大數(shù)據(jù)在智能建筑中的應(yīng)用分析

文/楊露 福建省建設(shè)信息中心 福建福州 350001

機(jī)械化、自動化和智能化是建筑行業(yè)發(fā)展的基本過程，在機(jī)械化階段，機(jī)械動力代替人工進(jìn)行加工生產(chǎn)；在自動化階段，機(jī)械與計(jì)算機(jī)相連，在極少人工參與的情況下完成各項(xiàng)操作過程；在智能化階段，與機(jī)械相連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加入更多智能元素，整個加工過程被完全納入到智能系統(tǒng)之中，智能系統(tǒng)不僅能控制機(jī)械動作，而且具有外界感知能力和綜合分析能力?，F(xiàn)階段新一代智能化建筑已經(jīng)具有深度學(xué)習(xí)和簡單思維的能力，正在逐步向智慧化方向發(fā)展。

1、大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵

大數(shù)據(jù)是指需要特殊處理，具有極強(qiáng)決策性、洞察性的海量信息資產(chǎn)。對大數(shù)據(jù)技術(shù)的研究開始于19世紀(jì)末，最初被用作人口普查的工具；到20世紀(jì)上半葉，在第二次世界大戰(zhàn)期間，英國為破譯攔截到的敵軍情報而發(fā)明出可編程的計(jì)算機(jī)，真正意義上的大數(shù)據(jù)技術(shù)開始發(fā)展；1997年美國航天研究學(xué)者邁克爾和埃爾斯沃斯在描述超級計(jì)算機(jī)生成的大量數(shù)據(jù)信息時首次提出了“大數(shù)據(jù)（big data）”這一名詞；進(jìn)入21世紀(jì)各國政府開始建立應(yīng)用于各領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)庫，相關(guān)的存儲硬件和運(yùn)算系統(tǒng)獲得快速發(fā)展；近年來，尤其是2010年之后，隨著超級計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和新型通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，大數(shù)據(jù)開始作為一種新型戰(zhàn)略資源進(jìn)入市場，成為各行業(yè)內(nèi)企業(yè)間進(jìn)行商業(yè)競爭和決策的重要依據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)獲得急速發(fā)展，同時推動了各項(xiàng)大型工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要依賴于計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和云計(jì)算模塊的相互協(xié)調(diào)。就大數(shù)據(jù)本身來說，其對智能建筑的戰(zhàn)略意義并不在于龐大的信息量，而是對這些數(shù)據(jù)的處理過程，換句話說，大數(shù)據(jù)是作為一種輔助資產(chǎn)參與智能建筑的發(fā)展，在對大數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和處理時，智能建筑會獲得更多有用信息。

2、大數(shù)據(jù)對智能建筑的重要性

智能建筑具有復(fù)雜的管控系統(tǒng)，能夠?qū)φ麄€建筑結(jié)構(gòu)、室內(nèi)環(huán)境、配套系統(tǒng)能耗情況等進(jìn)行監(jiān)控和分析，實(shí)現(xiàn)對建筑內(nèi)外信息的感知、連接、分析和控制。智能系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械自動化技術(shù)高度發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，與傳統(tǒng)建筑相比，多了類似生命體的感知能力和人類的社會能力?，F(xiàn)階段智能建筑正在向智慧化的方向發(fā)展，讓建筑不僅具有綜合分析和整體調(diào)節(jié)的功能，而且能夠通過自我感知和學(xué)習(xí)產(chǎn)生判斷能力。智能建筑智慧化的發(fā)展直接關(guān)系到建筑行業(yè)的發(fā)展和新型設(shè)計(jì)理念的實(shí)施。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能建筑智慧化的過程中將發(fā)揮極大作用，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)智能建筑可以實(shí)時分析建筑本身的能耗系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、建筑體結(jié)構(gòu)等信息，同時整合周邊建筑信息、地區(qū)供能情況、建筑內(nèi)使用者行為習(xí)慣等大量的信息，時刻根據(jù)實(shí)際情況做出最優(yōu)判斷和調(diào)節(jié)，不僅讓使用者更加舒適，同時使建筑整體能耗更低，推動綠色化建設(shè)。

