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3S Market 傳遞 智慧應用與價值的商業資訊
2022年1月14日 星期五
· 十大智慧建築技術
Smart Buildings: Solutions for Digital Transformation from Johnson Controls
智慧建築：江森自控的數位化轉型解決方案
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| IDVIEW 不只是縮時攝影 |
想要提高營運效率、共享資訊，並提高建築物的服務品質嗎？借鑒我們在廣泛的智慧建築項目上的工作 —— 從新加坡的高層辦公室到高科技製造項目 —— 以下是我們看到廣泛實施的十大新智慧建築技術。
1：影像停車引導系統
司機喜歡易於使用的停車場，為車主帶來更多收入。影像導航系統使用網路攝影機，監控空間可用性，並使用簡單的數位看板引導司機。該技術還可以幫助司機找到他們的汽車，記錄安全漏洞，並允許車主透過追踪和記錄停車場內的車輛移動，來優化定價和使用。
2：強化的會議室控制
新的會議室技術很棒，但是當用戶不了解如何使用它時，可能會令人沮喪。新的肘和媒體系統，使你可以輕鬆地透過單個、易於使用的觸控螢幕介面，或個人行動設備進行電話會議、從任何設備無線顯示內容以及更改房間偏好。房間感測器會監控入住情況，並在預定活動開始後的預設時間後，未檢測到使用情況時發布房間預訂。
3：按需清潔
清潔工通常按照預先設定的時間表為廁所提供服務，但由於清潔需求因使用情況而異，因此無法有效利用這些人力。基於需求的清潔系統，可以透過簡訊和電子郵件發送到他們的手機，實即系統輸入包括：
- 人數統計設備
- 廁所內的空氣品質感測器可監測氣味
- 出口處的回饋觸控螢幕收集的用戶對清潔度的感知
- 系統收集的歷史數據，用於預測所需的清潔計劃
4：觀眾自助登記
訪客自助登記站，允許進入建築物的訪客自行登記他們的到來。訪客的身份證明或護照用於安全旋轉門通關，和通往目的地樓層的電梯通道。該系統最大限度地減少了登記櫃檯的人力，為房東節省了營運成本，並減少了訪客的挫敗感。
5：物聯網感測器網路
物聯網 (IoT) 感測器的高密度網路，提供即時環境數據，包括佔用率、光照水平、濕度和溫度。這些數據為空間利用提供了有價值的資訊，並使環境控制系統能夠以更低的營運成本，提供更精確的控制。
6：建立投資組合分析
數據整合收集和系統，可以幫助建築物組合的所有者，和營運商監控所有物業的性能，並將它們相互比較，以確定需要改進的領域。該系統從每棟建築的 BMS 收集數據，集中儲存並生成性能報告，將每個屬性與設定的 KPI 進行比較，並辨識可能預示即將出現問題的異常性能。這對於不同年代，和採用一系列技術的建築物來說可能是一個挑戰，但對產品組合的審查可以確定最合適的整合系統。
7：門禁人臉辨識
臉部辨識正迅速成為門禁系統的一項功能。大多數主要機場現在都使用臉部辨識作為其自動出入境檢查系統的一部分，商業建築現在開始佈署它們作為 PIN 和 RFID 卡的替代品。
8：樓宇診斷和預測性維護
使用人工智慧 (AI) 系統對建築營運數據進行分析，正在被廣泛採用。它提供的洞察力用於顯著降低能源消耗，以及優化營運和維護實踐。
新鮮空氣風門卡住、感測器測量漂移、不適當的設定點和不正確的時間表，都是現實世界中常見的問題，會導致能源浪費和用戶不適，但由於 BMS 的規模和複雜性而未被發現。診斷系統可靠地檢測到這些。
9：監控系統影像分析
閉路電視系統用於環境監視和犯罪威懾，但佈署的攝影機數量，意味著手動監控即時事件是一項挑戰，90% 以上的攝影機信號從未被查看過，更不用說採取行動了。
