化為完全故障。
傳感器、分析和微控制器也可用于優(yōu)化建筑的氣候控制和能源效率。通過(guò)部署傳感器來(lái)收集溫度、濕度、環(huán)境光和空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)，這些參數(shù)可以使用智能電表、燃?xì)獗怼⑴瘹獗砗退矸謩e進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到理想的生活條件。
結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)正在為建筑物添加前所未有的智能，幫助它們隨著人類不斷變化的需求而發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)連接為建立響應(yīng)式、動(dòng)態(tài)和優(yōu)化的建筑環(huán)境創(chuàng)造了許多機(jī)會(huì)。然而，設(shè)施管理部門還必須通過(guò)數(shù)字工程擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，以充分利用物聯(lián)網(wǎng)的潛力。