新一代智能建筑：数据驱动的设施将以更便宜和更环保的方式运行

建筑物和智能手机很相似，它们无处不在，由复杂的组件构成，如果没有它们，人们就无法生存。但普通的建筑物并没有数字化的装置，缄默的石膏板是无法生成任何信息的。

但是，随着自我“思考”设施的兴起，这种情况正在迅速改变。对智能建筑（能够检测内部发生的情况并做出相应反应的房屋、工厂和办公楼）的需求正在激增。

这一趋势背后的动机并不难理解。建筑物的建造成本很高，运行成本甚至更高。其使用模式并不是整齐划一的，有时，闲置的时间会很长。如果一个融合了摄像头、传感器、数字孪生和楼宇自动化的解决方案能够使建筑物的运营成本与需求的高峰和低谷保持同步，是不是很理想？让我们再大胆一点设想：如果让建筑物变得更加数字化的同时还能使其更具可持续性，这样是不是更为理想？

建筑、工程、施工和运营（AECO）行业正在通过重大研发投资来回答这些问题，希望将来建成的建筑不仅能做出反应而且还能学习。

智能建筑和其他建筑一样，既有墙壁，也有窗户；不同之处在于，它拥有额外的IT基础设施层，可为住户带来更多的好处，同时也可以对环境进行更好的保护。

照明、暖通空调、安保和警报都是由中央“大脑”精心安排的，该“大脑”使用物联网传感器和自动化来优化从能源使用到舒适度的几乎所有方面。它可以检测当前的使用程度，跟踪水电暖的消费模式，并知道人们在任何给定时间聚集在哪里。

如果在炎热的八月，午后的阳光照射太强，系统将调整建筑物两侧的百叶窗和空调，保持舒适性，并最大限度地降低成本。如果有些房间里挤满了人，而其他房间没有人，系统会了解到这一信息，并做出适当的调整。

智能建筑的核心是以人为本，或者说具有“占用感知”。通过集成包括物联网、机器学习、自动化和建筑信息模型（BIM）在内的一系列技术，建筑运营商可以看到建筑物在任何给定时间的运行效率。

通过匿名收集与人、行为模式和建筑系统关联的数据，智能自动化可以确保从暖通空调到照明的系统能够响应建筑物内住户的行为变化。

对智能建筑数据的分析可以改变设计和建筑行业的研发，从而在未来实现更明智的设计决策。例如，建筑师可以提高建筑物的隔热性能，以便释放可供生活或工作的内部空间。

同时，提高居住者模拟模型的准确性可以为创建节能建筑提供信息，以便在成本、舒适度、健康和生产力方面对建筑物进行全面优化。

该行业的长期目标是通过将人类活动转化为信息并按房间或楼层进行数据分析，使该行业得到更多的数据驱动。了解人们如何在实际活动中占用一个空间可以让建筑物的运行更便宜和更环保。实现可持续发展目标是一个关键的推动力，同时对环境也具有巨大的潜在效益。

据联合国环境规划署（UNEP）的报告，建筑物的能源消耗约占全球能源消耗的40%，约占全球温室气体排放的三分之一。然而，只需对建筑实践进行一项改变——在20%的建筑中将供暖设备改为用清洁电力运行的热泵——就可以将欧洲的二氧化碳排放量减少9%。

目前有大量的其他小的改进亟待通过智能建筑分析得以发现并进行推广。

考虑到今天建造的任何大型建筑都将运行50年或更长的时间，对现有建筑进行脱碳处理并确保新的建筑支持循环经济将是应对气候变化的关键。

智能建筑的传感器和摄像头可捕获数据，而该数据可被转化为房间和系统的实时3D可视化图像。这些信息会被自动分析，然后用于触发供暖、空调、防晒、照明、用水或安保方面所需的任何更改。

机器学习的进步也使智能建筑能够从收集到的数据中学习，并使用这些数据来模拟不同的占用情况。然后，它们可以生成相应的响应指令，从而不断优化建筑物的用户体验。

智能建筑还支持数字孪生的创建，超越静态3D模型，创建整个建筑物（包括内部和外部）当前状态的实时全面体现。

IKON全球创新中心是智能建筑实际应用的一个很好的例子。这个中心由建筑材料领军企业Kingspan创建，它立足于目前建筑、设计和技术方面的最佳实践，决心打造一个可持续的、自我管理工作空间。

IKON位于爱尔兰卡万郡，周围环绕着湖泊和河流，是一种创新型家居生活体验。该公司表示，它为工程师提供了完美的现实环境，以测量建筑物的节能特性。

“IKON的最初想法是将对先进材料的研究与数字技术结合在一起，”Kingspan的创新主管Mike Stenson说，“不过在进行过程中我们意识到从一开始就可以建造一栋既数字化又可持续的建筑。”

该建筑包含传感器，使Kingspan工程师能够对能源的消耗进行测量，并通过不同的实践方法对自然采光、雨水收集和处理、太阳能电池板和其他可持续技术的使用所带来的不同功效进行测量。

经过大量的能源建模，IKON由回收的塑料瓶制成的材料建造而成。屋顶上的太阳能电池板产生的电力足以满足建筑物35％的能源需求。停车场设置了电动汽车充电点，大楼的厕所系统使用的是雨水。