目前,全球超過一半的人口居住在城市,各大洲的城市化程度都在上升,到2050年,這一數(shù)字將攀升至近70%。由于全球推進凈零目標,建筑和城市變得更宜居、更可行和更可持續(xù),再加上人口和城市化的增長,預計到2025年,全球智慧城市市場的價值將達到3.6萬億美元。
世界各地的政府,從新加坡到赫爾辛基和蘇黎世,也在制定雄心勃勃的智慧城市計劃,以實現(xiàn)自己的本世紀中葉目標,正如《巴黎協(xié)定》(ParisAgreement)所呼吁的那樣。被稱為“智能住宅區(qū)”的指定城市區(qū)域正在開發(fā)中,人們正在構想真正可持續(xù)發(fā)展的整個智能城市,包括智能建筑、更清潔的交通和滿足人類基本需求的基礎設施,如安全、舒適和互聯(lián)互通。
人工智能(AI)、個性化醫(yī)療和可持續(xù)能源生產等下一代技術的快速發(fā)展,也是智能城市未來的關鍵驅動因素。此外,城市及其建筑目前占全球能源需求的65%,很明顯,我們今天建造的建筑對于智慧城市的發(fā)展和我們推動凈零能源目標的實現(xiàn)至關重要。
支撐未來的建筑
智能建筑是未來城市變得安全、智能和可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素,建筑業(yè)主可以利用和控制自己的能源使用。
智能建筑技術已經幫助成千上萬的建筑和住宅更有效地消耗能源。ABB為上海新開發(fā)銀行(NDB)總部的建設提供了支持,安裝了一個智能和集成的建筑控制系統(tǒng),用于管理室內照明、電動窗簾和窗戶,該系統(tǒng)涉及8000多個控制電路。在安裝之后,NBD總部能夠比傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)省超過15%的能源。
2021年標志著我們集體能力的一個轉折點,通過人工智能和物聯(lián)網的融合,減少我們城市的排放,節(jié)約能源,并通過智能建筑和電網加速向可再生能源的過渡。
隨著新興技術的不斷發(fā)展,建筑物利用新技術流程和數(shù)據來源的機會也越來越多。利用技術改善城市和建筑的概念并不新鮮,但不同的是,物聯(lián)網現(xiàn)在讓我們能夠連接越來越多以前沒有連接過的設備。互聯(lián)性確實是釋放智能建筑真正潛力的關鍵,它為從無限資源中獲取的新信息提供了分析和組合的機會,提供了一個新的智能水平。
然而,這不僅僅是使用新技術;在全球加速智慧城市可持續(xù)發(fā)展方面,智慧思維和現(xiàn)有建筑的優(yōu)化是一個關鍵因素。ABB正與城市和公用事業(yè)部門密切合作,從現(xiàn)有基礎設施中獲得更高的效率,并建立統(tǒng)一、有吸引力的城市服務,作為邁向更智能城市的一部分。有了物聯(lián)網技術,老建筑可以充分利用它們生成的數(shù)據,并根據它們的運行方式進行調整。
西班牙阿拉貢首府薩拉戈薩就是這樣一個城市。該市致力于將總能耗降低20%,重點建設薩拉戈薩四大智慧城市建筑:薩拉戈薩歷史悠久的塞米納里奧(SeminarioofZaragoza),其中包括市政廳辦公室、主要市政廳、主要警察局和技術與藝術中心。通過一個基于云的能源管理平臺提供了先進的能源監(jiān)測,使四座建筑符合ISO50001標準。因此,薩拉戈薩能夠完成其合規(guī)性道路上的第一步,合作導致高達30%的運營成本節(jié)省。
越南河內是智慧城市技術應用的另一個很好的例子。作為該項目的一部分,越南跨國電信服務公司Viettel集團正致力于實現(xiàn)他們的綠色目標。Viettel希望他們在河內的總部成為創(chuàng)新的象征,并為他們在世界各地的建筑樹立標準。為了滿足對安全、智能和互聯(lián)工作場所的高需求,一系列智能建筑技術被提供。項目的關鍵是i-busKNX系統(tǒng),建筑的所有設備從照明和百葉窗控制到供暖、通風、安全和能源管理都通過一個總線接口相互通信。
將現(xiàn)有基礎設施轉變?yōu)橹悄艹鞘械闹悄芙ㄖ?/p>
那么,升級現(xiàn)有建筑基礎設施的挑戰(zhàn)是什么?基于物聯(lián)網的智能技術如何克服這些挑戰(zhàn)?
融資:升級一幢建筑似乎是一項昂貴的開支,然而物聯(lián)網的進步意味著情況不再如此,F(xiàn)代傳感器可以無線連接,而不需要昂貴的安裝成本。能源和維護成本的降低使投資迅速回報,數(shù)據顯示智能建筑使用的能源減少20-40%,導致運營費用比舊系統(tǒng)的低8-9%。
維護:預測性故障查找可以節(jié)省維護時間和人工,并可將昂貴設備或服務的停機時間降至最低。一些估計表明,智能型預測維護比傳統(tǒng)的反應式維護便宜3到9倍。租戶和住戶滿意度通常也較高,因為能夠快速識別、修復和重新啟動發(fā)生故障的系統(tǒng)。
設計:老建筑設計可能不是考慮到智能技術,但最新技術通常緊湊輕巧,從IP進入系統(tǒng)到光開關到能源管理系統(tǒng),讓它們更容易適應甚至最難到達的地方。無線傳感器是謹慎的,有一個粘合劑的背襯,可以簡單地粘在墻壁,桌子或天花板上,不需要螺絲或外部固定。厚壁有時會模糊wi-fi信號,可以通過使用“中繼器”或信號助推器來克服,這有助于擴大產品范圍。
整體的生態(tài)系統(tǒng)
發(fā)展一個萬物互聯(lián)、可互操作的整體生態(tài)系統(tǒng),應該是現(xiàn)在和未來智慧城市建筑的關鍵目標,從安全和安保到舒適和控制。將智能建筑的所有要素連接到一個易于使用的系統(tǒng)中,最終提高能效并降低運營成本,從門進入到應急照明,再到通過太陽能利用太陽能,并將其與電動汽車充電等電動出行解決方案集成。
事實證明,將太陽能,智能能源管理和高效的熱電聯(lián)產相結合,可為ABB位于Lüdenscheid的Busch-Jaeger子公司提供足夠的能源來為整個工廠供電,并節(jié)省大量的二氧化碳。這家碳中和工廠在第一年的發(fā)電量為1100兆瓦時,這足以抵消氣候中和的電力,足以滿足工廠在晴天時100%的電力需求。它還使該站點每年的CO2e排放量減少了約680噸。
未來就是現(xiàn)在
從家庭和辦公室到交通和公用事業(yè),2021年將是智慧城市初具規(guī)模的一年。物聯(lián)網和人工智能的進步將智能建筑,智能電網和電動汽車充電結合在一起,形成一個日益互聯(lián)和高效的新的智能社會生態(tài)系統(tǒng),幫助我們舒適安全地生活,同時為子孫后代保護地球。
顯而易見的是,我們的關注點不應僅限于智慧城市。重要的是,我們還必須考慮到智能產業(yè)、區(qū)域基礎設施和住區(qū)在建設今天和未來的社會中所發(fā)揮的關鍵作用。確保我們的安全是我們創(chuàng)造符合當代人和子孫后代需求的智慧城市之旅的一個主要要素。