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即將改變智能建筑的七大樓宇自動化趨勢

時間:2025-04-16

來源:千家網

導語:現代智能建筑正在利用先進技術,使其更加高效、可持續,并能更好地滿足居住者的需求。尤其是物聯網 (IoT)設備與自動化系統的融合,正在徹底改變歐洲乃至全球的建筑管理方式。

  樓宇自動化是指通過智能設備和軟件對建筑的供暖、通風、空調 (HVAC)、照明、安防和其他系統進行集中控制。借助物聯網,無數的傳感器和互聯設備將實時數據輸入樓宇管理系統,從而實現更智能的決策和自動化。

  截至2025年,物聯網樓宇自動化正經歷快速增長。僅歐洲的智能建筑市場規模就從2024年的約63億美元增長到2025年的預計75億美元,并有望在2033年達到310億美元。這一增長是由城市發展、嚴格的歐盟能源法規以及成本節約和可持續性需求推動的。歐盟的《建筑能效指令》(EPBD)甚至規定,到2030年,所有新建建筑都必須實現近零能耗,并認為智能自動化是實現能效目標的關鍵。

  鑒于建筑約占全球能源消耗的 40% 和二氧化碳排放量的 36%,物聯網和自動化的融合對于實現氣候目標至關重要。研究表明,智能建筑可在歐洲減少高達30% 的能源消耗,凸顯了這些技術的影響力。與此同時,為了滿足運營和可持續發展的需求,樓宇物聯網的采用率每年增長約 20% 。

  趨勢一、物聯網集成和智能傳感器網絡

  樓宇自動化的基本趨勢之一是物聯網設備和智能傳感器在整個設施中的廣泛集成。過去,樓宇系統(暖通空調、照明、消防等)通常各自為政。如今,物聯網技術正在將這些系統編織成一個由智能設備組成的緊密聯系的網絡。互聯的傳感器實時監測溫度、濕度、占用率、光照水平和能耗等變量。這些傳感器的數據被傳輸到集中式樓宇管理系統 (BMS) 或云平臺,使樓宇能夠“感知”并自動響應不斷變化的環境條件。

  例如,占用傳感器和智能恒溫器可以檢測房間內人員的狀況,并相應地調節供暖、制冷和照明,確保有人時的舒適度,并在無人時節省能源。配備物聯網傳感器的照明系統可以調暗或關閉無人區域的燈光,并根據可用的日光調節亮度。在現代辦公室中,桌面傳感器和智能照明可創建“按需”工作空間,僅在需要時使用資源。物聯網集成實現了這種響應能力,使樓宇運營能夠持續適應實際使用情況,從而提高效率和用戶舒適度。

  例如,歐洲一直在快速改造老舊建筑,使用物聯網傳感器和控制系統,使其實現現代化。西歐的一個顯著趨勢是用智能組件升級老舊建筑,有效地為數十年歷史的建筑配備“數字神經系統”。這通常是受歐盟基礎設施數字化和節能減排舉措和激勵措施的推動。因此,建筑物中聯網設備的數量正在飆升。歐盟委員會的《數字戰略》指出,物聯網在建筑物中的應用率每年增長約 20%,這反映了傳感器網絡的普及程度。

  位于荷蘭阿姆斯特丹的Edge大廈是物聯網廣泛集成的典范。這座占地40,000平方米的辦公樓配備了28,000個物聯網傳感器,用于控制照明、氣候等,使其成為全球最智能、最高效的建筑之一。從入住率到溫度,一切都會進行自動測量和優化。因此,Edge大廈的能源效率達到了前所未有的98%,數據分析顯示,與普通辦公室相比,其整體能源成本降低了約70%。這個案例展示了集成數千個物聯網設備如何能夠顯著提升建筑的性能。