影像分析 (VA) 系統使用模式辨識來「觀看」即時閉路電視影像串流，辨識相關行為，並派遣安全人員使用 SMS 或其他通信方法進行干預。VA 通常用於檢測入侵，以及健康和安全問題，例如兒童在自動扶梯上逆向奔跑。
10：建構用戶移行動應用 app
用於行動設備和平板電腦的應用 app，允許用戶直接與他們的建築物進行交互。這些應用 app與鏈接到建築管理系統、停車場管理系統和其他子系統的伺服器通信，因此用戶可以配置本地空間、照明和溫度、預訂停車場或會議室、報告維修等。這些應用 app 讓用戶掌控一切，同時減少房東的人員需求 —— 這是一個雙贏的局面。客製化和現成的應用 app 都在使用。
Beca 在智慧建築和智慧城市方面的工作，涵蓋了廣泛的建築環境應用，包括提高建築和基礎設施營運效率、增強資訊和安全系統性能，以及為用戶提供對其環境的直接控制。我們根據我們的項目工作，以及與領先供應商在新興技術方面的合作，準備了這 10 大智慧建築解決方案列表。
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· 智慧建築的聯網趨勢
Smart Buildings for IT/OT
面向 IT/OT 的智慧建築
市場經理辦公室佈線 Reichle & De-Massari 的 Matthias Gerber 著眼於智慧建築連接趨勢
多種趨勢正在推動智慧建築和網路的變革。主要趨勢包括對軟體即服務和雲端應用的需求、物聯網導致設備的大量使用、網路密度需求的大幅增加，以及頻寬需求的增加，這將進一步受到 5G 和 Wi- Fi6。此外，日益複雜的建築管理系統、融合技術和物聯網，正越來越多地將建築自動化帶到網上。這意味著隨著更多設備，透過網路與其他設備和系統整合，以優化功能、效率和服務，大量數據成長，並在此過程中產生大量數據。
根據定義，智慧建築充滿了電子設備、感測器和各種控制器，使存在檢測、供暖、通風、空調、照明、安全等系統能夠正常工作。過去，這些功能被設置為，專門用於特定功能或技術的不同「孤島」。然而，對於智慧建築或智慧城市，這種方法過於局限且效率低下。
為了以針對「智慧」環境優化的方式管理建築系統，此類系統應聯網，並鏈接到數位化建築主控系統。如今，對智慧建築基礎設施的需求不斷成長，這些基礎設施允許透過這種類型的融合網路，來管理和監控各種功能。這樣的網路還需要能夠為大量遠端設備供電。
為了滿足這一需求，智慧建築和智慧城市的基礎設施，越來越多地融合到 IP 網路上。 IP 正在成為以前獨立系統的通用媒介，結構化佈線越來越多地傳輸數據，以及電源、照明、安全等。所有與建築管理和技術相關的設備，都透過乙太網/網路協議 (Ethernet/IP) 與 LAN（局域網）進行通信，LAN（局域網），提供實體通信層以及乙太網供電 (PoE)。由於 IP 設備和網路「端到端」使用同一種語言，因此無需在感測器、終端設備、伺服器、佈線和操作系統之間進行「轉換」。建築物可以在整個過程中，進行數位連接和控制。
這種基於 IP 的融合提供了高度的標準化、可用性和可靠性，並將越來越多地支持新的佈署。反過來，這使得跨應用共享（虛擬化）資源的整合池成為可能。另一個好處是使用乙太網/IP 技術的設備和系統相對便宜。通常，「現成」設備可用於專業應用。由於理論上可以尋址的設備數量沒有限制，因此可以在需要時相對輕鬆地擴展（或縮小）網路，並且可以在不影響網路性能，或可靠性的情況下添加設備。當前的 Internet 協議版本 (IPv6) ，理論上可以每平方米分配大約 1,500 個 IP 地址。IP 中包含的門禁控制和身份驗證措施，可提高建築自動化安全性，這對於如此大量的（附加）連接設備非常重要。
