智能建筑中的物聯網：成功的基礎

商業(yè)建筑指南傳統(tǒng)上側重于物理基礎設施的性能以及滿足環(huán)境和安全標準的最基本要求。影響居住者的環(huán)境因素在很大程度上被認為是建筑管理者的問題。

但在2020年，全球疫情引發(fā)了人們對商業(yè)建筑使用方式的重大反思，如今重點已經轉移到考慮與居住者的健康、福祉和生產力相關的智能建筑設計，從布局到通道、溫度和清潔度等環(huán)境因素。

更好、更有效地利用空間在宏觀和微觀層面上都提上了日程，可持續(xù)發(fā)展已經從公關活動轉變?yōu)楣?jié)省資金、提高生產力的實際努力。

挑戰(zhàn)與前景：智能建筑案例

據聯合國預測，到2050年，世界三分之二的人口將居住在城市，城市地區(qū)的商業(yè)建筑繼續(xù)對當地環(huán)境產生重大影響，占當地能源消耗的40%，排放量的60%，垃圾填埋量的40%。

據研究發(fā)現，商業(yè)房地產領域消耗的能源約有25%被浪費，歐盟約有75%的建筑被認為能源效率低下。

鑒于暖通空調和照明占典型商業(yè)建筑能源消耗的50%，因此利用物聯網和M2M智能建筑技術來降低能源消耗是一個明確的案例，在一些估計中可高達50%。這不僅意味著可以降低運營成本，還可以降低對環(huán)境的影響。這對業(yè)主、管理者、居住者和環(huán)境都是一個全面的勝利。

什么是“智能建筑”？

智能建筑使用覆蓋整個建筑的聯網系統(tǒng)、設備和自動化系統(tǒng)，來提高建筑業(yè)主/管理者和居住者的效率、安全性和舒適度。這種IT管理的網絡基礎設施通常包括暖通空調、照明、警報和安全，并且可能根據場地的使用情況擴展到更具體的創(chuàng)新。

一些定義還包括一個或多個樓宇自動化系統(tǒng)，其中設備和連接融合，并且可以通過網絡門戶管理系統(tǒng)進行遠程控制和監(jiān)控。

智能建筑所采用的技術已超越了單純的建筑自動化，因為各種系統(tǒng)彼此了解并交換數據，以改善居住者的健康、安全或舒適度。這可能很簡單，例如暖通空調系統(tǒng)控制房間的通風，或軟警報讓建筑管理人員知道建筑已接近最大入住率。在音樂會場館，這可以識別過度擁擠或有效疏散的風險。

早期的智能建筑使用以太網供電(PoE)固定線路連接來實現這種融合，但隨著物聯網和M2M設備變得更加實惠且連接選項更加多樣化，無線連接的物聯網設備現在在智能建筑中很常見。

智能建筑正在改變世界各地的天際線

隨著能源成本持續(xù)飆升以及對能源效率的需求激增，全球部署智能建筑技術的建筑數量將從2022年的4500萬棟增加150%以上，達到2026年的1.15億棟。

商業(yè)建筑（辦公室、倉庫、商店、場館等）將占2026年全球智能建筑支出的90%，因為這些部署可提供更高的投資回報。

智能建筑中使用的傳感器制造商也將看到需求猛增，從2022年的3.6億個/年超過2026年的10億個/年，增長率為204%。

無線和蜂窩連接、互操作性、人工智能（AI）和機器學習（ML）的發(fā)展正在推動新的和改進的服務，從而促進市場增長。

在歐洲和北美，樓宇自動化系統(tǒng)包括用于控制、監(jiān)控和自動化建筑物（例如商業(yè)辦公空間、零售店、酒店、學校、醫(yī)院和工業(yè)建筑）的各種解決方案。

物聯網如何在智能建筑中發(fā)揮作用？

智慧城市

智能建筑物聯網設備可以直接連接或通過網關連接到集中管理系統(tǒng)，如BMS（樓宇管理系統(tǒng)）、BOS（樓宇操作系統(tǒng)）、BIS（樓宇信息系統(tǒng)）或EMS（能源管理系統(tǒng)），所有這些系統(tǒng)都執(zhí)行類似的功能，簡化了建筑運營和管理過程，并協助進行數據可視化、分析和預測。

建筑物中的物聯網傳感器涵蓋各種各樣的設備，用于測量和控制建筑物及其環(huán)境的各個方面。

建筑溫度控制

溫度傳感器可監(jiān)測和調節(jié)各個房間和公共空間的暖通空調。建筑溫度控制器可實現實時溫度監(jiān)測、分析和自動控制。揮發(fā)性有機化合物(VOC)傳感器和恒溫閥也有助于改善空氣質量和舒適度。

照明控制

亮度傳感器根據動態(tài)需求調節(jié)照明，例如在空房間和走廊關閉燈，根據季節(jié)或一天中的時間調節(jié)亮度，在節(jié)省能源的同時增強居住者的體驗。

