长期以来，由于安装和维护成本不断上升，以及规划和维护建筑所需的专业门槛提升，高效建筑管理系统仅在大型建筑物中可行。现今的建筑自动化系统越来越多地基于无线物联网技术，易于部署、操作和修改。全新低功耗广域蜂窝网络（LPWAN）正在为新一代应用奠定基础，诸如蓝牙5.0和蓝牙mesh网络这类短距离通信技术的创新也在发挥同样的作用。
毋庸置疑，建筑承载了我们生活的绝大部分时间。平均而言，我们90%以上的时间都生活在建筑中。建筑是我们吃饭、工作、购物、娱乐和睡觉的地方。我们中的许多人在室内健身，有人甚至会在室内滑雪。实际上，我们所能购买到的消费品都是在建筑中制造的。特别是近年来，随着垂直农业的出现，食品生产也逐渐转入建筑内部完成。
尽管如今人们对户外活动的喜好日渐高涨，但实际上我们还是“室内一代”。[1] 因此，我们对建筑的各项需求和期待也比从前任何时候都要高。我们都希望自己经常出入的建筑能够更安全、更舒适、更便捷，身在其中也让我们感到更有家的味道、更容易提升效率、更能帮助我们不断成长。
就在近些年，我们更希望建筑能够响应甚至预测我们自己、员工和客户的需求。以前，这是个只有少数人可以享受到梦想，而现在这已变成触手可及的现实。业主，零售商及企业机构都可通过物联网（IoT）提高建筑的智能化水准。
自下而上推广智能家居
过去几年，智能家居迅速崛起并进入主流市场，北美市场领先于西欧和亚太市场。ABI Research预计，在全球范围内，到2022年，智能家居的数量将超过2.8亿，是2017年的五倍多。在这五年中，消费者将购买超过22亿部无线网联智能家居设备。[2]
伴随市场份额的迅猛增长，人们对智能家居设备的需求期待从趣味性升级到功能性。安永会计师事务所（Ernst & Young）的一项调查显示，目前为止，英国的消费者始终在密切关注生活智能化，这就包括智能扬声器和数字家居助理等。然而，超过30％的受访者希望，到2022年智能家居领域能够拥有更具实用性的设备，进而实现智能供暖，智能照明和家居安全。[3]当然，人们对于智能家居设备的乐趣性依旧抱有高期待，但消费者现在越来越认真地看待智能家居的实际应用和功能。
其中一个原因是智能建筑能够帮助节省成本。企业也已经意识到这一点，并不断深掘智能办公室的潜能。根据Memoori有关智能商业建筑领域物联网的报告，那些有意愿将资金投资于升级和集成建筑管理系统的人或组织，可以节省30％到50％的成本开支。[4]将数据传感和分析应用于办公室，可用于及时监测出效率低下的情况，并随即提供解决方案。举例而言，现今员工经常出差，使得一部分办公空间处于闲置状态，而这些空间其实可以进行重新分配或直接出租。根据麦肯锡（McKinsey）的一项研究[5]，通过投资物联网技术，到2025年，每年各地的办公场所预计将增加1000亿到2000亿美元的收入。
“构成‘建筑物联网’的分布式传感、无线通信，再加上智能分析技术的加持，个人或企业机构可实现预先维护，提升资源管理的高效性，并提高建筑的安全性，增强访问管理效率和保护人身安全。”
智能商业建筑中的物联网
智能建筑也可创造价值。麦肯锡预计，在零售领域，通过优化商店布局和实时店内促销，店商可以对顾客进行追踪，每年提供1700亿到5000亿美元的收入。这种名为“近距离营销“的方案，是通过使用蓝牙信标网络追踪客户的智能手机而实现的。这可能听起来有些恐怖，但顾客可以随意删除追踪所需的应用程序，意味着店商将不得不谨慎使用这一技术。[6]物联网还能发挥其他效用，包括改善能源管理，维护店面状况以及优化库存管理。这些都可能会帮助零售商进一步提升利润。[7]
单就价值而言，互联建筑所能创造的价值会更高，这是房地产业主共同认同的一个事实。组成“建筑物联网”的分布式传感、无线通信，加上智能分析技术，可实现各类增值服务，例如能够帮助业主更有效地对电力、水、热能等资源进行合理管理。此外，这些技术能够提高建筑的安全性、增强访问管理效率并保障人身安全。正如商业房地产服务公司仲量联行（Jones Lang LaSalle）在智能建筑的报告中所提到的，资本投资，即智能建筑所需的前期成本最终会促使运营成本不断降低。从长远来看，这是一项更理想、可持续的投资。[8]
