什么是智能建筑？
智(zhi)能(neng)建(jian)筑(zhu)(zhu)（Smart buildings），也被稱(cheng)為“智(zhi)慧”建(jian)筑(zhu)(zhu)（“intelligent” buildings），是新(xin)建(jian)建(jian)筑(zhu)(zhu)中的一(yi)種增長趨勢。這(zhe)些結(jie)構有幾個使它(ta)們與(yu)傳統建(jian)筑(zhu)(zhu)不同(tong)的基本組成部分，包(bao)括(kuo)信息通(tong)信網(wang)絡、建(jian)筑(zhu)(zhu)管理系統和(he)不同(tong)程度的自動(dong)化。
建筑管理系(xi)(xi)統包括集成元素(su)，如 HVAC 系(xi)(xi)統、照明(ming)、通信(xin)網絡、房(fang)間訪問、消防(fang)安全系(xi)(xi)統、防(fang)盜控制(zhi)系(xi)(xi)統和視聽系(xi)(xi)統。智能(neng)建筑的集成水平和技(ji)術(shu)復雜程度的提高會影響居民(min)的幾個關鍵(jian)參數，例如空氣質量和舒適度。
建筑物(wu)不同(tong)區(qu)域的熱圖像(xiang)。圖片來源(yuan)：Orman, ?.J et al., Energies
住宅和商業建筑
如今(jin)，居民在他們(men)的房間(jian)中(zhong)花(hua)費更多時間(jian)的趨勢越(yue)來越(yue)明顯。COVID-19 大(da)流行(xing)導致更多的人在家全職(zhi)或兼(jian)職(zhi)工作，并(bing)且由(you)于在線商店和送貨(huo)上(shang)門，購(gou)物等(deng)其他活動正在發(fa)生快(kuai)速(su)變(bian)化(hua)。遠(yuan)程(cheng)技術和互聯(lian)網已經改變(bian)了(le)大(da)部(bu)分人的生活和互動方式。
由于這(zhe)些不斷變化的(de)趨(qu)勢，人們越(yue)來越(yue)關注為居民(min)提供更(geng)(geng)舒(shu)適的(de)家庭環境。然而，這(zhe)些趨(qu)勢導致居民(min)在住(zhu)宅中花(hua)費更(geng)(geng)多時間，在能源消耗增(zeng)加方面對房地產行業提出了重大挑(tiao)戰。
HVAC 和(he)照明系(xi)統消耗(hao)(hao)了(le)現代建筑(zhu)中的大部分能源(yuan)需求。這不僅是(shi)住宅的問題(ti)，也是(shi)商業建筑(zhu)能源(yuan)消耗(hao)(hao)的關鍵驅動因素。例如，法國的一項(xiang)研究表明，學校建筑(zhu)中 80% 的能源(yuan)消耗(hao)(hao)是(shi)由于(yu)供暖和(he)通風需求產生的。
在(zai)全球范圍(wei)內，建(jian)筑(zhu)(zhu)業(ye)占總能(neng)源消耗的 55%。這種消耗以及隨之而來的對環境有(you)害的碳排放(fang)問題表(biao)明，需要(yao)顯著提(ti)高傳統建(jian)筑(zhu)(zhu)和智能(neng)建(jian)筑(zhu)(zhu)的能(neng)源效(xiao)率。
熱舒適
然(ran)而(er)，在降低(di)能源(yuan)消耗和(he)建筑(zhu)部門的氣候變(bian)化誘發效應以及確保(bao)住宅(zhai)居(ju)民(min)和(he)商業(ye)用戶的舒適度(du)方面，需要進行權衡。另一個關(guan)鍵考慮因素是與其(qi)建造和(he)運營(ying)相關(guan)的智能建筑(zhu)的成(cheng)本。
熱(re)舒(shu)適度可以(yi)作為一個(ge)(ge)參(can)數(shu)來(lai)提供傳統和智能建(jian)筑之間(jian)的比較。這不是對溫(wen)度的測量，而是一種主觀的舒(shu)適感，個(ge)(ge)人感覺既(ji)不太冷(leng)也不太熱(re)。有(you)幾個(ge)(ge)因(yin)素會(hui)影響熱(re)舒(shu)適性(xing)，如(ru)空氣溫(wen)度、氣流、濕度和生物因(yin)素，如(ru)新陳代謝率。
在過去的幾十年里，已(yi)經對(dui)商業和住(zhu)宅建(jian)筑(zhu)的熱舒適性進行(xing)了幾項科學研究。然而，很少有人關注智能建(jian)筑(zhu)。這可能是(shi)由(you)于(yu)這些建(jian)筑(zhu)與(yu)傳統建(jian)筑(zhu)相比相對(dui)稀有。
然而，隨著人們對建(jian)造或(huo)改造具有智能(neng)功(gong)能(neng)的(de)建(jian)筑(zhu)(zhu)的(de)興趣日益濃(nong)厚(hou)，迫切需(xu)要對智能(neng)建(jian)筑(zhu)(zhu)和傳統建(jian)筑(zhu)(zhu)的(de)熱舒適性進行比較(jiao)的(de)研(yan)究，以解決這(zhe)一重大的(de)研(yan)究空(kong)白。
