智能建筑（Smart Building）可以利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)步，高效率地管理資產(chǎn)、資源和服務(wù)，改善建筑物整體的營(yíng)運、能源取得及消耗、資源管理，以及完整住戶(hù)體驗。本文整理了現階段智能建筑行業(yè)中的三大熱門(mén)應用，包括智能能源分配系統、智能暖通空調(HVAC)系統、建筑物健康狀況監測系統。

智能建筑的發(fā)展前景

受到全球對提高可持續性、減少浪費和更有效地利用資源的需求推動(dòng)下，智能建筑技術(shù)正在快速發(fā)展。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的技術(shù)進(jìn)步，高效率地管理資產(chǎn)、資源和服務(wù)，改善建筑物整體的營(yíng)運、能源取得及消耗、資源管理，以及完整住戶(hù)體驗。

根據統計，建筑物的二氧化碳排放量占全球的38%，而建筑物能源消耗量在美國則占了40%，因此改造建筑物的能源消耗和可持續性對實(shí)現全球氣候目標至關(guān)重要。美國政府已經(jīng)明確了此一優(yōu)先事項，今年1月宣布成立“建筑效能標準聯(lián)盟”(Buildings Performance Standards Coalition)，這是33個(gè)州和地方政府之間的首次合作，致力于建設更清潔、更健康、更節能的建筑。

雖然優(yōu)化建筑產(chǎn)業(yè)的能源消耗是一項艱巨的任務(wù)，但它可以從最小的層面開(kāi)始：在為物聯(lián)網(wǎng)供電的微型芯片中。智能建筑將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到多個(gè)領(lǐng)域——從數字化的人流和空間利用，再到重建供水網(wǎng)絡(luò )。智能建筑的最大機會(huì )之一是徹底改變能源消耗，從智能能源分配系統和智能暖通空調設備開(kāi)始。

智能能源分配系統

傳統的能源分配系統是以單向方式建立，在這種方式下，能量預計會(huì )從發(fā)電機流入負載。在這些系統中，發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生能量并將其儲存到城市中心。隨著(zhù)太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的出現，現在的能源分布情況完全不同了；能源分配系統現在需要考慮到全方位的能源流動(dòng)。以前只消耗能源的建筑現在可以整合屋頂太陽(yáng)能電池板，生產(chǎn)并將多余的能源返回到電網(wǎng)中。智能能源分配系統能夠實(shí)現這種全方位的能源流動(dòng)，并允許整合可再生分布式能源，將能量重新儲存回電網(wǎng)。

這不僅可以透過(guò)提高系統效率來(lái)減少能源消耗，還可以解鎖分布式能源發(fā)電模型。建筑成為能源生產(chǎn)者，而不是消費者，從而實(shí)現了向綠色能源的轉變。傳感器和無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步為智能電網(wǎng)轉型奠定了基礎，智能建筑在實(shí)現更綠色、更互聯(lián)的電網(wǎng)方面發(fā)揮了重要作用，這將塑造一個(gè)可持續的未來(lái)。

智能暖通空調系統

智能暖通空調系統是智能建筑中另一個(gè)令人興奮的發(fā)展，它與能源效率、空氣質(zhì)量和居民舒適度密切相關(guān)。在美國各地，城市、州、公用事業(yè)和非營(yíng)利組織都在加大力度推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)的電氣化。在這些產(chǎn)業(yè)中，用于空間供暖、水加熱、烹飪和其他用途的化石燃料使用占美國溫室氣體(GHG)總排放量的13%。