自下而上的不断推进，让智能建筑成功占据了全球市场中一席之地。当财务或其他方面的直观利益，已经超过智能建筑所涉及的风险和成本时，一群熟谙技术的早期尝试者，即房屋业主和商家，已经表明了他们想要投资智能建筑市场的意愿。现今的种种利好不断引导人们应用智能家居，但也面临着几个障碍：缺乏意识和专业知识、网络安全和隐私问题、对技术的过度依赖、安于现状的固化思维，这意味着自下而上推动智能家居应用的策略只能到此为止。
自上而下推广智能家居
如果不将南极洲和格陵兰岛计入地球表面积之内，全球的建筑面基约占地球表面的0.65％。[9]尽管建筑占地面积小，但建筑占据了人类二氧化碳排出总量的40％，能源消耗总量的36％。[10 ]大多数排放和消耗量都发生在建筑的施工期间。供暖和制冷也是造成巨大二氧化碳排放和资源消耗的一大原因。而且众所周知，建筑难以进行拆除和回收。
人口的高速增长进一步加剧了这一现象。联合国预计，到2050年，由于将新增25亿人口，世界城市人口占比将从今天的55％上升到68％。[11]这将需要无数新的城市，以容纳数亿尚未出生的城市居民。在世界的大部分地区，预期寿命正在上升。人口老龄化已经给日本等国家带来了挑战。预计到2050年，40％的日本人口将达到65岁及以上的年龄。
同时，电力的生产和消费都会发生结构性转变，从房顶分散式可再生能源生产到夜间电动汽车充电，这些变化正在挑战配电基础设施的极限。
在当下社会，我们正面临诸多挑战，而以上趋势也将建筑放在了这些挑战的十字路口。全球智慧城市项目的发展已经得到地方、地区和国家政府的积极响应。正如麦肯锡指出的，这些政府正利用数字智能解决公共问题，并提高公民的生活质量。[12]
早期的智慧城市项目关注更具针对性的解决方案，例如扩展公共Wi-Fi或实现智能照明、智能停车和智能废物管理。随着时间的推移，这些项目将逐渐推广加深，涵盖更多的应用，影响将远超城市边界。与此同时，随着智能建筑和智慧城市项目的结合日益紧密，而作为这一整体的构成单元，建筑所发挥出的作用将愈发重要。
“世界各地的智慧城市项目都在利用数字智能解决公共问题，并提高公民的生活质量。”
在能源管理方面，情况也越来越相似。对于业主而言，智能家居技术主要用于提高舒适度和便利性。同时，减少能耗和对环境的污染也在他们的考量范围之内。这就致使在过去几十年间，屋顶太阳能发电量增加，纯电和混合动力汽车也在不断普及。
电力工程企业机构对智慧城市项目都表现出极强的参与意愿，通过智能计量技术和智能恒温设备，他们能够更好地监控和控制国内能源消耗。智能电表和智能恒温设备是实现智能电网的关键。电网中的可变分布式电力源占比将越来越大，在配置这类电力源的过程中，智能电网就显得至关重要。
电力工程公司正在试验的一种方法是电力需求管控，其中有间接方法，如制定动态定价方案，也有直接方法，使用电力负荷控制——短暂关闭智能电器，包括空调设备，热泵或电动汽车充电站。为确保这些电器所依赖的电网具备适应力，这些举措至关重要。因此，部分电力工程公司已开始向购买智能电表、智能恒温设备或为客户提供优惠价，并与智能家居设备供应商建立合作伙伴关系，将智能家用电器纳入其需求响应计划之中。[13]
在家庭医疗保健和生活辅助领域，我们也能观察到类似的动向。如今，一部分人已经体会到这类解决方案的有效之处，并有强烈的意愿，想让这些设备成为他们生活的一部分。医疗服务提供方和政府部门也已经认识到，他们也可以利用这些设备，以节省自己的成本，为公民提供更实惠的医疗保健，并优化分配有限资源的过程。因此，对智能家居自下而上的初步采用也将得到自上而下的支持。
最终，气候变化、灾难气候以及相应制定的环境法可能成为关键驱动因素，推动人们广泛采用智能建筑技术。由于建筑在全球电力消耗和温室气体排放中占有很大比例，政府和超国家机构将寻求制定指令，旨在遏制建筑行业的能源浪费。
欧盟的近零能耗建筑（NZEBs）指令就是一个恰到好处的例子。该指令要求，2020年之前，欧盟所有新建筑从可再生能源中获取大部分能源，大大降低了二氧化碳排放量并节省了高达80％的运营成本。[14]世界各地已采取类似举措，私人装修也开始将这一点纳入考虑范围。纽约帝国大厦的成功改造节省了超过38％的建筑能耗，并获得LEED金级认证，切实展现了可实现的目标。[15]
建筑物联网正颠覆整个行业
