如何设计一座智能建筑？

智能建筑洞察

• 工程师和设计师必须实现两件事才能创建智能建筑。

• 智能建筑有助于提高能源效率，因为所有工程系统都受到控制和测量。

想象一个带有智能控件的工作区。通过与Microsoft Office 365或Google Suite完全集成的办公应用，在离开家之前预订办公桌、会议室或非正式分组讨论项目空间。如果选择骑车上班，该应用具有路线规划、租用地点和注册功能，一旦到达，就可使用堆叠式停车舱、控制门、充电点和智能淋浴储物柜。

进入大堂，通过人脸识别系统或蓝牙过安检，如有访客，可分享二维码，方便进出。为降低能源消耗并提高可持续性评级，会议室的电源仅在有人进入时开启，并可以自行选择设置百叶窗、气候和氛围照明。

如果需要送货到办公室，具有Amazon的个人包裹储物柜以及用于杂货的冷藏储物柜。周围的一切都在无缝工作，以改善员工的舒适度、健康状况和工作效率，收集和分析所有数据以推进未来的办公室设计。

21世纪的未来办公室来了。

想象一下拥有智能控制的建筑。设施管理团队可以通过透明的单窗格仪表板格式查看、控制和测量机械、电气和管道(MEP)操作系统的数据，并结合新的智能功能，并随着运营需求的不断发展扩展自动化。

由于取消了昂贵的独立建筑管理网络基础设施，安装成本显著降低，根据实现净零的目标越来越多地实施环境举措，例如减少碳排放和降低能源成本，以及提高安全性和由于使用来自传感器和控件的数据来协调访问控制，并提高消防安全性，从而提高了安全性。

建筑维护的一场革命。

想象一个拥有智能控制的校园。建筑运营商可以根据所有房地产资产的实时数据跟踪效率，而无需考虑全球位置，包括实时碳监测。

我们现在生活在一个可以使用人工智能分析工具进行高效操作的世界，以进行现场设备诊断，从而降低预测性维护成本，并识别潜在的工厂改进。我们正在所有建筑物中实施标准基础设施方法，包括软件、网络选择和无源基础设施，以便能够随着客户需求的变化而发展，和灵活地扩展校园范围内的智能运营解决方案。

想象一下，一旦我们发展到具有智能控制的全国性站点，并最终实现具有智能控制的全球投资组合，我们就能实现所有的进步。虽然智能技术正在彻底改变人类生活的方方面面，包括社交、交流、旅行或工作的方式，但我们所处的空间是否能跟上潮流?

在智能技术方面，建筑环境是否真正拥抱了未来?

什么是智能建筑？

智能建筑的定义是至关重要的。一个设施仅仅配备建筑管理系统(BMS)是不够的，那些自20世纪70年代以来就一直存在。BMS是起点，但最终破译智能分类的是建筑网络的集成度和互操作性水平，包括用户和管理方。这反过来又提高了效率，并允许建筑业主对其设施做出实时决策。

根据实现的关键技术特征，可以区分三个智能阶段。

第一个是基本的非集成建筑，具有独立的不连贯系统、独立报告和多供应商支持合同。

第二个是集成了信息和通信技术(ICT)、视听(AV)、安全、供暖、通风和空调(HVAC)以及BMS网络的数字化建筑。其优势包括集成ICT/建筑网络、减少供应商支持合同、物联网云连接和应用程序就绪属性。

第三个也是最后一个阶段是智能建筑，其特点是所有MEP和ICT系统具有实时数据处理和解释工具的互操作性，具有大数据收集和分析、主动报告、面向未来的设备自适应基础设施和自学主动维护，同时通过映射资产来提高运营效率，以提高可持续性和弹性，降低成本，为更高效的用户提供敏捷和更健康的环境。

简而言之，智能建筑具有不同系统相互通信和解释数据的能力。

智能建筑需要两件事

建筑工程专业人士需要关注两个关键因素，才能交付真正的智能建筑。第一是早期采用，从概念阶段开始就与客户进行清晰和开放的沟通。

伦敦一栋33层、55万平方英尺的保险市场摩天大楼正在建设中，其旨在获得BREEAM卓越认证。这是一个生动的例子，说明了智能调整后的建筑与天生智能的建筑之间的区别。

在早期采用场景中，英国皇家建筑师学会(RIBA)第一阶段同意制定智能建筑战略的流程，在RIBA第三阶段开发设计之前，签署战略报告和高级预算，并在RIBA第四阶段进行有限的空间变化。

详细的价值工程审查可以在招标期间进行，中等规模集成(MSI)包含详细的MEP和BMS接口，具有规划的拓扑结构，可扩展的基础设施以及单一网络和供应商解决方案。

由于在后期设计阶段决定采用智能建筑策略，因此采用时间较晚，减少了可用的选择，并在项目后期引入了额外的成本。智能建筑策略是独立开发的，不与其他设计包协调，因此具有很高的风险，不精确的客户预算报告和与设计团队的智能协调直到RIBA阶段4设计之后才可能实现。

