浅谈智能楼宇的前世与今生

原创 安富利 2022-09-01 17:00

本期导读

楼宇,是城市这座生命体的细胞,近年来“智能”成为了楼宇的亮点之一,不断激发着楼宇市场的变革。

ps.文末互动有好礼

从平房、筒子楼再到如今的智慧住宅、科技住宅,科技的进步体现在住房变革之中。几十年弹指一挥间,看似遥远,却是真真切切在我们身边不断溜走。朝夕相处的住房总会承载起一代人甚至几代人的记忆。形形色色、各具特色的大楼更是城市发展和繁荣的直接体现,它们就像城市的守望者,亲力参与每一个时代的变迁。

楼宇自动化大幕拉起


“智能楼宇”一词最早出现在80年代初,由美国华盛顿的智能楼宇机构(Intelligent Building Institution)提出,即集成各种系统的建筑。此概念采用协调的方式有效管理资源,尽可能提高技术性能,以达到提升投资收益、降低运营成本和增强灵活性的目标。而楼宇自动化系统(BAS,Building Automation System)是智能建筑的主要组成部分之一。通过楼宇自动化系统实现建筑物(群)内设备与建筑环境的全面监控与管理,为建筑的使用者营造一个舒适、安全、经济、高效、便捷的工作生活环境。先进实用且略带科幻色彩的技术概念总是备受人们青睐,但众所周知,任何技术的发展都不会一蹴而就。那时,智能楼宇概念方兴未艾,称之为“新建文件夹”也不为过。虽然在之后几年中,楼宇自动化技术进入了野蛮生长阶段,各类自动化产品层出不穷,但多数厂家产品并不兼容,繁荣的市场背后却是一座座互不联通的孤岛,直到BACnet协议的出现。


BACnet的灵魂是互操作性,即不同厂家的设备能够实现互联互通,从而在一定层面上实现体系结构的统一。这主要是由它的协议体系结构决定的。BACnet遵照ISO/OSI的7层标准协议模型,并根据控制系统本身特点,对其进行了优化与改良。考虑到控制系统本身“快速、简捷”的要求,将原来的7层模型缩减至4层,在减少了报文长度的同时,大大降低了不必要的通信处理开销,节约了楼宇自控工业的生产成本。协议实现了控制体系在较高层面上的统一。作为全球第一个BAS领域标准,BACnet协议初步解决了各厂家产品之间互不兼容的难题,为BACnet协议的地位提升打下了基础。在某种程度来说,BACnet的出现正式拉开了楼宇自动化的大幕。


楼宇自动化技术稳步发展

楼宇自动化的发展至今远未达到顶峰,但已在全球扎根。发展至今,现场总线技术已经成为支持楼宇自动化稳步前行的核心技术。进入21世纪后,现场总线技术在高速发展的计算机、通信、自动控制等技术的加持下得到了迅猛地发展,成为新时代最具有控制优势的控制系统。它首先克服了传统集散式网络的封闭性缺陷,采用标准化的解决方法解决了专用网络的局限问题,其次改善了集散式控制系统中分散的分布式特点而形成了新兴全分布结构,能够将控制现场彻底地置入现场环境中。与上世纪普遍采用的集散式分布技术相比,现场总线技术不仅有效提升了自动控制的智能化操作水平,增加了控制系统的开放性和公开性,实现了系统结构的高度分散,在兼顾节约成本节约的同时,保证了测量与控制的准确度和可靠性。

新兴科技加持

近几年,物联网技术渗透到了各行各业中,推动了传统产业的技术升级和改造。预计在2022年,物联网市场将环比增长18%,达到144亿活跃连接。预计到2025年,随着供应限制的缓解和增长的进一步加速,物联网设备将猛增至270亿台。其中,楼宇自动化领域将成为其最重要的应用场景之一。借助物联网技术提升楼宇自动化建设也是发展的必然趋势,经过物联网技术的升级改造,未来楼宇将会以更丝滑的方式向智能化、信息化、可视化、人性化方向发展。曾经被动静止的沉默大楼,将转变为主动且智能的工具。它不仅能为人们提供全方位的信息交换功能,还可通过数据可视化的形式清晰明了地呈现给用户,让用户对楼宇内状态有更加直观的感受。我们也能充分发挥主观能动性,可以随时、随地、随心地控制楼宇内的生活和工作环境。

现如今,大量传感器、执行机构和控制器走入建筑已是大势所趋。而这些散布在大楼各处的精密器件和实时获取的海量数据也为人工智能的施展提供了现成的舞台,楼控系统面对的控制任务需求多样且容易受环境影响,在配置、维护方面的工作量缺口巨大。借助于人工智能技术可以获得大楼的使用特点和模式,最大化利用现有资源,有助于实现楼控系统自动配置、优化运行、容错控制、相互协调等功能,让楼宇自动化系统真正自动起来。人工智能技术与楼宇自动化技术的融合。


写在最后

在城乡二元结构愈演愈烈、城市用地资源紧张的背景下,开发高层建筑、超高层建筑已经成为极为平常的事情。楼宇自动化系统必然成为现阶段和未来高层建筑的主流选择之一,将会拥有极为广阔的发展空间。物联网、人工智能等新兴技术都将被广泛地应用于楼宇自动化领域之中。这无疑会给楼宇自动化系统赋予更多的科技内涵,也将为它带来良好的发展机遇。



文末互动


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