走向「All over IP」也有助於提高可靠性。部分原因是星形拓撲減少了連接點的數量，也是 IP 內置的高度標準化和安全功能的結果。故障排除和修復問題，也變得更快更容易。此外，由於來自不同組件的數據完全可用，因此可以快速輕鬆地開發新應用。管理員可以透過點擊滑鼠來整合這些。
「All over IP」方法也是面向未來的。基於 xBASE-T1 的單對乙太網 (SPE) ，使用單對雙絞線進行數據傳輸，並具有小型化連接器。 SPE 可以替代傳統的現場總線，幫助實現高密度、連接速度和易於安裝。可以使用與製造商無關的統一連接，而不是為每個應用引入連接。這是在數位天花板「區域」內，連接大量小型感測器和執行器的理想解決方案。這種「數位天花板」方法，是圍繞將傳統的 RJ45 數據網路，擴展到「蜂窩」配置中的整個建築物天花板而建構的。透過這種方式，可以透過帶有預安裝架空連接點（服務插座）的區域，將設備連接到建築自動化。房地產經理和租戶只需插入區域網路交換機、感測器、控件、WLAN 接入點，和其他分佈式建築樓宇服務，即可立即供電並連接到網路。還需要 25G/40G 連接來支持下一代無線設備，這些設備提供 Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) 等高級無線連接技術。
隨著 LAN 與建築自動化的融合，出現了一種新的連接方式，需要高度的標準化、可用性和可靠性。「All over IP」方法促進了這一點，建築技術和樓宇管理設備，透過乙太網和 IP 進行通信。 LAN 提供實體層，在後台整合了 Internet 和 Cloud。乙太網將越來越多地用於連接越來越多的設備，而乙太網供電 (PoE) 將透過數據電纜，高效且廉價地為終端設備供電，從而實現先進的照明和感測器應用。引入智慧融合網路，也意味著可以引入新的節能技術和應用，例如建築空間、資源的智慧管理和 PoE 供電的 LED 照明。每個 LED 都可以透過其自己的 IP 地址進行控制。從長遠來看，以網路和雲端，為後台的數位化建築樓宇自動化，將成為物聯網（IoT）不可或缺的一部分。
只有所有數位組件都可以暢通無阻地通信，智慧建築才能變得智慧。由基於本地數據網路 (LAN) 結構化佈線的統一佈線系統，和基於網路協議 (Ethernet/IP) 的通用語言，組成的適當網路有助於實現這一點。統一的、應用中立的和獨立於製造商的連接，可以取代迄今為止 IT 和現場總線組件的標準分離。由此產生的全 IP 網路允許靈活、通用、簡單的安裝，並使我們更接近生態、經濟、方便和安全的智慧建築安裝。
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· 智慧建築如何應對健康問題
Why do we need smart buildings?
為什麼我們需要智慧建築？
Klacci Kii Assistant The hospitality System(中文字幕)
CONSULTING SPECIFYING ENGINEER
建築業主可以使用感測器技術和集中式建築控制，使他們的建築更安全、更有彈性
圖片來源：CDM 史密斯
學習目標
- 1. 了解什麼是智慧建築。
- 2. 了解應對 COVID-19 等健康問題的一些方法。
- 3. 探索用於使建築更智慧的策略。
幾十年來，建築物一直使用單獨的設備控制和建築自動化系統來改善供暖、通風和空調；燈光; 以及安全和保障。設備和數據驅動的控制，正在被整合到被稱為智慧建築的建築中，它可以監控、檢測和調整建築系統，以適應一個季節、一天甚至任何給定時刻，所即時發生的不斷變化的需求。
