智能建筑不僅僅是能源管理

2021-10-16

智能建筑不僅僅是能源管理

大流行帶來(lái)了更多關(guān)于我們如何在辦公室、工廠(chǎng)和商店等室內空間安全地進(jìn)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(zhù)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)、空調系統、安全和實(shí)時(shí)監控是通過(guò)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(lái)實(shí)現的可持續發(fā)展目標。

物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑和技術(shù)進(jìn)步中的作用

對于智能建筑來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在正確的時(shí)間出現在正確的地方。物聯(lián)網(wǎng)傳感器不斷收集大量數據，人工智能可以分析數據并提供實(shí)時(shí)決策建議。隨著(zhù) 5G、Wi-Fi 和其他低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 的進(jìn)步，數據驅動(dòng)的設施控制正在改進(jìn)。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，采用智能建筑系統可能有助于將能源成本降低 30% 至 50%。

傳統上，暖通空調設備是集中統一操作和管理的。這種方法通常會(huì )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(guò)熱，有些房間供暖不足。此外，一些燈不必要地亮著(zhù)，浪費能源，給電網(wǎng)和底線(xiàn)帶來(lái)額外的負擔。

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、更易于管理的區域。例如，不同的傳感器可以收集環(huán)境數據（例如某個(gè)區域接收的陽(yáng)光量）和占用數據（例如不同時(shí)間的人流量）。收集有關(guān)建筑物冷卻效率和速度的數據。結合環(huán)境數據和入住率數據，樓宇管理人員可以更好地了解全天的使用趨勢和設施范圍內的能源需求，從而避免能源浪費。利用建筑物使用數據，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備故障提供線(xiàn)索，以便管理人員可以主動(dòng)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范。例如，了解不同時(shí)間通過(guò)不同門(mén)的占用密度和人流量的典型模式會(huì )很有幫助。該信息意味著(zhù)智能鎖可用于限制或允許特定人員在不同時(shí)間在不同空間訪(fǎng)問(wèn)?？梢钥焖僮R別和調查與正常模式的偏差，例如某些區域中有未經(jīng)授權的人員或某個(gè)區域中的人數異常。此外，當安全設備（例如安全帽或防護服）被標記時(shí)，未佩戴這些物品的工人可能會(huì )被標記并拒絕其進(jìn)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(dòng)跨行業(yè)變革的首要人口統計和社會(huì )經(jīng)濟驅動(dòng)因素。

多種類(lèi)型的傳感器可用于監測工人的健康狀況。例如，室內空氣質(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(guò)冷或過(guò)熱的區域。計數傳感器可以衡量一個(gè)區域的占用密度和停留時(shí)間以及各個(gè)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(shí)，也可以監測呼吸率、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(chǎng)、零售店和醫院的庫存和設備。通過(guò)這種方式，可以自動(dòng)連續補充庫存以避免停機，并且可以快速定位設備。輕松找到設備消除了令人沮喪和浪費時(shí)間的搜索以及不必要的重新購買(mǎi)。

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(kāi)防火門(mén)。通過(guò)組合數據，管理人員可以確定需要加熱、冷卻或通風(fēng)調整的區域；需要檢查的員工；需要更換的設備；需要分散以確保社交距離的人群；和需要消毒的空間。傳感器數據甚至可以民主化并以匿名方式提供給個(gè)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(zhuān)注于讓人們保持健康和安全

許多公司已經(jīng)開(kāi)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(yíng)造健康舒適的室內環(huán)境，但自大流行開(kāi)始以來(lái)，空氣質(zhì)量已躍居首位。

物聯(lián)網(wǎng)用于監控智能建筑中的二氧化碳水平。

BehrTech 強調監測二氧化碳水平，因為二氧化碳是造成室內空氣質(zhì)量差的最大因素之一。如果建筑物中的人數和活動(dòng)增加，二氧化碳水平就會(huì )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(shí)提高了空氣污染物水平。

結合物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù) 和無(wú)線(xiàn)連接，可以實(shí)時(shí)監測室內環(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(guò)安全閾值時(shí)，可以啟動(dòng)通風(fēng)和暖通空調過(guò)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環(huán)境中進(jìn)行可靠且可擴展的數據傳輸。

同時(shí)，可以使用被動(dòng)紅外、微波、超聲波和雷達傳感器等人數統計傳感器來(lái)監控特定區域的人流量和人數，并在超過(guò)容量閾值時(shí)發(fā)出警報。這樣，就可以強制執行適當的社交距離。此外，此類(lèi)傳感器可以簡(jiǎn)化清潔服務(wù)，消除不必要的清潔，但在一定數量的人經(jīng)常光顧該區域后立即指定清潔。例如，Mero 分析平臺可以幫助降低清潔和供應成本。

該平臺可感知肥皂、消毒劑和衛生紙等物品的供應水平，以減少對供應品的浪費性補貨。因此，Mero 可以幫助節省多達 35% 的供應浪費，并通過(guò)按需清潔提高可持續性。

案例2：意法半導體專(zhuān)注于能效和削減成本

STMicroelectronics (ST) 專(zhuān)注于使設施管理更安全、更經(jīng)濟、更節能。

STMicroelectronics 為智能建筑設計提供硅構建模塊。

在為智能建筑提供應用指南時(shí)，ST 展示了如何結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(lái)實(shí)現建筑的安全和安保。使用人工智能方法，攝像頭傳感器收集數據，這些數據可用于使用分析訓練系統進(jìn)入、退出和人流量的正常模式。智能鎖可以通過(guò)從使用中學(xué)習、適應用戶(hù)行為、使殘疾人或老年人更容易接近，以及在必要時(shí)向業(yè)主或中央安全服務(wù)提供商提供警報來(lái)幫助檢測和預防入侵者。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用程序持續很長(cháng)時(shí)間。

同樣，傳感器可以監控重要設備的狀況。狀態(tài)監測傳感器收集的數據與機器學(xué)習分析相結合，可以檢測振動(dòng)和溫度等參數的變化，以識別異常情況。這使得預測不對中或軸承故障成為可能。這些異常通常是重大問(wèn)題的早期癥狀。通過(guò)及早識別它們，管理人員可以主動(dòng)安排維護，以防止小問(wèn)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(guò)部署傳感器來(lái)收集溫度、濕度、環(huán)境光和空氣質(zhì)量的數據，這些參數可以使用智能電表、燃氣表、暖氣表和水表分別進(jìn)行調整，以達到理想的生活條件。

結論

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(zhù)人類(lèi)不斷變化的需求而發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)連接為建立響應式、動(dòng)態(tài)和優(yōu)化的建筑環(huán)境創(chuàng )造了許多機會(huì )。然而，設施管理部門(mén)還必須通過(guò)數字工程擁有強大的網(wǎng)絡(luò )和數據基礎設施，以充分利用物聯(lián)網(wǎng)的潛力。