物联网技术如何增强智能建筑设施管理

什么是智能建筑？

“智能建筑”一词指的是配备建筑管理系统的建筑，这些系统利用物联网和人工智能等技术，自动管理和控制建筑内使用的各种能源，如照明、空调和热水。智能建筑节能、提高安全性，创造更舒适的环境，并且管理更加高效，减轻了建筑管理人员的负担。

建筑管理问题

由于之前的新冠大流行，办公建筑的面积因居家办公和办公室轮用办公桌的人数增加，办公建筑面积正在缩小。此外，发展中国家由于经济快速增长，劳动工资上涨和劳动力短缺问题也日益突出。此外，由于恐怖主义和冲突等原因，原油及其他原材料价格飙升，已成为严重问题。接下来，我们将探讨这些问题对建筑管理可能产生的负面影响。

工资上涨和劳动力短缺——低效的建筑管理

自疫情以来，全球经济特征为经济停滞和通货膨胀导致的物价上涨，同时在发展中国家观察到劳动工资上涨。建筑管理领域同样受到影响，为了吸引员工，提高起薪已成为不可避免的事情。此外，发展中国家难以获得建筑管理方面的专业知识，技术人员不足使得引进和使用最新技术变得困难。因此，许多操作仍需手工完成，效率低下，加上工资上涨，这正成为建筑管理的重大负担。

原材料价格上涨——管理成本增加

由于全球各地的恐怖主义和地缘冲突引发的不确定性，原油、天然气等原材料价格持续上涨。因此，能源价格也在飙升，空调和照明等电气设备的电力成本不断增加。原材料价格的上涨是能源密集型建筑维护和管理成本增加的根本原因。此外，与其他问题不同，这些价格上涨是一个全球性问题，单个公司无法通过管理手段解决。因此，必须采取更为激进的改革，如引入最新技术。

减少的办公楼面积——合同价格下降

为应对大流行而引入的在家工作为部分企业带来了经济利益，由于办公室缩小，租金降低。此外，在办公室的在线会议和办公桌轮用制的帮助下，对沟通问题的担忧正在得到缓解。因此，由于楼层空间过剩，这种现象导致楼宇管理服务合同价格逐步下降。

让建筑变智能的举措——通过物联网实现的突破

应对这些建筑管理问题的方法有很多，我们来看看一些关键的举措。

优化——利用网络

在建筑内安装传感器，通过网络收集数据。建筑管理者实时接收各种数据，能够从中央位置高效地管理建筑。此外，可以利用云服务远程监控建筑。

能源管理——引入传感技术

在建筑中安装测量温度、湿度、二氧化碳浓度、亮度、人员流动等的传感器和摄像头，通过网络收集数据并用于能源管理。分析传感器和摄像头收集的数据，使得能源使用得以优化。

在现有建筑和设施中的应用

让建筑变智能的举措不限于新建项目。在对现有建筑进行重大改造时，即使只是简单地安装节能设备或安保设备，也可以取得很好的效果。此外，能够收集和分析建筑内不同类型的数据，如进出人数和不同时段的使用人数，也可以用于商业建筑的市场调研。

智能建筑的好处

在最新技术的支持下，使建筑智能化有什么好处？接下来，我们将介绍四个主要好处。

通过引入物联网技术，扩大单人可处理的设施管理区域

利用云计算技术，可以从中央位置远程监控和管理能源消耗和室内环境。除了可视化电力消耗和室内环境外，云服务还可以从一个位置管理多个建筑。如果建筑能够远程监控，就不需要为每栋建筑分配员工，只在发生问题时派遣员工到现场。以这种方式引入物联网技术，是解决劳动力短缺和技术人员不足问题的有效方法，同时扩大了单人可处理的设施管理区域。

节能和预测性维护

通过分析显示电力、煤气、水等使用情况的数据，并将分析结果与消耗能源的设备的运行结合起来，可以高效地优化建筑内部的能源消耗。由于智能建筑不断监控能源消耗，不仅可以了解能源消耗，还可以了解建筑内设备的运行状态。通过结合这些数据控制消耗能源的设备，可以实现最佳的节能效果。此外，这使得进行预测性维护成为可能：在问题发生之前，及早发现并响应设备故障和其他异常。

