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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、需求和關(guān)系的變化而發(fā)展。供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、安全和實時監(jiān)控是通過最大限度地降低能源成本、支持強大且有彈性的電網(wǎng)以及減輕環(huán)境影響來實現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標。
物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑和技術(shù)進步中的作用
對于智能建筑來說，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在正確的時間出現(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)并提供實時決策建議。隨著 5G、Wi-Fi 和其他低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 的進步，數(shù)據(jù)驅(qū)動的設(shè)施控制正在改進。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，有些房間過熱，有些房間供暖不足。此外，一些燈不必要地亮著，浪費能源，給電網(wǎng)和底線帶來額外的負擔(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)（例如某個區(qū)域接收的陽光量）和占用數(shù)據(jù)（例如不同時間的人流量）。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和設(shè)施范圍內(nèi)的能源需求，從而避免能源浪費。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安排維護服務(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，了解不同時間通過不同門的占用密度和人流量的典型模式會很有幫助。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間在不同空間訪問。可以快速識別和調(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)的人員或某個區(qū)域中的人數(shù)異常。此外，當安全設(shè)備（例如安全帽或防護服）被標記時，未佩戴這些物品的工人可能會被標記并拒絕其進入，直到他們遵守安全協(xié)議。
智能建筑保護工人健康
工人的健康和福祉日益成為優(yōu)先事項。在世界經(jīng)濟論壇的一項研究中，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跨行業(yè)變革的首要人口統(tǒng)計和社會經(jīng)濟驅(qū)動因素。
多種類型的傳感器可用于監(jiān)測工人的健康狀況。例如，室內(nèi)空氣質(zhì)量傳感器可以檢測二氧化碳 (CO 2 ) 水平。溫度傳感器可以檢測過冷或過熱的區(qū)域。計數(shù)傳感器可以衡量一個區(qū)域的占用密度和停留時間以及各個入口/出口的人流量。
當傳感器不僅在建筑物中而且由工人佩戴時，也可以監(jiān)測呼吸率、靜息心率和其他生命體征。此外，面部圖像分析可以幫助識別苦惱、分心或疲勞的員工。
智能倉儲
資產(chǎn)跟蹤傳感器可用于跟蹤辦公室、工廠、零售店和醫(yī)院的庫存和設(shè)備。通過這種方式，可以自動連續(xù)補充庫存以避免停機，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時間的搜索以及不必要的重新購買。
資產(chǎn)跟蹤傳感器可以識別關(guān)鍵事件，例如缺少滅火器或打開防火門。通過組合數(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造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，但自大流行開始以來，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 強調(diào)監(jiān)測二氧化碳水平，因為二氧化碳是造成室內(nèi)空氣質(zhì)量差的最大因素之一。如果建筑物中的人數(shù)和活動增加，二氧化碳水平就會上升。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) 和無線連接，可以實時監(jiān)測室內(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。當二氧化碳水平超過安全閾值時，可以啟動通風(fēng)和暖通空調(diào)過濾。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)境中進行可靠且可擴展的數(shù)據(jù)傳輸。
同時，可以使用被動紅外、微波、超聲波和雷達傳感器等人數(shù)統(tǒng)計傳感器來監(jiān)控特定區(qū)域的人流量和人數(shù)，并在超過容量閾值時發(fā)出警報。這樣，就可以強制執(zhí)行適當?shù)纳缃痪嚯x。此外，此類傳感器可以簡化清潔服務(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 分析平臺可以幫助降低清潔和供應(yīng)成本。
該平臺可感知肥皂、消毒劑和衛(wèi)生紙等物品的供應(yīng)水平，以減少對供應(yīng)品的浪費性補貨。因此，Mero 可以幫助節(jié)省多達 35% 的供應(yīng)浪費，并通過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、更節(jié)能。
STMicroelectronics 為智能建筑設(shè)計提供硅構(gòu)建模塊。
在為智能建筑提供應(yīng)用指南時，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實現(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)進入、退出和人流量的正常模式。智能鎖可以通過從使用中學(xué)習(xí)、適應(yīng)用戶行為、使殘疾人或老年人更容易接近，以及在必要時向業(yè)主或中央安全服務(wù)提供商提供警報來幫助檢測和預(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程應(yīng)用程序持續(xù)很長時間。
同樣，傳感器可以監(jiān)控重要設(shè)備的狀況。狀態(tài)監(jiān)測傳感器收集的數(shù)據(jù)與機器學(xué)習(xí)分析相結(jié)合，可以檢測振動和溫度等參數(shù)的變化，以識別異常情況。這使得預(yù)測不對中或軸承故障成為可能。這些異常通常是重大問題的早期癥狀。通過及早識別它們，管理人員可以主動安排維護，以防止小問題惡化為完全故障。
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。通過部署傳感器來收集溫度、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、燃氣表、暖氣表和水表分別進行調(diào)整，以達到理想的生活條件。
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、動態(tài)和優(yōu)化的建筑環(huán)境創(chuàng)造了許多機會。然而，設(shè)施管理部門還必須通過數(shù)字工程擁有強大的網(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。