新冠肺炎疫情給城市管理和基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。然而，大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等技術(shù)在疫情中的不同應(yīng)用也讓我們看到了數(shù)字化和智能化技術(shù)賦予城市管理的巨大潛力，為更多城市數(shù)字化應(yīng)用場景的發(fā)展帶來機(jī)遇。在中國推進(jìn)“新基建”的大背景下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合，將大力推進(jìn)電網(wǎng)、樓宇、交通等領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級，從而打造更高效、更具韌性，更宜居的智慧城市。
樓宇作為城市的核心基礎(chǔ)設(shè)施之一，其智能化將是未來智慧城市的重要構(gòu)成環(huán)節(jié)。疫情的蔓延讓“宅生活”成為新常態(tài)，不管是在家中陪伴家人，還是積極投身于復(fù)工復(fù)產(chǎn)，樓宇建筑都為人們筑起了一道安全屏障，提供學(xué)習(xí)、工作和生活所需的空間環(huán)境。因此，大家也期待著看似沉默的樓宇能夠與我們“心有靈犀”，創(chuàng)造更舒適、更安全同時又更節(jié)能環(huán)保的完美空間。
那么，如何才能讓建筑“聰明”起來呢？今天，隨著樓宇自動化技術(shù)、智能基礎(chǔ)設(shè)施、云技術(shù)，以及人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化雙胞胎等眾多創(chuàng)新科技的普及和成熟，樓宇開始擁有“神經(jīng)”和“大腦”，變得敏銳而智慧。
真正的智能樓宇應(yīng)當(dāng)“以人為本”，更好地服務(wù)于人。因此，在樓宇的設(shè)計(jì)和施工階段，人們可以應(yīng)用數(shù)字化雙胞胎技術(shù)捕獲建筑的靜態(tài)數(shù)據(jù)，然后用可視化和仿真的方式，設(shè)計(jì)最佳的疏散路線、空間布局和能耗方案，并提高建筑工程效率。未來，應(yīng)用數(shù)字化雙胞胎技術(shù)不僅可以動態(tài)調(diào)整樓宇功能，以適應(yīng)不斷變化的用戶需求或天氣情況，智能樓宇甚至還能對火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測與預(yù)警，為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。
真正的智能樓宇應(yīng)當(dāng)“知學(xué)善用”，不僅能夠了解外界環(huán)境并與之互動，同時也具有學(xué)習(xí)和適應(yīng)的能力。通過部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，樓宇能夠及時捕捉大量數(shù)據(jù)，以洞悉周圍環(huán)境，并主動響應(yīng)人們的需求，同時通過分析樓宇和設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)而提供反饋信息，幫助人們實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策和精細(xì)管理。例如，智能樓宇能監(jiān)測溫度、濕度和外部天氣情況實(shí)現(xiàn)自主優(yōu)化，為人們提供最適宜的室溫和最理想的空氣質(zhì)量。同時，還可以幫助管理者提高運(yùn)營效率，應(yīng)用預(yù)測性維護(hù)，并依據(jù)動態(tài)仿真結(jié)果作出調(diào)整。
真正的智能樓宇應(yīng)當(dāng)“克勤克儉”，通過最小化能源消耗來幫助降低能源需求。樓宇建筑作為能耗大戶，在中國能源消費(fèi)總量中的份額超過了27%。預(yù)計(jì)到2030年，這一比例將達(dá)到40%。因此，樓宇的節(jié)能減排對于經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。據(jù)《中國智能樓宇產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，中國的既有建筑達(dá)400億平方米，僅有1%為節(jié)能建筑。未來，智能樓宇可以根據(jù)房間的實(shí)際使用、光照條件和溫度自動調(diào)整照明和暖通空調(diào)解決方案，和普通建筑相比，這將能夠減少高達(dá)80%的生態(tài)足跡。
在中國，西門子一直致力于智能樓宇的發(fā)展，并不斷通過與政府、企業(yè)展開合作，將全球領(lǐng)先的樓宇試點(diǎn)項(xiàng)目落地中國。例如，西門子攜手青島中德生態(tài)園青島被動屋工程技術(shù)有限公司，聯(lián)合打造了中德生態(tài)園被動房技術(shù)中心。這座被動房建筑不使用主動采暖和空調(diào)系統(tǒng)，就能維持舒適的室內(nèi)環(huán)境。在冬天沒有暖氣的情況下，總面積達(dá)1.38萬平方米的建筑也能保持室溫在20攝氏度以上。而且，中心兼顧環(huán)保和舒適，讓人們在享受室內(nèi)舒適環(huán)境的同時實(shí)現(xiàn)近零能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這棟建筑每年可節(jié)約一次能耗近130萬千瓦時，減少二氧化碳排放664噸，這相當(dāng)于53120棵樹木的二氧化碳吸附量。
展望未來，智能樓宇發(fā)展充滿無限潛能。例如，樓宇和跨領(lǐng)域的電網(wǎng)數(shù)據(jù)如能實(shí)現(xiàn)共享，那么建筑將不僅僅是能源消耗者，也可以變身為智能產(chǎn)消者，在能源系統(tǒng)中發(fā)揮新的作用。西門子已經(jīng)在全球啟動了項(xiàng)目試點(diǎn)，嘗試把樓宇集成到電網(wǎng)中，成為分布式能源系統(tǒng)的組成部分。在加拿大數(shù)個大量采用電供暖系統(tǒng)的省份，西門子與當(dāng)?shù)卣献髟圏c(diǎn)項(xiàng)目，將樓宇用作“電池”，以“熱”力形式儲存多余的電量，繼而實(shí)現(xiàn)電力的削峰填谷。西門子還曾與紐約布魯克林的一家初創(chuàng)公司LO3合作，利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建能源交易社區(qū)，讓社區(qū)內(nèi)的建筑業(yè)主可以將自家屋頂光伏生產(chǎn)的多余電力出售給附近的其他用戶，這些可再生電力用于空調(diào)的運(yùn)行。
在樓宇基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)領(lǐng)域，人類社會正在步入一個巨變的時代。傳感器、數(shù)字化技術(shù)，以及智能基礎(chǔ)設(shè)施與物聯(lián)網(wǎng)的無縫連接為樓宇的業(yè)主、用戶和管理者在降低成本、改善使用體驗(yàn)和應(yīng)對氣候變化等方面帶來新的機(jī)遇。而未來的智能樓宇將能夠自我感知和預(yù)測用戶需求，更具靈活性和更加個性化，并與用戶及所在社區(qū)共同構(gòu)建智能社區(qū)，以點(diǎn)及面地打造智慧城市新生態(tài)，為人們的美好生活，也為社會的可持續(xù)發(fā)展提供更多助力。
(作者系西門子(中國)有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)智能基礎(chǔ)設(shè)施集團(tuán)總經(jīng)理)
