供暖、通风和空调(HVAC)系统主要由几家大型企业(如 Carrier、Goodman、Rheem、Trane、York、Lennox 和 Nordyne)掌控,它们占据了美国超 90% 的市场份额。这些公司在描述其操作系统、楼宇管理系统(BMS)或楼宇自动化系统(BAS)时采用相似的通用术语。尽管这些系统在能源优化和舒适度控制方面表现出色,但 HVAC 仅占标准商业建筑总能源消耗的 40%,仍存在很大的提升空间。
在建筑运营领域,可能替代 BMS 系统的是主建筑系统集成(MBSI)。这一转变由两项技术变革推动。一方面,得益于过去几十年的大量投入,小型且经济高效的电子传感器得以广泛应用,可检测温度、湿度、光线、运动、水、空气质量、振动、气味甚至特定声音,如枪声。部分传感器还增加了创新的操作控制功能,用途不再局限于记录和发送数据。例如,能将旧的建筑系统(如电梯中的继电器开关和气动恒温器)转变为具有基于计算机指令的系统。另一方面,计算建筑物内人数的专用设备取得重大进步。这看似微小的突破,却开辟了新功能,可根据人员位置分配清洁空气和紧急服务。传感器成为建筑运行的调节器,为所有主要系统提供向计算机传递信息和接收指令的途径。
实时通信的传感器带来第二项重大进步 —— 真正的人工智能。为获得最佳效果,人工智能需要大量有意义的数据。准确的数据输入此类程序,以便进行集成、消化并与其他可能有意义的数据进行比较。如今,超越机器学习的真正人工智能开始指导自主行动,反过来又为传感器领域的创新带来新需求。
例如,若空间温度控制不仅基于恒温器设置,还考虑给定空间中 98 度人类数量的变化,就能获得有意义的数据。优秀的人工智能程序可评估热负荷增加情况,指示冷却器为该区域生产冷却空气。提前启动冷却,无需等待建筑工程师解决 “太热” 问题。
由于传感器数据的实时性和计算机对加热、冷却过程的微调能力,能源消耗可大幅降低。通过控制空气温度的微小增量,如半度而非传统的 2 到 3 度变化,可使建筑更加高效。当前,循环开关的 HVAC 系统耗电量大,占用数据可实现更精细的正负半度控制。在物理环境中保持恒定温度所需能量更少,随着时间推移,若物理空间温度稳定,会发生热聚集现象,就像酒窖保持凉爽一样。
同样,若办公室持续保持 72 度,室内所有物品也接近该温度。家具、石膏板、天花板乃至饮水机中的水温都为 72 度,这被称为热平衡。达到这种状态后,维持 72 度空气温度目标所需能量减少,人工智能可实现这一目标,节省成本并减少租户不满的服务电话。
如今能实现这种节能解决方案,是因为可将更详细的数据输入强大的人工智能。例如,洛杉矶的一栋建筑每天与基于云的人工智能交换超 150 万个数据点。随着人工智能对大量数据输入的需求,各种新型数据生成电子传感器不断涌现。如今,浪费能源的气动恒温器可被独特设备取代,实现精确温度设置数字读数并保持该设置。
如今,办公楼业主的关注点不仅限于能源。以 WELL 运动为例,房东面临租户对工作场所安全的日益关注。假设发生公共紧急情况,如火灾或枪击事件。火灾时建筑物尽快疏散,武装威胁下指示隐藏并就地封锁。无论哪种情况,实时统计人员位置都是重要数据,有助于指挥消防员和警察。
主建筑系统集成是建筑运营的下一步,其核心是将实时传输数据的传感器与人工智能程序连接,人工智能程序实时考虑数据,从而显著节省成本。真正的人工智能可计算出最佳解决方案,发布指令,对多个系统进行调整,并在几秒钟内完成。给业主的建议是,若仅考虑能产生报告的项目和商业产品,会发现它们已过时。这是近十年的技术。未来十年的建筑技术将由各种类型的数据和人工智能驱动,并明确为商业房地产设计。
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