  總體而言,無處不在的物聯網集成是智能建筑的支柱,并推動著所有其他趨勢的發展。通過構建密集的傳感器數據和設備連接網絡(如Wi-Fi、Zigbee或LoRaWAN等無線協議),建筑能夠“感知”其周圍環境并實現自動化響應。隨著更經濟實惠的傳感器和更強大的無線網絡(包括5G)讓設施的每個角落都更容易實現監測,這一趨勢預計將持續下去。

  趨勢二、智能建筑的人工智能和機器學習

  與物聯網 (IoT) 攜手并進,人工智能 (AI) 和機器學習 (ML)已成為樓宇自動化領域的變革力量。傳感器的原始數據只有能夠分析并采取行動才有用——這正是人工智能算法應運而生的地方。智能建筑的發展趨勢是能夠從數據中學習并不斷自我優化。人工智能和機器學習正應用于能源管理、設備維護和居住舒適度優化等任務。

  預測性維護是人工智能的一個重要應用領域。通過分析設備性能傳感器數據(振動、溫度、運行時間等),人工智能可以預測故障或效率低下的情況。例如,監控暖通空調 (HVAC) 系統的人工智能可以檢測到冷卻器或風扇承受壓力的細微跡象(例如振動模式或溫度異常),并在故障發生前提醒設施管理人員進行維修。通過主動而非被動地解決問題,人工智能可以減少停機時間和維護成本。如今,在商業建筑中,這種預測性維護系統正變得越來越普遍,以確保關鍵系統平穩運行。

  另一個人工智能應用是自適應能源優化。機器學習算法可以篩選來自建筑的海量數據流,并發現人類可能忽略的模式。例如,人工智能可以了解辦公室的日常占用節奏,并動態調整暖通空調 (HVAC) 設置——在預定活動前預冷會議室,并在已知的空閑時段調低溫度。人工智能控制器還可以結合天氣預報、電價表甚至電網數據,做出更明智的決策(例如,在可再生能源供應充足時對建筑進行預冷)。隨著時間的推移,該系統會“學習”到運行建筑暖通空調、照明和遮陽設備的最有效方式,從而持續提高能源效率。

  人工智能還通過個性化服務提升了用戶的舒適度。現代樓宇管理系統 (BMS) 平臺可以利用機器學習來了解用戶的偏好。例如,在智能辦公室中,系統可能會了解到某個會議室在滿員時容易變得悶熱,并在其容量達到上限時自動提前加強通風。或者,人工智能可以通過學習員工隨著時間的推移進行調整,讓他們擁有個性化的辦公空間照明和溫度。歐洲的工作場所越來越多地采用此類以用戶為中心的人工智能功能,將其作為員工福祉計劃的一部分。

  例如,德國一家大型醫院部署了一套人工智能驅動的樓宇自動化系統,用于監控數百臺水泵、風扇和發電機。該系統學習了正常的運行模式,現在可以立即標記異常情況——最近,它在警報觸發前幾天就預測到了備用發電機燃油泵的問題,從而實現了零停機維護。同樣,一家英國零售中心利用人工智能分析其物聯網傳感器數據,識別自動扶梯或電梯何時出現磨損跡象,并安排在非工作時間進行維修,避免打擾顧客。這些案例凸顯了人工智能/機器學習在樓宇自動化中如何提高各種環境下的可靠性和效率。

  總體而言,人工智能和機器學習技術正在通過提供與物聯網“神經系統”相輔相成的“大腦”來改變BAS(樓宇自動化系統)。憑借強大的科技產業和支持人工智能研究的舉措,我們可以期待更多智能算法應用于建筑,使其更加智能、自我優化,并在運行中更具預測性。隨著數據的積累和人工智能模型在管理復雜建筑環境方面變得更加復雜,這一趨勢將持續成熟。

  趨勢三、物聯網驅動的能源效率和可持續性

  提高能源效率和實現可持續發展目標是智能建筑創新的核心驅動力。尤其是在歐洲,為了響應氣候政策,各國高度重視綠色建筑和減少能源浪費。基于物聯網的樓宇自動化在降低能耗和將可再生能源融入建筑方面取得了顯著進展。

