文/師飛 許肖飛，.身份證號(hào)：409807308；.身份證號(hào)：4749860489

基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑節(jié)能方法研究與設(shè)計(jì)思考

文/師飛1許肖飛2，1.身份證號(hào)：410211198210173018；2.身份證號(hào)：412724198602114819

本文對大數(shù)據(jù)技術(shù)的建筑節(jié)能方法進(jìn)行研究，探尋新興技術(shù)如何與傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域相結(jié)合，從而提出新的設(shè)計(jì)思考。從大數(shù)據(jù)的架構(gòu)和技術(shù)入手，協(xié)同分析應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域的架構(gòu)，用信息技術(shù)時(shí)代的大數(shù)據(jù)手段為傳統(tǒng)建筑的發(fā)展提供參考。

大數(shù)據(jù)；建筑節(jié)能；設(shè)計(jì)思考

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代建筑節(jié)能技術(shù)的由來與發(fā)展

1.1 大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的背景與現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)是一個(gè)描述數(shù)據(jù)集的術(shù)語，不論是結(jié)構(gòu)化的還是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，都對數(shù)據(jù)本身所對應(yīng)的事物有緊密關(guān)聯(lián)。大數(shù)據(jù)可以在多個(gè)行業(yè)被提取分析，從而帶來更好的決策和戰(zhàn)略。雖然收集和儲(chǔ)存大體量數(shù)據(jù)的行為由來已久，但是大數(shù)據(jù)這個(gè)概念卻是相對較新的。一般學(xué)者或相關(guān)行業(yè)的公司將大數(shù)據(jù)總結(jié)為5個(gè)特點(diǎn):體量大、速度快、多樣性、有價(jià)值和真實(shí)性。體量大表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的來源廣泛，包括商業(yè)交易、社交媒體，甚至是建筑中設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；速度快體現(xiàn)在各種數(shù)據(jù)快速傳播中需要進(jìn)行快速反應(yīng)進(jìn)行處理，甚至實(shí)時(shí)處理獲取結(jié)果，這得益于電子標(biāo)簽或者傳感器等智能設(shè)備的發(fā)展；多樣性是因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的格式多樣，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫都輸入非結(jié)構(gòu)化的信息，需要使其結(jié)構(gòu)化從而方便處理；有價(jià)值是因?yàn)榇髷?shù)據(jù)不僅僅是幾個(gè)獨(dú)立的數(shù)字，而是有意義的邏輯性描述的集合；真實(shí)性就是數(shù)據(jù)對于描述客觀事物的具體體現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)更增強(qiáng)了真實(shí)性。

1.2 大數(shù)據(jù)的發(fā)展情況

大數(shù)據(jù)對當(dāng)前社會(huì)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展速度，大數(shù)據(jù)技術(shù)雖然發(fā)展的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于傳統(tǒng)行業(yè)，但仍以高速發(fā)展的勢頭影響著傳統(tǒng)行業(yè)。2009年美國政府開始使用開放數(shù)據(jù)，之后各國政府相繼效仿；之后，2011年麥肯錫正式提出大數(shù)據(jù)的概念，大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。現(xiàn)如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅僅是企業(yè)決策的重要支撐，更是在商業(yè)領(lǐng)域和科研領(lǐng)域發(fā)揮著重要價(jià)值。1946年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)僅能做到每秒500次的計(jì)算，而現(xiàn)在IBM制造的Watson超級(jí)計(jì)算機(jī)每秒能處理500GB的數(shù)據(jù)。全球39%的人口使用互聯(lián)網(wǎng)，社交網(wǎng)站Facebook有超過十億活躍用戶，每天互聯(lián)網(wǎng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都呈指數(shù)增長。Spratt描述說大數(shù)據(jù)或許將能推動(dòng)下一次工業(yè)革命，從根本上重塑經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、就業(yè)和社會(huì)生活的各個(gè)方面。在我國，大數(shù)據(jù)也成為當(dāng)前重要的發(fā)展戰(zhàn)略。2015年9月，國務(wù)院印發(fā)《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》部署了我國在未來5～10年內(nèi)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展工作，之后在多個(gè)省市相繼成立了大數(shù)據(jù)綜合試驗(yàn)區(qū)的建設(shè)工作。

1.3 與建筑節(jié)能技術(shù)的聯(lián)系

在傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)運(yùn)算水平的提高，大數(shù)據(jù)也成為建筑節(jié)能領(lǐng)域一個(gè)全新的領(lǐng)域。過去我們可能會(huì)認(rèn)為大數(shù)據(jù)僅僅是對于數(shù)字的描述，但通過下文對于大數(shù)據(jù)時(shí)代建筑節(jié)能技術(shù)特征的描述和具體應(yīng)用案例的列舉，能直觀地展現(xiàn)出大數(shù)據(jù)與建筑節(jié)能技術(shù)的關(guān)聯(lián)性。無論是主動(dòng)還是被動(dòng)，在建筑節(jié)能這項(xiàng)門檻比較高的領(lǐng)域，通過與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，將會(huì)使整個(gè)行業(yè)趨于快速發(fā)展。

