如何利用人工智能和云提高樓宇管理系統(tǒng)效率？

隨著建筑物老化和能源需求增加，許多舊系統(tǒng)無(wú)法跟上應(yīng)用發(fā)展的需求。這就是現(xiàn)代建筑智能管理的用武之地——幫助業(yè)主將建筑物保持在舒適的溫度，而無(wú)需花費(fèi)太多。當(dāng)今的基于云和人工智能的建筑管理系統(tǒng)(BMS) 可以通過(guò)意想不到的方式提高建筑物設(shè)施的效率。

能源效率和智能建筑管理的重要性與日俱增

隨著人們對(duì)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展需求的認(rèn)識(shí)不斷增強(qiáng)，包括歐盟和美國(guó)都制定了提高建筑物能源效率的雄心勃勃的目標(biāo)。歐盟能源效率指令的目標(biāo)是到2030年將能源效率提高32.5%，其中建筑翻新發(fā)揮核心作用。

美國(guó)能源部建筑技術(shù)辦公室的目標(biāo)是通過(guò)暖通空調(diào)系統(tǒng)等建筑技術(shù)的進(jìn)步，到 2030 年將能源使用量減少 30%。這些目標(biāo)強(qiáng)調(diào)了商業(yè)和住宅建筑迫切需要更高效的能源管理。

隨著減少碳足跡、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和降低運(yùn)營(yíng)成本的壓力越來(lái)越大，企業(yè)和設(shè)施管理者越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向先進(jìn)技術(shù)來(lái)改善建筑物的管理方式。

能源效率不僅僅是一種暫時(shí)的趨勢(shì)，而是一種趨勢(shì)。隨著各國(guó)實(shí)施更嚴(yán)格的法規(guī)和能源成本持續(xù)上升，這已成為一種必要。這一轉(zhuǎn)變推動(dòng)了智能建筑市場(chǎng)的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到 2027 年該市場(chǎng)將達(dá)到 1270 億美元以上，復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 為 12.6%.

建筑管理系統(tǒng) (BMS) 的作用

這場(chǎng)革命的核心是建筑管理系統(tǒng) (BMS)，該技術(shù)幾十年來(lái)一直在管理供暖、通風(fēng)、空調(diào) (HVAC)、照明和安全等核心建筑功能。

傳統(tǒng)的建筑管理系統(tǒng) (BMS) 通常是功能有限的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)。它們通常單獨(dú)運(yùn)行，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間表或參數(shù)進(jìn)行固定控制。然而，基于云的解決方案、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備和人工智能驅(qū)動(dòng)分析的興起已經(jīng)徹底改變了 BMS 格局。

當(dāng)今的智能BMS平臺(tái)比以往任何時(shí)候都更強(qiáng)大，將多個(gè)建筑系統(tǒng)集成到一個(gè)可通過(guò)云從任何地方訪問(wèn)的統(tǒng)一界面中。這些系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)適應(yīng)建筑物內(nèi)部和周?chē)粩嘧兓沫h(huán)境，做出實(shí)時(shí)決策，從而提高效率和性能。

根據(jù)最近的一份報(bào)告，全球 BMS 市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2022 年的 108 億美元增長(zhǎng)到 2028 年的 236 億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長(zhǎng)率為14%。

什么是樓宇管理系統(tǒng) (BMS)？

建筑管理系統(tǒng)(BMS)是一種集中控制系統(tǒng)，用于監(jiān)控和管理HVAC、照明和安全等建筑功能。傳統(tǒng)上，BMS 按固定時(shí)間表運(yùn)行，根據(jù)預(yù)定義參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，例如在特定時(shí)間打開(kāi)和關(guān)閉 HVAC 系統(tǒng)。

傳統(tǒng) BMS 的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)BMS系統(tǒng)由于其靜態(tài)結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)調(diào)整的靈活性有限。例如，舊的暖通空調(diào)系統(tǒng)在工作時(shí)間內(nèi)無(wú)論是否有人使用都會(huì)滿負(fù)荷運(yùn)行，從而導(dǎo)致無(wú)人使用的空間浪費(fèi)能源。此外，傳統(tǒng)的 BMS 系統(tǒng)缺乏動(dòng)態(tài)適應(yīng)不斷變化的建筑條件或與其他系統(tǒng)集成的能力，因?yàn)樗鼈円蕾囉?b>本地控制。如果不集成基于云的解決方案和高級(jí)分析，這些系統(tǒng)就無(wú)法優(yōu)化能源使用、降低運(yùn)營(yíng)成本或充分利用建筑資源。

云集成：提升樓宇管理系統(tǒng)性能

基于云的解決方案的優(yōu)勢(shì)