  智能建筑利用物聯網傳感器和自動化控制系統實時優化能源使用。暖通空調和照明是設施中最大的能源消耗環節之一,如今已實現精準管理。例如,物聯網恒溫器會根據當前狀況持續調節供暖和制冷輸出,避免傳統控制方式的峰值和低谷。

  照明系統利用運動探測器和日光傳感器,確保僅在需要時開啟燈光,并在自然光充足時調暗燈光。通過根據實際需求調整能源使用,建筑物可以減少大量浪費。研究表明,先進的樓宇自動化系統平均可將建筑物的能耗降低 20-30% ——考慮到建筑物在全球范圍內消耗的能源份額如此之大,這是一個巨大的進步。

  除了增量節約之外,物聯網自動化還能助力實現新的可持續發展戰略。越來越多的建筑正在整合可再生能源,例如太陽能電池板、風力渦輪機和現場儲能系統。當前的趨勢是利用樓宇自動化系統來智能管理這些分布式能源。例如,智能建筑可以使用物聯網傳感器和控制器來決定何時從太陽能電池板獲取電力或為電池組充電,以及何時從電網獲取電力,所有這些都針對成本和碳排放進行了優化。

  在西歐,隨著建筑成為能源網的積極參與者,建筑自動化系統 (BAS) 與太陽能和風能系統的更好整合被視為一個重要趨勢。建筑可以在中午儲存多余的太陽能,并在晚上用于抵消電網高峰需求,所有這些都由支持物聯網的能源管理系統自動協調。這種與電網互動的建筑方法不僅節省能源成本,還能通過平緩需求峰值來幫助穩定整個電網。

  歐洲法規大力鼓勵這些做法。歐洲建筑設計局 (EPBD) 的最新修訂明確推動智能建筑技術,以實現近乎零能耗的建筑標準。許多歐盟國家為大型建筑提供智能電表、分表計量和自動化能源控制系統的激勵或強制要求。此外,智能就緒指標 (Smart Readiness Indicator,SRI)是一個新的歐盟框架,用于評估建筑在能源優化、居住者適應性和電網靈活性方面的智能程度。這一政策勢頭意味著可持續性不僅僅是可有可無的,它正在成為必需,而基于物聯網的自動化是實現這一目標的主要工具。

  例如,巴黎一處現代化的混合用途開發項目在其所有建筑中實施了一個物聯網驅動的能源管理平臺。該平臺連接暖通空調、照明、屋頂太陽能光伏板以及電池儲能系統。該系統利用物聯網傳感器(用于監測天氣、人員占用情況等)和自動化控制,優化能源流動:在陽光明媚的夏日,該建筑會自動將多余的太陽能存儲在電池中,并在太陽能發電量較高時對建筑進行預冷,從而減少炎熱午后電網的耗電量。

  第一年,該綜合大樓的電網用電量減少了25%,并顯著降低了高峰需求電費。此外,大樓始終保持著舒適的環境,表明效率與舒適可以并駕齊驅。意大利和西班牙的類似項目已利用物聯網將樓宇管理與需求響應計劃連接起來,樓宇可以在電網高峰時段調整用電,以換取激勵,從而有效地將節能轉化為收入來源。

  總而言之,物聯網樓宇自動化是可持續建筑的基石。它通過持續監測和控制最大限度地提高能源效率,并使建筑能夠智能地使用綠色能源。對于歐洲雄心勃勃的氣候目標而言,使建筑在能源消耗和生產方面實現“智能化”至關重要。這一趨勢將持續增長,尤其是在能源價格持續波動且各組織追求ESG(環境、社會和治理)目標的背景下。實施良好的智能建筑可以同時顯著減少其碳足跡和運營成本——這是一個真正的雙贏結果。

