智能建筑（Smart Building）可以利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步，高效率地管理資產(chǎn)、資源和服務(wù)，改善建筑物整體的營(yíng)運(yùn)、能源取得及消耗、資源管理，以及完整住戶體驗(yàn)。本文整理了現(xiàn)階段智能建筑行業(yè)中的三大熱門(mén)應(yīng)用，包括智能能源分配系統(tǒng)、智能暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)、建筑物健康狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

智能建筑的發(fā)展前景

受到全球?qū)μ岣呖沙掷m(xù)性、減少浪費(fèi)和更有效地利用資源的需求推動(dòng)下，智能建筑技術(shù)正在快速發(fā)展。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的技術(shù)進(jìn)步，高效率地管理資產(chǎn)、資源和服務(wù)，改善建筑物整體的營(yíng)運(yùn)、能源取得及消耗、資源管理，以及完整住戶體驗(yàn)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑物的二氧化碳排放量占全球的38%，而建筑物能源消耗量在美國(guó)則占了40%，因此改造建筑物的能源消耗和可持續(xù)性對(duì)實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)至關(guān)重要。美國(guó)政府已經(jīng)明確了此一優(yōu)先事項(xiàng)，今年1月宣布成立“建筑效能標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟”(Buildings Performance Standards Coalition)，這是33個(gè)州和地方政府之間的首次合作，致力于建設(shè)更清潔、更健康、更節(jié)能的建筑。

雖然優(yōu)化建筑產(chǎn)業(yè)的能源消耗是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，但它可以從最小的層面開(kāi)始：在為物聯(lián)網(wǎng)供電的微型芯片中。智能建筑將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到多個(gè)領(lǐng)域——從數(shù)字化的人流和空間利用，再到重建供水網(wǎng)絡(luò)。智能建筑的最大機(jī)會(huì)之一是徹底改變能源消耗，從智能能源分配系統(tǒng)和智能暖通空調(diào)設(shè)備開(kāi)始。

智能能源分配系統(tǒng)

傳統(tǒng)的能源分配系統(tǒng)是以單向方式建立，在這種方式下，能量預(yù)計(jì)會(huì)從發(fā)電機(jī)流入負(fù)載。在這些系統(tǒng)中，發(fā)電廠產(chǎn)生能量并將其儲(chǔ)存到城市中心。隨著太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的出現(xiàn)，現(xiàn)在的能源分布情況完全不同了；能源分配系統(tǒng)現(xiàn)在需要考慮到全方位的能源流動(dòng)。以前只消耗能源的建筑現(xiàn)在可以整合屋頂太陽(yáng)能電池板，生產(chǎn)并將多余的能源返回到電網(wǎng)中。智能能源分配系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這種全方位的能源流動(dòng)，并允許整合可再生分布式能源，將能量重新儲(chǔ)存回電網(wǎng)。

這不僅可以透過(guò)提高系統(tǒng)效率來(lái)減少能源消耗，還可以解鎖分布式能源發(fā)電模型。建筑成為能源生產(chǎn)者，而不是消費(fèi)者，從而實(shí)現(xiàn)了向綠色能源的轉(zhuǎn)變。傳感器和無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步為智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)，智能建筑在實(shí)現(xiàn)更綠色、更互連的電網(wǎng)方面發(fā)揮了重要作用，這將塑造一個(gè)可持續(xù)的未來(lái)。

智能暖通空調(diào)系統(tǒng)

智能暖通空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑中另一個(gè)令人興奮的發(fā)展，它與能源效率、空氣質(zhì)量和居民舒適度密切相關(guān)。在美國(guó)各地，城市、州、公用事業(yè)和非營(yíng)利組織都在加大力度推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)的電氣化。在這些產(chǎn)業(yè)中，用于空間供暖、水加熱、烹飪和其他用途的化石燃料使用占美國(guó)溫室氣體(GHG)總排放量的13%。