配備感測器、人工智慧和機器學習的智慧建築，可以即時對變化做出反應，然後透過行動設備或桌面應用 app，即時通知建築營運團隊。建築業主能否使用這些技術和控制能力，來使他們的建築在 COVID-19 大流行期間更具彈性？
什麼是智慧建築？
與傳統設施相比，是什麼使建築物變得智慧？要了解智慧建築的作用，最好看看建築技術的發展。傳統上，建築技術背後的驅動力是基於能源使用、安全和設施營運和維護。隨著智慧建築繼續以新方式實施更多技術，我們更接近於與數位孿生相關的全自動設施，這是實體對象或系統，在其生命週期中的虛擬表示，以執行建築性能和預期佔用密度的模擬，以及建築系統的行動和智慧控制。
傳統建築物在設備級別包含控制，通常不受集中式建築物自動化系統的控製或協調，並且通常僅限於僅在本地場所（即，設備）進行控制。傳統建築依賴定期預防性維護和建築自動化，來僅監控某些系統，而不是完全整合的設施。
整合建築包含一個集中的 BAS，通常控制 HVAC、安全、照明和生命安全系統。可以遠端查看整合建築以進行診斷考慮，這使營運團隊能夠查看即時設施性能，和當前設備問題。這種類型的設施是智慧建築的基礎，但不具備自動捕獲數據和更改系統的全部能力。
智慧建築使用感測器從每個系統或設備收集數據，並使用人工智慧或機器學習分析數據，以即時自動更改系統。「物聯網」應用和感測器是全面的，可提供即時數據分析，並為營運團隊提供搶先維護資訊，以便他們能夠主動解決潛在的系統問題。
建築技術的發展，使設施用戶和業主能夠監控和調整工作場所 —— 在某些情況下，在出現任何實際問題之前主動採取行動。隨著建築物變得越來越智慧，業主也應該與不可預見的未來流行病或其他健康問題作鬥爭。
圖 1：智慧建築配備了感測器，可提供即時資訊，用於監控、控制和調整任何環境，例如入住率、性能、維護和建築健康需求。圖片來源：CDM 史密斯
我們對建築物和健康問題（例如 COVID-19）了解多少？
確定 COVID-19 傳播風險時需要考慮幾個因素：距離、時間、環境和活動。強有力的 COVID-19 風險解決方法，包括對這些考慮因素的積極響應，並需要與醫療保健、營運、工程師和建築師合作，研究、評估和實施考慮所有觀點的解決方案。
COVID-19 和智慧建築
病毒的主要傳播方式，是透過呼吸道飛沫在人與人之間密切接觸。人越近，傳播的風險就越高。美國疾病控制與預防中心建議保持 6 英尺的距離，將持續接觸時間減少到 15 分鐘以內，並戴上口罩，以防止病毒傳播。
然而，對於任何建築業主來說，了解人的運動、模式和趨勢都具有挑戰性。提供工具和技術來應對這些挑戰對於業主來說歷來是困難的。控制人與人之間的距離，和在封閉空間內停留的時間，是控制病毒傳播的關鍵。
大多數感染發生在工作場所，或大型社交聚會的室內。降低室內風險的最佳方法，是提供一個更健康的環境，以解決空間的使用和活動問題。例如，唱歌和大喊大叫可以產生比正常呼吸更多的飛沫，從而導致風險增加。
設施有幾個不同的空間和用途，包括過渡空間（人行道）和固定區域（電梯和洗手間）。每個建築物都有不同的用途，有時它們具有多種功能。工作場所環境是一個充滿活力的地方，人們在此協作、長時間聚集在某個區域、穿過空間進行流通和運動、鍛煉和進行體育活動。
建築物的動態特性，意味著對病毒傳播或健康問題的任何反應，都必須從空間規劃和使用的角度解決多種用途。建築師和工程師正在與建築業主合作，評估降低傳染性氣溶膠傳播風險的方案。正在考慮的一些選項包括：
- 工作場所密度和空間使用。
- 空間優化和與建築用戶的策略溝通。