  趨勢四、以居住者為中心的舒適與幸福

  早期的樓宇自動化主要關注設備和能源,而現代智能建筑則以人為本。物聯網樓宇自動化中一個顯著的趨勢是以人為中心的設計理念的興起——利用技術提升樓宇內人員的舒適度、健康和整體體驗。這種轉變表明,建筑最終是為其中的人們服務的,無論他們是辦公室職員、居民、學生還是訪客。

  環境舒適度控制是一個關鍵方面。物聯網傳感器持續測量室內環境質量:溫度、濕度、二氧化碳濃度、揮發性有機化合物、噪音水平,甚至燈光顏色。利用這些數據,自動化系統可以維持最佳的室內環境。例如,如果會議室中的二氧化碳濃度開始上升(表明人們呼吸時空氣悶熱),系統可以自動增加新鮮空氣通風量,以保持健康的空氣質量。許多學校和辦公室現在都在教室和會議室部署二氧化碳傳感器,以確保良好的通風——新冠疫情的擔憂加速了這一做法,旨在改善室內空氣衛生。同樣,濕度和顆粒物傳感器可以觸發空氣凈化器或調整暖通空調設置,以確保室內空氣質量。

  個性化和用戶控制也正在成為趨勢。智能建筑通常為居住者提供移動應用程序或用戶界面,以定制他們的即時環境。例如,員工可以使用智能手機應用程序查找空閑的辦公桌(配備占用傳感器提供實時數據),然后根據自己的喜好定制辦公桌的溫度和照明。建筑系統可能會隨著時間的推移學習這些偏好——例如,當某個用戶進入其常用工作區時,始終將溫度調高一些。在高級應用中,居住者擁有一個反饋回路:他們可以通過應用程序輸入舒適度反饋(太熱、太冷等),系統會結合傳感器數據來微調環境條件。

  重要的是,以居住者為中心的趨勢也涵蓋了健康和保健技術。后疫情時代,人們對非接觸式建筑界面(自動門、聲控電梯等)產生了濃厚興趣,以減少細菌傳播,并對空氣過濾狀態等因素進行監測。建筑物正在采用帶有物聯網監控器的智能空氣過濾和凈化系統,以確保按時更換過濾器并保持高空氣質量。照明系統正在使用晝夜節律照明模式(全天調節色溫)來支持居住者的自然節律。正如設計趨勢中提到的,一些辦公室融入了親生物元素(例如綠墻或可調節以允許自然光進入的智能窗戶),旨在改善心理健康。所有這些都是由動態管理條件的物聯網控制和傳感器實現或增強的。

  例如,瑞典一座新的大學校園建筑秉承以人為本的原則建造。每個教室都配備了溫度、二氧化碳和噪音傳感器;即使有100名學生進出,通風和供暖系統也能自動響應,保持舒適健康的氛圍。學生們使用應用程序查找空閑的自習室,大樓的系統會了解哪些空間最繁忙,并相應地重新分配暖通空調資源(因此,擁擠的圖書館比空蕩蕩的演講廳更能獲得涼爽)。在倫敦一家大型企業總部,員工可以通過手機應用程序個性化他們的開放式工作區域,該應用程序可以調節局部通風和照明。

  簡而言之,智能建筑的趨勢是更加以人為本。通過利用物聯網(IoT)中關于環境和占用情況的數據,并將控制權交給用戶,建筑可以顯著提升舒適度、健康和滿意度。這不僅惠及居住者,也惠及雇主和建筑業主——舒適快樂的居住者工作效率更高,也更有可能高效地利用建筑空間。

  從辦公室到醫院,各類設施正越來越多地采用這些技術,以符合諸如WELL建筑標準(強調健康)等理念,并滿足SRI(社會責任倡議)關于適應居住者需求的標準。隨著技術的進步,建筑將進一步適應其內部人員的需求,使我們的建筑環境更健康、更宜居。

