从智能建筑到智慧建筑

众所周知，气候变化是当今人类面临的最大威胁之一。我们已经看到了它的许多影响，从不可预测的天气到全球变暖。如果我们想让这一情况变得更好，就需要采取措施彻底减少我们的碳足迹。一个特别需要关注的领域是建筑业；根据联合国环境规划署的一项研究，建筑业占全球排放量的 37%。因此，建筑行业的发展将在应对气候危机方面发挥重要作用。

智能建筑的概念已经超越了我们大多数人居住的联网建筑。这些建筑通过物联网、IT 和运营技术 (OT) 实现高效、经济的资源利用，最大限度地减少了对环境的影响。

如今，智能建筑能够根据入住情况提供实时服务，避免在照明、供暖、空调等方面浪费能源。根据100Green的研究，仅英国每年就因人们离开房间时不关灯而浪费 339,810,000 千瓦时的能源。智能建筑技术则可以消除这种浪费，其传感器可以确定人们何时离开房间并相应地关闭灯。

然而，智能建筑作为这项技术的第二步，并不是它的最终体现。智能建筑面临的挑战是协调在孤岛中工作的不同异构系统。如今，楼宇管理系统 (BMS) 部分地汇总来自不同端点的数据，并提供 OT 管理和仪表板，但从 OT/IT 融合中出现的智慧建筑，依赖于更成熟的平台和与被定义为楼宇操作系统（Building Operating System. BOS）的各种子系统的无缝互操作性。我们目前正处于数字化演进阶段，其中 BOS 的轮廓仍然是专家和供应商的讨论，这标志着从智能建筑到智能慧建筑的转变。

但是，为了防止气候变化的最坏影响并保护宜居地球，我们需要制定宏伟的目标，而减少影响是不够的。我们需要积极扭转这一趋势并恢复环境。这就是发展的最终阶段：面向未来的智慧建筑（也称为智慧建筑 5.0）。

智能建筑专注于减少能源使用，从而减少碳排放并保护自然资源，而智慧建筑 5.0 则具有适应性，能够改善生态系统、增强生物多样性并产生可再生能源。这意味着自然资源不仅会得到保护，而且还会得到补充。这些功能需要一系列先进的技术，而不仅仅是智能建筑所需的技术。

虽然建筑师和工程师无疑将发挥巨大作用，但新技术将在实现这些再生建筑的过程中发挥不可或缺的作用，因为数据量将非常庞大，以目前的技术无法计算。那么，哪些技术将推动智能建筑的发展呢？

01 IT/OT 融合

运营技术（OT）和信息技术（IT）都传输和存储信息，但它们在环境中发挥着不同的作用。通过将这两个系统合二为一，智能建筑将能够无缝地将从 OT 流程收集的信息无线传输到其数字 IT 网络。这允许统一的系统监控，从而提高 IT 和 OT 系统提供的价值。在实践中，这意味着使用来自传感器和其他测量设备的输入来改进操作并适应用户需求，从而以最高效的方式利用资源。

02 仿生学

仿生学是指学习并模仿自然界的系统、形式和过程，以解决复杂的人类问题，通常采用更可持续的方式。这种设计过程不仅可以创造有利于建筑物弹性的条件，还可以改善用户的福祉，并使其外观更具美感。

仿生学可用于解决不同的目标。例如，具有绿色屋顶和墙壁的亲生物设计将有助于恢复城市生物多样性。多种收集、储存和过滤水的技术也源自自然生命原理，并将有助于解决智能再生建筑中水资源保护的关键挑战。

03 群智能

目前，运营技术非常分散，这意味着设备之间没有直接通信，只能通过中央系统进行通信。但我们正在看到从传统人工智能到群体智能的演变，这意味着从集中式架构转向更分散的架构，其中出现了一种受蜜蜂群体集体行为启发的行为模型。

每一款软件都将充当一个自主代理，与一组异构的其他自主代理协同工作。这种模式将更具可扩展性，不会出现单点故障，从而使其更具弹性。它将能够处理智能建筑成为现实所需的复杂功能。

04 AIoT

物联网收集了大量数据，但如何对这些数据进行有意义的分析并获得见解却是一个难题。如今，这些数据被传输到服务器并进行集中分析，但随着数据量的增加，这种方式变得不切实际。AIoT 是人工智能和物联网的融合。随着这种转变，数据将在更靠近物联网（边缘）的地方实时计算，甚至由物联网本身计算。因此，运营效率将提高，物联网可以有效地独立思考，从错误中吸取教训，并相应地调整行动方案。

智能建筑就像自动驾驶汽车一样，将执行看似简单的功能，而幕后由一系列先进技术提供支持。为这些建筑提供动力的系统将创建并维护建筑环境的内部地图，实时分析每个房间的温度、光照水平、能源使用情况和占用情况。

除此之外，他们还将分析建筑物的外部，包括热量损失、空气质量、风速、垃圾箱容量等。智慧建筑将利用可再生能源（包括太阳能电池板和风力涡轮机）发电，并预测能源需求，储存多余的能源以备高峰时段使用或将其反馈回电网。

想象一下：周六早上，当你醒来时，太阳在头顶上闪耀。当你拉开窗帘时，房间里的灯会熄灭，因为传感器检测到房间内光线增加。今天的空气污染水平特别高，所以你的家启动了过滤系统来净化空气。你的室内植物也改善了室内空气质量，并且只在必要时自动浇水。你吃了一块早餐棒，然后把包装纸扔掉。

包装纸被归类为可回收物并放入正确的垃圾箱，垃圾箱装满后当天就会被收集。当你在沙发上放松时，你会看到房子侧面的太阳能电池板慢慢旋转以匹配太阳在天空中的位置。手机上的通知告诉你，你今天通过出售多余的能源赚了 50 块钱。离开家时，你会发现空调自动关闭了。

但智能建筑关注的不仅仅是用户体验。同一栋建筑不仅让居住者的生活更加便利，还对气候产生再生作用，促进生物多样性，减少污染并产生绿色能源。这就是智能建筑技术将实现的未来。

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