大数据在智能建筑中的应用

摘要：在建筑工程行业高速发展的背景下，智能建筑的理念也应运而生，相比传统建筑工程项目而言，智能建筑所具有的诸多特点更符合市场需求。大数据技术的应用能够赋予智能建筑更为多样化的使用场景，保障使用体验的进一步提升。本文以此为背景，对大数据技术在智能建筑中的应用展开研究工作，明确技术的应用场景，同时对大数据技术应用优化提出相应对策。

关键词：大数据；智能建筑；应用技术

引言

大数据技术具有多种应用优势，在当今建筑工程行业高速发展以及市場需求全面提升的背景下，大数据技术对智能建筑的品质提升与应用优化也提供了初步解决方案。当下行业结合大数据技术，已经为智能建筑的多种使用需求和应用场景提供了保障与支持，明确项目应用场景同时对技术应用优化进行探究，符合行业发展需求。大数据技术与智能建筑同属新兴理念，将二者进行有机结合，也可保障行业更好发展，助力高品质建筑的目标实现。

1. 大数据技术概述

大数据是在基于巨量资料的基础上所提出的一种创新型技术方式，基于数据收集和数据处理，在海量数据的支持下完成各项工作输出。近年来在各行业高速发展以及信息化、远程互联技术完善的背景下，大数据技术得以发展，同时出现了更多应用场景。大数据所具有的一系列优势和特性决定了其可为多行业的疑难问题提供解决方案。应用大数据技术，可为复杂决策、多维概率计算等场景提供对应的优化空间和优化途径，同时也可代替人工完成反复的数据收集和数据拟合工作。对于建筑工程行业，智能建筑的理念已经提出多年，在技术层面上已经具有充分的软硬件支持，但在实际应用方面，如何赋予建筑智能化能力是亟待解决的问题之一。大数据技术的发展给智能建筑的优化提供了更多解决思路，对于建筑智能化应用过程中的数据判断、智能决策等工作需求，均可通过大数据技术加以优化[1]。

2. 大数据技术在智能建筑中的应用优势

2.1 数据量大

大数据技术具有庞大的数据量，目前各行业、各领域均有较为成熟的大数据库，其数据来源十分广泛，且数据化程度高，数据解读充分。结合现有大数据技术所具有的数据量，能够清晰准确地提供所需数据内容。对于智能建筑而言，在实际使用过程中会面临应用范围广、应用终端碎片化、场景情况复杂的问题，若采取人工录入规则或设定预设程序的方式，会存在覆盖场景不全面、工作量大的问题，结合大数据技术形式所指引的一系列内容，能够更加简单快捷地完成上述工作，同时基于其庞大的数据量，可覆盖所有应用场景。对于陌生的应用场景，也可基于数据库内容做出更为准确的判断。

2.2 数据来源可追溯

大数据技术依托于计算机处理和信息化技术所存在，在应用过程中存在数据来源可追溯的特性。具体是指，面对庞大的数据量，大数据技术能够清晰、明确地做出数据指引，同时可查询各个数据的具体来源及详细信息。大数据技术所实现的功能不仅仅是一对一的固定指针，更多的是可查证的执行逻辑以及数据的处理过程。正因这一特点，也可保障大数据技术的灵活性，确保其在智能建筑项目中得到更为丰富的应用，例如可结合建筑项目的不同业态以及使用者的不同习惯，也可将数据来源进行限制和筛选，对于同种场景做出不同反馈，或通过干预数据来源的形式，丰富多个使用场景。

2.3 数据拟合与推理能力

大数据技术的显著特征之一就是能够关联多个数据，将原本分散、关联性低的数据内容实现全面的拟合，并在此基础上完成相对准确的预测。大数据技术除进行全面的数据收集之外，还可进行数据处理和数据分析，对于多个关联性不强的数据内容，通过多方数据和验证，从而实现拟合和合理推断。对于智能建筑而言，提高建筑的智能化能力，为使用者提供更为便捷的使用场景，也是大数据技术可实现的功能，结合大数据技术，能够将原本多个关联性不强的指标进行拟合，实现一次输入的连锁反馈。同时结合高效计算能力，也可实现数据的合理推理，实现一次输入多个独立场景输出。

