新冠病毒疫情為城市管理和基礎設施運營(yíng)帶來(lái)了前所未有的挑戰。然而，大數據、人工智能、5G等技術(shù)在疫情中的不同應用也讓我們看到了數字化和智能化技術(shù)賦予城市管理的巨大潛力，為更多城市數字化應用場(chǎng)景的發(fā)展帶來(lái)機遇。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)與基礎設施的深度融合，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設施之一，其智能化將是未來(lái)智慧城市的重要構成環(huán)節。疫情的蔓延讓“宅”生活成為了新常態(tài)，不管是在家中陪伴家人，還是積極投身于復工復產(chǎn)，樓宇建筑都為人們筑起了一道安全屏障，提供學(xué)習、工作和生活所需的空間環(huán)境。因此，大家也期待著(zhù)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(shí)又更節能環(huán)保的完美空間。

那么，如何才能讓建筑“聰明”起來(lái)呢？過(guò)去，樓宇不具備感知的能力，無(wú)從得知人們的活動(dòng)狀態(tài)。今天，隨著(zhù)樓宇自動(dòng)化技術(shù)、智能基礎設施、云技術(shù)，以及人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和數字化雙胞胎等眾多創(chuàng )新科技的普及和成熟，樓宇將開(kāi)始擁有“神經(jīng)”和“大腦”，變得敏銳而智慧。

數字雙胞胎技術(shù)可以幫助動(dòng)態(tài)監測和調整樓宇功能

真正的智能樓宇應當“以人為本”，更好地服務(wù)于人。因此，在樓宇的設計和施工階段，人們可以應用數字化雙胞胎技術(shù)捕獲建筑的靜態(tài)數據，例如樓板尺寸、房間數量、窗戶(hù)、線(xiàn)路、以及所部署的技術(shù)設備和建筑材料等，然后用可視化和仿真的方式，設計最佳的疏散路線(xiàn)、空間布局和能耗方案，并提高建筑工程效率。未來(lái)，應用數字化雙胞胎技術(shù)不僅可以動(dòng)態(tài)調整樓宇功能，以適應不斷變化的用戶(hù)需求或天氣情況，智能樓宇甚至還能對火災進(jìn)行監測與預警。一旦發(fā)生險情，智能系統能自行將火災地點(diǎn)、人群聚集、逃生位置等實(shí)時(shí)信息發(fā)送給前往火災現場(chǎng)的消防員，為人們的生命和財產(chǎn)安全保駕護航。

真正的智能樓宇應當“知學(xué)善用”，不僅能夠了解外界環(huán)境并與之互動(dòng)，同時(shí)也具有學(xué)習和適應的能力。通過(guò)部署物聯(lián)網(wǎng)設備，樓宇能夠及時(shí)捕捉大量數據，以洞悉周?chē)h(huán)境，并主動(dòng)響應人們的需求，同時(shí)通過(guò)分析樓宇和設備產(chǎn)生的數據進(jìn)而提供反饋信息，幫助人們實(shí)現科學(xué)決策和精細管理。例如，智能樓宇能監測溫度、濕度和外部天氣情況實(shí)現自主優(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(shí)，還可以幫助管理者提高運營(yíng)效率，應用預測性維護，并依據動(dòng)態(tài)仿真結果做出調整。

真正的智能樓宇應當“克勤克儉”，通過(guò)最小化能源消耗來(lái)幫助降低能源需求。樓宇建筑作為能耗大戶(hù)，在中國能源消費總量中的份額超過(guò)了27%。預計到2030年，這一比例將上升到40%。因此，樓宇的節能減排對于經(jīng)濟社會(huì )的可持續發(fā)展具有重要意義。根據《中國智能樓宇產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》統計，中國的既有建筑達400億平方米，僅有1%為節能建筑。未來(lái)，智能樓宇可以根據房間的實(shí)際使用、光照條件和溫度自動(dòng)調整照明和暖通空調解決方案，和普通建筑相比，這將能夠減少高達80%的生態(tài)足跡。