  趨勢五、加強安全和網絡安全措施

  隨著物聯網在建筑中的普及,安全已成為首要關注點——涵蓋物理安全和網絡安全。現代智能建筑正在利用物聯網來增強物理安全系統,同時還必須應對聯網設備帶來的全新網絡安全挑戰。這種對安全的雙重關注是確保智能建筑安全可靠、韌性十足的關鍵趨勢。

  在物理安全方面,基于物聯網的系統為建筑居住者和資產提供更智能、更主動的保護。門禁控制已從傳統的鎖和鑰匙卡發展到移動憑證和生物識別系統。許多辦公樓和住宅樓現在使用智能手機應用程序或 RFID卡片進行進入,有些則采用面部識別或指紋掃描儀等生物識別技術,實現安全的無鑰匙進入。這些物聯網訪問系統可以集中管理和監控——例如,管理員可以以數字方式授予或撤銷訪問權限,并實時跟蹤條目。監控攝像頭也變得更加智能。內置人工智能分析功能的 IP 攝像頭可以檢測異常活動或入侵,并自動向安保人員發出警報。

  物聯網集成意味著安防系統不再孤立。智能樓宇中的集成安防管理將攝像頭、門禁傳感器、警報器甚至樓宇自動化系統緊密結合在一起。在緊急情況下,這些系統可以協調響應——例如,如果觸發火災警報,物聯網設備可以自動解鎖出口門、照亮逃生路線,并向地面發出電梯信號,供消防員使用。現代化高層建筑和校園通常會實施此類集成安全系統,以遵守嚴格的安全法規。其結果是,一種全面的安全和危機管理方法得以實施,技術可以協助引導居住者安全撤離,并立即通知急救人員。

  與此同時,樓宇自動化系統的網絡安全日益受到重視。如果沒有妥善保護,添加到樓宇網絡中的每個物聯網設備(傳感器、攝像頭、智能電視、暖通空調控制器)都可能成為網絡攻擊的新入口。隨著樓宇互聯程度的提高,網絡攻擊事件也隨之增多。

  事實上,行業報告顯示,超過 70% 的制造商報告過與物聯網設備相關的網絡攻擊事件,而樓宇系統也成為攻擊目標。樓宇物聯網網絡一旦遭到入侵,可能會造成嚴重后果——黑客可能會竊取敏感數據、未經授權訪問設施,或破壞供暖或安防等關鍵服務。

  為了應對這些風險,強化的網絡安全措施正在成為樓宇自動化的標準組成部分。這包括對所有設備通信進行加密、在樓宇網絡上實施強身份驗證和訪問控制,以及持續監測異常情況(類似于IT網絡安全)。許多樓宇自動化供應商現在將系統設計為“默認安全”,而樓宇業主也經常對其物聯網部署進行網絡安全審計。在歐洲,相關法規正在逐步出臺:2024年通過的新《歐盟網絡彈性法案》(CRA)將要求聯網產品(包括樓宇中使用的物聯網設備)滿足某些網絡安全標準(例如,不存在已知漏洞并具備更新機制)。

  智能建筑中的關鍵安全措施(物理和網絡):

  物理安全創新(基于物聯網):

  智能門禁控制:移動鑰匙、生物識別讀取器和物聯網門鎖,可實現靈活而安全的入口管理。

  人工智能監控:帶有人工智能的攝像頭可以實時檢測可疑行為(例如未經授權的進入)并自動觸發警報。

  集成警報:物聯網煙霧探測器、運動傳感器和警報器,可與 BMS 通信,以便在緊急情況下協調響應(解鎖門、通知居住者等)。

  網絡安全措施:

