吳榮燦

摘 要：隨著智能化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的重要組成部分，智能化技術(shù)在智能建筑中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用?；诖?，探討智能化技術(shù)在智能建筑中的創(chuàng)新應(yīng)用及其帶來(lái)的效率和便利。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；智慧建筑；人工智能

中圖分類(lèi)號(hào)：TU17;TU318? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2023）10-0098-03

0 引言

智能建筑是集現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)之大成的產(chǎn)物，是信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)和建筑技術(shù)相互融合的產(chǎn)物。其最大特點(diǎn)就是可以按照用戶(hù)的需求，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，為人們提供更加便捷、舒適、安全的生活和工作環(huán)境。智能建筑技術(shù)是指通過(guò)集成先進(jìn)的信息技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)，使建筑物能夠更加智能、高效地運(yùn)行和管理的技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展源于人們對(duì)提高建筑物能源效率、舒適性和安全性的需求。

1 智能建筑技術(shù)的背景及發(fā)展趨勢(shì)

1.1 背景

智能建筑技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代的節(jié)能運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)建筑物在能源消耗方面存在一些問(wèn)題，包括能源浪費(fèi)、高碳排放和能源資源短缺等。能源危機(jī)為研究更加高效地建筑能源利用方式提供了推動(dòng)力，人們開(kāi)始尋求利用科技手段控制與管理建筑設(shè)備、環(huán)境，從而優(yōu)化建筑的性能。這一初衷奠定了智能建筑技術(shù)的基本思路。

在21世紀(jì)初，隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，智能建筑技術(shù)得以應(yīng)用和推廣，智能建筑從單純的能源效率管理轉(zhuǎn)向了集成化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路，表現(xiàn)在ICT（信息和通信技術(shù)）融入了建筑的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過(guò)程。給傳統(tǒng)建筑加上“智能”的特性，讓建筑管理系統(tǒng)不再孤立，而是可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)IoT（物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和分析，進(jìn)而調(diào)整建筑環(huán)境，使其在人們的日常生活中發(fā)揮更大的作用。各種傳感器、控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等技術(shù)被集成到建筑環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)了建筑環(huán)境的智能化、高效化、舒適化和安全化。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能建筑技術(shù)也得到了不斷地進(jìn)步和發(fā)展。未來(lái)智能建筑技術(shù)將朝著以下4個(gè)方向發(fā)展。

1.2.1 互聯(lián)網(wǎng)+智能建筑

建筑物通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)測(cè)和控制建筑的能源效率、安全和舒適度等。智能建筑技術(shù)通過(guò)使用感知器件、數(shù)據(jù)采集和分析等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物能源的高效管理和優(yōu)化。例如，智能照明系統(tǒng)可以自動(dòng)感知人員活動(dòng)并調(diào)整照明亮度，以節(jié)省能源消耗。智能建筑系統(tǒng)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接到大數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化[1]。智能建筑可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制和預(yù)測(cè)性維護(hù)。而隨著網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能建筑將能夠更有效地防范各種網(wǎng)絡(luò)安全威脅，為人們提供更加安全的生活和工作環(huán)境。

1.2.2 AI在智能建筑中的應(yīng)用

智能建筑將能夠更高效地實(shí)現(xiàn)能源管理、設(shè)備維護(hù)、安全監(jiān)控等功能，為人們提供更加便捷、舒適的生活和工作環(huán)境。利用AI技術(shù)，建筑可以通過(guò)自我學(xué)習(xí)、自動(dòng)調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)的環(huán)境和效率。機(jī)器學(xué)習(xí)可以用來(lái)預(yù)測(cè)建筑內(nèi)的人流情況、能源使用情況、設(shè)備狀態(tài)等。智能建筑技術(shù)不僅關(guān)注建筑物與技術(shù)的交互，還注重人與建筑的交互，人機(jī)界面、語(yǔ)音識(shí)別和智能控制設(shè)備的應(yīng)用使得建筑物更加智能化、靈活和易于操作。

1.2.3 綠色智能建筑

強(qiáng)化可持續(xù)性表現(xiàn)是一個(gè)明顯的趨勢(shì)，可以更好地運(yùn)用智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)，以最小化對(duì)環(huán)境的影響，加強(qiáng)對(duì)能源的可再生利用。智能建筑通過(guò)更智能化地管理和控制，減少建筑能源消耗和環(huán)境污染，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)?？梢栽诮ㄖ镌O(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)中實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約、碳排放減少和資源回收等目標(biāo)[2]。例如，利用智能能源管理系統(tǒng)，可以最大程度地利用可再生能源和優(yōu)化能源利用效率等。

1.2.4 一體化設(shè)計(jì)