電力和水管理

電表和分表可以準確跟蹤能源消耗，水表也可以準確跟蹤水的消耗。使用物聯網能源傳感器可以緩解用量減少、基礎設施老化效率低下、能源安全和價格波動等問題。水質監(jiān)測還可以擴展到水質。

火災探測和應急響應

火災和煙霧探測系統(tǒng)中的物聯網，創(chuàng)建了一個具有警報和快速響應能力的復雜網絡，配備先進的傳感器，能夠檢測到火災的早期跡象。

智能建筑消防系統(tǒng)提供更詳細的信息，例如煙霧或熱量探測器的確切位置、該區(qū)域的居住人數，以及水流開關或噴水滅火系統(tǒng)是否以及何時響應火災而啟動。這也意味著可以立即向居住者和緊急服務部門發(fā)出警報，從而直接改善安全結果。

訪問控制系統(tǒng)

現代門禁系統(tǒng)已經充分利用了物聯網技術，但無線或蜂窩連接現在意味著每個組件（例如鎖、門禁控制器、卡或遙控器讀取器或其他設備）都可以與網絡和樓宇管理系統(tǒng)無縫通信。

物聯網支持的訪問控制可以通過面部識別、智能攝像頭或生物特征認證等其他技術進一步增強，確保只有授權人員才能進入禁區(qū)。這還引入了對員工訪問的實時監(jiān)控、訪客管理以及更好地集成緊急疏散協議。

占用監(jiān)控

占用監(jiān)控與門禁和安全系統(tǒng)協同工作，通過自動跟蹤提供建筑物使用情況和占用情況的詳細信息。這有助于管理環(huán)境舒適度，同時也有助于識別可能表明存在安全威脅的異常模式，從而提高建筑物安全性。

在更復雜的部署中，智能解決方案還可以結合占用情況分析二氧化碳水平等因素，以確保室內空氣質量和最佳空間利用率。

防盜和安全警報系統(tǒng)

智能建筑防盜警報與門禁控制配合使用，可以形成全面的安全框架，尋找異常行為或事件。

具有遠程管理功能的物聯網驅動門禁系統(tǒng)，允許管理員實時修改其管轄范圍內任何建筑物的訪問權限，無論他們身在何處。門窗控制系統(tǒng)還可以優(yōu)化其他操作，例如清潔計劃。

電梯和自動扶梯管理

物聯網與垂直運輸的融合可以引入實時監(jiān)控、遠程診斷等功能，確保智能建筑的高效運行和維護。這減少了人工檢查的需要，大大提高了電梯控制和自動扶梯維護的可靠性。

音頻、視頻和娛樂

雖然智能建筑可以通過環(huán)境優(yōu)化來提高居住者的生產力，但辦公室中的屏幕和數字白板等互聯視聽設備網絡可以進一步提高個人生產力。

在商場或車站等公共場所，聯網的數字標牌甚至提供了創(chuàng)收的機會。

智能建筑用例

快速有效的清潔

為了實現智能洗手間跟蹤目標，Haltian和Lindstr?m利用Eseye的高可用性蜂窩連接為需要定期維護的洗手間機器（如毛巾分配器）中的物聯網設備提供支持。

結果是，由于人工檢查減少了40%，清潔人員的步驟減少了30%，清潔更關鍵區(qū)域的時間增加了17%，客戶滿意度也提高了，66%的終端用戶根據清潔度推薦該設施。

最大限度提高生產力

Tieto的EmpathicBuilding解決方案使用物聯網幫助居住者找到空閑的工作站、定位同事、獲取會議室可用性信息、根據溫度、噪音和空氣跟蹤氛圍質量，并創(chuàng)建服務單并分享反饋。

其結果是基于活動開展的協作性更強的工作，并節(jié)省了15%的設施維護時間。

數字孿生

微軟總部所在地新加坡的星輝盛庭大廈是一座38層的智能建筑，它利用物聯網傳感器監(jiān)測溫度、空氣質量和照明，并將數據輸入數字孿生，以幫助模擬未來的智能建筑。

可持續(xù)發(fā)展的邊緣

位于荷蘭阿姆斯特丹的TheEdge大樓獲得了英國綠色建筑認證機構BREEAM頒發(fā)的98.4%可持續(xù)性評級，這是有史以來獲得的最高評級。通過智能手機應用，Edge大樓的訪客可以讓日歷應用自動為他們預訂房間或辦公桌，并提前根據自己的喜好設置空間的環(huán)境條件。

面向智能建筑解決方案的全球物聯網連接

傳統(tǒng)上，智能建筑控制系統(tǒng)的連接性受到網絡滲透率限制的阻礙，但現在有各種各樣的LPWA和蜂窩技術可供選擇，可提供接近100%的連接性。

物聯網在智能建筑中的集成在物業(yè)管理中發(fā)揮著至關重要的作用，并將傳統(tǒng)建筑轉變?yōu)槟軌騽討B(tài)高效地滿足居住需求和環(huán)境挑戰(zhàn)的智能結構。

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