长期以来，由于安装和维护成本不断上升，以及规划和维护建筑所需的专业门槛提升，高效建筑管理系统仅在大型建筑物中可行。现今的建筑自动化系统越来越多地基于无线物联网技术，易于部署、操作和修改。全新低功耗广域蜂窝网络（LPWAN）正在为新一代应用奠定基础，诸如蓝牙5.0和蓝牙mesh网络这类短距离通信技术的创新也在发挥同样的作用。
现今的智能互联建筑汇集了各类解决方案，从电力源管理到暖通空调（HVAC），照明，空气质量监控，安全，门禁控制，智能停车等，全部整合到了一个平台之上。除了大多数物联网应用背后的数据传感、无线通信和数据分析之外，新的一波新兴技术，包括人工智能（AI）、边缘智能、准确的室内定位、生物识别传感和数字孪生技术，正应用于智能互联建筑，使其更加智能。虽然他们仍然无法读懂你的想法，但人工智能正在更好地了解你的行为模式。如果人工智能尚未了解你的行为模式，你可随时与它交谈，语音控制正成为一种流行解决方案，可将人工智能集成为一个控制中心。
那么未来将会怎样？
看上去毫无疑问的一点是，互联模式，以及随之而来的智能建筑技术，将越来越普及，就像Wi-Fi已经成为当今大多数家庭的必备设备一样。当然，这也给我们的管理技术带来更多风险，特别是有关网络安全和数据隐私的风险。第一波技术应用来自底端市场，包括家庭，企业和商业建筑。现在，城市化程度加深、向全新交通方式和电力生产方式的过渡、竭力减轻环境污染并适应气候变化、这些所带来综合性挑战也将成为推动力，将创新推向更具可持续性和高效性的生活方式。
[1] 《室内一代》（The Indoor Generation），舆观数据（YouGov），威卢克斯（Velux），2018年
[2] 《智能城市中逐渐兴起的智能家居角色》（The emerging role for smart homes in the smart city），ABI Research，2018年
[3]《盘点智能家居——消费者对智能互联家居技术的态度》，安永（EY），2018年
[4] 《智能商业建筑中的物联网：2018-2022》（The Internet of Things in Smart Commercial Buildings 2018-2022），Memoori，2018年
[5]《物联网：超越市场炒作之外的价值》，麦肯锡，2015年
[6] https://www.beaconstac.com/proximity-marketing
[7] 同上
[8] 《智能建筑的千变万面：Op-Ex优势》（The changing face of smart buildings: The Op-Ex advantage），仲量联行，2013年
[9] 《世界上有多少土地被城市化了，真的吗？ 避免混淆的分层架构》（How much of the world’s land has been urbanized, really? A hierarchical framework for avoiding confusion），刘志峰等，《Landscape Ecology》，2014年
[10] 《2018年全球形势报告》，全球建筑建设联盟（GABC），联合国环境（UN Environment），2018年
[11] https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision- of-world-urbanization-prospects.html
[12] 《智慧城市完整报告》（Smart Cities Full Report），麦肯锡，2018年
[13]《智能城市中逐渐兴起的智能家居角色》（The emerging role for smart homes in the smart city），ABI Research，2018年
[14] 《近零能耗建筑原则》（Principles for nearly zero-energy buildings），欧洲建筑性能研究院（BPIE），2011年
[15] https://www.memoori.com/empire-smart-building-making-case-retrofitting-historic-buildings/
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