自第一座智能建筑向公眾亮相以來(lái)，已經(jīng)過(guò)去了近40年，其承諾了一個(gè)高科技的未來(lái)——技術(shù)、改進(jìn)的基礎設施和日常生活無(wú)縫結合。
從那時(shí)起，技術(shù)突飛猛進(jìn)，為創(chuàng )新的建筑設計開(kāi)辟了新的可能性。本文將討論智能設計如何提高建筑和基礎設施的能源效率，并幫助世界實(shí)現其凈零承諾。
智能建筑
智能建筑通過(guò)結合內置技術(shù)、非常規材料和創(chuàng )新的設計方法來(lái)提升居住者的體驗。根據這些元素的使用方式，智能建筑可以改善居住者的健康和安全，實(shí)現維護的靈活性，并支持提高能源效率。
近年來(lái)，人們不斷探索物聯(lián)網(wǎng)（(IoT)）連接設備、人工智能和新型智能材料等下一代技術(shù)，作為傳統問(wèn)題的解決方案，增強新建筑和現有建筑的所謂“智能”能力。
通過(guò)使用信息和通信技術(shù)(ICT)，連接建筑物的每個(gè)部分，實(shí)現自動(dòng)化建筑物操作和控制。這優(yōu)化了整個(gè)建筑的性能。此外，工程師和建筑管理人員可以與智能管理系統進(jìn)行交互，以做出關(guān)鍵決策。
到目前為止，智能技術(shù)滲透率最高的是商業(yè)建筑和辦公室。但近年來(lái)，智能技術(shù)在家庭住宅中的應用一直在穩步增長(cháng)。
通過(guò)智能技術(shù)提高能源效率
隨著(zhù)智能技術(shù)的興起，人們越來(lái)越認識到人類(lèi)對自然世界的影響。隨著(zhù)溫室氣體排放影響的證據越來(lái)越明顯，以及極端天氣事件的增加，應對氣候變化已成為一項緊迫的挑戰。
在英國和美國等國家，傳統住房的設計并未考慮到能源效率，國內溫室氣體排放已成為許多專(zhuān)家討論的熱門(mén)話(huà)題。僅在英國，17%的二氧化碳排放量是由住宅產(chǎn)生的。
建筑物的碳足跡取決于多種因素。例如，嵌入碳約占生命周期排放量的50%，而使用化石燃料供暖是大量家庭排放的原因，尤其是在冬季。此外，不可再生能源也促成了這一點(diǎn)。
智能電表和恒溫器通常用于監控能源使用情況并降低成本。人工智能和機器學(xué)習正在增強當前建筑管理系統的功能。根據智能能源和地理空間數據生成的建筑群3D模型，可以識別建筑物內的問(wèn)題區域。
智能材料的作用
智能材料被定義為具有多種特性，包括即時(shí)性、瞬態(tài)性、自驅動(dòng)性和選擇性。能量交換智能材料包括壓電材料、熱電材料和光伏材料。智能屋頂可以最大限度地減少能源損失。
甚至混凝土本身也可以通過(guò)加入地聚合物和回收材料作為集料來(lái)提高能源效率。“智能”混凝土具有自愈性和低碳性，可以減少建筑物的隱含碳。
目前，人們非常關(guān)注提高各種建筑元素的能源效率，其中屋頂尤其受到建筑師的關(guān)注，因為由于熱量上升，大量能量通過(guò)建筑物的屋頂損失掉。研究人員正在探索綠色屋頂、植被屋頂、花園屋頂和冷屋頂系統。
智能屋頂是一項最新的創(chuàng )新，有望通過(guò)改變不同溫度下的反射率來(lái)顯著(zhù)降低能源消耗。這些材料作為透明片材應用，可以根據需要吸收或反射熱量。
利用變色材料提高能源效率
許多其他創(chuàng )新的節能智能材料已經(jīng)慢慢開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。今年出現的最有趣的項目之一是使用可以改造現有建筑的“變色龍”變色材料。
這種復合材料由塑料、石墨烯、銅箔和其他材料層組成。其可以根據外部溫度改變其紅外顏色，同時(shí)改變吸收或發(fā)射的熱量。用作外墻，可以減少對暖通空調設備的需求，并降低總體能耗。
該研究背后的團隊表示，將這種先進(jìn)的智能材料改造到建筑物上可能比傳統的隔熱材料更方便。然而，某些組件，尤其是單層石墨烯和金，仍然昂貴，這可能意味著(zhù)這項技術(shù)仍有一段路要走。
通過(guò)考慮居住者行為設計建筑來(lái)減少能量損失
居住者的活動(dòng)和建筑布局與日常生活中消耗的能源量有很大關(guān)系。在設計建筑時(shí)考慮到這一點(diǎn)，對于提高能源效率和節省居民成本大有幫助。
使用智能傳感器和恒溫器來(lái)監控哪些房間使用最多，并相應地調整供暖水平在智能建筑設計中非常有用。將產(chǎn)生熱量的房間（例如廚房和浴室）布置在較低層，可以被動(dòng)地將熱量向上引導到起居和睡眠區域，以進(jìn)一步降低成本。
總結
隨著(zhù)世界面臨氣候危機以及廣泛的生活成本危機，能源效率越來(lái)越受到建筑行業(yè)的關(guān)注。未來(lái)建筑的設計應考慮智能功能，以減少熱損失、能源消耗和成本。
雖然智能建筑仍處于相對起步階段，但創(chuàng )新技術(shù)和智能材料的興起，以及建筑和基礎設施建設的新思維方式，意味著(zhù)未來(lái)的建筑將更加互聯(lián)、節能、并響應居民的需求。
（素材來(lái)源：千家智能家居網(wǎng)）
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