借助大数据技术实现全方位的建筑性能提升

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这篇文章由汤姆霍顿编辑，智能建筑&控制专家

气候变化是历史上最大的环境危机。选择自然世界是我们自己造成的问题，它影响了数百万人。这个问题很可能在未来几十年内成为一场人道主义危机，我们必须立即采取行动。

英国已在法律中提出到2050年实现碳中和(这意味着碳排放总量保持中性，并采取尽可能多的抵消措施来实现平衡)。)。够了吗？许多人不这么认为，包括许多顾客。他们致力于在新项目、房地产、地区和城市中尽早实现零碳排放。

雄心勃勃的行业承诺令人放心。然而，作为工程师，我们必须在教育和与他人合作中发挥更广泛的作用，以促进真正的变革。今天，大多数现有建筑在30年后仍需要使用，所以我们必须更加努力地对现有建筑进行再利用、改造和优化。

有许多问题，我坚信技术是这些关键要素之一。今天的智能建筑可以优化我们对人员、空客房和运营的利用。减少能源需求是关键，但创造一个提高人民生产力的环境、更有效地利用空和支持高效运作对我们走向低碳到零碳经济非常重要。

图1:利用技术实现价值

360度建筑性能

建筑性能通常被认为是节约能源的一种努力。尽管这对于解决气候紧急情况非常重要，但我们不应忽视改善其他建筑性能测量方法的机会。技术可以而且应该被用来增加建筑物或城市的价值。通过积极使用技术和数据，项目的业务案例可以得到极大的改善。

技术可以帮助我们理解当今建筑的使用方式，并促进基于证据的适应性发展:

1.空客房利用率

企业可以通过更好地利用空或灵活地工作来适应增长，而不必扩展到新的地方。一般来说，客户可以平均减少20%的净建筑面积。

2.健康和生产力

微调建筑系统可以为建筑用户创造一个更健康、更高效的环境，并最终增加企业收入

3.优化建筑功能

这座建筑如何支持我们的工作？它如何促进协作或改善用户体验？技术可以提供有用的见解，并有助于与我们的建筑建立更无缝的互动。

4.能源性能

有大量证据表明，投资回报可以用于以能源为导向的控制。问题是，我们是否应该充分利用收集的数据来诊断进一步的效率改进？

5.投资组合/贷款管理

通过自动故障分析和及时维护，基于数据的决策可以改善我们维护和管理建筑物的方式。

建筑管理系统——创造价值

楼宇管理系统(bms)非常普遍。然而，就其对改善整体性能的贡献而言，这项技术经常被忽视。从策略定义的早期阶段到开发的设计和规范，再到后期的采购和调试，所采用的方法对使用中的操作和性能有着至关重要的影响。

行业供应商最近采取了一些积极措施。然而，需要做更多的工作来倡导整个价值体系，以确保这项技术真正开放、可扩展、网络安全和面向未来。

图2:楼宇管理系统的价值

使用智能建筑技术

是什么让建筑变得智能，为什么？“智能建筑”这个词没有标准的定义，它的含义可能因你问的对象、地点和时间而异！性能是加速“智能建筑”行业发展的共同力量。因此，“智能”是一项可以优化空机房、人员、运营、成本和碳排放的技术。

中国国家标准gb50314-2015《智能建筑设计标准》对智能建筑的定义是:“基于各种智能信息的综合应用，集建筑、系统、应用、管理和优化于一体，具有感知、传递、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成人、建筑和环境协调的一体。”

技术在迅速发展，想要利用这一趋势的市场多样性也在迅速发展。这给我们的行业带来了挑战，要求他们提高技能并扩展到更广泛的服务领域。我们不仅需要精通新兴的互操作性标准、物联网和数据管理，还需要具备帮助客户适应新形势的技能。

有了这些数据，我们该把它放在哪里？对于“本地”(本地软件)iaas(基础架构即服务)、paas(平台即服务)或saas(软件即服务)，答案取决于最终用户、应用场景要求等。不可否认，软件即服务(saas)的趋势和诸多优势可以解释这一原因，但应注意充分理解opex，包括适应性和合同灵活性。

这项新技术令人兴奋，并有很大的潜力释放性能，但障碍是什么？网络安全和数据隐私通常被认为是普遍关注的问题。

采取措施加强网络安全

网络犯罪现在已经超过了世界毒品交易。根据全球网络安全公司卡巴斯基的报告，“2019年上半年，37.8%的控制系统显示出网络攻击的迹象。”

