如何利用人工智能和云提高樓宇管理系統(tǒng)效率？

隨著建筑物老化和能源需求增加，許多舊系統(tǒng)無法跟上應(yīng)用發(fā)展的需求。這就是現(xiàn)代建筑智能管理的用武之地——幫助業(yè)主將建筑物保持在舒適的溫度，而無需花費太多。當(dāng)今的基于云和人工智能的建筑管理系統(tǒng)(BMS) 可以通過意想不到的方式提高建筑物設(shè)施的效率。

能源效率和智能建筑管理的重要性與日俱增

隨著人們對氣候變化和可持續(xù)發(fā)展需求的認(rèn)識不斷增強(qiáng)，包括歐盟和美國都制定了提高建筑物能源效率的雄心勃勃的目標(biāo)。歐盟能源效率指令的目標(biāo)是到2030年將能源效率提高32.5%，其中建筑翻新發(fā)揮核心作用。

美國能源部建筑技術(shù)辦公室的目標(biāo)是通過暖通空調(diào)系統(tǒng)等建筑技術(shù)的進(jìn)步，到 2030 年將能源使用量減少 30%。這些目標(biāo)強(qiáng)調(diào)了商業(yè)和住宅建筑迫切需要更高效的能源管理。

隨著減少碳足跡、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和降低運(yùn)營成本的壓力越來越大，企業(yè)和設(shè)施管理者越來越多地轉(zhuǎn)向先進(jìn)技術(shù)來改善建筑物的管理方式。

能源效率不僅僅是一種暫時的趨勢，而是一種趨勢。隨著各國實施更嚴(yán)格的法規(guī)和能源成本持續(xù)上升，這已成為一種必要。這一轉(zhuǎn)變推動了智能建筑市場的增長，預(yù)計到 2027 年該市場將達(dá)到 1270 億美元以上，復(fù)合年增長率 (CAGR) 為 12.6%.

建筑管理系統(tǒng) (BMS) 的作用

這場革命的核心是建筑管理系統(tǒng) (BMS)，該技術(shù)幾十年來一直在管理供暖、通風(fēng)、空調(diào) (HVAC)、照明和安全等核心建筑功能。

傳統(tǒng)的建筑管理系統(tǒng) (BMS) 通常是功能有限的現(xiàn)場系統(tǒng)。它們通常單獨運(yùn)行，根據(jù)設(shè)定的時間表或參數(shù)進(jìn)行固定控制。然而，基于云的解決方案、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備和人工智能驅(qū)動分析的興起已經(jīng)徹底改變了 BMS 格局。

當(dāng)今的智能BMS平臺比以往任何時候都更強(qiáng)大，將多個建筑系統(tǒng)集成到一個可通過云從任何地方訪問的統(tǒng)一界面中。這些系統(tǒng)可以動態(tài)適應(yīng)建筑物內(nèi)部和周圍不斷變化的環(huán)境，做出實時決策，從而提高效率和性能。

根據(jù)最近的一份報告，全球 BMS 市場預(yù)計將從2022 年的 108 億美元增長到 2028 年的 236 億美元，預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為14%。

什么是樓宇管理系統(tǒng) (BMS)？

建筑管理系統(tǒng)(BMS)是一種集中控制系統(tǒng)，用于監(jiān)控和管理HVAC、照明和安全等建筑功能。傳統(tǒng)上，BMS 按固定時間表運(yùn)行，根據(jù)預(yù)定義參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，例如在特定時間打開和關(guān)閉 HVAC 系統(tǒng)。

傳統(tǒng) BMS 的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)BMS系統(tǒng)由于其靜態(tài)結(jié)構(gòu)，實時調(diào)整的靈活性有限。例如，舊的暖通空調(diào)系統(tǒng)在工作時間內(nèi)無論是否有人使用都會滿負(fù)荷運(yùn)行，從而導(dǎo)致無人使用的空間浪費能源。此外，傳統(tǒng)的 BMS 系統(tǒng)缺乏動態(tài)適應(yīng)不斷變化的建筑條件或與其他系統(tǒng)集成的能力，因為它們依賴于本地控制。如果不集成基于云的解決方案和高級分析，這些系統(tǒng)就無法優(yōu)化能源使用、降低運(yùn)營成本或充分利用建筑資源。