- 增加通風率和房間壓差，有助於將空氣移向排氣位置，遠離居住者。
- 提高中央空氣處理裝置的空氣過濾效率等級，或改裝高效微粒空氣過濾器箱，以減少將傳染性顆粒再循環回空間的空氣負載。
- 紫外線 (UV-C) 可以透過將空氣中的微生物，暴露在空氣處理機或管道系統內的光線下，來破壞它們。
- 空氣粒子的電離對空氣流中的微生物和超細顆粒，具有與紫外線相似的效果。雙極電離是一項有前途的技術，仍在繼續評估。
支持健康建築的策略
了解支持健康建築的策略是，裝備智慧建築以主動解決設施問題的關鍵步驟。在建築物中實施新技術之前，設計師必須首先對空間使用和系統進行建築準備計劃。首先收集記錄文件，例如竣工和規格、HVAC 和管道系統的最新文件以及調試報告。制訂空間使用和居住者流通圖，透過辨識需要考慮特殊技術措施的夾點、高密度區域或空間，最好地說明人們如何穿過建築物，以及他們如何使用每個空間。了解在引入任何新技術之前，可以實施的看板和尋路策略。
圖 2：「物聯網」應用 app 和傳感器是全面的，提供實時數據分析並為運營團隊提供搶先維護信息，以便他們能夠主動解決系統問題。圖片來源：CDM 史密斯
這些工具對於建構用戶很重要，因為它們為他們提供了應遵循的即時和明確的行動，例如遵守流通路徑、消毒供應品、保持社交距離，以及僅在短時間內以小組形式聚集。
當建築用戶對如何在工作場所保持安全有明確的指示時，可以引入新技術使建築更智慧，以幫助業主解決健康問題。智慧建築可以透過使用不同的策略來幫助解決健康問題，包括啟用和鼓勵社會疏遠、促進安全工作場所使用、改善空氣品質、減少空氣污染物的傳播，以及提供即時資訊，以主動利用數據。
安全的工作場所
技術可用於透過以下方式，幫助保持社交距離和管理空間使用：
- 使用物聯網感測器和分析監控辦公室佔用密度和安全距離。
- 透過使用影像分析或門禁控制閱讀器，來控制建築物的佔用率。
- 使用熱像儀篩查居住者的皮膚溫度升高。
- 考慮如何通過數據驅動的感測器使用空間（會議室、複印區、午餐/休息室、隔間和辦公室）。
- 當爆發確實發生時，向所有者提供來自這些空間的接觸者追踪資訊。
- 透過即時調度、測溫站、紅外線溫度計溫度感測器、隔離室，或帶有增加和隔離 HVAC 的健康室，調度和錯開居住者策略以減少大量人員。
- 在公共區域添加通訊站或螢幕，以傳達建築物的健康狀況和空間使用的即時更新，以及關鍵事件的緊急通知。
物聯網技術可以讓人們回到建築物中工作或娛樂。根據當前的 CDC 聲明，COVID-19 是根據暴露時間和距離傳播的。智慧建築技術可以幫助追踪和加強社會疏遠準則。使用即時數據，建築物可以獲得有關建築物密集區域的資訊。這些資訊隨後會導致行為變化，例如方向箭頭指向密集區域周圍的人或更多標誌，以提醒人們保持 6 英尺的距離。這些數據可能會發現一個意想不到的瓶頸，並允許建築物快速糾正這種情況。
大多數大型辦公樓要求居住者在建築物內佩戴徽章。這些徽章可以很容易地與物聯網設備一起使用，以進行合同追踪。在整個建築物中使用物聯網感測器，人力資源或安全部門，可以追踪感染者在很長一段時間內，接觸過的所有其他徽章。代替隔離或隔離感染者所在樓層的每個人，只有透過徽章追踪的人，才能被告知潛在的暴露情況。
物聯網感測器還可用於確定，需要或多或少地清潔哪些區域。隨著辦公樓入住率的降低，有許多房間不是每天使用的。在一些辦公室，即使每天只有少數人進入辦公室，清潔人員也會每晚進入清潔大樓，他們只在辦公桌前工作，而不是在會議室或其他公共空間工作。每天晚上，清潔人員都會擦拭所有表面，包括那些未使用的會議室。
