據統計，平均而言，沒有智能技術的商業建築比完全集成數字傳感器和控制裝置的商業建築效率至少低 15%[1] 。這種低效率通常表現爲能源浪費、碳排放和運營損失，這可能會影響運營成果並阻止設施團隊實現越來越積極的脫碳目標。
完全集成建築傳感器和控制裝置被廣泛認爲是提高運營效率和幫助推進脫碳目標的行之有效的方法。因此，許多建築業主已將數字建築自動化技術應用於新的建築項目和改造中，將物業轉變爲更智能、更高效的建築。隨着管理團隊开始解決效率低下的問題，他們獲得了更深入的見解和更大的確定性。
優化維護和建築性能
當缺乏智能技術的建築物出現問題時，通常會隨之而來的是跨多個責任方和外部服務提供商的昂貴且耗時的故障排除工作流程。故障排除周期會延長設備停機時間、增加能源使用、影響成本並影響居住者體驗。相比之下，配備各種數字傳感器和控制技術的智能建築可以幫助設施團隊和服務提供商更快地找到問題的根本原因，從而簡化故障排除過程。
通過記錄特定位置的條件，傳感器將數據發送到樓宇自動化控制系統，該系統預測空間或設備內發生的情況。雖然傳感器是關鍵的指南，但控制系統的計算分析填補了空白。
控制系統計算分析可以測量和確定特定建築系統指標的最佳操作範圍。一旦確定了理想性能的頻段，設施團隊就可以設置警報，在參數偏離該基线時通知工作人員。當他們收到警報通知時，工作人員可以快速確定問題，確定其位置並解決它成爲重大影響業務成果的更大問題的可能性。
一些系統具有本機故障檢測功能，使預測性維護成爲可能。例如，考慮 HVAC 系統中的卡住的閥門。如果沒有集成的傳感器和控制技術，可能很難識別此類問題。但是，如果系統配備了具有故障模式功能的傳感器，則維護人員和服務提供商可以快速識別和分析系統問題，確定解決方案，並在派遣技術人員到建築物之前遠程修復或保護部件。這使技術人員能夠提前知道需要什么組件來解決問題，從而更有可能在第一次訪問時解決和糾正問題。
此外，數字集成的傳感器和控制系統還可以每天持續優化建築性能和能源使用。通過持續監控建築物的動態特性和需求，一些控制系統可以識別偏差並自動調整流程。
例如，當特定區域的居住率發生變化時，具有基於傳感器的集成居住者信息和適當控制序列的控制系統可以從該房間連續讀取數據並進行調整HVAC系統，以將溫度、氣流和其他因素保持在最佳範圍內。系統響應級別確保居住者保持舒適，並通過自動百葉窗優化HVAC、照明和窗戶的能源使用。
通過逐層計量減少能源使用
高水平的建築優化和確定性不僅可以節省時間和金錢，還可以節省能源。在企業和政府脫碳和淨零目標以及日益嚴格的能源法規的推動下，許多設施正在爲建築控制系統增加電表和額外的計算功能，以幫助監測和控制能源使用。傳感和控制的結合可以提高測量和調整的粒度，因此建築業主可以更准確地查看和解決能源的使用位置和方式。
與住宅外測量千瓦使用量或BTU使用量的公用箱類似，電表可以逐層使用來測量離散的能源消耗。利用電能表的可見性和感知能力，可以逐個系統、逐個租戶地進行優化。
當電表連接到樓宇控制裝置時，可以捕獲離散的能源使用情況，即使它來自集中式資源，如中央工廠或區域供熱和制冷。然後，該功能可用於環境報告和开票。當前數字系統的准確性現在足夠高，可以滿足財務計費所需的標准，允許建築業主向租戶或特定用戶开具能源使用發票——這是以前無法實現的功能。
詳細的能源管理級別還可以讓租戶和用戶對其使用負責，幫助建築業主和設施管理人員通過更准確地估計其投資回報率（ROI）來確定脫碳項目的優先級和預算。
盡管有些技術可以大致預測ROI，但更高的精度可以幫助企業主在短期和長期內預算基礎設施升級，優先考慮影響最大和回報最高的項目。例如，如果建築物的照明效率低下，建築物業主可以通過電能表和佔用檢測傳感器監控實際能源使用情況，並且可以更准確地計算安裝LED照明的回報。
