從聰明建築往智慧建築邁進

January 23, 2018 Erik Sherman

建築業主既要控管成本,又要顧及租戶滿意度,其中壓力甚大。一方面,能源用量僅減少 10 個百分比便能為美國的 商業大樓每年節省 400 億美元。另一方面,您僅有一丁點兒調節溫度的空間,否則馬上會收到大樓租戶投訴。智慧建築技術可以幫忙,但是部署一直是個難題。大多數建築內含來自各家廠商多年來陸續安裝的各式各樣設備。光是從這些系統擷取資料就是一大挑戰;要讓它們搭配運作更是幾乎不可能。

結合多個建築服務系統

Rudin Management Company 在曼哈頓負責營運最大群落的商業大樓,具有因應這個問題的第一手經驗。該公司想要改善手上所有物業的營運狀況,但是找不到能夠與所有建築服務系統溝通的解決方案。因此,該公司自行研發了一套解決方案:NANTUM。NANTUM 是不限製造商的平台,可以連接至任何建築服務系統,無論其製造商、型號或年份。設施是否具有建築管理系統 (BMS) 皆不重要。NANTUM 把所有建築服務系統的資料公開以後,該公司便能把所有建築的營運緊密地最佳化。這樣一來,不但能省下巨額費用,大樓租戶也更加滿意。

經證明的結果

Rudin 首先在 345 Park Avenue 部署 NANTUM,那是位在紐約市一棟 180 萬平方呎的建築。效果立竿見影:能源用量降低了 9 個百分比,每年省下 60 萬美元。與此同時,隨機推銷和客戶推銷的電話減少了百分之 70(圖 1)。

圖 1. 初始部署產生了顯著的成果。

看過這些顯著成果之後,Rudin 決定把它的技術擴大發展並成立一個新公司:Prescriptive Data。這家新公司將 NANTUM 與全世界分享,希望協助其他建築業主和營運商都能打破不同建築服務系統之間的壁壘。為了把它的平台從單一建築擴展成一個全業界適用的解決方案,Prescriptive Data 與 Intel 成為合作夥伴以實現三項重大升級:

  • 把 NANTUM 從本機安裝的軟體轉變成雲端型解決方案。
  • 擴大建置 Prescriptive Data 號稱是業界最大的建築 API 程式庫。
  • 加入人工智慧 (AI),根據租用率、氣候和建築物的熱特性讓營運最佳化。

不再憑猜測辦事

平台升級後馬上享受到不再憑猜測辦事的好處。Prescriptive Data 行銷主管 Matthew Stetson 解釋:「之前若是您接到 40 樓租戶的電話表示溫度太低,您必須上去該樓層才能決定要怎麼辦。現在您只需要讀取引擎室的讀數並進行必要調整。」

當然,NANTUM 不是唯一公開建築資料的平台。但是其他建築自動化平台通常限用一家廠商的設備,意味著營運商仍必須應付許多系統。「人們已經疲於應付各種應用程式。」Stetson 說。「我們的平台免除了使用 18 種不同的應用程式處理 18 項不同工作的壓力。」

因為 NANTUM 不受製造商限制,可以整合不同系統之間的資料。營運人員和管理人員能夠獲得有效的儀表板和圖像化資料,無論是個別建築或是整個建築群落。此外,透過移轉到雲端平台,身處世界各地皆可存取這些儀表板,不管是位在建築物的地下室或是管理公司的會議室都行。

加入人工智慧

但是僅是收集資料並無法控制成本。您也必須分析資料,那才是主要的難題。Stetson 說:「在 40 層樓的建築中,您可以讓 30,000 個感測器在 1 至 5 分鐘的間隔內輕鬆收集資料。」 那可能包括每天多達 4300 萬個資料點,分散在多個系統之間。為理解所有這些資料的內涵,NANTUM 與 Intel 的人工智慧專家緊密合作,打造一個先進的機器學習系統。這個系統會學習一棟建築的活動節奏,觀察租用模式和其他建築變動情況來建議建築每日過程中的設定點(圖 2)。

圖 2. NANTUM 自動建議設定點。

例如,NANTUM 可以偵測員工離開建築去吃午餐,並利用這個模式來降低中午的能耗。另一個例子是平台可以檢查建築的散熱動態並決定當日可以稍晚啟動 HVAC 系統,但是在租戶抵達前仍保持舒適溫度。人工智慧系統從特定建築以及可比較的設施學習。Stetson 表示,「與其花費一年學習建築的活動節奏,我們可以套用類似建築的資料以便立即改善。」

NANTUM 甚至使用氣候資料和即時租用情況來快速調整其建議。所有這些情報都會輸入到直覺式圖形顯示器,方便建築營運商可以用來進一步優化效能。

迎向未來創新

NANTUM 最重要的面向之一是它可用作建築的作業系統。開放架構和輕鬆整合不同系統表示無論是技術或商業策略,設施營運並不會與未來無緣。支援新技術變簡單了。Stetson 說:「我們現在發現很多新建設的建築採用智慧架構,例如建築具有可隨陽光調整的百葉窗。」

NANTUM 的平台性質也保留了商業策略的彈性。您的管理群落又增加新建築了嗎?沒問題。NANTUM 程式庫很可能已存有建築管理 API,如果沒有,Prescriptive Data 會建立該 API(圖 3)。

圖 3.  NANTUM 具備極高的互通操作能力。

由 Intel 掌管的神經元

與 Intel 的合作關係是實現所有這些優點的關鍵。例如,科技巨擎的物聯網閘道器允許 Prescriptive Data 進行雲端移轉。第一版的 NANTUM 必須在每一棟建築安裝伺服器。將伺服器替代為輕型的 Intel® IoT Gateways 後,Prescriptive Data 能把它的平台核心移動到雲端,加速部署並促成更高層級的情報。Stetson 指出:「與 Intel 合作讓我們能夠快速且有效地擴展。我們使用 Intel IoT Gateways 作為建築的服務系統與雲端之間的安全介面。它幾乎達成了類似隨插即用的延展性。只要有網際網路連線並存取建築的感測器網路,我們可以直接開始顯示和分析資料。」

安裝一般需要三至六週時間,Stetson 說因為安裝快速,所以一開始便省下成本。傳統建築自動化軟體可能要花兩年時間才能達成投資報酬率。使用 NANTUM 的建築一般在三至六個月內就能達到投資報酬率。

快速達成投資報酬率

自從推行新平台以來,該公司確實持續達成投資報酬率。透過重新設計,Prescriptive Data 的母公司 Rudin 能夠在一年內於 17 棟大型物業中部署該技術。結果呢?能源用量減少達百分之 31,而且一年省下 540 萬美元。這些是相當典型的數目,Stetson 表示。一般而言,客戶每年每平方呎可省下大約 0.55 美元。而且不只是節省成本而已。這些提高租戶舒適度的改進以及更加環保的營運方式皆是有力的行銷工具。

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