如何运用人工智能来增强智能建筑的环保和可持续性？

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随着CIO和其他高管寻找扩大可持续发展举措的方法，人们越来越意识到，这些举措不能止步于数据中心或办公大楼的四面墙。今天的结构可能包含数十万个组件，这些组件消耗能源并增加组织的碳足迹。

事实上，根据世界资源研究所的数据，建筑物消耗了全球三分之一的能源，产生了四分之一的温室气体排放量 (GHG)。 此外，业务和 IT 领导者通常只专注于提高数据中心的可持续性和采购更环保的计算系统。 然而，他们忽视了技术可以减少碳足迹的关键方式。

“人们越来越意识到建筑物和工作空间是可持续发展计划的重要组成部分，”普华永道咨询公司全国房地产业务负责人 Bryon Carlock 表示。 “了解和管理建筑物中的能源使用和嵌入的碳在限制范围 1 和范围 2 二氧化碳排放方面发挥着重要作用。”

可以肯定的是，数字系统的重大进步——物联网 (IoT)、分析软件、人工智能 (AI)、机器学习 (ML)、3D 打印等——正在使构建和改造成为可能 办公楼、数据中心、工厂、酒店和其他结构，以支持最大程度的可持续性。

Carlock 说：“现在的技术可以改变我们在建筑物内构建和管理能源系统的方式。 我们能够利用数据并推动能源使用和整体可持续性的巨大改进。”

IT 在绿色建筑维护中的作用

对 IT 在推动建筑可持续发展方面的作用的思考正在发生明显的转变。 环境、社会和公司治理 (ESG) 计划对这一趋势负有部分责任，但同样明显的是，“绿色”理想主义正在转变为务实的现实。 对气候变化的担忧与日俱增，人们越来越认识到智能建筑可以节省大量成本。 幸运的是，曾经难以安装、管理和使用的传感器和系统变得更加简单和强大。

世界资源研究所全球能源总监 Jennifer Layke 表示：“过去，支持和围绕变革的势头并不大，尽管变革被广泛认为是一件好事。” “现在的技术、经济和思维要有利得多。 因此，我们看到人们越来越关注建造和改造建筑物以支持可持续发展努力，”她指出。

事实上，普华永道发现，82% 的高级管理人员将气候变化和碳减排视为房地产开发和购买的首要问题。 Carlock 说，虽然新型低碳混凝土和更可持续的建筑材料在进步中发挥着关键作用，但最大的收益在于技术与物理基础设施和分析系统的集成，这些系统可以发现模式并确定改进路径。

“包括物联网在内的数字技术的融合改变了游戏规则，”工程公司 Thornton Tomasetti 的可持续发展负责人兼全球实践负责人 Gunnar Hubbard 表示。 “智能技术正在影响结构的建造方式和使用方式。” 他说，CIO、CTO 和其他人还必须了解如何整合风能和太阳能等替代能源，同时采用软件和系统来整合不同的组件，无论是在数据中心还是高层建筑中。

预制和 3D 打印系统可以进一步减少碳足迹。 例如，加拿大公司 DIRTT 开发了预先设计的定制系统，几乎无需现场施工。 模块化组件——包含回收材料并包括运动传感器和其他技术——只需卷入办公室或制造空间并进行部署。 该公司表示，其解决方案可使能源消耗平均减少 12%，整体足迹减少 25%。

然而，目前最大的收益出现在能源监测领域。 Carlock 说，随着传统 HVAC 系统获得数字化和物联网功能，深入了解建筑物和空间并以新方式了解能源使用成为可能。 通用电气、霍尼韦尔、江森自控和其他公司正在推出能够消化大量数据并使用机器学习不断调整和适应的系统。

“我们看到传感器嵌入地板、墙壁和天花板。 机器视觉、热传感器和其他设备可以确定楼层甚至部分楼层的占用负荷，并实时调整照明、供暖或制冷。” 当这些系统与其他智能技术一起使用时，例如电致变色窗（通常称为适应外部和内部条件的智能玻璃），可以进一步优化气候控制。

数据分析如何帮助可持续建筑

毫不奇怪，分析是将一切结合在一起的粘合剂。 越来越复杂的控制和软件不仅可以管理 HVAC 和其他数字系统，还可以提供对趋势的洞察力并将信息提供给 ESG 软件和数据收集框架。 例如，来自英国软件公司 CIM 的建筑分析平台链接并同步建筑智能系统、机器学习和其他数据点，以便查看能源组合、衡量实际绩效与目标的比较并了解运营成本（ 运营支出）减少。 此外，随着系统学习模式，它会自动调整系统以最大限度地提高舒适度，同时最大限度地减少碳足迹。

其他分析平台，如 IBM 的 Envizi，可以跟踪能源效率，包括可再生资产如何与传统形式的能源相比较、详细的 HVAC 性能和整体可持续性分析。 许多解决方案包括详细的仪表板和报告，并连接到 ESG 和可持续性报告系统。 有些还提供高级建模、模拟，甚至数字孪生。

一份联合国报告《2020 年全球建筑状况报告》指出，利用当今的技术，有可能在建筑行业实现净零碳排放。 该报告还指出，到 2030 年，创新和改进可能导致隐含碳减少 40%。然而，需要更快、更深入地采用。 还需要更好的测量系统、更多地使用可再生能源以及更多地使用分析和机器学习来减少能源需求并进一步优化建筑物。

普华永道的Carlock认为，要实现日益雄心勃勃的可持续发展目标并不容易，但这是可行的。 他说，CIO、CTO 和其他人必须在确定战略方向、集成系统和软件以及确保各种形式的数据有助于持续的可持续性收益方面发挥核心作用。 “我们在智能建筑领域看到了越来越多的变化，”他总结道。 “建筑物的设计方式及其性能是可持续发展难题的关键部分。”

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