執行傳感器融合以增強可見性
傳感器是監控建築系統和生成數據流的基礎技術。當多個數據流相互關聯並相互通知時，控制系統可以聚合數據，從而在稱爲傳感器融合的過程中更准確地表示空間或設備。通過傳感器融合提供的可見性級別提高了決策的確定性，進而進一步提高了運營效率。
然而，傳統傳感器的成本、安裝和調試要求通常會限制建築業主能夠負擔得起的傳感器數量以及它們可以安裝在建築物中的哪個位置。通過消除傳感器集成的限制，設施團隊可以監控更多的建築區域，並將這些傳感器與智能控制配對，以獲得傳感器融合帶來的好處。
傳感器技術的新進步消除了障礙，同時增加了執行傳感器融合的機會，從而在整個建築物中實現了更大的可見性，並提供了更高的效率。例如，傳感器技術的創新導致了更小、更簡單的設計，這些設計既實用又經濟。
小型、廉價的傳感器使用藍牙和LoRaWAN技術供電，不需要電线或內部電池。這些無线傳感器具有成本效益。由於它們不需要布线或電池維護，因此安裝人員、服務提供商或設施人員幾乎可以放置在任何地方。建築業主可以部署低成本傳感器並監控建築物、園區或中央工廠，而成本僅爲傳統設備和安裝成本的一小部分，使他們能夠收集以前成本高昂的信息。
通過從更多區域接收更多數據流，控制系統可以收集和融合更大範圍的信息。
不斷提高建築生命周期的效率
無論是運營效率、脫碳目標還是其他目標，實現成功長期成果的最佳方式是針對建築物的整個生命周期進行設計。然而，許多建築系統僅針對建築生命周期的一個階段或特定的運營區域而設計，這限制了進度並忽視了寶貴的優化機會。
安裝的設備（包括傳感器和控制裝置）通常僅用於滿足安裝階段對建築物施工的要求。這些產品可以通過入住證書測試，但隨着建築物的老化，它們可能無法滿足長期優化的需求。相反，通過考慮建築物的整個生命周期，業主和設施經理可以利用最有利可圖的機會來提高效率並在每個階段取得更好的結果。
在採購樓宇自動化設備時，與專注於建築物整體生命周期的供應商合作非常重要，該供應商提供集成、可擴展的解決方案，這些解決方案旨在在資產的整個生命周期和建築物的整個生命周期內提供結果。這些提供商擁有爲建築物提供服務所需的經驗和專業知識，並增加了幫助在建築物的整個生命周期內保持較低運營成本所需的功能。
雖然集成數字傳感器和控制是這種端到端方法的基礎，但軟件和分析以及先進的樓宇自動化技術也發揮着重要作用。全面的生命周期方法使更大的確定性和控制成爲可能。
傳感器和控制裝置爲設施團隊提供所需的信息和背景信息，以便做出可以顯著提高運營效率並幫助實現脫碳目標的決策。通過集成電表並利用傳感器融合等高級控制策略，設施團隊可以更全面地了解空間和設備中發生的事情，業主可以實現更好的業務成果，建築物可以從靜態實體轉變爲智能的战略資產。
[1] Cracking the Code: Unleash Your Smart Buildings Strategy With the Power of Facility Data. Forrester Consulting in collaboration with Johnson Controls, 2023.
資料來源：Smart Buildings magazine
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標題：集成傳感器和控制器如何提高效率、實現脫碳目標
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