當今的智能建筑能夠了解每個房間、每個樓層的情況，優化能源使用以促進可持續性。

智能建筑是通過物聯網 (IoT)、機器學習、自動化和建筑信息模型 (BIM) 等技術實現的。

今天，以人為本的建筑就在這里。 下一步：構建能夠預測情景的結構，主動讓每個居住者的生活變得更輕松。

建筑物就像智能手機：它們無處不在，由復雜的組件構建而成，沒有它就無法生活。 但建筑物也有點愚蠢，更像干墻而不是數字化。

隨著自我“思考”設施的興起，這種情況正在迅速改變。 對智能建筑(能夠檢測內部發生的情況并做出相應反應的房屋、工廠和辦公樓)的需求正在激增。

這一趨勢背后的動機很容易掌握。 建筑物的建造成本很高，運營成本更高。 使用模式存在很大的可變性，并且建筑物有很長一段時間處于閑置狀態。 如果融合了攝像頭、傳感器、數字孿生和樓宇自動化的解決方案能夠使建筑物的運營成本與需求的高峰和低谷保持同步，結果會怎樣呢? 更好的是：如果讓建筑物更加數字化也能讓它們更具可持續性呢?

建筑、工程、施工和運營 (AECO) 行業正在通過重大研發投資來回答這些問題，這些投資承諾有一天會交付不僅能做出反應而且還能學習的建筑。

什么是智能建筑?

智能建筑就像任何有墻壁和窗戶的結構一樣; 不同之處在于，它有一個額外的 IT 基礎設施層，可以為居住者和環境帶來更好的結果。

照明、暖通空調、安全和警報均由中央“大腦”精心策劃，該“大腦”使用物聯網傳感器和自動化來優化從能源使用到舒適度的幾乎所有方面。 它可以檢測當前的占用水平，跟蹤公用事業消耗模式，并了解人們在任何給定時間聚集的地方。

如果八月炎熱的下午陽光燦爛，系統將調節建筑物兩側的百葉窗和空調，保持舒適度并最大限度地降低成本。 如果一些房間擠滿了人，而另一些房間卻空著，系統會知道這一點并做出適當的調整。

是什么讓智能建筑變得智能?

智能建筑的核心是以人為本，或“占用意識”。 通過集成物聯網、機器學習、自動化和建筑信息模型 (BIM) 等一系列技術，建筑運營商可以直觀地了解建筑在任何給定時間的運行效率。

通過匿名收集與人、行為模式和建筑系統相關的數據，智能自動化可以確保從 HVAC 到照明的系統對建筑居住者的行為做出響應。

智能建筑數據分析可以改變設計和施工研發，從而在未來實現更明智的設計決策。 例如，建筑師可以提高隔熱性能，以釋放內部空間來生活或工作。

同時，使居住者模擬模型更加準確，可以為創建在成本、舒適度、健康和生產力方面全面優化的節能建筑提供信息。

智能建筑如何使 AECO 行業受益

長期目標是通過將人類活動轉化為信息并按房間或樓層進行分析，使 AECO 行業更加數據驅動。 了解人們如何在社會上占據一個空間可以讓建筑變得更便宜、更環保。 實現可持續發展目標是一個關鍵驅動因素，對環境具有巨大的潛在效益。

聯合國環境規劃署 (UNEP) 報告稱，建筑物消耗的能源約占全球能源消耗的 40%，排放量約占全球溫室氣體排放的三分之一。 然而，只需對建筑實踐進行一項改變——將 20% 的建筑轉變為使用清潔電力運行的熱泵——就可以將歐洲二氧化碳排放量減少 9%。

想象一下還有多少其他小改進等待智能建筑分析發現并進行擴展。

考慮到當今建造的任何大型建筑都將運行五年或更長時間，對現有建筑進行脫碳并確保新建筑支持循環經濟將是應對氣候變化的關鍵。

智能建筑的下一個時代：動態數據和機器學習

智能建筑傳感器和攝像頭捕獲數據，以便將其轉化為房間和系統的實時 3D 可視化。 這些信息會被自動分析，然后用于觸發供暖、空調、防曬、照明、用水或安全方面所需的任何更改。

