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绿色建筑和可持续建筑中的人工智能

来源：泰然健康网时间：2024年12月02日 02:56

绿色建筑和可持续建筑中的人工智能

by | 2024 年 6 月 14 日 | 技术进步, 热门

大规模经济的发展，需要依靠大型经济企业和基础设施的建立，以及必要资源和制度的准备。 建筑业也为能源相关的二氧化碳排放贡献了高达 38% 联合国环境规划署的一项研究表明，绿色建筑在全球范围内消耗了大量原始资源。鉴于全球人口的快速增长和城市化率的大幅提高，情况尤其如此。幸运的是，在这场争取绿色未来的斗争中出现了一个强大的盟友：绿色建筑中的人工智能。

深入探究：人工智能在可持续建筑中的超能力

人工智能是一种智能技术，即机器可以模仿人类大脑的能力，这种技术正在成为一种普遍现象，彻底改变医疗保健和金融等无数领域。人工智能最近开始为建筑行业提供解决方案，其中一个关键领域是建造节能环保的建筑。通过人工智能，人们可以设想绿色明亮的建筑，建筑结构可以改变或调整设置，以提高性能和居住者的舒适度，同时减少能源消耗或浪费。这就是绿色建筑人工智能对可持续建筑行业的未来预测。

人工智能绿色建筑

人工智能最相关的一些知识分支如下：

可持续建筑中的人工智能是超能力的源泉，它正在开始改变建筑物的建造方式和使用方式。让我们深入探讨其中一些关键领域：

1. 人工智能驱动的模拟：能源效率的水晶球

拥有 AI 资源就好比拥有了一台用于建筑设计的虚拟时间机器。AI 驱动的模拟正是发挥了这一功能，利用建筑蓝图输入高级 AI 程序来创建预测模型和分析。AI 会考虑大量数据点，包括：

阳光照射： 人工智能还能全年了解阳光对建筑物的影响。它有助于找到最合适的窗户位置，让更多光线进入建筑物或区域，并减少使用人工照明的时间。风向： 风向有助于建筑物的朝向，以最佳方式捕捉风。这有助于促进建筑环境中的新鲜空气循环，从而减少消耗大量能源的空调设备的使用。当地气候： 历史气候数据用于训练 AI 模型，以准确预测供暖和制冷需求。这有助于确定隔热材料类型、隔热材料 R 值以及供暖、通风和空调 (HVAC) 系统以确保建筑物在特定气候条件下发挥最佳性能。

利用这些特性和数学建模，可以确定建筑设计在能耗方面的最佳方案。这包括建议改变建筑结构的某些方面（墙壁、屋顶）以及建议使用适当的隔热和保温材料。

好处：

降低能耗： 由于系统是使用人工智能模拟进行设计和开发的，以便为建筑物的水电费提供具有成本效益的服务，因此这使得建筑物本身具有节能结构。降低碳足迹: 在节能方面，人工智能通过建筑的运行减少环境中的碳排放，做出了更为显著的贡献。提高乘客舒适度： 精心规划、设计和组织的自然光和通风系统对于创造更健康和最佳的生活或工作条件非常有效。

2. 预测性维护：建筑系统的算命先生

建筑物实际上是多个子系统相互连接，形成更广泛的运营网络。这意味着，要正常工作，这些系统必须得到维护，就像汽车需要不时维修一样。在引入计算机化维护管理系统之前，维护计划基本上属于“故障”类别，这意味着只有在出现故障时才需要修复工作。然而，通过人工智能，预测性维护的新途径正在出现。

下面是它的工作原理：

传感器网络： 其中包括在建筑物内安装各种传感器，以监测温度和湿度水平以及 HVAC 系统等组成要素内的振动等参数。人工智能分析： 这些建筑中使用的传感器收集实时数据，并输入到人工智能算法中。人工智能会研究趋势，并试图找出任何设备可能出现故障的细微迹象。主动干预： 根据这些发现，人工智能可以估算系统发生故障的时间。这可以提高及早发现问题的几率，而且由于大楼设施始终以最佳状态运行，因此这些问题可以在没有太多麻烦和噪音的情况下得到解决。

好处：

减少停机时间： 超声波有助于安排维护计划，使其成为避免设备故障（影响建筑物运行并给居住者带来不便）的重要工具。延长设备寿命： 通过尽早采取这些措施，人工智能有助于防止建筑系统寿命的缩短，从而减少更换建筑系统的费用。优化能源使用： 已经完善并实现最低能耗目标的系统既经济高效又环保。