物聯網設備可以準確辨識未使用的區域，並且可能會在清潔輪換中跳過。這些設備還可以發現經常使用的區域，並在需要更頻繁地清潔時提醒建築物操作員。結合徽章追踪，可以快速將清潔定向到感染者訪問的區域。這種即時數據可最大限度地提高清潔效率，並提供更安全的環境。
室內空氣品質
自 COVID-19 以來，空氣過濾和處理作為解決措施經常被討論。物聯網設備可用於 HVAC 系統，以顯示整個建築物的室內空氣品質 —— 比有線感測器覆蓋更多的建築物。無線物聯網感測器分佈在整個空間中，大約每 100 平方英尺左右，可以顯示空間中的溫度和/或濕度變化。物聯網感測器顯示出安裝在門附近的傳統感測器無法提供的精細性能水準。反過來，這可以提醒建築物注意潛在的相對濕度問題，或者至少是空氣分佈不良。
在 ASHRAE 建議一個至少MERV-13用於攜帶病毒顆粒的更好的過濾。如果將 MERV-13 過濾器改裝到現有系統中，那麼追踪過濾器加載時的壓降很重要。與通常安裝的 MERV-8 相比，MERV-13 過濾器的初始壓降更高，新安裝的智慧感測器可以提供即時回饋，從而優化過濾器更換。
在依賴定期更換過濾器或手動觀察壓力表的建築物中，新的物聯網感測器可以節省個人維護時間，並保持室內空氣品質。智慧感測器還可用於追踪顆粒物水平 PM1、PM2.5 和 PM10，以獲得更高級別的資訊。顆粒物數據可以發送到中央資訊站，以向員工顯示建築物過濾顆粒物的情況。在 COVID-19 之後，這種詳細程度有助於過敏和哮喘患者。可以將資訊站放置在中心位置，以通知建築物的居住者建築物的總體健康狀況。
即時智慧建築數據
建築 HVAC 在員工健康和生產力方面，發揮著重要作用。隨著我們適應大流行帶來的變化，人們對我們工作的建築物有了更高的認識。與擴展 BAS 相比，物聯網設備可以以更低的成本，提供更多區域的更多室內空氣品質數據。
BAS 將大量數據，從各種來源提供到一個中心位置。該數據通常包括空氣處理裝置空氣溫度、建築物照明和建築物通道。必須分析 BAS 收集的所有數據。如果設施人員無法快速分析數據，則分析可能會延遲。
使用雲端運算和儲存的物聯網設備，可以透過直接向設施人員，提供清晰的見解來減輕分析負擔。這允許設施人員主動做出決策，而不是被動地做出決策。隨著更多來自建築物和設備的數據被收集，機器學習或人工智慧可以通知建築物以進行預測性維護。
節省成本是在建築物損壞之前，固定建築物內的設備的主要好處。預測性維護可以幫助設施所有者更好地規劃升級，並透過將 HVAC 系統維護，在指定的運行條件下最大限度地減少住戶的擔憂或投訴。
使用 BAS，建築物 HVAC 計劃在每天的特定時間運行。由於 COVID-19，大多數辦公樓的入住率都在降低，在可預見的未來這種情況將持續下去。借助智慧感測器和基於應用 app 的預訂，更高級別的 HVAC 控製成為可能。無需在周一至週五早上 7 點至晚上 7 點運行 HVAC 系統，該系統可以根據空間的網路預訂進行安排。
空間中的智慧感測器還可以與暖通空調系統進行通信，了解空間是否已被佔用。與使用二氧化碳感測器相比，使用智慧感測器可提供即時的空間控制，其中 HVAC 系統會延遲到 CO 2 感測器，達到其設定點。
例如，可以在中午預訂一個會議室四個小時。暖通空調會「看到」這個預訂，並在這四個小時內調節空間。如果會議延長，即時感測器將透過物聯網感測器提醒 HVAC 系統會議室仍被佔用，並在沒有任何占用者操作的情況下繼續調節空間。
如果該區域被保留但仍然未被佔用，則相反的情況也成立。基於物聯網感測器，暖通空調裝置將進入溫度回退模式，然後在感應到人在空間後返回佔用模式。使用帶有新智慧感測器的網路調度，在不使用時動態降低空間溫度可以節省成本，以幫助抵消與其他 COVID-19 解決策略相關的更高能源成本。