基于大數據技術的建筑節能方法研究與設計思考

文/師飛 許肖飛，.身份證號：409807308；.身份證號：4749860489

基于大數據技術的建筑節能方法研究與設計思考

文/師飛1許肖飛2，1.身份證號：410211198210173018；2.身份證號：412724198602114819

本文對大數據技術的建筑節能方法進行研究，探尋新興技術如何與傳統建筑領域相結合，從而提出新的設計思考。從大數據的架構和技術入手，協同分析應用于建筑節能領域的架構，用信息技術時代的大數據手段為傳統建筑的發展提供參考。

大數據；建筑節能；設計思考

1 大數據時代建筑節能技術的由來與發展

1.1 大數據產生的背景與現狀

大數據是一個描述數據集的術語，不論是結構化的還是非結構化的數據，都對數據本身所對應的事物有緊密關聯。大數據可以在多個行業被提取分析，從而帶來更好的決策和戰略。雖然收集和儲存大體量數據的行為由來已久，但是大數據這個概念卻是相對較新的。一般學者或相關行業的公司將大數據總結為5個特點:體量大、速度快、多樣性、有價值和真實性。體量大表現在數據的來源廣泛，包括商業交易、社交媒體，甚至是建筑中設備產生的數據；速度快體現在各種數據快速傳播中需要進行快速反應進行處理，甚至實時處理獲取結果，這得益于電子標簽或者傳感器等智能設備的發展；多樣性是因為數據結構的格式多樣，傳統的數據庫都輸入非結構化的信息，需要使其結構化從而方便處理；有價值是因為大數據不僅僅是幾個獨立的數字，而是有意義的邏輯性描述的集合；真實性就是數據對于描述客觀事物的具體體現，大數據技術更增強了真實性。

1.2 大數據的發展情況

大數據對當前社會的影響遠遠超出了傳統行業的發展速度，大數據技術雖然發展的時間遠遠晚于傳統行業，但仍以高速發展的勢頭影響著傳統行業。2009年美國政府開始使用開放數據，之后各國政府相繼效仿；之后，2011年麥肯錫正式提出大數據的概念，大數據技術逐漸被應用于各個行業。現如今，大數據技術不僅僅是企業決策的重要支撐，更是在商業領域和科研領域發揮著重要價值。1946年，第一臺計算機僅能做到每秒500次的計算，而現在IBM制造的Watson超級計算機每秒能處理500GB的數據。全球39%的人口使用互聯網，社交網站Facebook有超過十億活躍用戶，每天互聯網中存儲的數據都呈指數增長。Spratt描述說大數據或許將能推動下一次工業革命，從根本上重塑經濟結構、就業和社會生活的各個方面。在我國，大數據也成為當前重要的發展戰略。2015年9月，國務院印發《促進大數據發展行動綱要》部署了我國在未來5～10年內大數據領域的發展工作，之后在多個省市相繼成立了大數據綜合試驗區的建設工作。

1.3 與建筑節能技術的聯系

在傳統的建筑領域，隨著技術的不斷發展和計算機運算水平的提高，大數據也成為建筑節能領域一個全新的領域。過去我們可能會認為大數據僅僅是對于數字的描述，但通過下文對于大數據時代建筑節能技術特征的描述和具體應用案例的列舉，能直觀地展現出大數據與建筑節能技術的關聯性。無論是主動還是被動，在建筑節能這項門檻比較高的領域，通過與大數據技術的結合，將會使整個行業趨于快速發展。

2 建筑節能的現實意義

21世紀人類發展的主題便是可持續發展，現階段隨著建筑行業的飛速發展，土木工程建筑的數量在不斷增加，能源消耗與污染問題也在逐漸增長。據調查顯示，現階段我國每年新增建筑約占據世界每年增加總量的50%，其消耗了大量的能源。電力資源、水力資源等都屬于建筑能耗的范疇，然而我國在這一方面能耗是發達國家的3.5倍，大量資源被浪費。現階段我國的建筑節能在技術、經驗等方面都與發達國家有所差距，存有造價高、收益低等缺點，其技術能力有待提高。“低碳節能”已經成為現階段發展的方向，在規劃城市建設時，應非常重視對土木工程建筑節能措施的研究和應用。建筑節能的前提是不影響建筑的使用功能，在工程設計時就加入相應的節能措施，如降低材料損耗、有效規劃樓板和墻體厚度等等，以降低因取暖而消耗的能源。通過有效采取建筑節能措施，既可以降低能耗、節約資源，還能夠保護環境，促進資源節約型、環境友好型社會目標的實現。

3 大數據對建筑節能技術發展的影響

大數據技術除了使新興行業發展迅猛之外，對傳統的建筑領域中節能方向也有深遠的影響。大數據技術在建筑節能領域的應用也充分體現了其變化性的特點，與智能建筑相關的各類傳感器所產生的數據，所采集的速度和體量都在時刻發生變化，數據流的峰值也是處于無規律的變化當中，因此，對于結構化的數據更要在周期性和事件觸發的峰值數據負載做好管理和應對工作。同時，大數據技術在建筑節能領域的應用也有極其復雜的特性，所得到的數據來自多個數據源，這使得科研工作者在處理數據時要將非結構化的數據處理成結構化的數據，要控制各個層級的關系和數據之間內在的關聯，否則體量非常大的存儲內容將迅速失控。

4 基于大數據的建筑節能展望

未來幾乎所有的業務都要依托互聯網和大數據進行，因而有了“物聯網”這個概念。也正是因為物聯網，數據將傳感器和機器、人聯系在一起，同時，人和人之間也能夠輕易便捷地分享各種巨型數據信息。在當前設備的驅動下，數據的傳輸不僅僅局限于實體傳感器和設備之間，更能通過類似衛星、無線網絡等技術使數據流從一端傳輸到另一端，這也同時涉及數據安全等問題，也是大數據時代在建筑節能方向需要解決的一個課題，因此，傳統的建筑領域更應與先進技術結合，創建新的思維模式和數據管理系統，將成熟的解決方案推廣給企業和個人，全球要在一個標準框架下進行數據的管理和傳輸，才能在更安全的一個層面上解決大數據和建筑節能結合的問題，這不僅僅物理設備與虛擬數據的安全，甚至對于在極端環境狀況下的災難管理的分析和預測也有十分重要的影響。

5 結語

綜上所述，對于未來發展大數據與建筑節能結合的展望，則存在許多機遇與挑戰。對于傳統建筑節能領域，依然有許多提升空間，通過與大數據技術進行結合，可以使城市和數據更加融合發展。

[1]劉雷．大數據“問診”設備耗能:傳統節能理念受挑戰[J]．中國設備工程，2015

[2]莫爭春．大數據時代下的建筑節能新思路[J]．城市住宅，2015．