3、大數(shù)據(jù)在智能建筑中的應(yīng)用

3.1 大數(shù)據(jù)在建筑能源管理中的應(yīng)用

能源短缺作為世界性問題已經(jīng)成為制約全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。在2010年各國在對國內(nèi)耗能情況進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，發(fā)達(dá)國家每年建筑能耗占總體的30%以上；我國的建筑能耗占總體的25%；在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的超大型城市內(nèi)，如上海，建筑能耗占城市總能耗的40%。智能建筑借助大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠通過分析建筑位置、功能，選擇合理的建造工期和進(jìn)程，并對建筑內(nèi)能耗設(shè)備進(jìn)行合理設(shè)計(jì)與安排，大幅度降低建筑投入使用后的能耗。另外，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，智能建筑在投入使用后，一方面可以根據(jù)建筑實(shí)際情況對公共區(qū)域的照明、采暖、供電等的時間和數(shù)量進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)；另一方面可以分析用戶對水、電、溫度、氣壓等的個性化要求，結(jié)合地區(qū)能源供應(yīng)和建筑自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出最合理的供能方案。

3.2 大數(shù)據(jù)在建筑選址與布局中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)在建筑設(shè)計(jì)之初也扮演著極為重要的角色，智能建筑的選址、選材、建造、設(shè)計(jì)等都要與周圍環(huán)境相適應(yīng)，房地產(chǎn)開發(fā)商在進(jìn)行智能建筑投產(chǎn)建造之前就需要根據(jù)大數(shù)據(jù)對現(xiàn)代建筑內(nèi)的用戶情況、居住特點(diǎn)、生活軌跡等進(jìn)行調(diào)查和分析，以配合智能建筑的調(diào)控極限進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，近年來大數(shù)據(jù)對建筑建造行業(yè)的影響越來越大，自2016年開始各地房價開始大幅度回漲，各地新型建筑的開發(fā)和建造迎來了又一次發(fā)展時機(jī)。但現(xiàn)代建筑開發(fā)卻表現(xiàn)出與以往不同的特點(diǎn)，開發(fā)商需要根據(jù)居住用戶的個人偏好，確定最適宜人們居住的建筑群位置、選擇最能滿足人們居住需要的戶型進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，而要完成這部分工作必須對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.3 大數(shù)據(jù)在建筑與人、環(huán)境交互中的應(yīng)用

智能建筑正在經(jīng)歷由集成型智能化向智慧化的過渡的時期，正是人們?nèi)找姘l(fā)展的文化、物質(zhì)需求推動著建筑業(yè)從傳統(tǒng)單一功能向綜合性、智能型方向轉(zhuǎn)變。大數(shù)據(jù)為智能建筑的智慧化發(fā)展提供了工具和途徑，賦予了智能建筑更多學(xué)習(xí)和完善的機(jī)會?，F(xiàn)代城市內(nèi)大型建筑增多，建筑內(nèi)使用者數(shù)量激增，智能終端每天需要整合的信息呈指數(shù)倍增加。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)⑺行畔⑦M(jìn)行處理、分類，建筑內(nèi)的每個使用者都可以與智能系統(tǒng)直接對話。2017年上海地區(qū)已有13棟大型商業(yè)樓裝配了大數(shù)據(jù)處理技術(shù)軟件，對建筑內(nèi)人流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用于調(diào)節(jié)智能暖通系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的運(yùn)行。另有20多個采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行建筑系統(tǒng)處理的新項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2020年開始投產(chǎn)使用。盡管目前智能建筑的管理系統(tǒng)智慧不足，仍需要人為控制，但大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)為智能感知、識別和監(jiān)管提供了技術(shù)支持，與云計(jì)算配合已經(jīng)可以處理和整合建筑內(nèi)大量的信息數(shù)據(jù)。

結(jié)語：

智能建筑是為滿足人們現(xiàn)代生活的各種需求，依托于互聯(lián)網(wǎng)平臺，借助云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等將建筑與人們生活有機(jī)融合的新型建筑模式。要推動智能建筑的發(fā)展，不僅要將建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、規(guī)劃分析、建造、使用、維護(hù)等完整連接，而且要將相關(guān)的電網(wǎng)、家電、網(wǎng)絡(luò)等信息與建筑系統(tǒng)相通，同時減少人為干預(yù)。智能建筑可以根據(jù)建筑內(nèi)外的環(huán)境信息，高效調(diào)節(jié)室內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，為建筑使用者提供更舒適、更便捷、更環(huán)保的居住或工作環(huán)境。

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