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，不同的智能系統(tǒng)將被整合到一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)上，允許不同制造商的設(shè)備和技術(shù)更好地協(xié)同工作。智能建筑將能夠更高效地實(shí)現(xiàn)能源管理、設(shè)備維護(hù)、安全監(jiān)控等功能，并將能源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)備維護(hù)等多功能集成，提高建筑管理的效率和質(zhì)量，為人們提供更加便捷、舒適的生活和工作環(huán)境。利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，智能建筑可以根據(jù)不同的需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，以提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。例如，自動(dòng)調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)溫度和人員活動(dòng)來(lái)調(diào)整溫度和風(fēng)速。

2 智能建筑應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新

2.1 智能建筑應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)

自動(dòng)化控制技術(shù)是智能建筑的核心技術(shù)之一，它可以通過(guò)傳感器和控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑環(huán)境的智能控制。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）是智能建筑的核心技術(shù)，集成了HVAC（供暖、通風(fēng)和空調(diào)）、電力、照明、安全、消防等各種設(shè)備，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，以此打造穩(wěn)定和舒適的室內(nèi)環(huán)境，提高能源的使用效率。例如，智能建筑可以使用能源管理系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)能源的使用，使用環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)室內(nèi)空氣質(zhì)量、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)，并使用自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)控制照明、空調(diào)、通風(fēng)等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)建筑環(huán)境的智能化和高效化。

2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）

智能建筑系統(tǒng)不僅需要在地理位置上集成不同的設(shè)備和系統(tǒng)，也需要在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行連接，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智能建筑中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，它可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑環(huán)境的全面監(jiān)測(cè)和管理。通過(guò)將傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)收集各種數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、照明情況、設(shè)備狀態(tài)等，通過(guò)數(shù)據(jù)可分析進(jìn)行決策并調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2.1.3 人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能技術(shù)是智能建筑中一項(xiàng)重要的信息技術(shù)，它可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑環(huán)境的智能識(shí)別、理解和判斷。AI和機(jī)器學(xué)習(xí)為對(duì)建筑環(huán)境的控制帶來(lái)了新的維度。通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)去的數(shù)據(jù)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以預(yù)測(cè)未來(lái)建筑影響因素（如人流、天氣）的變化，然后自動(dòng)調(diào)整設(shè)備設(shè)置，以提升效率和舒適度。例如，智能建筑可以使用人臉識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別進(jìn)出建筑的人員，使用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音控制等。

2.1.4 能源管理系統(tǒng)

智能建筑的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是能源管理系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)收集和分析能源使用數(shù)據(jù)（如電力、燃?xì)狻⑺?，能源管理系統(tǒng)（EMS）能更有效地管理和控制能源消耗。這將大大提高建筑的能源效率，減少碳排放，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 智能建筑的應(yīng)用創(chuàng)新

2.2.1 能源管理創(chuàng)新

智能建筑需要高效的能源管理系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化建筑能源消耗，能源管理系統(tǒng)的創(chuàng)新為智能建筑提供了更加智能、高效的能源管理方式。智能建筑通過(guò)集成建筑能源管理系統(tǒng)（EMS）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。其創(chuàng)新應(yīng)用包括智能化的能源監(jiān)控、預(yù)測(cè)性能源調(diào)整和優(yōu)化，通過(guò)能源儲(chǔ)存和智能網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)能源的自給自足等。這些創(chuàng)新使智能建筑能夠高效利用能源，降低能耗，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài)。例如，能源管理系統(tǒng)可以將建筑能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，從而實(shí)現(xiàn)更加智能化的能源管理。

2.2.2 舒適性提升創(chuàng)新

智能建筑需要高效的控制系統(tǒng)來(lái)管理建筑環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行，控制系統(tǒng)的創(chuàng)新為智能建筑提供了更加智能、高效的管理方式。智能建筑應(yīng)用的創(chuàng)新，使得建筑內(nèi)的溫度、濕度、照明等參數(shù)能夠得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，以提供更加舒適的室內(nèi)環(huán)境。通過(guò)智能化的傳感器、自適應(yīng)控制系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，智能建筑能夠根據(jù)人員數(shù)量、活動(dòng)情況和外部環(huán)境變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度、照明等，提供個(gè)性化的室內(nèi)環(huán)境體驗(yàn)[3]。例如，人工智能控制系統(tǒng)可以將建筑環(huán)境的參數(shù)進(jìn)行智能優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)更加智能化的控制和管理。

2.2.3 可持續(xù)性創(chuàng)新

智能建筑的應(yīng)用創(chuàng)新致力于提高建筑的可持續(xù)性和環(huán)境友好性。例如，通過(guò)智能照明系統(tǒng)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)和調(diào)光、優(yōu)化能源使用和管理、再生能源的整合利用以及智能窗簾和智能建筑外殼材料的應(yīng)用等，可以減少能源消耗，提高建筑的綠色性能。