2.4 数据高效率处理

面对庞大的数据量，大数据技术在计算机运算的保障下可实现数据的高效处理，这也是在智能建筑中的应用优势之一[2]。当结合了大数据技术之后，智能建筑所做出的各种动作与反馈不仅仅局限在预设程序方面，还可以根据外部影响因素的变化实现数据的输出调整；同时建筑项目内数据来源广泛，需要兼顾的场景多样，在进行应用的过程中实现瞬时响应也是尤为重要的。在多种技术的共同保障下，大数据技术对于数据的处理效率极高，能够在极短的时间内完成建筑数据的收集与处理，同时做出反馈。大数据技术高效处理的特质与近年来计算机技术的完善发展是密不可分的，这也是大数据技术可实现普及应用的原因之一。

3. 大数据技术在智能建筑中的应用场景

3.1 智慧安保系统

建筑工程项目具有安保需求，尤其对于大型公共建筑和小区住宅而言，开展完善的安保策略也将全方位保障使用者利益。智能建筑中，安保需求通过一系列设备和通信实现相关需求，在应用工程中更多地需要依赖使用者的操作以及程序的预设。对于智能建筑的安保需求，结合大数据技术，可具有更为完善的应用表现。大数据技术可在海量数据的支持下，明确各个工程项目之间的差异性，同时优化设计需求；对于各个安保设施的设置位置，同样可根据大数据技术的指引，分析其他案例中出现的疏漏问题，同时量化评判各个环节的风险指数，最终确定安保设施的设置形式与分布；大数据还可弥补一般智能安防中的不足，例如可结合图像识别，对于智能设备所接收的图像信息进行精准识别，从而进一步做出判断。从上述使用场景来看，大数据技术可完善建筑项目的安保安防能力，完善建筑安全管理。

3.2 智能家居

智能家居是近年来行业频繁提及的理念之一，其依赖于物联网技术实现各个家居设备之间的联动，以此提高建筑项目的智能化程度，提高整体使用体验。从目前实际应用情况来看，智能家居仍不具有“独立自主”的智能能力，同样需要依赖于预设程序和各类传感器的触发实现需求。大数据技术的应用可为智能家居提供功能层面的优化。一是可弥补传感器应用的高成本和局限性，例如对于室内热环境的调控，在使用过程中若仅通过预设程序进行调控显然不符合实际需求，结合大数据技术，通过收集同类产品的使用数据和室外环境温度湿度等数据，以此为依据进行调控更符合客观需求；二是大数据技术可赋予智能家居更为全面的独立自主能力，实现各类设备的自动化操控，通过大数据技术具有信息收集和处理能力，学习使用者的应用习惯，结合实际需求自动化调整各个家居设备。

3.3 智能建造管理

智能建筑在进行建造施工过程中，其管理要点是较为复杂的，相比于一般建筑工程项目而言分项工程更多，诸如设备安装以及管道管线等工程内容也需要进行专项优化。当下智能建筑无法全面普及的原因之一，就是行业施工技术限制和质量管理限制具有相应难点。大数据技术可为智能建筑的建造管理工作提供解决方案。在智能建筑的设计阶段，结合大数据技术的指导，明确设计过程中的重点及难点问题，同时为项目设计深化、设计模型输出提供更为便捷的解决渠道；在项目的资源采购阶段，可结合大数据技术的指引，方便快捷地完成数据整合和处理，对各个材料设备的供应商、适用范围、适用情况等进行精准判断；在项目的施工管理阶段，在大数据技术的保障下可对施工过程中的质量问题、特殊处理等提前知悉，整合行业案例与专业经验，推动施工工作的开展；在项目的验收阶段，也可通过大数据技术进行模拟使用验收，同步测试多个应用场景，清晰、明确地完成智能建筑各种使用条件下的测试需求。

