從近10年研究文獻(xiàn)看智能建筑的未來發(fā)展趨勢

近期，一篇關(guān)于智能建筑研究發(fā)展趨勢的論文，通過對(duì)近十年（2014年至2023年）的智能建筑研究文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析，展示了近十年來全球智能建筑行業(yè)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢，非常值得智能建筑行業(yè)小伙伴們看看。

該研究發(fā)現(xiàn)，近十年來，與智能建筑相關(guān)的研究文獻(xiàn)數(shù)量顯著增長，表明智能建筑技術(shù)近年來備受關(guān)注。從高被引文章中可以看出，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，為智能建筑提供了新的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，推動(dòng)了該領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破。后來出現(xiàn)的“機(jī)器學(xué)習(xí)”和更早出現(xiàn)的“物聯(lián)網(wǎng)”都是重要節(jié)點(diǎn)，凸顯了它們?cè)谥悄芙ㄖ夹g(shù)中的重要性，為建筑智能化和自動(dòng)化提供了新的可能性。 而近年來“能源效率”和“可再生能源”等關(guān)鍵詞占據(jù)重要地位，強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展是智能建筑領(lǐng)域的關(guān)鍵目標(biāo)。

接下來，小編帶大家一起通過這篇論文來看看，近十年來智能建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢。

建筑與數(shù)字化的深度融合

智能建筑作為一種新興的建筑理念，已成為建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。另外，智能建筑作為一個(gè)跨部門、多學(xué)科的領(lǐng)域，近十年來受到了各界的廣泛關(guān)注，研究數(shù)量也在快速增長，尤其是中國、美國、韓國。

建筑與數(shù)字化的深度融合，逐漸使智能建造技術(shù)成為建筑行業(yè)的核心要素。智能建筑技術(shù)通過集成先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)方法和智能系統(tǒng)來提高人類舒適度和能源效率，徹底改變了建筑行業(yè)。從傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)與施工到智能化的管理與運(yùn)營，智能建筑技術(shù)以其突出的表現(xiàn)和優(yōu)勢為建筑行業(yè)注入了新的活力和動(dòng)力。

智能建筑體現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新，標(biāo)志著建筑行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展、資源優(yōu)化和管理效率方面的全面進(jìn)步。這也與國家政策以及市場驅(qū)動(dòng)因素密切相關(guān)。越來越多的國家和地區(qū)正在出臺(tái)促進(jìn)建筑領(lǐng)域節(jié)能的政策和標(biāo)準(zhǔn)。

例如，2022年，歐盟委員會(huì)發(fā)布“歐洲地平線”工作計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究是實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。同樣，各國也出臺(tái)了一系列政策來推廣智能建筑技術(shù)。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布《建筑行業(yè)數(shù)字化路線圖》，支持智能建筑的研究和應(yīng)用；英國政府設(shè)立“英國數(shù)字化建設(shè)”項(xiàng)目，推動(dòng)數(shù)字化建設(shè)的實(shí)施；德國在建筑領(lǐng)域推動(dòng)工業(yè)4.0，強(qiáng)調(diào)智能建筑和自動(dòng)化施工，并設(shè)立了技術(shù)創(chuàng)新基金。這些政策法規(guī)的出臺(tái)，不僅為智能建筑技術(shù)的應(yīng)用提供了規(guī)范和依據(jù)，也為行業(yè)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。

這些策略通常包括支持智能建筑技術(shù)并鼓勵(lì)采用新技術(shù)來提高建筑系統(tǒng)的能源效率。政策推動(dòng)促使相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)更加積極探索和實(shí)施智能建筑解決方案。隨著對(duì)建筑環(huán)境質(zhì)量的重視和不斷升級(jí)的能源危機(jī)的推動(dòng)，智能建筑解決方案的市場需求持續(xù)增長，這些核心概念既反映了學(xué)術(shù)界的研究趨勢，也反映了行業(yè)內(nèi)的市場需求。

