【智慧建筑与社区】谈谈数字时代的新基建，智能建筑发展趋势
智能建筑是利益相关者获得经验和成功的积极贡献者。技术使数据捕获和分析、连接、监控成为未来智能建筑的新基准。理解它是什么以及它的发展方向是至关重要的。
建筑科学的进步，使建筑物更好的为用户和他们的物理环境，长期以来被定义为硬的和有形的进步:建筑设计，结构完整性，建筑材料，机械部件等等。这些优先事项仍然和以往一样重要，但现在在创建符合现代标准和期望的结构方面出现了新的问题。是的，建筑物的数字基础设施的质量，嵌入在一切事物中的信息和操作技术网络，使其能够正常运作，很容易在重要性上与物理基础设施相竞争。
可以肯定地说，数字技术已经给建筑带来了革命性的变化，就像它在过去几十年里颠覆了人类体验的许多方面一样。可控制的、更好监控的、响应能力越来越强的、由技术支持和增强的建筑正在提供更好的用户体验和更有效的运营。但建筑的未来仍在书写之中。
智能建筑是具备足够强大的数字基础设施，以收集和积累建筑运营数据;提供分析、学习和分享所需的连接;并最终将其用于利益相关者的利益。所有这些能力都在许多被指定为智能的新建筑中得到了利用。但是，就像人类的智能没有上限一样，目前也没有证据表明智能建筑的功能已经达到了极限。虽然许多使建筑智能成为可能的技术现在都是强大的、有能力的，并正在实现它们的承诺，但更多的进步是可能的，并且值得关注，正如目前处于萌芽阶段的新技术必须得到所有利益相关者的密切关注一样。一些核心技术和技术应用,在建立的各种状态,应该在那些感兴趣的雷达监测和评价智能建筑的进步。
“我们需要确保今天安装的技术是经得起未来考验的，并且能够轻松地与其他设备/控制系统相互作用——这对智能建筑至关重要。”
数据连接和分析构建自学习，能够实现高水平的自动化和控制，依赖于有效的数据捕获、共享和处理。从保持建筑运行的复杂系统网络中的传感器获取的数据必须是可访问的、能够解释和利用的。反过来,网络是智能建筑元素,而迅速成为迅速蔓延和成熟的一个分支物联网(物联网)——单独的环境可寻址设备通过互联网交流通常使用一组理解通信标准和协议,共享数据,响应命令,甚至自主行动。
随着智能建筑的兴起，构建物联网(BIoT)正在形成。它从建筑物的连接系统、设备和资产中收集数据，这些数据可能独立于建筑物自动化系统(BAS)，也可能并入其中。BIoT由许多基本构件组成:捕捉数据的传感器;执行器使用数据和分析来提供响应;容许以硬连线或无线方式传送数据的网络标准;为交流提供语言的应用平台;以及构成系统大脑和自动化所需功能的数据存储和分析。
数字孪生模型的期望将改善建筑物的运营效率。但为了做到这一点，数字孪生将需要包含建筑施工阶段的静态数据和操作阶段技术系统和居住者的动态数据。我认为这个行业刚刚开始学习如何将静态数据和动态数据连接到数字双胞胎中。
BIoT的许多元素都已经到位，但是在不同技术和系统的网格化和融合方面还需要进步。数据网络的通用标准和灵活、开放的体系结构对无缝通信至关重要。
数字孪生
规划对于智能建筑的发展至关重要，它最终将有效地利用技术，并按照预期工作，造福于用户。规划过程中一个重要的新兴元素是利用建筑信息建模(BIM)对结构进行虚拟造型。
该过程的一个产品是“数字孪生”，一个虚拟的计算机模型的结构，允许模拟，测试和更正设计选项在施工前。这两种方法简化了与多种设计和工程规程的协调，避免了可能的设计冲突，而在施工期间或施工后纠正这些冲突的成本可能很高。
在设计智能建筑的特点的背景下，数字孪生将能够分析结构对变化的响应，这些变化基于诸如占用水平或不同的能源供应来源等变量。例如，增加一扇门或一扇窗的影响，可以在数字孪生中分析不同的建筑疏散场景以及对加热和冷却成本的影响。建造后，数字孪生可以结合来自建筑的实时数据，并允许与原始设计进行持续的比较。作为与建筑相关的所有信息的中央存储库，数字孪生成为了一个测试和优化需要的建筑控制场景的平台。
网络安全
互联设备是智能建筑的基础，没有它们，什么也做不成。但他们的存在也带来了安全风险，技术必须能够应对。物联网配置为潜在黑客提供了多个切入点。这暴露了建筑信息和操作技术系统。随着关键建筑系统的网络化，允许远程管理和监控，以及IT和OT之间的通信，交叉污染的风险是真实的。
为了限制潜在的安全威胁，智能建筑技术必须同时应对物理和网络安全风险。在单层上，实体建筑的访问必须通过占用监视和控制系统进行监控，以防出现可能预示网络攻击的异常情况。另一方面，数字网络必须有防火墙和数据加密保护。第三，必须确保系统完整性，保护个人系统和终端，防止未经授权的个人访问和未经授权的更改。
简而言之，广泛建设数字化的趋势，以及对it的日益依赖，在安全方面可能是一把双刃剑。利用智能建筑系统提供的全方位安全功能，可以限制可能给建筑运营和用户带来风险的网络攻击。
企业房地产行业将越来越多地与租用者接触，以更好地了解空间需求，聪明地优化空间使用将是未来的主要因素。空间将变得更加活跃，整体减少面积和更高的利用率。对空间使用的不断监测将使这些经验教训得以不断改进。
空间管理