3. 智能建筑系统：绿色机器背后的大脑

考虑将建筑作为一个可以根据当前需求进行更改的系统。这就是借助人工智能工作的智能建筑系统的奥秘。这些系统集成了各种建筑功能，例如：

灯光： 人工智能还可以控制入住数据并自动照亮大厅或房间。这可确保白天有人时有充足的自然光，并在房间无人使用时节省能源。暖通空调系统： 此功能允许人工智能了解占用率并根据当前使用情况更改加热或冷却设置。这可以为用户创建舒适的空间，而无需消耗过多的能源。水管理： 现有的人工智能系统可以帮助追踪用水问题，并提出适当的建议来修复泄漏。

好处：

降低能耗： 智能建筑可以根据入住情况和周围环境进行调整，从而节省大量能源。增强乘客舒适度： 由于能够控制气候和设定温度、灯光和空调，它们能够提供舒适和健康。降低运营成本： 因此，节约能源和水资源可降低消耗，从而降低建筑业主的公用事业费用和运营成本。

4. 可持续材料选择：人工智能的绿色拇指

选择合适的建筑材料： 这对于开发和建造生态建筑至关重要。然而，材料对环境的影响超出了原材料的提取和收集阶段。通过考虑材料的整个生命周期，人工智能可以在可持续材料选择中发挥重要作用。能源优化：利用人工智能可以确定开采、提炼、运输和安装各种建筑材料时消耗的电力。这使建筑师能够选择低能耗的材料，从而大大减少对环境的影响。耐用性和维护： 人工智能可以评估所用材料的使用寿命或维护频率等特性。该功能可分解坑洼和风化的覆盖层，并选择需要低维护的耐用材料，以限制地球的价值寿命。

另请参阅： 人工智能对电网的影响

人工智能对绿色建筑和可持续建筑的连锁反应

尽管能源效率已被视为绿色建筑中人工智能的重要组成部分，但其用途并不仅限于减少能源费用。效果从以上观察来看，人工智能的影响产生了连锁反应，对不同领域或阶段的可持续建设产生了积极影响。

减少建筑垃圾：

由于低估、收到错误的库存以及材料边角料控制不力，施工过程和工作程序会产生大量浪费。人工智能可以通过以下方式彻底改变这一现状：

优化材料使用： 建筑信息模型的应用包括人工智能算法能够评估和规划建筑材料最有效的利用方式。这还可以减少材料供应和运输量，从而避免公司因运输而产生的额外排放。预测性切割： 这意味着使用先进算法的计算机可以进行材料测量并制定正确的切割计划，不会留下太多废料并充分利用材料。模块化结构： 人工智能可以帮助在工厂而不是在现场设计和建造预制建筑组件。这种封闭的环境可以更好地控制材料，并且对于减少施工现场内的使用量来说是一个很大的优势。

提高工人安全：

施工区域非常危险，存在发生事故的风险，例如跌倒、工具故障以及接触有毒物质。人工智能可以通过以下方式显著提高安全性：

自动化检查： 这项将人工智能与无人机相结合的技术可以让无人机扫描施工现场，并检测出诸如不稳定的障碍物或裸露的电线等坑道隐患。这样一来，工人就无需冒险进入可能存在危险的危险区域。实时监控： 人工智能可以利用传感器或可穿戴设备研究高管的行为和不遵守安全规范的情况。这样，在发生灾难和其他相关情况时，就可以及时干预，进行安全培训。预测性维护： 回想一下之前的要点：借助人工智能，可以预见设备故障，以便维护团队能够在设备故障导致事故发生之前进行处理。

超越物理：

例如，可持续建筑方面的干预表明人工智能已经达到社会和经济层面。

提高工人生产效率： 机器人流程自动化 (RPA) 技术可以帮助工人管理原材料和库存，或将原材料以正确的数量供应到正确的地点，同时将更高级别的工作留给熟练的劳动力。这有助于提高项目工作流程的效率和工人的士气。增强协作： 技术，尤其是人工智能平台，可以帮助建筑师、工程师和施工团队建立有效、高效的沟通与合作。由于这一概念涉及整个建筑过程，因此其实施范围比传统的生命周期分析概念更广泛。生命周期评估: 人工智能可以确定建筑物使用过程中的环境保护，从建造、使用到退役。这有助于各利益相关方获得有关使用可持续材料和设计开发的正确信息。