能源領(lǐng)域研究位居榜首

智能建筑是一個(gè)跨學(xué)科、多學(xué)科的新興課題。從已發(fā)表的文獻(xiàn)來看，能源領(lǐng)域的研究位居榜首，這表明能源領(lǐng)域在智能建筑中發(fā)揮著重要作用。這些研究涉及能源效率、傳感器技術(shù)、可再生能源利用、智能能源管理系統(tǒng)等方面。進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了建筑節(jié)能和優(yōu)化建筑環(huán)境性能在智能建筑領(lǐng)域的重要性。研究重點(diǎn)方面，主要突出“能效”、“物聯(lián)網(wǎng)”、“建模”、“管理”、“需求響應(yīng)”等核心概念，為行業(yè)未來發(fā)展指明了方向。

在利用信息和通信技術(shù)更有效地管理資源這一理念的推動(dòng)下，智能環(huán)境以智能城市、智能建筑、智能電網(wǎng)、智能水務(wù)和智能移動(dòng)的形式出現(xiàn)，并無縫嵌入日常用品中。這一趨勢促進(jìn)了互聯(lián)設(shè)備的發(fā)展，使我們的生活更加智能和便捷。也為能源管理、資源利用、環(huán)境保護(hù)提供了更多可能性。

智能環(huán)境發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力是物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合，它們正在推動(dòng)智能環(huán)境的進(jìn)步，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)更高水平的能源效率、減少浪費(fèi)和降低能源消耗成本。這些技術(shù)正在徹底改變我們與周圍環(huán)境互動(dòng)的方式。 通過利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)據(jù)分析，我們可以監(jiān)控和優(yōu)化建筑物的能源使用，從而顯著節(jié)省成本并帶來環(huán)境效益。

另外，國際能源署 (IEA) 敦促各國政府實(shí)現(xiàn)到 2030 年將全球可再生能源產(chǎn)能增加兩倍、每年將能源效率提高一倍的目標(biāo)。建筑行業(yè)作為節(jié)能減排的主力軍，應(yīng)響應(yīng)國家大力推廣智能建筑的號(hào)召，最大限度地減少能源浪費(fèi)。

人工智能、數(shù)字孿生等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)

能建筑技術(shù)是一種將先進(jìn)技術(shù)與節(jié)能理念相結(jié)合的技術(shù)，旨在提高建筑的效率、安全性和可持續(xù)性。

例如，在優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)營策略方面出現(xiàn)了“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”、“機(jī)器學(xué)習(xí)”、“人工智能”、“數(shù)字孿生”、“云計(jì)算”和“建筑信息模型（BIM）”等關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)在改進(jìn)設(shè)計(jì)和操作策略方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用 。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于遠(yuǎn)程監(jiān)控建筑設(shè)施，以發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，提高運(yùn)營效率；機(jī)器學(xué)習(xí)可用于形成智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)最佳性能和能源效率。人工智能還可以分析用戶行為和偏好，提供個(gè)性化的建筑環(huán)境，提高人們對(duì)空間的舒適度和滿意度；通過數(shù)字孿生的模擬，運(yùn)營商可以預(yù)測設(shè)備故障并進(jìn)行有效的維護(hù)計(jì)劃，以降低成本和停機(jī)時(shí)間。通過云計(jì)算，設(shè)計(jì)師、工程師、運(yùn)營經(jīng)理等利益相關(guān)者可以實(shí)時(shí)共享信息，提高溝通效率和協(xié)作。 BIM提供詳細(xì)信息支持施工過程和后續(xù)運(yùn)營管理，有助于提高項(xiàng)目管理效率、降低成本、增強(qiáng)項(xiàng)目管理。

