什麼是智慧建築及其使用哪些技術?

關於智能，似乎每天都有一個新術語被這樣描述，如智慧型手機、智慧汽車、智慧建築和智慧城市。

但真正讓事物變得智慧的是為其提供動力的技術。在當今的“智慧時代”，建築業正在利用智慧建築技術創造更美好的建築環境。

本文將了解更多關於什麼是智慧建築、使用哪些技術，以及世界各地智慧建築的一些範例。

什麼是智慧建築？

智慧建築是一種配備創新材料和技術的建築，允許其所有系統實現自動化和自我調節。透過使用物聯網(IoT)等技術，智慧建築旨在提高建築的可用性、優化其效率，並增強其安全性和可近性，同時使其更具永續性和環保意識。

舉個簡單的例子：智慧建築透過整合感測器來控制溫度和管理電源，從而幫助優化建築中的能源消耗。

這在佔用較少的建築物或非工作時間尤其有用。從建築物的感測器收集的數據由軟體進行解釋，從而可以根據預先建立的標準​​進行預測性維護。這也將大大減少了與建築能源消耗有關的每月費用。

智慧建築背後的技術

某些技術的結合是智慧建築與標準建築的區別所在。深入了解這些技術如何使建築更聰明。

• 人工智慧與機器學習
• 建築資訊模型
• 擴增實境與虛擬實境
• 物聯網
• 連結系統
• 感測器
• 自動化

人工智慧與機器學習

人工智慧（AI）是描述機器模擬人類智慧的總稱。這包括語言處理、問題解決和機器學習等任務，機器學習是指無需編程即可從資料中學習的基於演算法的電腦系統。

根據McKinsey2020年的報告，隨著全球建築支出的增加，結合人工智慧技術的解決方案也在增加。在建築價值鏈的不同階段使用人工智慧解決方案有許多好處：設計、投標、融資、材料管理等。

人工智慧可以利用其預測能力來降低成本、更好地管理勞動力、預防風險、加強專案規劃以及在施工期間和施工後監控工地。

建築資訊模型

建築資訊模型(BIM)是一種處理大量資訊和資料以提高建築規劃、設計、施工和管理效率的方法。

BIM是建築業數位轉型的關鍵部分，有助於使建築更智能，因為其促進了更永續、更精確、協作、交流和更安全的基礎設施。

擴增實境與虛擬實境

擴增實境(AR)和虛擬實境(VR)技術使設計師、建築師和工程師能夠在專案完成之前對其進行設想，這就是為什麼通常使用這些革命性技術建造智慧建築的原因。

此外，藍圖可以編程為3D，並疊加到當前專案現場，以可視化其他不明顯或不可檢測的元素，並預測建設專案的未來階段。

與其他資本密集技術相比，AR和VR讓員工能夠在複雜的結構或陌生的環境中方便地、以更低的成本清晰地導航。

這還不是全部，AR和VR還可以整合到建築物中，用於建築後的娛樂目的！這些技術在家庭和辦公室的應用是無窮無盡的。非常值得考慮將AR/VR應用到辦公室，這不僅能提高效率，還能享受娛樂。

物聯網

當研究智慧建築的運作方式時，物聯網總是脫穎而出。但它是什麼呢？如何發揮作用的呢？

物聯網（IoT）是一組支援網路的智慧型設備，這些設備使用處理器、感測器和通訊軟體等嵌入式系統來收集、發送和處理從環境中取得的資料。

雖然人們可以自由地與軟體互動、設定並存取其數據，但人工幹預並非100%必要的。物聯網與人工智慧(AI)和機器學習相結合，有助於提高資料收集效率和收集難度。

雖然物聯網被認為是一項新技術，但並不是新建築專案所獨有的。透過添加各種智慧設備，如調節照明和溫度的感測器、安全系統、電信設備和IT軟體，現有建築可以透過物聯網技術進行改造，變得「智慧」。

互聯繫統

許多建築物已經在其設施中使用智慧技術來控制其結構內的特定區域，但這並不意味著已獲得「智慧建築」的認可。實現這一目標的下一步是確保整合所有智慧建築解決方案，並妥善實施數據處理軟體，以最大限度地提高建築效率。

不需要一個集中式平台來確保所有智慧系統的功能，但是擁有一個單一的使用者介面和儀表板來監視、控制和識別整合到平台中的所有系統之間的低效率，使建築物業主和設施協調員更容易管理和分析。