西門(mén)子提供的產(chǎn)品和解決方案讓樓宇智能化成為可能。例如，開(kāi)放性的樓宇管理平臺Desigo CC能夠對樓宇的供暖、通風(fēng)和空調等系統實(shí)現集成管理與優(yōu)化，并為能源管理系統提供樓宇運行的關(guān)鍵數據，讓樓宇設施更為舒適宜人和安全高效；在能源管理軟件SENTRON powermanager的支持下，用戶(hù)可以在簡(jiǎn)潔易懂的操作界面上監測樓宇單個(gè)設施或整體系統的運行特點(diǎn)，分析樓宇的能源消耗情況從而找到潛在節能空間和系統錯誤來(lái)降低能耗與碳排放；EnergyIP Distributed Energy Optimization（EnergyIP DEOP）則可以助力光電廠(chǎng)、風(fēng)電廠(chǎng)、通訊中心、園區和微型電網(wǎng)等實(shí)現持續優(yōu)化，提高運行表現。通過(guò)為用戶(hù)提供區域設施的綜合運行情況，DEOP可以幫助用戶(hù)管理多個(gè)地點(diǎn)的資產(chǎn)，并基于實(shí)時(shí)數據及時(shí)采取響應舉措為相關(guān)系統運行創(chuàng )建最佳優(yōu)化算法。

在中國，西門(mén)子一直致力于智能樓宇的發(fā)展，并不斷通過(guò)與政府、企業(yè)展開(kāi)合作，將全球領(lǐng)先的樓宇試點(diǎn)項目落地中國。例如，西門(mén)子攜手青島中德生態(tài)園青島被動(dòng)屋工程技術(shù)有限公司，聯(lián)合打造了中德生態(tài)園被動(dòng)房技術(shù)中心。這座被動(dòng)房建筑不使用主動(dòng)采暖和空調系統，就能維持舒適的室內環(huán)境。在冬天沒(méi)有暖氣的情況下，總面積達1.38萬(wàn)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，讓人們在享受室內舒適環(huán)境的同時(shí)實(shí)現近零能耗。據統計，這棟建筑每年可節約一次能耗近130萬(wàn)千瓦時(shí)，減少二氧化碳排放664噸，這相當于53120棵樹(shù)木的二氧化碳吸附量。中國的房屋如果都按照被動(dòng)房標準建設或改造，到2050年將節省大約70億噸標準煤。

青島中德生態(tài)園被動(dòng)房技術(shù)中心

展望未來(lái)，智能樓宇發(fā)展將充滿(mǎn)無(wú)限潛能。例如，樓宇和跨領(lǐng)域的電網(wǎng)數據如能實(shí)現共享，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，在能源系統中發(fā)揮新的作用。西門(mén)子已經(jīng)在全球啟動(dòng)了項目試點(diǎn)，嘗試把樓宇集成到電網(wǎng)中，成為分布式能源系統的組成部分。在加拿大數個(gè)大量采用電供暖系統的省份，西門(mén)子正嘗試與當地政府合作試點(diǎn)項目，將樓宇用作“電池”，以“熱”力形式儲存多余的電量，繼而實(shí)現電力的削峰填谷。西門(mén)子還曾與紐約布魯克林的一家初創(chuàng )公司LO3合作，利用區塊鏈技術(shù)構建能源交易社區，讓社區內的建筑業(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(hù)，他們將這些多余的可再生電力用于空調的運行，而不是使用電廠(chǎng)提供的電力。

西門(mén)子與紐約布魯克林的一家初創(chuàng )公司LO3合作，利用區塊鏈技術(shù)構建能源交易社區

在樓宇基礎設施和服務(wù)領(lǐng)域，人類(lèi)社會(huì )正在步入一個(gè)巨變的時(shí)代。傳感器、數字化技術(shù)，以及智能基礎設施與物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫連接為樓宇的業(yè)主、用戶(hù)和管理者在降低成本、改善使用體驗和應對氣候變化等方面帶來(lái)新的機遇。而未來(lái)的智能樓宇將能夠自我感知和預測用戶(hù)需求，更具靈活性和更加個(gè)性化，并與用戶(hù)及所在社區共同構建智能社區，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(huì )的可持續發(fā)展提供更多助力。

Thomas Brenner