該研究還發(fā)現(xiàn)，智能建筑技術(shù)正在快速發(fā)展，目前已進(jìn)入技術(shù)應(yīng)用階段，現(xiàn)階段新興技術(shù)的應(yīng)用，如強(qiáng)化學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)模型等是當(dāng)前智能建筑領(lǐng)域的熱門話題。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)可以通過使智能系統(tǒng)與環(huán)境交互、學(xué)習(xí)和不斷調(diào)整來優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)、施工流程和設(shè)備管理。這反過來又提高了能源利用效率。例如，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法來優(yōu)化建筑物空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行策略，可以根據(jù)不同時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度和氣流，滿足用戶需要在節(jié)能和舒適之間取得平衡。邊緣計(jì)算能夠快速響應(yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需求，有助于提高能源系統(tǒng)的響應(yīng)能力和效率。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能建筑技術(shù)中優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)和微調(diào)能源管理方面發(fā)揮著作用。數(shù)據(jù)模型在智能建筑技術(shù)中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們可以幫助識(shí)別建筑能耗的瓶頸和潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)，從而優(yōu)化建筑系統(tǒng)的運(yùn)行策略，提高能源利用效率。

另外，設(shè)計(jì)是智能建筑的基礎(chǔ)，決定了建筑的功能性、可持續(xù)性、美觀性；用戶行為和習(xí)慣對(duì)建筑能耗、舒適度、安全性有直接影響；數(shù)字孿生技術(shù)可以在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的各個(gè)階段提供重要的視覺信息；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是智能建筑實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制的核心技術(shù)，利用傳感器采集環(huán)境和設(shè)備數(shù)據(jù)，為決策提供依據(jù)。

平臺(tái)、節(jié)能、設(shè)備、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、控制策略等關(guān)鍵詞表明智能建筑已經(jīng)開始走向?qū)嵱眉夹g(shù)，而不僅僅局限于理論創(chuàng)新。一方面是技術(shù)升級(jí)，通過新技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用的融合。智能建筑不僅提高了建筑效率，還有效提高了建筑質(zhì)量和安全性，也為更多領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用提供了模型和參考；另一方面，建筑行業(yè)越來越注重人們?cè)诮ㄖh(huán)境中的舒適感受。

更加注重“以人為本”與實(shí)際應(yīng)用

目前，智能建筑領(lǐng)域的研究正在不斷發(fā)展，逐漸從基礎(chǔ)技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更加智能化、更可持續(xù)的建筑環(huán)境。此外，研究人員越來越強(qiáng)調(diào)人為因素在智能建筑中的作用，以促進(jìn)更舒適的 、健康和可持續(xù)的建筑環(huán)境。

在過去的十年里，研究的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向考慮用戶的需求，生活空間主要以人為中心。 “熱舒適”和“行為”變得越來越普遍。同時(shí)，智能建筑也面臨著數(shù)據(jù)隱私、網(wǎng)絡(luò)安全和標(biāo)準(zhǔn)化等挑戰(zhàn)。尤其是2017年后，“傳熱導(dǎo)”、“用戶行為”等與以人為本的考慮相關(guān)的術(shù)語開始出現(xiàn)。對(duì)居住者行為的研究出現(xiàn)了，強(qiáng)調(diào)了對(duì)其對(duì)建筑能耗和舒適度影響的認(rèn)識(shí)，以及通過分析這種行為來優(yōu)化建筑管理的愿望 。隨著理論的整體成熟，對(duì)優(yōu)化的關(guān)注不斷發(fā)展。

人們?cè)絹碓街匾暋熬幼⌒袨椤?、“室?nèi)空氣質(zhì)量”、“熱舒適度”等與人相關(guān)的因素，這些都表明智能建筑的設(shè)計(jì)和運(yùn)營正朝著以人為本的方向發(fā)展。從這些關(guān)鍵詞中，我們可以驗(yàn)證智能建筑正在從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用的理念。