感測器

在建造智慧建築時，感測器是一個非常重要的角色。其有助於讓建築管理人員和整合系統正確收集所需的數據量，以最大限度地提高效率，並做出明智的決策以正確分配資源。

自動化

沒有資料被浪費。智慧建築不斷收集訊息，這些資訊必須由系統即時自動分析。這種持續監控需要自動調整，以控制和優化整個建築物的條件。

智慧建築的目的

如今，智慧建築專案在全球建築業變得越來越普遍。為了減少建築對環境的影響和能源消耗，許多大中型城市都要求商業建築業主公開其綠色建築績效。

透過採用現代控制和自動化技術，智慧建築解決方案可以：

• 產生顯著的節能效果；
• 促進永續發展和保護環境；
• 提高居住者的健康、安全以及生活品質。

智慧建築的優缺點

但與所有事物一樣，智慧建築既有優點也有缺點。

優點

除了讓建築物更節能和自我調節外，在設計智慧建築時還應考慮以下五個好處：

• 降低能源消耗並提高效率——透過在不同位置整合智慧感測器，照明和溫度控制系統的能源消耗可以顯著降低，因為其只會在需要時工作。這最大限度地提高了建築物的資源效率，消除了辦公室內對恆溫器的爭執，並減少了建築物的電費和碳排放。
• 透過大數據獲得更好的洞察力和視覺化——這些建築隨時都在收集大量數據。有了這些訊息，智慧建築可以識別趨勢並發現最佳化機會，使決策者能夠做出明智的數據驅動決策。
• 預測性維護——建築物中的系統可能會不時出現看不見的故障，這些故障可能會被忽視並在未來造成重大缺陷。建築物中的智慧技術可快速檢測這些故障，幫助了解其發生的原因，並優先考慮首先解決哪些問題。換言之，這是提前預防。
• 更好的空間利用——智慧建築旨在讓居民的體驗更加愉快和無縫。尤其是在2020年後，當我們都敏銳地意識到空間限制時，智慧空間考慮如何提高標準，並遵守健康和安全法規，同時保持獲利能力。
• 更好的建築價值—毫無疑問，智慧建築一旦實施了所有適當的智慧技術，其市場價值就會提高。 Fortune Business Insight的一項研究預測，到2026年，光是北美的智慧建築收入就將達到342億美元，到2027年，全球智慧建築收入預計將達到1,270.9億美元。在2020-2027年期間，複合年增長率將達到12.5%。

缺點

儘管如此，這並非沒有挑戰。對於那些沒有完全沉浸在物聯網技術的人來說，了解物聯網技術及其整合可能是一項艱鉅的任務。

在決定走向智慧時，第一步是熟悉可用的不同技術以及如何其相互整合。

同樣，隨著物聯網技術和雲端連接得到越來越多的實施和接受，智慧建築變得更容易受到網路安全的威脅。意外的安全漏洞可能會影響智慧建築的多項功能，使其在最極端的情況下無法運作。

好在，隨著物聯網在多個行業蓬勃發展，網路安全也成為許多企業的首要任務之一，這使得保護資料和避免重大安全爆發變得更加容易。

世界各地的智慧建築範例

1- 德國慕尼黑的安聯體育館

拜仁慕尼黑足球俱樂部的主場使用一系列感測器和基於雲的分析來追蹤球場上草地的健康狀況並提出建議。從控制灌溉系統，到將聲學攝影機與聲音映射相結合，以研究球迷對比賽關鍵時刻的反應，安聯體育場是德國智慧建築的典範。

2- 加州庫比蒂諾的蘋果公園

蘋果公園的圓形建築並不是建築師的最愛，但該建築是國際上最節能的建築之一。其完全由再生能源提供動力，透過安裝在屋頂上的太陽能電池板，產生17兆瓦的能量。這是所有太陽能屋頂中最大的能量之一。

3- 英國倫敦的水晶大樓

水晶大樓配備了一個先進的建築管理系統，可以監控每一千瓦的電力消耗。太陽能屋頂板產生約20%的電力，其係統嚴格監控能源消耗。因此，水晶大樓的碳排放量比英國其他辦公大樓低70%。

4- 杜拜的哈利法塔

#

哈利法塔不僅是世界上最高的建築，其還處於創新的前沿，被譽為最聰明、最永續的建築之一。其配備了多種智慧建築方案，可改善居民的空氣品質、照明和溫度。建築物的自動化系統透過識別錯誤和維護問題的演算法即時捕獲數據。這有助於設施管理人員提高建築維護和資產可靠性。

以上是什麼是智慧建築及其使用哪些技術?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！