將建筑管理系統(tǒng) (BMS) 與云平臺(tái)集成徹底改變了建筑的控制和優(yōu)化方式。通過(guò)遷移到云端，BMS 可以實(shí)現(xiàn)集中控制，為設(shè)施管理者提供單一界面，以便從任何地方監(jiān)控和調(diào)整多個(gè)建筑系統(tǒng)。云集成還確保了可擴(kuò)展性，因?yàn)榭梢暂p松添加建筑物或其他設(shè)備，而無(wú)需處理整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施。最重要的是，云端連接的BMS可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)，可以根據(jù)實(shí)時(shí)情況立即進(jìn)行調(diào)整，提高能源效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。

如何將BMS集成到云中

將 BMS 集成到云系統(tǒng)中的典型系統(tǒng)架構(gòu)包括使用BACnet、Modbus或KNX等協(xié)議與樓宇設(shè)備連接的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（如Tridium Niagara或Seeed R1000）。來(lái)自 HVAC、照明和安全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用MQTT或HTTPS等協(xié)議通過(guò)網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)皆破脚_(tái)（例如Sensgreen 智能建筑平臺(tái)、Siemens Building X或Honeywell Forge）。這些云平臺(tái)利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、控制和預(yù)測(cè)性維護(hù)。邊緣計(jì)算可用于本地處理，以減少延遲并確保關(guān)鍵功能獨(dú)立于云連接運(yùn)行。

AI 支持的BMS優(yōu)化用例

利用 AI 進(jìn)行需求驅(qū)動(dòng)的 HVAC 控制

AI通過(guò)分析來(lái)自 BMS 和LoRaWAN 傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化空氣處理裝置 (AHU)、變風(fēng)量 (VAV) 系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管裝置 (FCU)和恒溫器。這些傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控占用情況、二氧化碳水平和空氣質(zhì)量。人工智能動(dòng)態(tài)調(diào)整氣流、冷卻和通風(fēng)，增加占用房間的輸出，并在空間空閑時(shí)減少輸出。該系統(tǒng)可根據(jù) BMS 和 LoRaWAN 傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)微調(diào) VAV 阻尼器、控制 FCU 風(fēng)扇速度并調(diào)整恒溫器設(shè)定點(diǎn)，確保 HVAC 系統(tǒng)響應(yīng)歷史模式和當(dāng)前房間條件，從而實(shí)現(xiàn)最佳效率。

設(shè)定點(diǎn)漂移校正

隨著時(shí)間的推移，供暖、通風(fēng)和空調(diào)的設(shè)置可能會(huì)從最佳水平發(fā)生變化。發(fā)生這種情況的原因可能是人們調(diào)整了設(shè)置或系統(tǒng)無(wú)法正常工作。人工智能會(huì)查看 BMS 的舊數(shù)據(jù)來(lái)尋找模式。然后它會(huì)更改設(shè)置以使用更少的能量。例如，在大型辦公樓中，人工智能會(huì)發(fā)現(xiàn)溫度控制消耗過(guò)多能源的區(qū)域。然后人工智能會(huì)根據(jù)這些區(qū)域過(guò)去的表現(xiàn)來(lái)更改它們的設(shè)置。這減少了額外加熱或冷卻的需要，而無(wú)需更多傳感器。

峰值負(fù)荷轉(zhuǎn)移

BMS 數(shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)能耗洞察，允許 AI 將非必要負(fù)載轉(zhuǎn)移到非高峰時(shí)段。在零售環(huán)境中，BMS 在能源定價(jià)高峰時(shí)段減少存儲(chǔ)區(qū)域的冷卻，并在非高峰時(shí)段增加冷卻。人工智能利用現(xiàn)有的電表數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化暖通空調(diào)和照明，在不影響舒適度的情況下降低成本。

設(shè)備運(yùn)行時(shí)優(yōu)化

BMS 系統(tǒng)跟蹤 HVAC 裝置、泵和冷水機(jī)組的運(yùn)行運(yùn)行時(shí)間。人工智能利用這些數(shù)據(jù)有效地分配工作負(fù)載，防止任何單個(gè)單元過(guò)度工作。在擁有多個(gè) HVAC 單元的校園建筑中，人工智能會(huì)根據(jù)歷史性能安排其運(yùn)行時(shí)間，優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃并延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

總結(jié)

隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注和可持續(xù)發(fā)展的需求不斷增強(qiáng)，建筑行業(yè)的能源效率變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的建筑管理系統(tǒng)（BMS）已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代建筑對(duì)于高效能源管理的需求，因此，基于云和人工智能的智能BMS成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。這些系統(tǒng)通過(guò)集成多個(gè)建筑功能，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)調(diào)整，從而顯著提高了能源使用效率和降低了運(yùn)營(yíng)成本。

總之，智能建筑管理的未來(lái)發(fā)展將依賴于這些先進(jìn)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保和更經(jīng)濟(jì)的建筑運(yùn)營(yíng)。

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