運(yùn)營與維護(hù)逐步受到重視

2018年以來，故障檢測技術(shù)成為研究熱點(diǎn)，呈現(xiàn)出利用智能技術(shù)及時(shí)識(shí)別建筑系統(tǒng)故障，預(yù)防事故發(fā)生，保障安全運(yùn)行的趨勢。與此同時(shí)，“建筑管理系統(tǒng)”、“設(shè)施管理”、“建筑能源管理系統(tǒng)”、“機(jī)械性能”等術(shù)語也得到了認(rèn)可。在此背景下“補(bǔ)丁”的出現(xiàn)，相當(dāng)于為系統(tǒng)提供“維護(hù)”，旨在預(yù)防問題的發(fā)生，保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。

該研究對(duì)2014年至2023年智能建筑領(lǐng)域關(guān)鍵詞的趨勢和演變表明，最初的文章重點(diǎn)是傳感器網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)。隨著時(shí)間的推移，焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用。越來越細(xì)化的關(guān)鍵詞開始更頻繁地出現(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注能源管理、物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和能源效率等領(lǐng)域。此外，人們?cè)絹碓疥P(guān)注整合物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更智能、更可持續(xù)的建筑環(huán)境。

同時(shí)，眾多新的關(guān)鍵詞表明技術(shù)升級(jí)和人性化設(shè)計(jì)并重，體現(xiàn)了智能建筑朝著更健康、更舒適、可持續(xù)發(fā)展的趨勢。當(dāng)下，智能建筑技術(shù)逐漸進(jìn)入技術(shù)應(yīng)用階段，強(qiáng)化學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。這些技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了建筑設(shè)計(jì)、施工和設(shè)施管理以及能源效率的優(yōu)化，體現(xiàn)了智能建筑在提高建筑效率、安全性和可持續(xù)性方面所做的努力。

總而言之，這篇論文經(jīng)過對(duì)文獻(xiàn)的細(xì)致整理，清晰地揭示出近年來智能建筑開始注重用戶體驗(yàn)和建筑的可持續(xù)性，這是建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢?？沙掷m(xù)建筑通常強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，這直接影響用戶體驗(yàn)。同時(shí)，可持續(xù)建筑通過高效的能源管理系統(tǒng)和節(jié)能設(shè)計(jì)來減少能源消耗，不僅減少了對(duì)環(huán)境的影響，還降低了用戶的能源成本，增強(qiáng)了用戶的經(jīng)濟(jì)體驗(yàn)。

然而，智能建筑領(lǐng)域還缺乏以用戶為中心的研究和用戶體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。政府機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)應(yīng)鼓勵(lì)和資助以用戶為中心的智能建筑相關(guān)研究，促進(jìn)該領(lǐng)域的知識(shí)發(fā)展和實(shí)踐創(chuàng)新。未來，我們應(yīng)該鼓勵(lì)更多的跨學(xué)科研究，鼓勵(lì)建筑、工程、心理學(xué)、人機(jī)交互設(shè)計(jì)等學(xué)科的專家合作，更好地理解和滿足用戶的需求和體驗(yàn)。建立智能建設(shè)的用戶體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和考核政策，為行業(yè)提供指導(dǎo)和規(guī)范。同時(shí)，制定并驗(yàn)證一套用戶體驗(yàn)指標(biāo)，評(píng)估智能建筑項(xiàng)目的用戶滿意度、舒適度、便捷性、可達(dá)性、健康影響等，為建筑體系的完善做出貢獻(xiàn)。

更多研究發(fā)現(xiàn)，參見論文原文：

Evolving Trends in Smart Building Research: A Scientometric Analysis

CIBIS峰會(huì)

由千家網(wǎng)主辦的2024年第25屆CIBIS建筑智能化峰會(huì)即將開啟，本屆峰會(huì)主題為：“匯智提質(zhì)：開啟未來新篇章”。屆時(shí)，我們將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更智慧、更高效、更安全、更低碳的智慧技術(shù)，共同開啟未來美好智慧生活。

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