意识到自己在提供易受攻击的系统方面的责任的顶级行业参与者近年来采取了重要步骤来加强其体系结构和固件的安全性。这是通过传输层安全性(tls)和其他新兴技术(如块链)实现的。

然而，通过加强安全性，这些专有解决方案是否有限制互操作性和未来集成成本的危险？作为回应，ashreabacnet委员会开发了BACnet/securenect(将于今年晚些时候发布)。采用这一新标准可能需要一段时间，而且只会因客户需求而加速。

注意数据隐私

我们最近都经历了数据隐私方面的法律变更，这些网站弹出窗口要求您接受使用条款。一般来说，个人或公司数据是共享的，以换取服务。

任何决定收集和使用哪些个人数据的组织都是“数据控制者”，因此它必须遵守数据保护条例(gdpr)。代表数据控制者(如分包商)处理个人数据的组织是“数据处理者”，目前没有遵守dp指令的直接义务。

在智能建筑中，关键概念是确定并向多个利益相关方分配与智能建筑技术的创建、开发、运行、维护和使用相关的责任。所有这些利益相关者可能是“数据控制器”或“数据处理器”，或者两者兼而有之。尽管智能技术可能无法直接捕捉个人数据，但其分析能力和表达方式可能会间接识别个人工作模式和习惯。在这个数据隐私的新时代，我们应该寻求专家的建议来维护gdpr的六项原则。

展望建筑和基础设施的未来需求

显然，建筑需要表现得更好。如果我们想遏制对气候的影响，我们需要在未来进一步改变这一绩效目标。无论是受未来绿色立法改革的驱动，还是更多的企业优化业务运营的需要，技术进步都可以支持这些目标并完成整体绩效问题。

运营技术(ot)一直在重组建筑环境的各个方面，从无缝工作场所应用到建筑诊断、智能城市和能源基础设施优化。当然，所有这些的关键是数据。

我们现在正处于第四次数字革命。数据科学、包括机器辅助深度学习在内的自动化数据管理技术以及人工智能的潜力将加速我们以整体方式获得洞察力、诊断和行动表现的能力的转变。

数据已被广泛应用于许多其他行业，包括电信、金融和市场营销，但掌握aec行业一直很慢。虽然它有很大的潜力，但只有少数建筑能够真正有效地利用数据。

改变这一统计数据的最大障碍是在我们的建筑中提供大量可用的高质量数据。我们的行业需要更加关注由建筑系统和物联网生成的数据集的规范、调试和管理。一段时间以来，我们一直在使用开放协议，这对于开放曾经是“黑盒”技术的技术非常有用。现在，我们需要利用核心控制功能之外的优势来满足数据管理的需求。

我们的行业必须努力提高对客户数据价值的认识。我们必须为供应链做好准备，并提高那些计划和验证这些数据集质量的人的技能。数据是一种宝贵的资产，必须像对待其他有形资产一样对待。

我们还必须与客户it部门合作，以使这些数据可访问，从而弥合网络安全和数据保密性之间的差距，以及fm在运营技术方面的优先事项和他们在数据可用性和持续运营方面的优先事项。mud、daq和udmi等新兴标准为这种集成铺平了道路。

以建筑性能的“数字挑战”为例

更好的数据共享每年可以为英国基础设施部门增加70亿英镑的收入，相当于总支出的25%。

通过aec行业各方、客户、基础设施和政府机构的共同努力，我们可以在绩效方面塑造和加速新的虚拟经济。

宏观(建筑)、微观(系统)甚至纳米(设备)层面的“数字双胞胎”将向建筑业主和国家层面揭示建筑的性能机遇。通过这种方式，我们可以促进竞争和多元化的市场发展，并通过数据分析、诊断和机器学习工具做出响应。

2018年7月，英国皇家财政部成立了英国数字框架数字化建设任务中心。dftg正在开发一个路线图，以创建一个数字双生子生态系统，这将共同成为一个国家数字双生子，并使我们的行业受益。

获得这些数据将为现有业主提供一个独立进入发展中市场的独特机会，从而确保准确的循证评估并实现基于绩效的合同。

图3:为绩效结果建立虚拟市场

新开发项目可以利用最近竣工的建筑数据，在更精细的层面上对设计方案进行基准测试。我们的国家基础设施还将受益于对当前和未来趋势的洞察，并使能源聚合商能够与建筑业主合作，根据需求响应计划保护未来的恢复能力，即更具活力的公用事业供应。

对我们的行业来说，这是一个巨大的挑战，但巨大的潜力使我们走向零碳的未来。(编译/前加。孟光伟)