圖片來源：Orman, ?.J et al., Energies
研究概況
該研(yan)(yan)究(jiu)對中歐(ou)和(he)東歐(ou)的(de)(de)傳統建筑和(he)智能建筑在正(zheng)常(chang)日常(chang)運營期間的(de)(de)熱舒適性進行了(le)(le)全面的(de)(de)比較分析(xi)。通過(guo)研(yan)(yan)究(jiu)真(zhen)實(shi)世界條件下的(de)(de)熱舒適性，而(er)不是(shi)使用氣候室的(de)(de)基(ji)于(yu)實(shi)驗室的(de)(de)方(fang)法(fa)，該研(yan)(yan)究(jiu)提供了(le)(le)有關用戶偏(pian)好和(he)感覺等因(yin)素的(de)(de)實(shi)用信息。在研(yan)(yan)究(jiu)中，還進行1788 份問卷(juan)調查(cha)。
研(yan)(yan)究是(shi)在(zai)很長一段時間內(nei)進(jin)行(xing)(xing)的(de)，與實(shi)驗室(shi)研(yan)(yan)究相(xiang)比(bi)，它提供了(le)更(geng)真(zhen)實(shi)的(de)數據，實(shi)驗室(shi)研(yan)(yan)究是(shi)在(zai)較(jiao)短的(de)時間內(nei)進(jin)行(xing)(xing)的(de)。許多(duo)參與者在(zai)多(duo)個房間參與了(le)這項研(yan)(yan)究。該研(yan)(yan)究涵(han)蓋(gai)了(le)每個季(ji)節以及廣泛(fan)的(de)室(shi)內(nei)和(he)室(shi)外環(huan)境。而同時，該論文還分析了(le) 54 項當前(qian)的(de)研(yan)(yan)究。
該論(lun)(lun)文為工程師和建筑運營(ying)商(shang)提供了相關(guan)的數(shu)據和信息(xi)，有助于設計更(geng)好的建筑。收集了一個大型(xing)數(shu)據集，該論(lun)(lun)文揭示了個體的體重指數(shu)和職業密度對(dui)熱舒適和感覺有關(guan)鍵影(ying)響。對(dui)空氣(qi)流動(dong)和相對(dui)濕度等因素的影(ying)響進行了全面評估(gu)。
熱感投票(piao)vs.單位(wei)面積人(ren)數，紅線代表線性擬合，紫(zi)點代表熱感投票(piao)平(ping)均(jun)值(zhi)。圖(tu)片來源(yuan)：Orman, ?.J et al., Energies
研究中(zhong)提(ti)出了幾個關鍵發(fa)現。在智(zhi)能建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)中(zhong)觀(guan)察到更高水(shui)平(ping)的(de)(de)熱(re)舒適(shi)度，60% 的(de)(de)研究參與(yu)者(zhe)報告了改進，而傳統建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)中(zhong)這一比例(li)為 45%。智(zhi)能建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)中(zhong)有(you)一半的(de)(de)受訪者(zhe)表(biao)示(shi)他們不需要對熱(re)環境(jing)進行任何(he)改變，而傳統建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)中(zhong)這一比例(li)為 29%。
與用(yong)戶熱(re)偏好(hao)相關(guan)(guan)的(de)(de)室內熱(re)環境偏好(hao)不(bu)取決于建筑(zhu)類型。對空氣運動(dong)的(de)(de)主觀評估(gu)與個人(ren)經歷的(de)(de)熱(re)感覺(jue)相關(guan)(guan)。隨著(zhu)感知到的(de)(de)空氣流(liu)動(dong)增(zeng)加(jia)，人(ren)們(men)往(wang)往(wang)會(hui)感覺(jue)更冷。受訪(fang)者對溫暖的(de)(de)環境更滿意。
但是，必須考(kao)慮(lv)到(dao)該研究是在中東歐進行(xing)的，受訪者主要在 19 至(zhi) 24 歲(sui)之間。對不同(tong)氣(qi)候和人口統(tong)計的更(geng)廣泛研究將改善未(wei)來的研究。
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