隨著(zhù)COVID-19的流行推動(dòng)了空氣質(zhì)量和凈化技術(shù)，供應商正在考慮縮短暖通空調升級周期。零售商和代理商正在有組織地向他們的暖通空調設備添加更新且更智能的技術(shù)。在數字化時(shí)代，建筑居民現在期望對建筑內每個(gè)房間和區域的暖通空調設置進(jìn)行精細控制。這就是物聯(lián)網(wǎng)的作用所在，它為建筑內部的舒適體驗增加了新的深度。運用電動(dòng)通風(fēng)口和風(fēng)門(mén)，再加上與手機和平板計算機的無(wú)線(xiàn)連接，居民只需輕輕滑動(dòng)幾下即可設置溫度、二氧化碳、濕度和空氣質(zhì)量。建筑管理人員還可以利用物聯(lián)網(wǎng)連接自動(dòng)檢測房間占用情況，并相應地減少該空間的能源使用，從而改善整個(gè)建筑的能源使用。

監測建筑物健康狀況

監測建筑物健康狀況是智能建筑的另一個(gè)成長(cháng)領(lǐng)域。除了傳統的溫度和濕度傳感器之外，更多的環(huán)境傳感器正在被添加到建筑物中。這些傳感器使智能風(fēng)門(mén)能夠實(shí)現更好的氣流和室外空氣交換，連接設備用于預測性維護，流量計用于泄漏檢測，氣體傳感器用于空氣顆粒檢測等�；馂暮蜔熿F探測一直都是互連的，而近來(lái)看到越來(lái)越多支持遠距無(wú)線(xiàn)和藍牙無(wú)線(xiàn)連接的設計用以創(chuàng )建安裝接口。這三種應用——能源管理、建筑健康監測和消防安全，都持續在增加更多的連接和數字功能。

可靠性和網(wǎng)絡(luò )安全的重要性

考慮到所有的好處，智能建筑仍然存在一些挑戰，需要熟練的工程和解決問(wèn)題的能力。主要的挑戰在技術(shù)層面：如此復雜的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )需要非�？煽亢头�定。雖然目前可用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )技術(shù)已經(jīng)完全具備能力，但供應商和制造商需要確保其產(chǎn)品的可靠性，以實(shí)現無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在建筑環(huán)境中的真正潛力。

整合無(wú)線(xiàn)連接也會(huì )使建筑物暴露在網(wǎng)絡(luò )漏洞之下。為了應對這些威脅，芯片供應商和產(chǎn)品制造商一直在加強他們的網(wǎng)絡(luò )安全力度。在開(kāi)發(fā)和配發(fā)智能解決方案時(shí)，持續關(guān)注安全問(wèn)題對于建筑產(chǎn)業(yè)的轉型至關(guān)重要。

更智能、更綠能的未來(lái)

令人興奮的是，智能建筑帶來(lái)的機會(huì )并不局限于全新的結構；建筑物也可以通過(guò)智能技術(shù)進(jìn)行改造。在現有系統中簡(jiǎn)單實(shí)現無(wú)線(xiàn)連接的功能并簡(jiǎn)化其復雜度，同時(shí)也可以加速建筑物中無(wú)線(xiàn)通信的整體采用。

隨著(zhù)公共和私營(yíng)部門(mén)都致力于改善建筑領(lǐng)域的能源使用，我們可以預計未來(lái)幾年智能建筑的采用將必不可少。在這十年中，技術(shù)的進(jìn)步和建筑物中物聯(lián)網(wǎng)的使用對于減少各個(gè)環(huán)節的二氧化碳排放，最大程度地提高能源效率和消耗至關(guān)重要，并且會(huì )在促進(jìn)可持續發(fā)展和提高個(gè)人及群體的生活質(zhì)量方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。

作為所有主要物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統的公認領(lǐng)先供應商，Silicon Labs 部署的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)芯片數量遠超 10 億。資料顯示，他們擁有適用于快速開(kāi)發(fā)智能家居、商用、消費者和工業(yè)應用的硅芯片、軟件和工具。在2021年Silicon Labs成立25年之際，公司總裁兼CEO Matt Johnson 曾表示，“短短幾年內，我們看到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)取得了驚人的進(jìn)步，我們開(kāi)始意識到物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限可能�！