2 建筑節(jié)能的現(xiàn)實(shí)意義

21世紀(jì)人類發(fā)展的主題便是可持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)階段隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，土木工程建筑的數(shù)量在不斷增加，能源消耗與污染問題也在逐漸增長。據(jù)調(diào)查顯示，現(xiàn)階段我國每年新增建筑約占據(jù)世界每年增加總量的50%，其消耗了大量的能源。電力資源、水力資源等都屬于建筑能耗的范疇，然而我國在這一方面能耗是發(fā)達(dá)國家的3.5倍，大量資源被浪費(fèi)。現(xiàn)階段我國的建筑節(jié)能在技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等方面都與發(fā)達(dá)國家有所差距，存有造價(jià)高、收益低等缺點(diǎn)，其技術(shù)能力有待提高。“低碳節(jié)能”已經(jīng)成為現(xiàn)階段發(fā)展的方向，在規(guī)劃城市建設(shè)時(shí)，應(yīng)非常重視對土木工程建筑節(jié)能措施的研究和應(yīng)用。建筑節(jié)能的前提是不影響建筑的使用功能，在工程設(shè)計(jì)時(shí)就加入相應(yīng)的節(jié)能措施，如降低材料損耗、有效規(guī)劃樓板和墻體厚度等等，以降低因取暖而消耗的能源。通過有效采取建筑節(jié)能措施，既可以降低能耗、節(jié)約資源，還能夠保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 大數(shù)據(jù)對建筑節(jié)能技術(shù)發(fā)展的影響

大數(shù)據(jù)技術(shù)除了使新興行業(yè)發(fā)展迅猛之外，對傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域中節(jié)能方向也有深遠(yuǎn)的影響。大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用也充分體現(xiàn)了其變化性的特點(diǎn)，與智能建筑相關(guān)的各類傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所采集的速度和體量都在時(shí)刻發(fā)生變化，數(shù)據(jù)流的峰值也是處于無規(guī)律的變化當(dāng)中，因此，對于結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)更要在周期性和事件觸發(fā)的峰值數(shù)據(jù)負(fù)載做好管理和應(yīng)對工作。同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用也有極其復(fù)雜的特性，所得到的數(shù)據(jù)來自多個(gè)數(shù)據(jù)源，這使得科研工作者在處理數(shù)據(jù)時(shí)要將非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)處理成結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，要控制各個(gè)層級(jí)的關(guān)系和數(shù)據(jù)之間內(nèi)在的關(guān)聯(lián)，否則體量非常大的存儲(chǔ)內(nèi)容將迅速失控。

4 基于大數(shù)據(jù)的建筑節(jié)能展望

未來幾乎所有的業(yè)務(wù)都要依托互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)進(jìn)行，因而有了“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)概念。也正是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)，數(shù)據(jù)將傳感器和機(jī)器、人聯(lián)系在一起，同時(shí)，人和人之間也能夠輕易便捷地分享各種巨型數(shù)據(jù)信息。在當(dāng)前設(shè)備的驅(qū)動(dòng)下，數(shù)據(jù)的傳輸不僅僅局限于實(shí)體傳感器和設(shè)備之間，更能通過類似衛(wèi)星、無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)使數(shù)據(jù)流從一端傳輸?shù)搅硪欢?，這也同時(shí)涉及數(shù)據(jù)安全等問題，也是大數(shù)據(jù)時(shí)代在建筑節(jié)能方向需要解決的一個(gè)課題，因此，傳統(tǒng)的建筑領(lǐng)域更應(yīng)與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建新的思維模式和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，將成熟的解決方案推廣給企業(yè)和個(gè)人，全球要在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架下進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和傳輸，才能在更安全的一個(gè)層面上解決大數(shù)據(jù)和建筑節(jié)能結(jié)合的問題，這不僅僅物理設(shè)備與虛擬數(shù)據(jù)的安全，甚至對于在極端環(huán)境狀況下的災(zāi)難管理的分析和預(yù)測也有十分重要的影響。

5 結(jié)語

綜上所述，對于未來發(fā)展大數(shù)據(jù)與建筑節(jié)能結(jié)合的展望，則存在許多機(jī)遇與挑戰(zhàn)。對于傳統(tǒng)建筑節(jié)能領(lǐng)域，依然有許多提升空間，通過與大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以使城市和數(shù)據(jù)更加融合發(fā)展。

[1]劉雷．大數(shù)據(jù)“問診”設(shè)備耗能:傳統(tǒng)節(jié)能理念受挑戰(zhàn)[J]．中國設(shè)備工程，2015

[2]莫爭春．大數(shù)據(jù)時(shí)代下的建筑節(jié)能新思路[J]．城市住宅，2015．