3.4 基于大数据的建筑节能

在当今节约能源的大背景下，建筑行业同样提出了节能的需求。大数据技术可为智能建筑提供以下节能方面的应用：一是针对能耗平衡管理，结合大数据技术广袤的数据来源，可分析不同类型的建筑工程项目在不同时期对于能源的具体需求，通过对建筑使用者行为分析以及建筑室内热环境稳定性分析进行能源应用规划，实现能源转化率的提高；二是设备的智能启停以及变频控制，可结合大数据技术通过了解用户习惯、结合外部影响因素数据等进行各类设备的应用控制；三是通过大数据技术的模拟分析能力，在进行水电管网铺设的过程中可简单便捷地规划，找出能源消耗最少的应用路径，以此实现建筑节能的作用，如图1所示，为某项目结合大数据技术完成供配电系统的调控与能效平衡。

4. 大数据技术的应用不足与优化对策

4.1 技术的现状挑战

大数据技术具有多样化的应用优势，已经在各行各业中具有较为广阔的应用场景，但也必须明确，我国关于大数据技术在智能建筑中的应用，实际上仍处于初期探索阶段，结合笔者自身从业经验以及部分工程案例的实际应用来看，大数据技术的应用仍存在以下几个方面的不足：

（1）大数据技术过分依赖于网络信息通信，而网络信息通信的稳定性又会受到多种因素的共同制约，当电力供应断开或网络条件较差时，智能建筑的各种设施及功能能否及时响应也是有待考证的，其中对于预警及安全保障类的设备设施会造成一定的应用挑战。

（2）大数据技术依赖于庞大的数据收集与整合，对于智能建筑的使用场景，个别数据收集可能触及隐私风险，因此数据的保密性以及安全性也是使用者关注的问题。而数据的交互性与共享性是大数据技术所具有的特点之一，这与数据的隐私保密需求形成了一定的冲突。

（3）技術的应用成本问题，显然在应用大数据技术之后会对原有建筑的建造活动造成较大的冲击，需要通过安装特定的设备设施以及更改管道管线的形式完成技术应用环境的搭建，相比传统建筑工程项目，一定会造成成本的提高。

4.2 优化对策

大数据技术是符合建筑行业未来发展前景的一种新兴技术形式，结合当下行业所具有的应用挑战，大数据技术在智能建筑中的应用，可考虑从以下几个方面进行优化：

（1）针对依赖网络信息通信的问题，可积极进行技术改良，通过建立本地数据库，使用非网络通信的信息传递模式，增加近场通信应用等解决措施，完善大数据技术的信息收集与处理方式。对于关键设施及与安全保障类有关的设备，除利用大数据技术进行控制之外，也需保留传统的控制形式，考虑技术应用条件不足时的使用需求。

（2）针对当下数据收集与隐私处理的有关需求，需要行业尽早完善相应的规范标准，实际上在智能建筑中的数据应用并不需要精准化的个人数据，可结合实际应用场景进行模糊信息收集，在进行数据共享和网络传输的过程中也可将数据脱敏。同时需要加强行业监管，避免大数据技术在智能建筑中应用造成额外的信息泄露问题。

（3）针对建造成本的问题，可考虑从项目应用全流程的角度进行优化。当下大数据技术在智能建筑中应用成本过高的原因之一，是行业产业链保障不够完善所造成的。当行业发展到一定规模之后，有关大数据技术与智能建筑的结合应用，其设计、施工及设备供应等工作均会趋于健全，届时相关需求的建造安装成本也会得到相应的优化。

结语

本文主要围绕大数据技术在智能建筑中应用的一系列问题展开讨论，行业前端技术与新兴建造理念的结合是符合未来发展趋势的，在应用大数据技术之后，智能建筑所具有的一系列特点及优势也可为建筑品质提高及使用者便利提供相应的条件。在行业高速发展的背景下，未来关于大数据技术与智能建筑的结合应用仍会不断完善并普及，也会出现更为丰富的应用场景及管理模式，为行业高速发展保驾护航。

参考文献：

[1]何晓舟，李定清.浅析大数据时代智能建筑工程的施工组织方案[J].信息记录材料，2018，19（2）：13-14.

[2]黄群骥.大数据在绿色数据中心中的应用[J].智能建筑，2017，（8）：13-16.

作者简介：孙力，本科，高级工程师，研究方向：工程管理。