世界日益城市化，目前全球有54%的人口居住在城市，而到2050年，該比例將攀升至66%。隨著越來(lái)越多的人涌入城市，人們得重新思考城市的交通連接、公共空間、環(huán)保方法以及如何管理人流。幸運(yùn)的是，大量的技術(shù)能夠帶來(lái)幫助。以智能建筑電網(wǎng)建設(shè)為例，平衡電力供需是智慧城市實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。不妨世界電氣產(chǎn)業(yè)巨頭，西門子在這方面是怎么做的。

世界上最先進(jìn)的建筑物都有“大腦”——一種能夠平衡并調(diào)和各種相沖突利益需求的中央神經(jīng)系統(tǒng)，比如，要能最大限度地降低能耗、并保證住戶舒適度和電網(wǎng)穩(wěn)定性等。

西門子開發(fā)了能夠做到這一點(diǎn)的樓宇自控系統(tǒng)。這個(gè)名為“Desigo CC”的系統(tǒng)是首個(gè)允許將所有樓宇系統(tǒng)整合到一起上進(jìn)行直觀操作的管理平臺(tái)。來(lái)自西門子樓宇科技的Naoufel Ayachi表示：“當(dāng)前，消防、采暖、通風(fēng)和氣候控制、照明、錄像監(jiān)視等建筑物的所有系統(tǒng)，通常仍然是單獨(dú)控制的。我們的管理站第一次將所有這些系統(tǒng)整合起來(lái)，并實(shí)時(shí)顯示每一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。因此，工作人員僅需接受一套系統(tǒng)的培訓(xùn)即可，這也是許多辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院和購(gòu)物中心以及數(shù)座機(jī)場(chǎng)紛紛部署DesigoCC的原因之一。”

盡管取得了這樣的成功，但新管理平臺(tái)設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)僅僅是個(gè)開端，因?yàn)镈esigo已經(jīng)成為了西門子打造一系列智能樓宇開發(fā)項(xiàng)目的核心要素，并為將來(lái)在整個(gè)城區(qū)實(shí)現(xiàn)智能化提供幫助。

坐落于奧地利維也納的西門子城：這些新建筑物在設(shè)計(jì)上極其重視生態(tài)環(huán)保，并且采用了先進(jìn)的綠色樓宇科技。

當(dāng)建筑物與汽車進(jìn)行通訊時(shí)

多年來(lái)，能源專家一直在追問(wèn)，城市電網(wǎng)怎樣才能支持大量的電動(dòng)汽車。如今，答案已逐漸浮現(xiàn)。在歐盟開展的名為Artemis電力互聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目的框架內(nèi)，西門子研究人員已經(jīng)借助Desigo平臺(tái)，展示了如何將電動(dòng)汽車車隊(duì)集成到樓宇管理中。來(lái)自西門子中央研究院的Randolf Mock解釋道：“在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將電動(dòng)汽車連接至Desigo平臺(tái)，并且不僅僅將它們視為用電者，而且也將之視作臨時(shí)儲(chǔ)能裝置。就樓宇管理而言，它們可以充當(dāng)蓄電裝置。譬如，早晨，電動(dòng)汽車抵達(dá)寫字樓，并連接至充電站——但在傍晚員工們回家之前它們不必充滿電。白天這些車輛可以被用作緩沖裝置，譬如，在突然變天烏云密布時(shí)，它們反而可以向樓宇輸送電能，從而彌補(bǔ)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的下降。”

實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的基礎(chǔ)是允許車輛與充電站進(jìn)行通訊的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。而在這個(gè)例子中，樓宇管理系統(tǒng)從充電站獲得了關(guān)于車輛充電需求的信息。然后，它根據(jù)這些信息，以及從氣候控制、采暖裝置及其他耗電設(shè)備等采集來(lái)的數(shù)據(jù)，來(lái)預(yù)告第二天的用電需求。Mock解釋道：“需求預(yù)告會(huì)發(fā)送給電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，后者再據(jù)此建議保證用電量情況下的固定價(jià)格。如果樓宇未能遵循其需求預(yù)測(cè)，換句話說(shuō)，如果它耗用的電能太多或太少，那么，它可能要支付罰金。為了避免發(fā)生這種情況，Desigo將連接至充電站的電動(dòng)汽車作為蓄電或供電裝置，從而可以保持整個(gè)樓宇的用電需求平穩(wěn)。”

坐落于奧地利維也納的西門子城：能夠訪問(wèn)大約1萬(wàn)個(gè)傳感器的西門子樓宇管理系統(tǒng)提供了極高能效的照明、室溫和通風(fēng)控制。

坐落于奧地利維也納的西門子城：利用高能效產(chǎn)品和創(chuàng)新電力管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了諸多優(yōu)勢(shì)。

斯圖加特公共圖書館：西門子為消防、安防、配電和照明等系統(tǒng)提供了全面、高效且可靠的解決方案。

德國(guó)埃森的蒂森克虜伯公司總部大廈（Thyssen Krupp Quartier）：西門子為這家全球性企業(yè)的全新總部大廈提供了一個(gè)一體化概念，包括面向電力和安防技術(shù)以及樓宇自控的全方位樓宇解決方案。

德國(guó)埃森的蒂森克虜伯公司總部大廈：歸功于全方位樓宇解決方案，蒂森克虜伯公司總部大廈的樓宇系統(tǒng)采用了量身定制且易于使用的系統(tǒng)進(jìn)行管理。

