后疫情時代,物聯網為智能建筑提供強大技術支持

新冠病毒COVID-19危機正挑戰著我們社會的許多基礎設施,強調了醫療機構的應對能力,并產生了將現有空置機構迅速轉變為臨時的關鍵醫療機構的需求。因此,我們需要一種方法來快速改造建筑物,以支持公共衛生和其他緊急情況,同時提高設施效率和應變能力。

在這場危機之后,我們如何進行重建將有助于未來發展的建筑,將成為重要議題。為了迎接挑戰,我們必須從過去的教訓開始。

隨著美國《冠狀病毒援助、救濟和經濟安全(CARES)法案》的通過,以及緊隨其后的另一筆數十億美元的刺激法案,現在該重新審視《美國復蘇與再投資法案》(ARRA)的能效計劃,作為對2008年經濟崩潰的回應而通過的。這些計劃的成功之處不難看出,在未來四年中,20億美元以上的投資預計可節省4億MMBtus的能源。

ARRA計劃對房屋和建筑物進行改造,使其更加高效,同時在最需要的時候為當地承包商、工程師和制造商創造高薪工作。盡管ARRA是有用的指南,但過去十年的技術進步和全球危機必須為下一組與效率和基礎設施相關的刺激計劃提供依據。在如此多的風險面前,我們需要利用這個機會,以正確的方式開始改造我們的公共建筑。

正確的方法是同時將適應性、可靠性、可持續性和健康性作為重點,作為全面的系統級建筑物改造的一部分。 RIGHT是首字母縮寫詞,它定義了未來這些靈活、高效的設施的功能要素。

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應對設施進行設計或改造,以在惡劣天氣、地震事件、電網中斷、網絡安全漏洞和公共衛生緊急情況下維持關鍵系統運行。備用發電、儲能、分布式發電和微電網不僅可以提高彈性,還可以提高可持續性,提高需求靈活性和電網效率。

物聯網(IoT)傳感器、自動控制、數據分析和高速網絡提供了一種技術基礎架構,除了可以提高設施效率,使用者的健康水平,還可以支持各種建筑系統,遠程學習和臨床應用。網絡基礎架構應是網絡安全,并且應進行分段以支持關鍵和非關鍵系統和應用。

可持續建筑正在成為公共部門的規范,其中包括獲得能源之星(ENERGY STAR)或LEED認證的建筑,以及數量越來越多的零碳/能源建筑。無論采用哪種方法,能源效率始終是綠色建筑設計和改造以及其他標準(包括節水和使用可再生能源)的重中之重。這些改進可以節省能源和運營成本,可用于基于績效的合同和能源服務業務模型,從而以低利率利用刺激資金和私人資本。

可持續建筑的下一個領域是關注居住者的健康、保健和生產力。相對較新的WELL,Fitwel和RESET標準代表了在正常居住條件下創建和維護健康環境的最佳實踐。在突發公共衛生事件中,這些健康的建筑系統和實踐為重癥監護情況下的患者和員工提供了更高級別的保護。

快速將公共建筑中的居住空間(無論是大學宿舍、軍營、K-12學?;驎h中心中的居住空間)轉換為臨時重癥監護設施或緊急避難所的能力,是未來改造的關鍵要素。這需要靈活、適應性強的設計,以允許快速添加關鍵的HVAC過濾設備和房間增壓系統,提供額外的功率容量以容納臨床設備和UPS系統,以及足夠的網絡容量來容納臨床和建筑技術系統。

我們經常聽到有人呼吁在颶風和其他災難后“更好地重建”,并提高受損建筑物的彈性和可持續性,以備下次使用。盡管我們希望“下一次”距離今天很長一段時間,但我們應該感謝我們的社區注意這一呼吁,并利用經濟刺激資金來正確改造我們的建筑物,以適應未來的需求。

智能建筑和物聯網的10項關鍵技能盤點

歐司朗(Osram)數字系統博客的最新一篇文章聲稱:“智能建筑技術正在塑造商業地產的未來?!睔W司朗指出,如今的商業地產集團“需要將IT和技術技能,業務分析以及具有遠見的領導技能相結合,才能在這種新型智能建筑環境中保持競爭力?!?/p>