在采用智能解决方案时，所有相关的MEP BMS都已指定，以免延迟施工计划必须使用独立的多供应商MEP筒仓网络，增加成本和复杂性并限制合格供应商的选择。在施工前阶段加入MSI会带来客户之前未发现的成本和技术挑战，从而给长期客户关系带来不必要的压力，并对保留率产生负面影响。这种情况是一个不应该这样做的例子，在行业中通常会遇到，从而有效地改造新建筑。

交付真正智能建筑的第二大项目是采用由开放协议支持的单一工程设计解决方案。过去，客户会被锁定在长期合同中，接收到的软件不能根据其需求进行修改和定制。如今，已经发生了改变，现在需要开放协议。这就是统一的智能多学科团队发挥作用的地方。

数字孪生如何帮助智能建筑？

例如，许多供应商提供流行的数字孪生建模，但这通常只是在其他人构思和构建的工程设计上添加额外的传感器和软件覆盖。建筑工程师和智能团队的合作或统一对于数字孪生等功能的有效工作，以及随后以清晰可证明的方式实现可持续发展目标至关重要。智能不只是物理的表现，其是一个镜像。

关于数字孪生技术，需要强调的是其是一种分析工具，其列出了软件正在寻找的数据参数。当数字孪生为员工提供资产管理能力和信息源以查看和做出最终判断时，这可以得到很好的利用。凭借所有先进技术，人员因素仍然至关重要，并且可能会受到非用户友好分析的阻碍，因此数据表达方式的统一性和连贯性至关重要。

正确的心态对于避免后期智能采用的错误是必要的，同时需要一套数据统一标准和对开放协议的需求才能从真正统一的智能方法中受益。随着技术的发展，这将鼓励并使客户能够获得授权、接受教育并与行业合作伙伴进行真正的合作，其努力设计和交付真正的智能建筑，直到这成为常态。

真正的智能建筑是全球可持续发展竞赛的前进方向，到2050年实现净零排放。随着越来越多的自愿和强制性举措、标准和立法，完全集成和智能的管理策略使开发商和运营商能够努力走在潮流的前面。

智能建筑实例

动态模拟、可持续信息图表和能源效率历史数据跟踪，有助于根据预测和实际使用情况识别和分析建筑物的预测能源消耗，并且可以测试和评估不同的用户概况和各种设计选项，以便在实际实施之前了解其使用中的运营效益。其目的是缩小合规预测与使用中的运营能源之间的差距;一个真正连接的建筑提供了网络，以实现和超越可持续发展目标。

行业领导者需要注意的一个重要挑战是，单一的智能设计方法并不适合所有项目类型。主要有两个应用。

第一个是带有公共空间的开发商外壳和核心，通常称为A类，主要涉及多用途多租户建筑。这涉及主要工厂效率、碳中和建筑监控、融合建筑网络和建筑分析。

第二个是B类租户空间装修，包括用户应用、本地舒适控制、办公桌预订和集成会议空间。

定义建筑的最终结果

然而，在某些情况下，智能技术并不是立即需要的。但作为一个行业，应该努力为这些建筑配备未来的设备。期望的结果是交付智能就绪的建筑。

在伦敦，80 Strand是一栋令人惊叹的装饰艺术风格建筑，最初于1932年开放，位于泰晤士河畔，是二级保护建筑。

该建筑设计包括提供新技术机房，以支持新工作环境的高速语音和数据网络，并使用新的光纤主干进一步允许未来的扩展。一般办公区有高速Wi-Fi基础设施，可灵活工作，同时，新的闭路电视和门禁系统设计得隐蔽，但也包含在客户的网络中，以利用新的被动和主动基础设施，实现了摄像头和门禁位置的灵活性。

80 Strand是一座真正的智能建筑，代表了工程行业对许多客户至关重要的两个方面：保留历史悠久的设计的复杂性，同时实现面向未来的技术飞跃。

工程师和设计师正在经历建筑物设计、建造、管理和支持方式的最重大变化，更重要的是，房东和租户如何使用这些空间。建筑技术设计的关键是确保外部建筑连接和内部网络都是精心规划的工具，可以继续提供可扩展的灵活基础设施，满足现下的要求，并随后继续适应和支持未来的终点增长。

与建筑系统相关的技术，如ICT、BMS、EMS、安全、HVAC和AV，将继续进步，导致在建筑物的生命周期内更换和升级接口和端点。因此，信通技术基础设施必须能够在带宽和弹性方面无缝地适应变化和升级。

随着建筑物变得越来越智能，碳足迹将减少，可持续发展目标将实现并超越。智能解决方案还支持福祉和社区，这是大多数商业办公项目的核心主题，WELL建筑标准等认证的重要性日益提高证明了这一点。技术增强了用户体验、人类与整个建筑空间的互动，以及COVID-19安全的工作场所规划，并有助于接受人们工作和生活方式的结构和文化转变，从而使租户能够从工作幸福感和工作场所质量之间的直接关联中受益，提高个人生产力和创造力。

智能建筑就像指纹，但每个项目在成本、方案、客户简介和预期用途方面都有独特的方法。为了提供永恒的质量和有竞争力的产品组合，必须在设计阶段的早期制定智能建筑策略。