美國(guó)智能建筑榜樣

西門子正在研發(fā)的智能樓宇解決方案不只是Desigo平臺(tái)。美國(guó)的一個(gè)項(xiàng)目演示了智能樓宇不只是將電動(dòng)汽車集成到供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素，而且也是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定和降低能耗需求的關(guān)鍵因素。來(lái)自西門子美國(guó)研究院的ThomasGrnewald表示：“在美國(guó)，有各種類型的所謂‘調(diào)峰電廠’，它們每年僅發(fā)電數(shù)個(gè)小時(shí)，以避免用電高峰時(shí)段電網(wǎng)超負(fù)荷。這些電廠的運(yùn)營(yíng)成本十分高昂，因此，對(duì)廉價(jià)解決方案的需求很大。幾年前，我們?cè)诩又荽髮W(xué)伯克利分校初次嘗試了這樣一種解決方案。”在這個(gè)項(xiàng)目中，Grnewald的團(tuán)隊(duì)為一棟建筑物配備了一個(gè)“智能能源盒”，它可以在用電高峰時(shí)段，有的放矢地降低用電需求。這緩解了整個(gè)電網(wǎng)的壓力，從而也節(jié)約成本。Grnewald說(shuō)：“這個(gè)智能裝置可以關(guān)閉某些特定的耗電設(shè)備，例如照明和空調(diào)系統(tǒng)。在這個(gè)過(guò)程中，它考慮了諸如預(yù)期電價(jià)、天氣預(yù)報(bào)和能讓員工保持高工作效率的良好室內(nèi)環(huán)境條件的標(biāo)準(zhǔn)值等因素。這既能節(jié)約能源，又能節(jié)省資金，同時(shí)還能為建筑物內(nèi)的用戶維持適當(dāng)?shù)氖孢m度。在用電高峰時(shí)段之外的其他時(shí)段，這個(gè)系統(tǒng)也能降低能耗需求——伯克利分校的這棟建筑物的能耗降低了30%。”

智能能源盒：有了西門子美國(guó)研究院開發(fā)的這個(gè)解決方案，建筑物可以在用電高峰時(shí)段，有的放矢地降低用電需求。

在美國(guó)科羅拉多州斯普林斯開展的一個(gè)項(xiàng)目中，西門子研究人員將這項(xiàng)技術(shù)向前推進(jìn)了一步。Grnewald解釋道：“我們將當(dāng)?shù)氐拿绹?guó)空軍學(xué)院的整個(gè)建筑綜合體，連接到微型電網(wǎng)中。同伯克利分校的系統(tǒng)一樣，軟件根據(jù)電價(jià)和天氣數(shù)據(jù)來(lái)管理用電需求，但這個(gè)系統(tǒng)還能在多棟建筑物之間分配節(jié)電潛力。這種類型的微型電網(wǎng)使用了基于市場(chǎng)的方法來(lái)處理數(shù)據(jù)，并且采用了統(tǒng)一的電力管理系統(tǒng)，在這樣的布置中，它是僅次于建筑物本身的大型獨(dú)立裝置。甚至整個(gè)城區(qū)也可能成為這樣一個(gè)智能電網(wǎng)的組成部分，并進(jìn)行相互通信。這樣一來(lái)，便可以利用合作性電力管理方法，挖掘出甚至更大的優(yōu)化潛力。”

在線建筑物

這些例子表明了智能樓宇在未來(lái)所能達(dá)到的高度。這樣的建筑物將能夠更加精準(zhǔn)地管理其能源需求，并且與其他建筑物相連接，以構(gòu)成微型電網(wǎng)。這將穩(wěn)定主電網(wǎng)，補(bǔ)償供電波動(dòng)，以及降低總的用電需求。

朝著提高建筑物智能程度的目標(biāo)邁進(jìn)：西門子美國(guó)研究院研究人員Thomas Gruenewald Mock說(shuō)：“未來(lái)的智能樓宇將利用多種類型的臨時(shí)儲(chǔ)能裝置來(lái)做到這一點(diǎn)，譬如，我先前提到的電動(dòng)汽車，以及諸如水箱等蓄熱裝置和諸如飛輪等機(jī)械裝置。通過(guò)我們的Desigo系統(tǒng)可預(yù)覽如何管理和智能控制所有這些裝置。”

Ayachi表示：“樓宇的智能控制也將越來(lái)越向數(shù)字化發(fā)展。未來(lái)，我們將看到?jīng)]有任何基礎(chǔ)設(shè)施的云計(jì)算解決方案。成本將低很多，這些系統(tǒng)將無(wú)需維護(hù)，并且?guī)缀醪灰笕魏喂ぷ魅藛T，客戶可以永久性或針對(duì)特定時(shí)間段預(yù)訂系統(tǒng)。客戶還將能通過(guò)智能手機(jī)輕松進(jìn)入設(shè)置端。”

Grnewald持類似觀點(diǎn)。他說(shuō)：“未來(lái)，用戶將更加廣泛地使用智能手機(jī)或其他終端來(lái)與建筑物進(jìn)行通信，并且還能夠設(shè)置其個(gè)人舒適度參數(shù)。然后，樓宇管理系統(tǒng)將能夠在用戶抵達(dá)之前，根據(jù)用戶的偏好來(lái)布置其工位，并在用戶不在辦公室的時(shí)候節(jié)約用電。”所有這一切綜合起來(lái)，似乎樓宇將越來(lái)越有能力“聽取”客戶意見并滿足其愿望。