智能建築:引領建築環境的數字化轉型與可持續未來
建築環境對於數字化轉型並不陌生。正如技術正在徹底改變IT、金融、醫療保健和制造業等行業的流程一樣,它也正在改變建築物的設計、建造和運營方式。
近年來,“智能建築”一詞在該領域變得越來越常見,但這股數字化轉型的新浪潮不僅僅是一個技術流行語,它對建築環境和可持續性都具有巨大的影響。原因如下。
什么是智能建築?
智能建築是利用技術優化資源利用率、效率和居住者舒適度的建築。這些建築配備了各種現代創新技術,從人工智能(AI)、增強現實(AR)到物聯網(IoT)。
智能建築是如何運作的?
智能建築旨在監控各種指標的性能,例如舒適度、效率和生產力。爲了實現這一目標,其配備了數字傳感器,可以收集數據並與軟件連接,以提供優化機會。
例如,數字傳感器可以識別企業很少使用的會議室或辦公室區域,以及最頻繁使用的日期和時間。然後其可以調整能源使用情況,以確保在最有可能使用時自動爲區域提供供暖和照明。同樣,停車場的照明和溫度也可以根據使用情況進行調整,從而幫助減少能源消耗。
智能建築的8個示例
智能建築系統並非是未來的夢想,其在世界上許多大城市中日益普遍。以下是一些例子:
1、新加坡星獅大廈
星獅大廈是新加坡一座38層的辦公大樓,也是IT巨頭微軟的總部所在地。這座大樓是互聯建築的典範,利用與Outlook和Office365等微軟應用集成的智能建築系統,確保建築和其使用者的有效運作。
星獅大廈還利用智能傳感器來監測溫度、空氣質量和照明。此外,通過使用數字孿生,星獅大廈正在爲未來同類建築鋪平道路。
2、美國紐約帝國大廈
帝國大廈是有史以來最具標志性和最受認可的摩天大樓之一,盡管被視爲歷史地標,但它已成爲如何使現有建築變得智能的絕佳案例研究。
這座擁有百年歷史、高102層的摩天大樓已採用先進技術進行改造,目標是減少38%的能源消耗,每年節省440萬美元的能源成本。通過引入樓宇管理系統和智能傳感器,帝國大廈在過去十年中一直超額完成其能效目標,證明了並非所有智能建築都必須是新建的建築。
3、荷蘭阿姆斯特丹The Edge
The Edge雖然不如其他智能建築那么出名,但也許是最具革命性的。事實上,它是如此具有革命性,以至於它獲得了英國綠色建築認證機構BREEAM頒發的98.4%可持續性評級,這是有史以來獲得的最高評級。
The Edge最有趣的功能是,它有自己的智能手機應用,可以連接到用戶的日程安排,識別到達時間、預訂辦公,並根據個人喜好改變房間的環境條件。
4、英國倫敦托特納姆熱刺體育場
英國托特納姆熱刺足球俱樂部於2019年將1899年以來的主場白鹿巷換成了托特納姆熱刺體育場。這個新場地被認爲是地球上最先進的體育場館之一,也是智能建築的另一個主要例子。
托特納姆熱刺體育場充分利用了自動化和連接技術,以最大限度地減少摩擦,並優化球迷體驗。作爲世界上第一個無現金體育場,其在每個座位下方都安裝了Aruba接入點,以確保無线連接。最引人注目的是,其有一個可擴展的場地,可以舉辦美國國家橄欖球聯盟(NFL)的比賽。
5、阿聯酋迪拜哈利法塔
哈利法塔無需多言,它是世界上最高的建築,高達829米。然而,這座非凡的建築也被認爲是阿拉伯聯合酋長國“最智能”的建築之一,也是迪拜打造智慧城市的使命的核心。
通過霍尼韋爾的基於成果的服務系統,該系統收集實時分析並創建性能儀表板和報告,哈利法塔可以准確連續地跟蹤其供暖、通風和空調(HVAC)系統。這有助於將機械資產的總維護時間減少40%,並將可用性提高近100%。
6、新加坡首都大廈
首都大廈是新加坡第四高的建築,高254米。這座52層高的大樓位於新加坡珊頓道-丹戎巴葛金融區,採用了多種智能建築技術,包括:
- 空調能量回收系統
- 測量佔用率的運動探測器
- 監測二氧化碳和一氧化碳水平的傳感器
- 停車場引導系統
- 監測用水量的空氣處理裝置
所有這些都大大降低了能源消耗,同時提高了終端用戶的舒適度。
7、英國倫敦水晶大廈
水晶大廈最初由建築事務所WilkinsonEyre設計,作爲展覽中心,但於2022年重新开放,成爲倫敦的新城市大廈。水晶大廈是世界上最具可持續性的建築之一,最初是作爲科技巨頭西門子的可持續城市計劃的一部分开放的。