機器學習的進步還使智能建筑能夠從收集的數據中學習，并使用它來模擬不同的占用場景。 然后，他們可以生成響應，不斷調整建筑物的用戶體驗。

智能建筑還支持數字孿生的創建，超越靜態 3D 模型，創建建筑物內部和外部當前狀態的實時整體表示。

智能建筑變得栩栩如生

IKON 全球創新中心是智能建筑實際應用的一個很好的例子。 它由建筑材料領導者 Kingspan 創建，將當前建筑、設計和技術方面的最佳實踐與可持續、自我管理工作空間的未來雄心結合起來。

IKON 坐落在愛爾蘭卡文郡的湖泊和河流之中，是一個“活生生的實驗”。 該公司表示，它為工程師提供了完美的現實環境來測量建筑物的節能特性。

Kingspan 的創新主管 Mike Stenson 表示：“IKON 的最初想法是將先進材料的研究與數字技術結合起來。” “在這樣做的過程中，我們意識到我們可以從頭開始創建一座既數字化又可持續的建筑。”

該建筑包含傳感器，使 Kingspan 工程師能夠測量能源消耗以及自然采光、雨水收集和處理、太陽能電池板和其他可持續技術的不同方法的功效。

經過廣泛的能源建模后，IKON 采用回收塑料瓶制成的材料制成。 屋頂安裝的太陽能電池板產生的電力足以滿足建筑物 35% 的能源需求。 停車場設有電動汽車充電站，大樓的廁所系統使用雨水。

現場施工研發

IKON 也是 Kingspan 數字團隊的所在地，該團隊進行研究，旨在為公司的產品帶來更多智能。

這使其成為解決一些建筑重大技術問題的理想環境：增強現實、虛擬現實和物聯網將在建筑管理中發揮什么作用? 人工智能 (AI) 和機器學習將如何改變建筑設計?

在 IKON 的可回收墻壁內，Kingspan 的回應是使其成為世界上第一個 5 級成熟度數字孿生體。 利用 Autodesk Platform Services(以前稱為 Forge)等技術，該公司很快就能渲染出可在多個建筑利益相關者之間共享的 L5 雙胞胎。

智能建筑的缺點

如果說智能建筑的爆炸式增長有什么缺點的話，那就是技術優勢與技術限制發生沖突。

由于機器學習算法收集和處理大量數據，不可避免地會出現網絡安全和數據隱私方面的擔憂。 智能建筑以匿名方式收集信息，但有人擔心人工智能可能會通過發現數據集之間的意外模式并泄露個人身份來造成無意的破壞。

另一個潛在的問題是需要可靠的寬帶互聯網連接來運行智能建筑系統。 斷網一段時間后，構建安全系統會發生什么情況? 如果發生重大天氣事件，附近一個重要的手機信號塔被撞倒，會發生什么?

最后，可以合理地假設智能建筑技術需要投資和維護。 希望受益的公司需要擁有知識和技能來理解和充分利用該技術的潛力。

未來是學習的建筑

Stenson 表示，IKON 對數據的使用、對可持續材料的依賴以及活躍的實驗室結構將在未來幾年繼續推動創新。 該公司已計劃每年在其制造工廠回收 300 至 4 億個塑料瓶。

IKON 研究團隊表示，有一天，智能建筑可以使用機器學習算法主動響應行為和環境輸入。 現代互連的建筑子系統可以預測變化并保持建筑居民的舒適度，同時最大限度地減少能源消耗。

像 IKON 這樣的智能建筑也可能有助于建筑融入循環經濟。 通過訪問超詳細的建筑數據，拆除或翻新房產的公司將準確了解使用了哪些材料和組件以及它們的安裝位置。 這將使材料回收變得更加容易，將拆除場地變成資源而不是垃圾場。

“IKON 使我們能夠利用數據探索新的方向，”Stenson 說。 “我們只觸及了表面。”