博客接著指出,“目前有超過13,900個職位(目前)發布,這些職位有‘IoT’作為職稱的一部分——還有更多的職位描述要求考生了解網絡概念、傳感器、分析和數據科學,以及與IoT直接相關的其他領域。該博客補充說:“此外,傳統工作將不斷發展,并需要新的技能,例如,谷歌最近發布的一份設施經理招聘信息,需要基本的IT知識,因為他們將負責推動智能建筑技術的部署?!?/p>

按照歐司朗的標準,支持智能建筑和物聯網迅速發展需要的10項新技能,如下所示:

1.精通技術——“ 即使你不是工程師或不是需要技術專業知識的職位,也該是時候熟悉物聯網并了解有關傳感器,云,API,連接性和數據的基礎知識的了。由于這個新的、不斷發展的環境的前提是一切事物都是相互連接的,每個從事智能建筑開發和支持的人都需要對IT和網絡有一個基本的了解?!?/p>

2.安全性——“安全性是最重要的問題,也是一個巨大的物聯網問題。連接到互聯網的所有事物都會帶來風險。由于智能建筑基礎設施連接到互聯網,因此智能建筑容易受到網絡攻擊。漏洞評估技能,硬件和軟件安全性,并且數據安全技能對于物聯網部署至關重要?!?/p>

3.移動應用體驗——“終端用戶物聯網應用正在向移動優先體驗發展,這意味著大多數物聯網應用將主要運行在平板電腦和智能手機等移動設備上?!?/p>

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4.網絡專家——“每個傳感器本質上都是網絡上的一個數據節點。一切都是相連的。有內部或遠程的網絡專家可供使用,有助于保持大樓的平穩運行?!?/p>

5.分析和數據科學專業的知識——“大量的數據是通過傳感器網絡收集的,包括光、熱、占用、能源使用、空間利用等。公司需要能夠理解數據的高級分析師。分析的數據變成了用于管理、優化和自動化建筑環境和操作方面的信息?!?/p>

6.了解運營技術和信息技術-—— “ 物聯網正在改變我們開展業務的方式,以及我們思考和使用技術的方式。運營技術(OT)和信息技術(IT)團隊傳統上是獨立和孤立的組織。然而,這兩個看似截然不同的組織之間的界限及其各自的責任正在模糊不清。例如,從智能照明系統收集的占用數據現在觸發了來自HVAC系統的響應-了解這兩種環境的IT人員的需求將很大。公司還需要物理工廠(OT)方面的人員了解新的IT工具,并可以向IT人員解釋OT問題?!?/p>

7.團隊合作——“物聯網和連通性消除了跨職能孤島。員工將需要適應協作,集思廣益,并在不同背景下以不同的方法和觀點進行合作?!?/p>

8.商業頭腦——“領導需要理解并傳達數據和自動化的價值。他們需要能夠將數據與如何使用數據來解決問題、改善業務成果、改變企業做事方式或如何滿足客戶需求聯系起來?!?/p>

9.持續學習的意愿和能力——“在這種快速發展的環境中,人們需要不斷了解最新的發展,并對它如何幫助企業保有好奇心,落后者將很快被拋在后面?!?/p>

10.溝通技巧——“具有較強的溝通技巧,能夠以不同的方式解釋復雜的概念或新想法——寫作、演講、圖表和視頻——將是至關重要的?!?/p>

該博客指出,根據貝恩的說法,到2021年,物聯網硬件、軟件、系統集成以及數據和電信服務的綜合市場將增長到5200億美元。

智能建筑將是智慧城市發展的基石

簡單來講,通向智慧城市的旅程始于一棟建筑。無論城市的規模大小如何、技術的范圍大小或應用,未來的智慧城市都可以融入到智能建筑或智慧園區中,也可以從中分離出來。當對這些類型的解決方案的需求不斷增長時,大公司將有機會改善企業和社會治理實踐,并通過擁護更多的互聯技術而在社區中脫穎而出。

智能建筑一直在利用物聯網(IoT)連接和改進系統,從而提供更高的效率和數據。這些連接的系統可能包括IP攝像機系統、訪問控制系統、智能儀表、智能停車場或任何聯網設備或IoT傳感器等。

通過將這些系統整合在一起,管理人員可以更輕松地在以往單獨的數據基礎之間建立連接,例如將視頻素材與訪問管理異常配對,使用視頻進行人員跟蹤,以確保建筑物的HVAC系統正確調節溫度或觀察建筑物各種設施的使用情況,如停車場,以便進一步優化管理決策。