改善室内环境

可视化和分析室内环境数据，如温度和二氧化碳浓度，使得可以进行适当的空调和通风，令设施用户和居民更加舒适。例如，在智能建筑中，可以通过传感器获取室内二氧化碳浓度和分布，根据二氧化碳浓度调整外空气的通风量。这可以防止外空气过量进入，从而减少空调所需的能量。

增强的安全性和可靠性

可以通过安装在建筑中的摄像头和传感器检测入侵者。同时，可以通过扫描员工的ID卡或静脉来管理员工考勤和座位。此外，温度传感器还可以用来检测火灾。除了检测入侵者和火灾外，智能建筑还可以与报警和报警系统联动，确保在紧急情况下迅速响应。

建筑自动化系统（BAS）和建筑能源管理系统（BEMS）

在智能建筑管理中，“BAS”和“BEMS”这两个术语经常被使用。这两个术语是建筑管理中的重要技术术语，接下来，我们将解释它们的含义及其之间的关系。

建筑自动化系统（BAS）

BAS是“Building Automation System”的缩写，指的是一个自动化管理建筑内各种设备和设施的系统，允许它们集中管理。BAS是一个中央监控系统，监控和控制空调、照明、安全等设备的运行和能耗。

以下是BAS的几个关键特点和功能：

1. 系统功能

集中控制：BAS能够集中管理建筑中的空调、照明、安全、供暖、通风和空调（HVAC）系统等设备。自动化调节：根据预设的程序和环境数据，自动调整温度、湿度、照明强度等，确保室内环境的舒适与节能。

2. 主要组件

传感器和执行器：传感器监测温度、湿度、二氧化碳浓度等环境参数，执行器则根据传感器的数据调整设备的运行状态，如调节空调温度或开关照明灯具。控制面板和用户界面：提供直观的界面，供管理人员监控和控制系统运行，进行设置和调试。中央控制单元：集成所有控制逻辑，处理数据，并协调各子系统的运行，确保系统高效运作。

3. 功能优势

提高能效：通过智能调控，优化能源使用，减少能源浪费，降低运营成本。增强舒适性：自动调整室内环境参数，提供更加舒适的工作和居住环境。提升安全性：集成安全系统，自动监控并响应火灾、入侵等安全威胁，确保人员和财产安全。

4. 应用领域

商业建筑：办公楼、购物中心、酒店等，通过BAS提升舒适度和能效，降低管理成本。住宅建筑：智能家居系统集成，通过BAS控制家庭的照明、温度、安防等，提高居住体验。工业设施：工厂、仓库等，利用BAS优化生产环境和设备运行，提升生产效率和安全性。

5. 技术集成

与其他系统集成：BAS可以与建筑能源管理系统（BEMS）、安防系统、消防系统等进行集成，实现信息共享和协同管理。远程监控与管理：通过云平台和移动应用，实现远程监控和控制，方便管理人员随时随地管理建筑系统。

建筑自动化系统不仅提高了建筑的运营效率和能源利用率，还大幅提升了建筑的安全性和居住舒适度，是现代建筑管理不可或缺的核心技术之一。

建筑能源管理系统（BEMS）

BEMS是“Building Energy Management System”的缩写。BEMS是一个基于安装在楼层、房间和设备上的传感器获取的数据，进行能耗可视化和管理的系统。虽然与BAS类似，BEMS是建立在BAS之上的系统，专注于可视化建筑内所有设备的运行和能耗。除了可视化能源消耗外，分析从传感器获得的数据，使得可以统一高效地控制能源供应，从而实现节能和更宜人的环境。

以下是BEMS的简介：

1. 系统功能

能耗监测：实时监测建筑内电力、燃气、水等能源的使用情况，提供详细的能耗数据。数据分析：对收集到的能耗数据进行分析，识别能源使用模式和潜在的节能机会。优化控制：根据分析结果，自动调整设备运行策略，优化能源使用，减少浪费。

2. 主要组件

传感器网络：包括电表、燃气表、水表、温度传感器、湿度传感器等，用于收集各类能耗和环境数据。数据采集和通信模块：负责将传感器数据传输到中央控制单元，确保数据的实时性和准确性。中央控制单元：处理和分析数据，生成报告和优化建议，并控制相关设备的运行。用户界面：提供可视化的数据展示和控制界面，方便管理人员监控和调节系统。