更好地理解居住者如何使用建筑是智能建筑方法的核心组成部分。通过传感器获取的数据是对建筑运行系统进行编程的基础，使其与使用模式保持一致，并对需求做出适当的反应。智能建筑技术可以跟踪和记录用户的活动，监控建筑面积的占用水平和趋势，并向居住者提供实时信息，有助于提高空间利用率，使用户和建筑的能源需求都受益。
空间利用不足是目前建筑最大的低效率问题之一。一些研究表明，写字楼里传统的办公桌配置会让这些办公桌有半天时间没有使用，会议室和其他共享区域也常常是空的。这意味着建筑物的重要区域，在很长一段时间内，可能在无人在场的情况下被点亮或加热/制冷。
基于活动的工作(ABW)方法因此开始开花结果。他们把员工从一张桌子转移到一个可以让员工聚集在更明确、但限制更少的工作空间的地方。这种方法提供了更大的灵活性，潜在地减少了在建筑的大范围内扩展电力和工作环境的需要。
智能建筑配置可以让更多的雇主更加可行。通过嵌入在办公桌或照明系统中的传感器，实时监控办公桌和房间的占用情况。工作人员可以快速找到适合他们需要的可用工作区域。信息可以通过手机或通过面部识别软件分析的闭路电视实时视频获取。
随着空间利用率的不断提高，提升检测必将成为智能建筑的核心特征。扩展说，建筑用户可以通过提高生产力和更好地与建筑环境进行整体交互而获益。
数字化冲击所有的可持续性元素。它可以提供效率的改善，通过优化远远超过目前的建筑管理系统(BMS)的能力。这也将是改善健康和福祉的关键，住户很快就会想了解内部空气质量，促使房东监测和改善空气质量水平。
预测运行和维护
数字化为建筑管理的所有要素提供了一个集成的平台，它可以改变运营和维护的方式。从根本上说，目前的方法涉及对控制和管理系统的综合依赖。长期以来，我们拥有专业的操作人员，能够根据需要管理故障排除、检查、维修和更换。即使是一流的建筑操作和维修人员也经常必须猜测系统问题的根源、服务周期和更换的时间;实际的性能数据在决策中发挥的作用有限。
在智能建筑配置中，先进的传感技术能够深度监控建筑物理工厂的操作，这可以补充人类掌握的知识和专业技能。数字化，可对系统性能进行监控和跟踪;服务和维护需求可以预测和计划;基于多种变量，成本可以更好地进行比较和估算。它们可以包括厂房和设备的使用年限和使用记录;它的使用水平以及它对构建功能的重要性;以及修理或更换所需的投资。
其结果是更有效和更经济的系统维护，并朝着预测或“及时”的方式进行维护。这意味着更少的计划外停机或中断，并优化计划进行必要的替换或修复。此外，通过减少不需要的或过早更换的部件，以及最小化对建筑运营的影响，节省了资金。
运行建筑系统所需的能源也可以通过智能建筑技术得到更好的管理。在一些建筑中，能源管理已经完全数字化，设施管理人员能够通过混合使用实时和历史数据来调整或升级设备，如HVAC系统，来审查和优化建筑的能源性能。因此，设施管理人员能够采用一种更具有战略意义的立场，这种立场是由旨在改善设施性能的新技术提供的数据提供的。
监视和控制
在智能建筑中减少能源消耗是一个节约的机会，不仅在金钱方面，而且在环境方面。建筑物的能源消耗转化为能源生产的减少，其中大部分仍然依赖于燃烧排放二氧化碳的化石燃料。智能建筑配备了基于需求和资源密切监测和控制能源消耗的技术，很有可能成为另一种日益受到追捧的结构:绿色建筑。
智能技术可以提高运行效率和节约能源，使智能建筑更加环保和可持续。越来越多的建筑设计采用现场可再生能源来补充甚至取代电网供应能源，正朝着“零能耗建筑”的状态迈进，这很可能成为新一代建筑的下一个有意义的标志。
长期以来，可持续建筑模式一直围绕着一种建筑材料和设备方法，将节能与更好的物理基础设施设计联系起来。这仍然很重要，但是另一个正在出现的方面与更好的构建系统管理有关。通过使用智能技术，更积极主动、持续不断地发现运营中能源浪费的领域，可能会产生同样的结果。数字化带来的技术进步将成为节能减排的新目标。
携手共创更美好的未来
专家正在帮助构建利益相关者更加自信地走向智能建筑的未来。
实现这一目标的挑战肯定会变得越来越复杂。从提高用户体验到减少能源消耗和环境足迹，再到控制运营成本，未来的发展趋势将在许多方面受到关注。今天，我们不仅有智能建筑，还有绿色建筑、零能耗建筑和人性化的良好建筑，所有这些都反映了对建筑的一系列要求，以及对它们确实能够做到的信心。通过向建筑物投掷技术，在死胡同里追逐铃铛和哨子，希望更多的人就能过得更好，这是不可能实现的。
首先评估需求，然后继续部署数字工具，这些工具将真正改变建筑及其在建筑环境中的角色。从建筑最初的构思和设计，到建筑的建造和最终的使用，数字化无疑是改变游戏规则的关键。使用数字技术来创建一个广泛定义的、全面的、更好的建筑涉众体验的可能性才刚刚开始被理解和欣赏，更多的是在那些在配置智能建筑方面有经验的人的帮助下。
无论新建筑还是现代化建筑，都可能比它们的前身拥有更多的本土智慧。然而，对于这些智能建筑来说，诀窍就像书本智能人一样，将把这种能力转化为现实世界。需要指出的是，所有想要聪明的开发商所面临的挑战是，将原始功能的存在误认为是实现清晰、有意义的结果的能力。当人类的智慧和技术与智能数字技术交叉时，这些都是可以实现的。