  安全網絡:用于構建物聯網設備的專用網絡,具有加密和防火墻保護,以將其與關鍵 IT 系統隔離。

  設備強化:確保每個物聯網設備都具有更新的固件、強密碼,并遵循安全最佳實踐(無默認憑據)。

  監控和事件響應:持續監控異常流量或設備行為,如果檢測到違規行為,則制定事件響應計劃(例如,自動隔離受損的閉路電視攝像機)。

  遵守標準:遵循 ISO 27001 等信息安全框架并遵守歐盟指南(ENISA 建議、網絡彈性法案要求)以保持強大的安全治理。

  通過實施這些措施,智能建筑可以減輕威脅。例如,法國的一座政府辦公樓最近升級為基于物聯網的安防系統:無需徽章的人臉識別入口和傳感器融合(結合攝像頭和門禁傳感器的數據)幾乎消除了未經授權的訪問事件。同時,他們通過對樓宇自動化網絡進行分段,并定期對暖通空調和照明控制器進行漏洞滲透測試,增強了網絡防御能力。最終,該設施不僅在物理上安全,而且在抵御數字入侵方面也具備韌性。

  總而言之,隨著物聯網樓宇自動化的擴展,安全性將成為日益突出的趨勢。建筑業主和技術提供商正在積極通過更智能的物理安全措施來增強居住者和資產的安全,并加強系統本身的網絡安全,以防范黑客攻擊。這一趨勢對于智能建筑的信任至關重要——用戶需要知道,便利性和智能性并不能以犧牲安全性為代價。預計該領域將持續發展,更嚴格的標準、更完善的設備安全功能和集成的安全管理將成為歐洲各地智能建筑的常態。

  趨勢六、基于云的建筑管理和遠程操作

  另一個主要趨勢是向基于云的樓宇管理系統和遠程操作功能的轉變。傳統的樓宇管理系統通常位于現場,專有且僅限于樓宇內的設施工作人員使用。如今,得益于物聯網連接,樓宇自動化正通過云平臺以服務的形式提供,從而提供更高水平的靈活性、可擴展性和數據驅動的洞察力。

  在基于云的 BMS中,建筑物內所有物聯網傳感器和控制器的數據都會被安全地發送到云服務器,高級軟件可以對其進行分析,并向建筑物發送控制命令。這有幾個優點:

  遠程監控:設施管理人員可以從任何地方(辦公室、家中或旅途中)登錄 Web 儀表板,查看樓宇系統狀態或調整設置。對于分布在不同城市或國家/地區的樓宇組合,云平臺可實現集中式監控。例如,德國的能源經理可以通過一個界面查看和優化歐洲各地多家門店的設置,而無需親自前往每個地點。

  可擴展性和更新:云平臺可隨著更多設備或建筑的添加而輕松擴展,無需大規模的本地硬件升級。軟件更新和新功能由提供商無縫推出。這意味著即使是老舊建筑也可以通過連接到云平臺獲得前沿的分析數據,并持續獲得改進。

  數據分析與人工智能集成:云可以聚合和處理來自眾多站點的海量數據,從而揭示更深入的洞察。它可以識別整個房地產投資組合的能源使用模式、居住者行為或設備性能。云端機器學習服務可以基于這些數據進行訓練,從而提供更智能的控制策略。云的計算能力有助于更有效地應用人工智能(如趨勢 2 中所述),尤其是在處理大型數據集或復雜算法時。

  由于這些優勢,許多供應商現在都在云端提供“智能建筑平臺”。例如,西門子 Building X是一個基于物聯網的平臺,提供用于能源管理和空間利用的人工智能驅動應用程序;霍尼韋爾 Digital Prime是一個基于云端的建筑數字孿生平臺。這些解決方案允許建筑業主采用訂閱模式(通常被稱為“智能建筑即服務 (SBaaS)”)。他們無需在服務器和軟件上進行大量的前期投資,而是為提供所需功能的云服務支付持續費用。這種模式降低了復雜系統的進入門檻,使先進的樓宇自動化變得觸手可及,尤其對于小型組織或管理許多分布式站點的組織而言。

