大數據在智能建筑中的應用

摘要：在建筑工程行業高速發展的背景下，智能建筑的理念也應運而生，相比傳統建筑工程項目而言，智能建筑所具有的諸多特點更符合市場需求。大數據技術的應用能夠賦予智能建筑更為多樣化的使用場景，保障使用體驗的進一步提升。本文以此為背景，對大數據技術在智能建筑中的應用展開研究工作，明確技術的應用場景，同時對大數據技術應用優化提出相應對策。

關鍵詞：大數據；智能建筑；應用技術

引言

大數據技術具有多種應用優勢，在當今建筑工程行業高速發展以及市場需求全面提升的背景下，大數據技術對智能建筑的品質提升與應用優化也提供了初步解決方案。當下行業結合大數據技術，已經為智能建筑的多種使用需求和應用場景提供了保障與支持，明確項目應用場景同時對技術應用優化進行探究，符合行業發展需求。大數據技術與智能建筑同屬新興理念，將二者進行有機結合，也可保障行業更好發展，助力高品質建筑的目標實現。

1. 大數據技術概述

大數據是在基于巨量資料的基礎上所提出的一種創新型技術方式，基于數據收集和數據處理，在海量數據的支持下完成各項工作輸出。近年來在各行業高速發展以及信息化、遠程互聯技術完善的背景下，大數據技術得以發展，同時出現了更多應用場景。大數據所具有的一系列優勢和特性決定了其可為多行業的疑難問題提供解決方案。應用大數據技術，可為復雜決策、多維概率計算等場景提供對應的優化空間和優化途徑，同時也可代替人工完成反復的數據收集和數據擬合工作。對于建筑工程行業，智能建筑的理念已經提出多年，在技術層面上已經具有充分的軟硬件支持，但在實際應用方面，如何賦予建筑智能化能力是亟待解決的問題之一。大數據技術的發展給智能建筑的優化提供了更多解決思路，對于建筑智能化應用過程中的數據判斷、智能決策等工作需求，均可通過大數據技術加以優化[1]。

2. 大數據技術在智能建筑中的應用優勢

2.1 數據量大

大數據技術具有龐大的數據量，目前各行業、各領域均有較為成熟的大數據庫，其數據來源十分廣泛，且數據化程度高，數據解讀充分。結合現有大數據技術所具有的數據量，能夠清晰準確地提供所需數據內容。對于智能建筑而言，在實際使用過程中會面臨應用范圍廣、應用終端碎片化、場景情況復雜的問題，若采取人工錄入規則或設定預設程序的方式，會存在覆蓋場景不全面、工作量大的問題，結合大數據技術形式所指引的一系列內容，能夠更加簡單快捷地完成上述工作，同時基于其龐大的數據量，可覆蓋所有應用場景。對于陌生的應用場景，也可基于數據庫內容做出更為準確的判斷。

2.2 數據來源可追溯

大數據技術依托于計算機處理和信息化技術所存在，在應用過程中存在數據來源可追溯的特性。具體是指，面對龐大的數據量，大數據技術能夠清晰、明確地做出數據指引，同時可查詢各個數據的具體來源及詳細信息。大數據技術所實現的功能不僅僅是一對一的固定指針，更多的是可查證的執行邏輯以及數據的處理過程。正因這一特點，也可保障大數據技術的靈活性，確保其在智能建筑項目中得到更為豐富的應用，例如可結合建筑項目的不同業態以及使用者的不同習慣，也可將數據來源進行限制和篩選，對于同種場景做出不同反饋，或通過干預數據來源的形式，豐富多個使用場景。

2.3 數據擬合與推理能力

大數據技術的顯著特征之一就是能夠關聯多個數據，將原本分散、關聯性低的數據內容實現全面的擬合，并在此基礎上完成相對準確的預測。大數據技術除進行全面的數據收集之外，還可進行數據處理和數據分析，對于多個關聯性不強的數據內容，通過多方數據和驗證，從而實現擬合和合理推斷。對于智能建筑而言，提高建筑的智能化能力，為使用者提供更為便捷的使用場景，也是大數據技術可實現的功能，結合大數據技術，能夠將原本多個關聯性不強的指標進行擬合，實現一次輸入的連鎖反饋。同時結合高效計算能力，也可實現數據的合理推理，實現一次輸入多個獨立場景輸出。