集成到智能建筑中的設備可以根據其使用方式提供不同的價值。例如,可以將外部IP攝像機與單個建筑物或園區內的其他安全數據相關聯,以提高員工或顧客的安全性。在智能鄰里環境中使用同一臺攝像機可以讓本地商店經理跟蹤入店行竊者。

在智慧城市的生態系統中,市政當局可以使用視頻來跟蹤和管理經過社區的異常人流。這樣,市政當局就可以在這些信息中找到足夠的價值,協助降低系統的維護成本。隨著智能網絡在整個城市環境中的發展,其帶來的好處在不斷的擴展和變化。

互連的IoT設備對組織具有廣泛的潛在價值,因為它們可以最自由地應用的關鍵點信息:單個設備可以與許多其他內部系統或信息基礎相關聯,而不會影響其安全訪問。然后,可以將這些信息用于園區中提升安全性或更好的用戶體驗,以及提升資產管理或其他業務效率等。這些物聯網設備帶來的好處,將直接影響智能建筑的實施應用。

AL t4519027475661824 智能建筑將是智慧城市發展的基石

智慧城市既有利于政府,也有利于公民。使用連接的設備,城市可以變得更智能、更安全、更高效。數據可以帶來街道規劃和停車方面的創新,或者在危機調查期間提供有價值的見解。此外,設備可以靈活地處理不同的應用,可以根據當地政府的獨特需求對系統進行優化和定制。

任何多米諾骨牌效應的關鍵在于,必須將第一部分付諸實踐,而企業通過領導這一行為將獲得許多好處。開始或繼續擁護一個更好、更智能、更安全的城市,這是企業在個人和技術層面與社區建立聯系的絕佳途徑。許多企業對他們所居住的城市產生了廣泛的影響,每個人都可以在自己的社區中獲得積極的影響,這對每個人都表示了關心和關心周圍地區的人們和企業,這對所有人都有好處。更高的技術集成度以及面向公眾的設備和傳感器的增加,也改善了企業的安全狀況。

在當今技術日新月異的時代,采用更多的互聯技術,并利用這些信息來改善和加快業務流程,是表明致力于跟上技術發展步伐的第一步。創建智能建筑或智能園區還有另一個優點:即投資回報率?;ヂ摷夹g不僅在其應用程序之外,還可以提高安全性和安全性,還提供了寶貴的業務見解,可以幫助企業更平穩地運行或更好地了解其顧客。

連接不同系統的目的是能夠關聯和聚合更多數據,并將信息池縮減到個人或企業最相關的點。但是收集的數據需要適當處理,數據應可用于某些功能和分析;但是,還需要尊重某些數據集的隱私并將其限制為某些指定用戶。為了確保數據不會降級也不會被任何未經授權的一方訪問,數據存儲需要具有彈性和安全性。此外,應該始終準備好智能建筑和智能城市進行擴展,這使可擴展性成為存儲基礎架構的另一個重要問題。

無論是針對一棟建筑物,鄰里還是整個城市,明智的舉措都需要在網絡安全性和互操作性方面仔細考慮正在安裝和集成的設備。攝像頭和傳感器本身應具有網絡安全性,同時還應與關鍵技術基礎架構相集成,從而使它們能夠在不損害網絡完整性的前提下提供最大價值。

顯然,互聯技術的進一步實施和利用是未來的潮流,但是誰會領先呢?對于大型企業,特別是具有技術基礎的企業,除了明顯的優勢外,還有更多的機會。了解并能夠在其本國城市中實施智能建筑措施的公司有機會展示最佳實踐,地實施新技術,并不斷擴大應用范圍。

企業可以通過多種方式在智慧城市建設中脫穎而出,無論是通過品牌力量還是通過開展合作。努力使城市變得更聰明、更先進、更安全,讓廣泛的當地企業和居民受益,企業將會獲得更多尊重。

此次新冠疫情給未來城市規劃與建筑設計帶來的思考

縱觀人類歷史,每一場重大流行疾病的爆發都會迫使城市設計進行新的探索與創新。例如,在17世紀,歐洲黑死病的大流行,推動了城市下水道系統的大規模規劃設計與建造,并制定新的分區法律以防止人員過渡集中,增加感染風險。而此次新的冠狀病毒除了促進線上經濟發展的同時,也可能極大影響了我們未來城市和建筑物的建造方式。