  在歐洲,樓宇自動化領域云技術的采用正在興起,盡管有時會受到數據隱私方面的考慮(確保將樓宇數據發送到云端時符合 GDPR 和當地法規)。許多歐洲企業非常欣賞云樓宇管理系統 (BMS) 提供的遠程操作功能——設施團隊可以從中央控制中心管理整個園區或多個物業。在遠程辦公和減少現場人員變得至關重要的時期,這一點尤為重要;云連接的樓宇無需人員實際在場即可進行監控,甚至重新配置。

  例如,一家總部位于西班牙的零售連鎖店使用基于云的樓宇管理服務來監控其在歐洲所有門店的暖通空調 (HVAC) 和照明系統。通過一個在線門戶,一位操作員即可查看每家門店的溫度設定值、能耗,甚至門店的占用數據,并可實時調整排程或在關門后實施全店節能模式。該連鎖店報告稱,通過快速部署一種新的優化算法(通過云更新提供),該算法可根據區域天氣預報自動微調暖通空調排程,從而節省了數百萬歐元——而手動將這項技術推廣到數百家門店則不切實際。

  另一個例子是英國一個大型混合用途智能園區,該園區利用云樓宇管理系統 (BMS) 對辦公、住宅和購物空間進行統一控制。如果任何系統超出范圍(例如雜貨店的冰柜正在保溫),樓宇運營商會在移動設備上收到警報,并可以立即遠程觸發備份系統或維護請求。這種實時異地管理極大地縮短了問題響應時間,并允許更精簡的設施團隊管理復雜的物業。

  總而言之,基于云的樓宇自動化正在徹底改變樓宇管理的交付方式。它提供了舊系統無法實現的隨時隨地訪問、強大的分析能力和基于服務的部署。歐洲樓宇業主正在積極擁抱這一技術,以便高效地管理其物業的能源和運營,通常借助第三方服務提供商的平臺。隨著樓宇物聯網基礎設施的不斷發展,云技術已成為聚合和解讀所有數據的寶貴工具。這一趨勢最終將使樓宇更具適應性,更易于管理,無論運營商位于何處。

  趨勢七、智能建筑的數字孿生與系統集成

  最后一個重要趨勢是數字孿生技術的應用日益廣泛,以及樓宇系統的高級集成,這將互操作性和樓宇智能提升到一個新的水平。數字孿生是物理建筑(或其系統)的虛擬復制品,并與實時數據保持同步。在樓宇自動化領域,數字孿生以及BIM(建筑信息模型)等集成標準,對于設計、運營和維護至關重要。

  BIM 與樓宇自動化的集成:建筑信息模型 (BIM) 是指在設計和施工過程中使用的 3D 數字模型,用于展現建筑的物理和功能特性。如今,這些模型正與實時建筑數據相連接。趨勢是,建筑的 BIM 模型不會止步于施工階段——一旦建筑投入運營,它就會被移交給設施管理人員,并連接到物聯網傳感器和樓宇管理系統 (BMS)。

  這種集成提供了建筑物內所有設備的全面視圖。例如,如果維護團隊想要定位某個閥門或傳感器,他們可以調出顯示其在墻體中精確位置的模型,并從關聯的物聯網數據中查看其實時狀態。

  數字孿生技術通過模擬建筑行為,進一步實現了這一點。建筑的數字孿生與真實建筑并行運行,實時接收所有傳感器輸入。該虛擬模型可用于測試各種場景,而不會影響真實建筑。例如,操作員可以在數字孿生模型中模擬擬議的變更(例如,新的暖通空調調度或添加新設備)將如何影響能耗、熱舒適度,甚至設備壓力。只有當模擬結果良好時,他們才會將其應用于真實建筑。這降低了風險,并有助于虛擬優化配置。