云集成：提升樓宇管理系統(tǒng)性能

基于云的解決方案的優(yōu)勢

將建筑管理系統(tǒng) (BMS) 與云平臺集成徹底改變了建筑的控制和優(yōu)化方式。通過遷移到云端，BMS 可以實現(xiàn)集中控制，為設(shè)施管理者提供單一界面，以便從任何地方監(jiān)控和調(diào)整多個建筑系統(tǒng)。云集成還確保了可擴(kuò)展性，因為可以輕松添加建筑物或其他設(shè)備，而無需處理整個基礎(chǔ)設(shè)施。最重要的是，云端連接的BMS可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)訪問，可以根據(jù)實時情況立即進(jìn)行調(diào)整，提高能源效率，降低運(yùn)營成本。

如何將BMS集成到云中

將 BMS 集成到云系統(tǒng)中的典型系統(tǒng)架構(gòu)包括使用BACnet、Modbus或KNX等協(xié)議與樓宇設(shè)備連接的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)（如Tridium Niagara或Seeed R1000）。來自 HVAC、照明和安全系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用MQTT或HTTPS等協(xié)議通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)皆破脚_（例如Sensgreen 智能建筑平臺、Siemens Building X或Honeywell Forge）。這些云平臺利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)分析、控制和預(yù)測性維護(hù)。邊緣計算可用于本地處理，以減少延遲并確保關(guān)鍵功能獨立于云連接運(yùn)行。

AI 支持的BMS優(yōu)化用例

利用 AI 進(jìn)行需求驅(qū)動的 HVAC 控制

AI通過分析來自 BMS 和LoRaWAN 傳感器的數(shù)據(jù)來優(yōu)化空氣處理裝置 (AHU)、變風(fēng)量 (VAV) 系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤管裝置 (FCU)和恒溫器。這些傳感器實時監(jiān)控占用情況、二氧化碳水平和空氣質(zhì)量。人工智能動態(tài)調(diào)整氣流、冷卻和通風(fēng)，增加占用房間的輸出，并在空間空閑時減少輸出。該系統(tǒng)可根據(jù) BMS 和 LoRaWAN 傳感器的實時數(shù)據(jù)微調(diào) VAV 阻尼器、控制 FCU 風(fēng)扇速度并調(diào)整恒溫器設(shè)定點，確保 HVAC 系統(tǒng)響應(yīng)歷史模式和當(dāng)前房間條件，從而實現(xiàn)最佳效率。

設(shè)定點漂移校正

隨著時間的推移，供暖、通風(fēng)和空調(diào)的設(shè)置可能會從最佳水平發(fā)生變化。發(fā)生這種情況的原因可能是人們調(diào)整了設(shè)置或系統(tǒng)無法正常工作。人工智能會查看 BMS 的舊數(shù)據(jù)來尋找模式。然后它會更改設(shè)置以使用更少的能量。例如，在大型辦公樓中，人工智能會發(fā)現(xiàn)溫度控制消耗過多能源的區(qū)域。然后人工智能會根據(jù)這些區(qū)域過去的表現(xiàn)來更改它們的設(shè)置。這減少了額外加熱或冷卻的需要，而無需更多傳感器。

峰值負(fù)荷轉(zhuǎn)移

BMS 數(shù)據(jù)提供實時能耗洞察，允許 AI 將非必要負(fù)載轉(zhuǎn)移到非高峰時段。在零售環(huán)境中，BMS 在能源定價高峰時段減少存儲區(qū)域的冷卻，并在非高峰時段增加冷卻。人工智能利用現(xiàn)有的電表數(shù)據(jù)來優(yōu)化暖通空調(diào)和照明，在不影響舒適度的情況下降低成本。

設(shè)備運(yùn)行時優(yōu)化

BMS 系統(tǒng)跟蹤 HVAC 裝置、泵和冷水機(jī)組的運(yùn)行運(yùn)行時間。人工智能利用這些數(shù)據(jù)有效地分配工作負(fù)載，防止任何單個單元過度工作。在擁有多個 HVAC 單元的校園建筑中，人工智能會根據(jù)歷史性能安排其運(yùn)行時間，優(yōu)化維護(hù)計劃并延長設(shè)備壽命。

總結(jié)

隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注和可持續(xù)發(fā)展的需求不斷增強(qiáng)，建筑行業(yè)的能源效率變得越來越重要。傳統(tǒng)的建筑管理系統(tǒng)（BMS）已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代建筑對于高效能源管理的需求，因此，基于云和人工智能的智能BMS成為了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。這些系統(tǒng)通過集成多個建筑功能，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控和實時調(diào)整，從而顯著提高了能源使用效率和降低了運(yùn)營成本。

總之，智能建筑管理的未來發(fā)展將依賴于這些先進(jìn)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用，以實現(xiàn)更高效、更環(huán)保和更經(jīng)濟(jì)的建筑運(yùn)營。

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