2.4 數據高效率處理

面對龐大的數據量，大數據技術在計算機運算的保障下可實現數據的高效處理，這也是在智能建筑中的應用優勢之一[2]。當結合了大數據技術之后，智能建筑所做出的各種動作與反饋不僅僅局限在預設程序方面，還可以根據外部影響因素的變化實現數據的輸出調整；同時建筑項目內數據來源廣泛，需要兼顧的場景多樣，在進行應用的過程中實現瞬時響應也是尤為重要的。在多種技術的共同保障下，大數據技術對于數據的處理效率極高，能夠在極短的時間內完成建筑數據的收集與處理，同時做出反饋。大數據技術高效處理的特質與近年來計算機技術的完善發展是密不可分的，這也是大數據技術可實現普及應用的原因之一。

3. 大數據技術在智能建筑中的應用場景

3.1 智慧安保系統

建筑工程項目具有安保需求，尤其對于大型公共建筑和小區住宅而言，開展完善的安保策略也將全方位保障使用者利益。智能建筑中，安保需求通過一系列設備和通信實現相關需求，在應用工程中更多地需要依賴使用者的操作以及程序的預設。對于智能建筑的安保需求，結合大數據技術，可具有更為完善的應用表現。大數據技術可在海量數據的支持下，明確各個工程項目之間的差異性，同時優化設計需求；對于各個安保設施的設置位置，同樣可根據大數據技術的指引，分析其他案例中出現的疏漏問題，同時量化評判各個環節的風險指數，最終確定安保設施的設置形式與分布；大數據還可彌補一般智能安防中的不足，例如可結合圖像識別，對于智能設備所接收的圖像信息進行精準識別，從而進一步做出判斷。從上述使用場景來看，大數據技術可完善建筑項目的安保安防能力，完善建筑安全管理。

3.2 智能家居

智能家居是近年來行業頻繁提及的理念之一，其依賴于物聯網技術實現各個家居設備之間的聯動，以此提高建筑項目的智能化程度，提高整體使用體驗。從目前實際應用情況來看，智能家居仍不具有“獨立自主”的智能能力，同樣需要依賴于預設程序和各類傳感器的觸發實現需求。大數據技術的應用可為智能家居提供功能層面的優化。一是可彌補傳感器應用的高成本和局限性，例如對于室內熱環境的調控，在使用過程中若僅通過預設程序進行調控顯然不符合實際需求，結合大數據技術，通過收集同類產品的使用數據和室外環境溫度濕度等數據，以此為依據進行調控更符合客觀需求；二是大數據技術可賦予智能家居更為全面的獨立自主能力，實現各類設備的自動化操控，通過大數據技術具有信息收集和處理能力，學習使用者的應用習慣，結合實際需求自動化調整各個家居設備。

3.3 智能建造管理

智能建筑在進行建造施工過程中，其管理要點是較為復雜的，相比于一般建筑工程項目而言分項工程更多，諸如設備安裝以及管道管線等工程內容也需要進行專項優化。當下智能建筑無法全面普及的原因之一，就是行業施工技術限制和質量管理限制具有相應難點。大數據技術可為智能建筑的建造管理工作提供解決方案。在智能建筑的設計階段，結合大數據技術的指導，明確設計過程中的重點及難點問題，同時為項目設計深化、設計模型輸出提供更為便捷的解決渠道；在項目的資源采購階段，可結合大數據技術的指引，方便快捷地完成數據整合和處理，對各個材料設備的供應商、適用范圍、適用情況等進行精準判斷；在項目的施工管理階段，在大數據技術的保障下可對施工過程中的質量問題、特殊處理等提前知悉，整合行業案例與專業經驗，推動施工工作的開展；在項目的驗收階段，也可通過大數據技術進行模擬使用驗收，同步測試多個應用場景，清晰、明確地完成智能建筑各種使用條件下的測試需求。