  系統互操作性和開放標準是這一趨勢的一個相關方面。從歷史上看,不同供應商的樓宇自動化系統之間難以輕松通信。現在,人們正在推動開放協議和物聯網標準,以便將各種子系統集成到一個統一的平臺(或數字孿生)中。BACnet 、KNX、Modbus 和 MQTT等協議通常用于確保照明系統、暖通空調控制、電梯、火災報警等系統能夠共享數據。歐洲一直是互操作性的堅定支持者——歐盟數字化項目下的舉措強調開放接口,以便新的智能服務能夠接入樓宇系統。

  例如,歐洲一家大型機場為其一座航站樓創建了數字孿生模型。該模型集成了暖通空調 (HVAC) 傳感器、功率計、客流量計數器,甚至行李處理系統的數據。通過 3D 可視化,操作員可以查看航站樓內各個位置的擁堵情況和環境狀況。機場使用該數字孿生模型來測試調整效果。例如,他們模擬了一種新的通風策略來應對客流高峰時段,并通過模擬發現某些區域會變得過熱,因此他們在模型中增加了額外的冷卻措施,在虛擬環境中解決了問題,然后滿懷信心地在實際航站樓中實施了修復。

  另一個例子是法國的一個智能辦公園區,它使用遵循開放標準的集成平臺。所有樓宇系統的信息都匯聚到一個統一的儀表板。當檢測到故障(例如水泵故障)時,系統不僅會向工作人員發出警報,還會在建筑物的數字平面圖上顯示水泵的位置,并提示附近哪些傳感器可能受到影響(例如,由于冷卻損失,溫度傳感器的讀數會開始升高)。這種集成度顯著加快了故障排除速度,并確保不會出現任何孤立事件。

  數字孿生及其集成的趨勢在于打破數字表示與物理建筑之間的壁壘。通過統一數據并使用虛擬模型,建筑運營商將獲得強大的分析、模擬和整體管理工具。這將帶來更明智的決策——可以跨系統進行優化,而不是各自為政。如今,一些復雜的老建筑正在進行翻新,數字孿生技術可以將現代智能疊加到歷史建筑上,而無需對其進行物理改造。它也為未來的創新鋪平了道路,例如將樓宇管理與智慧城市基礎設施相結合。

  總結

  總而言之,上述物聯網樓宇自動化趨勢正在從根本上將智能建筑轉變為智能、高效且響應迅速的環境。通過集成龐大的物聯網傳感器網絡,建筑能夠實時感知樓宇狀況和使用模式,從而為自動化奠定基礎。在此基礎上,人工智能和機器學習算法使建筑能夠自我優化——預測維護需求并微調能源使用以實現最高效率。可持續發展的動力,尤其是在歐洲,意味著這些技術對于降低能耗、實現氣候目標以及保持舒適度至關重要。事實上,利用物聯網和自動化技術的智能建筑可以顯著減少能源浪費,并無縫整合可再生能源。

  至關重要的是,隨著建筑科技含量的不斷提升,安全(包括物理和網絡安全)已成為重中之重——先進的物聯網安全系統和嚴格的網絡安全措施正在確保這些智能空間的安全可靠。向云端管理乃至“樓宇即服務”模式的轉變,使得先進的自動化技術更易于訪問,遠程管理也更加便捷,這對于多站點運營而言尤為重要。最后,數字孿生和集成平臺的出現,為我們設計、模擬和運營建筑的方式開辟了新的天地,為統一的智能生態系統提供了前所未有的樓宇運營可視性和控制力。

  這七大趨勢正在匯聚,重新定義建筑的功能。現代智能建筑并非靜態結構,而是一個動態的、數據驅動的環境,能夠持續調整以優化能源利用、舒適度和安全性。在歐洲乃至全球,我們已經見證了其帶來的益處:更低的運營成本、更少的碳足跡、更佳的居住者福祉以及更具韌性的設施。隨著物聯網技術和自動化技術的不斷發展,我們可以預期未來的建筑將更加互動高效——真正具有“自我意識”的綠色建筑,將在智慧城市和可持續生活中發揮關鍵作用。

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