“隨著我們正在設計的城市和醫療區對慢性病的思考的增加,也產生了一個有趣的聯系……” 設計公司Perkins and Will的負責人David Green說。該公司致力于打造“健康區”,以解決更廣泛的健康問題,例如步行作為減少肥胖和糖尿病的重要方式?!拔艺J為,接下來的幾個月,尤其是明年,新冠病毒疫情將徹底改變我們對城市設計的思考方式?!?/p>

其中一部分可能意味著要建造能夠在發生流行病或其他類型災難時迅速切換到其他用途的建筑物。例如,本次疫情中,許多國家和地區將會展中心或是體育館快速改造成方艙醫院。只不過目前大量的方艙醫院改造只是利用空間而已,之前并沒有過多進行針對性的前期設計準備,尤其是相對老舊的公共場館建筑。

“我們一直在考慮重新設計公共場所,以便它們也可以在城市中作為流行病防治的后勤和治療區?!?Perkins and Will還在研究城市設計如何影響當前的疫情?!拔覀冋谠u估這種流行病的傳播過程,因為它與城市的物理設計有關,其中包括人口密度?!睂W⒂跈C場和體育館的設計公司Icrave Design創始人兼首席執行官Lionel Ohayon建議,未來城市設計的最終理想的狀態應該是旅客在登上去往機場的自動駕駛汽車時就完成了檢查,而不是到了機場才進行。而在機場內部,更好的設計可以幫助減少在登機口等排隊等候的人群。

AL t4518501416977408 此次新冠疫情給未來城市規劃與建筑設計帶來的思考

新技術的發明與應用使得改善空氣質量的成本越來越低。例如,UV-C(短波紫外線)光可以消除空氣處理系統中的病毒,同時讓設備使用壽命更長。而傳統的空氣過濾器增加了成本,一部分原因在于需要額外的動力將空氣吸入過濾芯系統。

同時,將新鮮的空氣引入建筑物中以及改善密集社區外部的通風也很重要。如果不停地有新鮮空氣進來,將最大程度地減少室內人員感染的概率。未來的技術將能夠幫助我們做更多的事情,例如可以實時檢測表面病毒的傳感器即將出現,并且可以用來提示建筑物內人員或觸發空氣凈化系統。在本次新冠病毒疫情防治過程中,大量的建筑物都開始部署體溫篩查系統以快速識別可能生病的人。目前,包括中國在內的很多國家正在使用紅外線或熱成像儀來測量出入人員的體溫。

雖然,體溫檢測不能直接判斷是否真正感染病毒,但是這些非接觸式的技術應用最大限度降低了人員交叉感染的風險,也正是由于采取了這些有力措施,新冠病毒的傳播趨勢才得到了有效遏制。因此,紅外熱成像技術應該成為所有建筑物中的第一道防線之一,其應用范圍要超出醫療環境。當然,醫院也可以設計得更好,以應對傳染病的爆發。從本次新冠疫情中,我們已經看到醫務人員的感染概率非常大,這與我們當前的醫療建筑設計也存在很大的關系,因此我們不得不重新考慮醫療機構建筑功能與系統的設計。

芝加哥拉什大學(Rush University)的醫院設有一個急救室,關鍵時可以進行封閉式運行,可以對患者進行安全評估。在內部,可以在多個區域打開限制病毒傳播的負壓區域。而且醫院的房間也可以隨時改變,如果遇到一些患者突然變得非常嚴重或發現可疑的未知病毒,可以立即將[急診]病房變成重癥監護病房。從而最大限度降低醫院工作人員和病人的交叉感染風險。

從更大的視角來看,讓城市和建筑物保持健康狀態,也會使人們患病的可能性大大降低,并且更還有可能避免最嚴重的后果。例如,即使在超高層建筑中,設計增加更多的室外空間非常重要。據調查,很多人缺乏維生素D,而較高的維生素D與降低的急性呼吸道感染風險有著密切的聯系,除了補充相應的食品之外,充足的室外活動和光照條件對提升維生素D有積極的作用。

而且,在一些緊急情況下,公園也起著逃生避難的作用。因此,城市的發展不應該壓縮這些必要的功能和生態空間。