3.4 基于大數據的建筑節能

在當今節約能源的大背景下，建筑行業同樣提出了節能的需求。大數據技術可為智能建筑提供以下節能方面的應用：一是針對能耗平衡管理，結合大數據技術廣袤的數據來源，可分析不同類型的建筑工程項目在不同時期對于能源的具體需求，通過對建筑使用者行為分析以及建筑室內熱環境穩定性分析進行能源應用規劃，實現能源轉化率的提高；二是設備的智能啟停以及變頻控制，可結合大數據技術通過了解用戶習慣、結合外部影響因素數據等進行各類設備的應用控制；三是通過大數據技術的模擬分析能力，在進行水電管網鋪設的過程中可簡單便捷地規劃，找出能源消耗最少的應用路徑，以此實現建筑節能的作用，如圖1所示，為某項目結合大數據技術完成供配電系統的調控與能效平衡。

4. 大數據技術的應用不足與優化對策

4.1 技術的現狀挑戰

大數據技術具有多樣化的應用優勢，已經在各行各業中具有較為廣闊的應用場景，但也必須明確，我國關于大數據技術在智能建筑中的應用，實際上仍處于初期探索階段，結合筆者自身從業經驗以及部分工程案例的實際應用來看，大數據技術的應用仍存在以下幾個方面的不足：

（1）大數據技術過分依賴于網絡信息通信，而網絡信息通信的穩定性又會受到多種因素的共同制約，當電力供應斷開或網絡條件較差時，智能建筑的各種設施及功能能否及時響應也是有待考證的，其中對于預警及安全保障類的設備設施會造成一定的應用挑戰。

（2）大數據技術依賴于龐大的數據收集與整合，對于智能建筑的使用場景，個別數據收集可能觸及隱私風險，因此數據的保密性以及安全性也是使用者關注的問題。而數據的交互性與共享性是大數據技術所具有的特點之一，這與數據的隱私保密需求形成了一定的沖突。

（3）技術的應用成本問題，顯然在應用大數據技術之后會對原有建筑的建造活動造成較大的沖擊，需要通過安裝特定的設備設施以及更改管道管線的形式完成技術應用環境的搭建，相比傳統建筑工程項目，一定會造成成本的提高。

4.2 優化對策

大數據技術是符合建筑行業未來發展前景的一種新興技術形式，結合當下行業所具有的應用挑戰，大數據技術在智能建筑中的應用，可考慮從以下幾個方面進行優化：

（1）針對依賴網絡信息通信的問題，可積極進行技術改良，通過建立本地數據庫，使用非網絡通信的信息傳遞模式，增加近場通信應用等解決措施，完善大數據技術的信息收集與處理方式。對于關鍵設施及與安全保障類有關的設備，除利用大數據技術進行控制之外，也需保留傳統的控制形式，考慮技術應用條件不足時的使用需求。

（2）針對當下數據收集與隱私處理的有關需求，需要行業盡早完善相應的規范標準，實際上在智能建筑中的數據應用并不需要精準化的個人數據，可結合實際應用場景進行模糊信息收集，在進行數據共享和網絡傳輸的過程中也可將數據脫敏。同時需要加強行業監管，避免大數據技術在智能建筑中應用造成額外的信息泄露問題。

（3）針對建造成本的問題，可考慮從項目應用全流程的角度進行優化。當下大數據技術在智能建筑中應用成本過高的原因之一，是行業產業鏈保障不夠完善所造成的。當行業發展到一定規模之后，有關大數據技術與智能建筑的結合應用，其設計、施工及設備供應等工作均會趨于健全，屆時相關需求的建造安裝成本也會得到相應的優化。

結語

本文主要圍繞大數據技術在智能建筑中應用的一系列問題展開討論，行業前端技術與新興建造理念的結合是符合未來發展趨勢的，在應用大數據技術之后，智能建筑所具有的一系列特點及優勢也可為建筑品質提高及使用者便利提供相應的條件。在行業高速發展的背景下，未來關于大數據技術與智能建筑的結合應用仍會不斷完善并普及，也會出現更為豐富的應用場景及管理模式，為行業高速發展保駕護航。

參考文獻：

[1]何曉舟，李定清.淺析大數據時代智能建筑工程的施工組織方案[J].信息記錄材料，2018，19（2）：13-14.

[2]黃群驥.大數據在綠色數據中心中的應用[J].智能建筑，2017，（8）：13-16.

作者簡介：孫力，本科，高級工程師，研究方向：工程管理。