智能楼宇对能源转型至关重要,但它究竟是什么?拥有什么特点?
智能建筑不仅仅与高度便利相关的。它们也可以成为能源转型的组成部分之一。仅在欧盟,建筑就占了40%的能源消耗和36%的二氧化碳排放。然而,德国政府的目标是到2050年将现有建筑所需的能源消耗减少80%。如果智能楼宇能自主发电,如使用热电联产机组和光伏发电系统,并与智能电网相连,就有望实现该目标。
智能楼宇也非常节能:智能楼宇配备的传感器可检测到房间内的人数,并基于人数自动调节照明和供暖。此外,它还能够降低维护费用:楼宇的电梯等系统中安装了传感器,负责测量和监测各组件的状态。若电梯因磨损而产生事故风险,技术人员会收到需要维修电梯的邮件提醒,以防止电梯出故障或产生费用昂贵的维修。最后,智能楼宇还可增强安全性:如果大楼里发生火灾,传感器就会探测到有烟雾扩散,扬声器则进行快速的语音警报,告诉人们逃生路线。
实现智能楼宇需要三个步骤:
1. 楼宇借助传感器从周围区域收集信息。
2. 计算机系统分析数据并据此提供措施。
3. 最后,执行器执行控制命令,例如自动打开窗户或调节供暖。
为实现这样的智能自动化,需要利用数字映射。楼宇的数字映射可将所有功能和流程映射到计算机模型中,并可以对其进行控制。英飞凌XENSIV™传感器产品组合为其提供支持,该产品组合包括:
· 压力传感器
· 声学传感器
· 3D图像传感器
· 雷达传感器
· 磁传感器
结合计算机系统,它们令楼宇更加智能,并拥有感知能力,能够“听”、“看”和“理解”周围发生的事情,并使其运行状况适应变化因素。
阿姆斯特丹的The Edge智能楼宇是业内领先的范例,这是一座面积4万平方米的办公大楼,其全玻璃幕墙沐浴在阳光下。大楼里安装了大约2.8万个传感器,能够测量湿度、亮度和温度等参数,并进行相应调整。因此,空气不流通、房间太冷或太热在这里都已成为过去时,办公区域能始终保持理想环境。凭借智能楼宇技术,The Edge的耗电量比传统办公大楼减少了70%。
大楼并未固定员工的办公区域,采用开放式布局。员工可以在大楼内自行寻找地方工作,他们可以利用智能手机app找到空位,并根据自己的偏好控制照明。超过6000盏灯集成在一个基于IP的LED系统,这又被称为以太网供电。
The Cube办公大楼距柏林中央火车站非常近,其运行方式类似。The Cube拥有十层楼,玻璃幕墙向内开,并同样装有数千个传感器和执行器。办公大楼核心是被称为“Brain”的控制中心,借助人工智能,可分析来自传感器的数据,并就如何实现楼宇更高效运行向运营商提出建议。若“Brain”检测到下午4点以后大楼的某个地方没有员工在,会建议关掉那里的照明和空调,以节省能源。
智能楼宇虽然拥有诸多优势,也面临网络攻击等种种风险。成千上万的设备接入互联网,也就导致许多新的 “攻击向量(attack vector)”出现。攻击者可利用“攻击向量”侵入楼宇的IT系统,进而操纵楼宇的数据和区块功能。因此,英飞凌在开发用于智能楼宇的硬件时非常注重安全性。英飞凌拥有基于硬件的各种安全解决方案,从简单的认证芯片到复杂的实施方案等不一而足。
智能建筑的市场正在快速增长。根据市场研究公司iot-analytics的数据,2021年全球有238亿台联网设备在使用,比2020年(216亿台)增加了10%。
专家预计最大的增长是在建筑自动化领域。2018年全球有2.3亿台设备在建筑物之间进行连接,2022年这一数字将达到4.83亿。他们的共同目标是使工作和生活更加方便,并通过提高能源效率来对抗气候变化。
更新于:2021 年7月