隨著COVID-19的流行推動(dòng)了空氣質(zhì)量和凈化技術(shù)的重****展，供應(yīng)商正在考慮縮短暖通空調(diào)升級(jí)周期。零售商和代理商正在有組織地向他們的暖通空調(diào)設(shè)備添加更新且更智能的技術(shù)。在數(shù)字化時(shí)代，建筑居民現(xiàn)在期望對(duì)建筑內(nèi)每個(gè)房間和區(qū)域的暖通空調(diào)設(shè)置進(jìn)行精細(xì)控制。這就是物聯(lián)網(wǎng)的作用所在，它為建筑內(nèi)部的舒適體驗(yàn)增加了新的深度。運(yùn)用電動(dòng)通風(fēng)口和風(fēng)門(mén)，再加上與手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)的無(wú)線連接，居民只需輕輕滑動(dòng)幾下即可設(shè)置溫度、二氧化碳、濕度和空氣質(zhì)量。建筑管理人員還可以利用物聯(lián)網(wǎng)連接自動(dòng)檢測(cè)房間占用情況，并相應(yīng)地減少該空間的能源使用，從而改善整個(gè)建筑的能源使用。

監(jiān)測(cè)建筑物健康狀況

監(jiān)測(cè)建筑物健康狀況是智能建筑的另一個(gè)成長(zhǎng)領(lǐng)域。除了傳統(tǒng)的溫度和濕度傳感器之外，更多的環(huán)境傳感器正在被添加到建筑物中。這些傳感器使智能風(fēng)門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的氣流和室外空氣交換，連接設(shè)備用于預(yù)測(cè)性維護(hù)，流量計(jì)用于泄漏檢測(cè)，氣體傳感器用于空氣顆粒檢測(cè)等。火災(zāi)和煙霧探測(cè)一直都是互連的，而近來(lái)看到越來(lái)越多支持遠(yuǎn)距無(wú)線和藍(lán)牙無(wú)線連接的設(shè)計(jì)用以創(chuàng)建安裝接口。這三種應(yīng)用——能源管理、建筑健康監(jiān)測(cè)和消防安全，都持續(xù)在增加更多的連接和數(shù)字功能。

可靠性和網(wǎng)絡(luò)安全的重要性

考慮到所有的好處，智能建筑仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要熟練的工程和解決問(wèn)題的能力。主要的挑戰(zhàn)在技術(shù)層面：如此復(fù)雜的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需要非?？煽亢头€(wěn)定。雖然目前可用的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)完全具備能力，但供應(yīng)商和制造商需要確保其產(chǎn)品的可靠性，以實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在建筑環(huán)境中的真正潛力。

整合無(wú)線連接也會(huì)使建筑物暴露在網(wǎng)絡(luò)漏洞之下。為了應(yīng)對(duì)這些威脅，芯片供應(yīng)商和產(chǎn)品制造商一直在加強(qiáng)他們的網(wǎng)絡(luò)安全力度。在開(kāi)發(fā)和配發(fā)智能解決方案時(shí)，持續(xù)關(guān)注安全問(wèn)題對(duì)于建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

更智能、更綠能的未來(lái)

令人興奮的是，智能建筑帶來(lái)的機(jī)會(huì)并不局限于全新的結(jié)構(gòu)；建筑物也可以通過(guò)智能技術(shù)進(jìn)行改造。在現(xiàn)有系統(tǒng)中簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接的功能并簡(jiǎn)化其復(fù)雜度，同時(shí)也可以加速建筑物中無(wú)線通信的整體采用。

隨著公共和私營(yíng)部門(mén)都致力于改善建筑領(lǐng)域的能源使用，我們可以預(yù)計(jì)未來(lái)幾年智能建筑的采用將必不可少。在這十年中，技術(shù)的進(jìn)步和建筑物中物聯(lián)網(wǎng)的使用對(duì)于減少各個(gè)環(huán)節(jié)的二氧化碳排放，最大程度地提高能源效率和消耗至關(guān)重要，并且會(huì)在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和提高個(gè)人及群體的生活質(zhì)量方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。

作為所有主要物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的公認(rèn)領(lǐng)先供應(yīng)商，Silicon Labs 部署的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線芯片數(shù)量遠(yuǎn)超 10 億。資料顯示，他們擁有適用于快速開(kāi)發(fā)智能家居、商用、消費(fèi)者和工業(yè)應(yīng)用的硅芯片、軟件和工具。在2021年Silicon Labs成立25年之際，公司總裁兼CEO Matt Johnson 曾表示，“短短幾年內(nèi)，我們看到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)取得了驚人的進(jìn)步，我們開(kāi)始意識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限可能。”