3. 功能优势

提高能效：通过精细化的能耗监测和优化控制，实现能源的高效利用，降低能耗。节省成本：减少能源浪费，降低能源费用，同时减少设备的运行和维护成本。环境保护：降低碳排放，支持可持续发展目标，提升建筑的环保形象。舒适性提升：优化空调、照明等系统的运行，提高室内环境的舒适度。

4. 应用领域

商业建筑：办公楼、商场、酒店等，通过BEMS实现能耗的精细管理，提高运营效率。工业设施：工厂、仓库等，通过BEMS优化生产环境和能源使用，降低生产成本。公共建筑：学校、医院、政府大楼等，通过BEMS提高能效，减少公共支出。

5. 技术集成

与BAS集成：BEMS通常与建筑自动化系统（BAS）集成，利用BAS提供的数据和控制能力，实现更全面的能源管理。云平台和大数据：利用云计算和大数据技术，实现数据的集中管理和高级分析，支持远程监控和决策。智能算法和AI：通过机器学习和人工智能技术，进一步优化能耗预测和设备调控策略。

6. 工作流程

数据采集：通过传感器网络收集各类能耗数据和环境数据。数据传输：将数据传输到中央控制单元，进行存储和处理。数据分析：对数据进行分析，识别能耗模式和节能机会，生成优化建议。优化控制：根据分析结果，调整设备运行策略，实现能耗优化。结果监控：通过用户界面展示数据和结果，方便管理人员进行监控和调整。

建筑能源管理系统通过全面、精准的能耗监测和智能化的优化控制，实现了能源的高效利用，不仅降低了建筑的运营成本，还为环境保护和可持续发展做出了重要贡献。

BAS与BEMS的关系

了解当前的能源使用情况是成功实现节能的关键。通过使用 BAS 传感器和网络，可以收集显示能源使用情况的数据。这些数据在BEMS中以图形和图表的形式可视化。这使您可以识别任何过度的能源使用。换句话说，BEMS是一个为BAS添加能源管理功能的系统。

以下是BAS与BEMS关系的对比：

	建筑自动化系统（BAS）	建筑能源管理系统（BEMS）
定义	集成系统，用于自动化控制和管理建筑内的空调、照明、安全等设备。	专门用于监测、分析和管理建筑内能源消耗的系统。
功能侧重点	集中控制、自动化调节、实时监控。	能耗监测、数据分析、优化控制。
数据来源	传感器数据（设备状态、环境参数等）。	基于BAS数据和额外的能耗计量设备数据（电表、燃气表、水表等）。
数据共享	提供实时设备状态和环境参数数据给BEMS。	依赖BAS数据进行能耗分析和优化控制。
控制整合	利用BAS的控制功能实现设备的自动化调节。	利用BAS控制功能实现能耗优化，如调整空调系统运行策略。
协同优化	BAS和BEMS协同工作，通过数据和控制，优化建筑整体运营。	通过能耗数据分析，结合BAS控制，提升节能效果。
典型应用	实时监控设备状态，发现异常时及时通知BEMS进行分析。	分析能耗数据，发现节能机会，通过BAS调整设备实现节能。
系统集成	集成于同一平台，提供统一的管理界面。	集成于同一平台，通过数据融合实现智能管理。
数据融合	通过大数据和云计算技术，集成BAS和BEMS的数据。	融合BAS和其他数据，进行精细分析和智能控制。
最终目标	提高建筑运营效率，减少能耗和维护成本，提升舒适度和安全性。	提高能源效率，减少能耗和维护成本，提升舒适度和安全性。

BAS和BEMS是现代智能建筑管理的重要组成部分，它们通过相互协作，实现了建筑的高效、节能和智能化管理。BAS提供实时数据和自动化控制，BEMS进行能耗分析和优化，两者的结合使得建筑管理更加高效、精细和智能。引入建立在BAS之上的BEMS是制造智能建筑的重要一步，旨在节约能源，创造更舒适的环境，并减轻建筑管理人员的负担。

总结：智能建筑能提供什么？

智能建筑通过应用基于物联网（IoT）技术的先进建筑管理系统得以实现。这些建筑提供了多方面的优势，包括显著的节能效果、增强的安全性以及扩展设施管理的单人处理能力。此外，智能建筑在应对流行病和全球原材料价格上涨等挑战时表现出卓越的弹性。这些优势归功于一系列实用技术的支持，这些技术不仅稳定了建筑管理行业的运营，还为从事更复杂的管理操作提供了灵活性和自由度。

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