当人工智能融入可持续建筑时，它会通过改善工人、建筑企业和居住在建筑中的居民的工作条件，对地球及其人民产生积极影响。事实证明，绿色建筑中的人工智能是未来可持续建筑所需的重要资产。

另请参阅： 人工智能和可再生能源优化

展望未来：人工智能作为可持续城市的建筑师

如今，人工智能在可持续建筑领域还处于萌芽阶段，但上述几点表明了其可能的一些用途。此外，很难想象未来会缺少类似甚至更惊人的人工智能进步，绿色建筑和建筑的未来将取决于人工智能。可持续城市将被建造。以下是未来可能发生的事情：

人工智能生成设计： 想象一下，人工智能正在准备详尽的数字和数据分析，并根据某些可持续指标提供最佳的建筑设计。这可能会产生具有原创性和高效形式的建筑，并与自然融为一体。人工智能用于城市规划： 人工智能可以研究如何安排整个城市布局以利用太阳能和风能有效地增加绿地数量，减少交通拥堵。这种综合方法将导致生态城市的出现，这可以被视为可持续城市环境的基本概念。适应性建筑材料： 人工智能可以融入到建筑材料的配方中，以适应环境的变化。想象一下，墙壁会根据气候改变颜色，窗户也会调整颜色以控制太阳的热量。采用自主系统进行施工： 未来，建筑业将使用更多机器人，尤其是人工智能控制的无人机，用于材料供应、精确装配，甚至通过 4D 打印现场建造部件。这可能会使建造更快、更安全、更便宜的建筑成为可能。人工智能循环经济: 因此，人工智能可以探索材料的生命周期和废弃材料，以增强资源的再利用，并带来一些循环建设的效果。这将减少废物的产生，同时提高材料的回收利用率。

以上只是一些可能性。在绿色建筑和建筑中以人工智能形式应用创新的机会集中在可持续地建设众多基础设施和日益先进的人工智能发展上。人们只能想象，随着时间的推移，将实施更复杂的想法，以提供可持续的绿色建筑建设，从而增加建设可持续城市的影响力。

行动呼吁：赋予读者权力

建筑业的未来是绿色和智能的，而人工智能将成为这一未来的开启者。然而，在这种情况下，改变的想法不会是伴随着强大冲击的事件——它必须是一个由所有人带头的渐进过程。以下是您可以成为解决方案的一部分的方法：

教育自己： 深入了解！探索以下资源 Autodesk 可持续性解决方案或者美国绿色建筑委员会了解绿色建筑实践以及人工智能如何与之结合。需求变化： 与建筑师、承包商和开发商讨论将人工智能驱动的可持续设计纳入您的下一个建筑项目。支持创新： 寻找建筑行业人工智能领域的领先企业。斯堪斯卡和 Siemens 凭借其 AI 驱动的可持续建筑解决方案引起轰动。浏览他们的网站并考虑与他们合作开展未来的项目。流传着一句话： 越多的人意识到人工智能对绿色建筑的推动作用，我们就能越快为所有人创造可持续的建筑环境。

建筑行业可以通过采用人工智能和绿色建筑以及打造最好的智能建筑来改善环境和社会，成为环境变革的重要推动者。

结论：利用人工智能构建可持续的未来

绿色建筑和可持续建筑中的人工智能意味着实现绿色建筑环境的新变革指日可待。数字技术不仅可以改善设计并减少能源消耗，还可以减少建筑浪费并实现可持续性。通过实施减少浪费和提高工人安全等技术，人工智能为可持续建筑提供了完整的解决方案。

因此，尽管人工智能尚在发展，但在现代世界中的应用仍具有巨大的潜力。随着人工智能的进一步发展，将引入更多独特的解决方案来推动绿色建筑的建设并使其成为常态。随着人工智能的采用，建筑行业可以确保设计和建造实用、美观、高效和可持续的结构，并满足全球社会对子孙后代环境结构的需求。

另请参阅： 气候变化的人工智能解决方案：预测未来，为现在提供动力

Saquib Siddiqui - 绿色企业家

Saquib Siddiqui 是致力于可持续发展的综合平台 Sigma Earth 的联合创始人。Saquib 致力于推动可持续发展，他领导的倡议旨在将环保实践融入各个领域。他的工作重点是创造不仅支持环境保护而且促进社会和经济增长的解决方案。通过 Sigma Earth，Saquib 致力于让社区和组织做出有利于人类和地球的可持续选择。

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