水晶大廈20%的電力來自安裝在屋頂的太陽能電池板。全天,其照明系統會自動調節以節省能源。它還從物聯網傳感器收集數據,持續監測能源消耗。
8、阿聯酋沙迦Beeah總部
該建築設計爲淨零能耗建築,是環境管理企業Beeah的總部,其設計讓人聯想到AlSajaa沙漠相互連接的沙丘,外觀上可能是此榜單上最引人注目的建築
該總部利用人工智能技術,該技術的用例包括自學、自我修復和預測分析。與星獅大廈一樣,它也利用數字孿生技術,使其能夠模擬和預測系統功能,並不斷優化性能和能源效率
智能建築的十大好處
1、優化能源和資源利用
智能建築對於建築環境而言,最顯著的好處或許在於其對可持續性的意義。
運營排放——建築物建成後使用過程中產生的溫室氣體,佔全球所有能源相關碳排放的28%。使用智能建築技術設計新建築,以及改造現有建築,可大幅減少能源消耗和資源使用,從而減少碳足跡。
2、節省成本
智能建築還可以爲企業和居住者提供解決能源成本不斷上升的解決方案。使用傳感器將能源使用集中在需要的地方,並減少不使用區域的消耗,即使是一天中的特定時間,可以幫助節省不必要的運營成本。
此外,智能技術帶來的洞察可能會帶來更廣泛的商業決策,從而影響企業的盈利。其可以確定更符合員工工作模式的新營業時間,同時有助於節約能源,並降低運營成本。
3、預測性維護和實時監控
如果未被發現,缺陷和故障設備可能會對安全、能源使用和健康產生重大影響。這可能會對組織的財務和聲譽造成災難性的影響,最近英國發生的RAAC混凝土危機就是一個典型的例子。
智能技術可以持續監控和收集建築物內每個系統的數據;還可以使用傳感器來識別潛在的弱點或故障,幫助改善維護,並確保快速、低成本地處理任何問題。
4、實時洞察和分析
持續監控和收集實時數據還爲建築管理人員或居住者提供有用的信息和可操作的見解,以幫助做出明智的決策。
從調節能源使用和溫度到照明和室內空氣質量,智能建築技術可以幫助建築結構變得靈活,並根據需求做出反應,確保優化舒適度和效率。其還可以幫助設施管理人員和團隊根據工作場所行爲做出更廣泛的決策,從而改善整個業務的日常運營以及建築本身。
5、自動化和與其他系統的集成
與辦公室或建築物內的系統集成和連接,使自動化成爲建築業主、管理人員和居住者的現實。這對建築管理人員和設施管理團隊而言意義重大,因爲自動化簡單且重復的流程可以節省時間,使之專注於更高優先級的任務和目標。當這些自動化流程基於數據時,還可以降低人爲錯誤的風險。
6、提高居住者的舒適度
智能建築設計的一個主要亮點是,如何創造以幸福感爲重點的舒適環境。自動化使基礎設施能夠響應外部天氣條件,確保爲居住者提供合適的溫度。照明和空調系統也可以調節,以提供最高水平的舒適度。
7、提高生產力
新冠疫情讓人們更加意識到健康的重要性,以及健康與生產力之間的關系。對於商業建築中的企業而言,智能技術可以創造健康的環境和最佳的工作條件,從而提高員工的工作滿意度和工作效率。
8、提高空間利用率
除了能源、費用和資源之外,空間也是業主和企業高度重視的另一種商品,而智能建築可以幫助實現這一點。從停車位到辦公桌和會議室,一切都可以通過這種數字技術進行跟蹤、組織和分配,確保辦公室甚至住宅環境爲所有居住者提供必要的通道和資源。
9、增強安全性
基礎設施的另一個重要方面是其物理安全性。智能建築設計可以利用安全攝像頭和傳感器等物聯網技術,並與控制和安全系統集成,以檢測潛在的入侵者或威脅。設施管理人員可以收到任何活動的警報,並通過使用自動化,能夠快速及時地做出反應。
10、價值提升
智能技術日益普及,讓任何智能建築都成爲有吸引力的選擇。由於效率提高、居住者舒適度提高、安全性增強和可預測維護,投資者、業主甚至居住者都會爲配備智能建築解決方案的房產和資產支付更高的費用。
智能建築和建築環境的未來
從建築流程中產生的碳排放到物業運營後使用的能源,建築環境需要解決整個建築生命周期,以便到2050年實現淨零排放。
除了开拓新的建築技術和改造而不是拆除老化的房屋外,我們的行業還需要倡導智能技術及其承諾的重大利益,這不僅對可持續性有益,也對每天居住在其中的人們的福祉有益。
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