2.2.4 安全性創(chuàng)新

智能建筑需要大量的傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)建筑環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，傳感器安全性技術(shù)的創(chuàng)新為智能建筑提供了更加精準(zhǔn)、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。智能建筑利用先進(jìn)的安全技術(shù)保護(hù)建筑和居住者的安全。創(chuàng)新的應(yīng)用包括智能安防系統(tǒng)、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、智能門(mén)禁系統(tǒng)等，這些技術(shù)可以提高建筑的安全性，減少潛在的威脅和風(fēng)險(xiǎn)。例如，微型傳感器技術(shù)可以將多個(gè)傳感器集成到一個(gè)芯片上，使其體重更小、計(jì)算更精準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)更安全。

2.2.5 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提升

目前網(wǎng)絡(luò)通信已從傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)提升為全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一種無(wú)源全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、低時(shí)延、高可靠性和低能耗的特點(diǎn)[4]。在智能建筑安防中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過(guò)全光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、智能門(mén)禁、消防報(bào)警等功能。全光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于它能夠支持多業(yè)務(wù)承載能力，可以滿(mǎn)足智能建筑安防系統(tǒng)中各種不同的業(yè)務(wù)需求，具有簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)帶寬擴(kuò)展性、降低故障點(diǎn)和能耗的特點(diǎn)。

2.2.6 用戶(hù)體驗(yàn)創(chuàng)新

智能建筑需要提供更好的用戶(hù)體驗(yàn)。用戶(hù)體驗(yàn)創(chuàng)新的目的是讓用戶(hù)更加方便、快捷地使用智能建筑，從而提高用戶(hù)的工作效率和生活質(zhì)量。智能建筑的創(chuàng)新應(yīng)用致力于提供更好的用戶(hù)體驗(yàn)。例如，通過(guò)智能家居控制系統(tǒng)，居民可以使用手機(jī)或語(yǔ)音助手來(lái)控制和管理建筑內(nèi)的設(shè)備和系統(tǒng)，提高居民的生活便利性和舒適度[5]。

3 案例分析

以福州萬(wàn)科城市之光智慧社區(qū)為例，通過(guò)綜合管理平臺(tái)整合服務(wù)資源，為社區(qū)住戶(hù)提供了便捷的政務(wù)服務(wù)。居民可以通過(guò)智能終端設(shè)備，如手機(jī)或智能家居控制器，遠(yuǎn)程辦理各類(lèi)行政事務(wù)，如繳費(fèi)、申請(qǐng)證件等。智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)居民的需求和習(xí)慣，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度和顏色，提供舒適的居住環(huán)境。借助物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境感知和環(huán)境監(jiān)測(cè)。

通過(guò)傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，社區(qū)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量、溫濕度等環(huán)境指標(biāo)，并提供相應(yīng)的健康建議。例如，社區(qū)可以監(jiān)測(cè)PM2.5濃度，并及時(shí)提醒居民采取相應(yīng)的防護(hù)措施。社區(qū)內(nèi)人行道路上設(shè)置了物聯(lián)網(wǎng)井蓋，當(dāng)井蓋發(fā)生移動(dòng)、破損時(shí)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警，保障小區(qū)內(nèi)安全。此外，社區(qū)還配備了應(yīng)急呼叫系統(tǒng)，居民可以通過(guò)智能終端設(shè)備一鍵呼叫社區(qū)的安全人員或醫(yī)療救援人員。圖1為福州萬(wàn)科城市之光智慧社區(qū)智慧管理平臺(tái)。

在主動(dòng)安全方面，將智能化技術(shù)與安防相結(jié)合，提升了社區(qū)的安全性。社區(qū)配備了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控社區(qū)的各個(gè)角落?；诖髷?shù)據(jù)綜合管理平臺(tái)，可預(yù)防和監(jiān)測(cè)安全事件。門(mén)禁系統(tǒng)和實(shí)時(shí)在線(xiàn)安全巡邏系統(tǒng)，可確保社區(qū)的安全。AI智能分析違停抓拍系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別消防通道違規(guī)停車(chē)行為，并及時(shí)通知物業(yè)部門(mén)進(jìn)行處理。

在智慧體驗(yàn)方面，通過(guò)建設(shè)智能化系統(tǒng)集成平臺(tái)，提供了智慧關(guān)懷和智慧生活體驗(yàn)。居民可以通過(guò)智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能控制，如智能家居控制、智能門(mén)鎖等。社區(qū)還提供了信息交互平臺(tái)，居民可以通過(guò)社區(qū)APP或公共屏幕獲取社區(qū)公告、活動(dòng)信息等。這些創(chuàng)新應(yīng)用提供了更便捷、舒適和個(gè)性化的居住體驗(yàn)。智能化技術(shù)全方位提升了社區(qū)的品質(zhì)，并改善了居住體驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能化技術(shù)在智能建筑中的創(chuàng)新應(yīng)用，不僅帶來(lái)了更高效、更便捷的生活和工作環(huán)境，也推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，期待看到更多的創(chuàng)新應(yīng)用在智能建筑中實(shí)現(xiàn)，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的生活和工作環(huán)境。

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