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)濟特征為經(jīng)濟停滯和通貨膨脹導(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目。在對現(xiàn)有建筑進行重大改造時，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)，擴大單人可處理的設(shè)施管理區(qū)域
利用云計算技術(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
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，可以實現(xiàn)最佳的節(jié)能效果。此外，這使得進行預(yù)測性維護成為可能：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入，從而減少空調(diào)所需的能量。
增強的安全性和可靠性
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警和報警系統(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)備的運行和能耗。
以下是BAS的幾個關(guān)鍵特點和功能：
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)運行，進行設(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)的運行，確保系統(tǒng)高效運作。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，降低運營成本。增強舒適性：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。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)等進行集成，實現(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)進行分析，識別能源使用模式和潛在的節(jié)能機會。優(yōu)化控制：根據(jù)分析結(jié)果，自動調(diào)整設(shè)備運行策略，優(yōu)化能源使用，減少浪費。2. 主要組件
傳感器網(wǎng)絡(luò)：包括電表、燃?xì)獗?、水表、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_保數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。中央控制單元：處理和分析數(shù)據(jù)，生成報告和優(yōu)化建議，并控制相關(guān)設(shè)備的運行。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，實現(xiàn)能源的高效利用，降低能耗。節(jié)省成本：減少能源浪費，降低能源費用，同時減少設(shè)備的運行和維護成本。環(huán)境保護：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實現(xiàn)能耗的精細(xì)管理，提高運營效率。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，實現(xiàn)更全面的能源管理。云平臺和大數(shù)據(jù)：利用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(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：通過機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，進一步優(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?，進行存儲和處理。數(shù)據(jù)分析：對數(shù)據(jù)進行分析，識別能耗模式和節(jié)能機會，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)備運行策略，實現(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，實現(xiàn)了能源的高效利用，不僅降低了建筑的運營成本，還為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。
BAS與BEMS的關(guān)系
了解當(dāng)前的能源使用情況是成功實現(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 | 集中控制、自動化調(diào)節(jié)、實時監(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)和額外的能耗計量設(shè)備數(shù)據(jù)（電表、燃?xì)獗怼⑺淼龋?/td> |
| 數(shù)據(jù)共享 | 提供實時設(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)進行能耗分析和優(yōu)化控制。 |
| 控制整合 | 利用BAS的控制功能實現(xiàn)設(shè)備的自動化調(diào)節(jié)。 | 利用BAS控制功能實現(xiàn)能耗優(yōu)化，如調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)運行策略。 |
| 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 | 實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常時及時通知BEMS進行分析。 | 分析能耗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)節(jié)能機會，通過BAS調(diào)整設(shè)備實現(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)融合實現(xiàn)智能管理。 |
| 數(shù)據(jù)融合 | 通過大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)，集成BAS和BEMS的數(shù)據(jù)。 | 融合BAS和其他數(shù)據(jù)，進行精細(xì)分析和智能控制。 |
| 最終目標(biāo) | 提高建筑運營效率，減少能耗和維護成本，提升舒適度和安全性。 | 提高能源效率，減少能耗和維護成本，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，實現(xiàn)了建筑的高效、節(jié)能和智能化管理。BAS提供實時數(shù)據(jù)和自動化控制，BEMS進行能耗分析和優(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)的先進建筑管理系統(tǒng)得以實現(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、增強的安全性以及擴展設(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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