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人工智能如何使建筑更具能源效率

作者:中国储能网新闻中心 来源:国际能源小数据 发布时间:2025-03-13 浏览:

中国储能网讯:美国时代杂志发表文章,题目是:How AI Is Making Buildings More Energy-Efficient(人工智能如何使建筑更加节能)。

为建筑供暖和照明需要大量的能源:据国际能源署统计,这占到了全球能源消耗总量的18%。问题在于许多建筑的暖通空调系统已经过时,对天气变化的响应速度很慢,这会导致严重的能源浪费。

科学家和技术人员希望人工智能能够解决这个问题。目前,人工智能本身耗能巨大的问题受到了很多关注:例如,微软承认其人工智能开发已经危及了他们的气候目标。但一些专家认为,人工智能也可以成为解决方案的一部分,帮助大型建筑提高能源效率。一项2024年的研究估计,人工智能可以帮助建筑减少至少8%的能源消耗和碳排放。而早期将人工智能应用于升级暖通空调系统的努力也取得了令人鼓舞的结果。

曼哈顿下城的AI应用案例

一个人工智能发挥作用的例子是位于曼哈顿下城的45号百老汇大厦,这是一座建于1983年的32层办公大楼。多年来,该建筑的温度一直由基本的恒温器控制,导致效率低下和能源浪费。2019年,纽约市通过了第97号地方法规,对办公建筑的温室气体排放设定了严格的要求。为了遵守这一法规,业主卡姆比公司委托初创公司BrainBox AI开发了一套人工智能系统,该系统从建筑上的传感器获取实时读数——包括温度、湿度、太阳角度、风速和人员活动模式——然后实时做出决策,决定这些建筑的温度应该如何调节。如果45号百老汇大厦的人工智能系统预测到几小时后将有一股冷空气来袭,它就会开始逐步提高建筑的温度。如果周边的热量传感器发现阳光开始照射到建筑的一侧,它就会关闭那些区域的热量阀门。

在使用BrainBox AI 11个月后,该建筑的暖通空调相关能源消耗减少了15.8%,节省了超过4.2万美元,并减少了37公吨二氧化碳当量的排放。由于暖通空调能够主动应对温度变化,租户更加舒适,而且安装过程简单,因为只需要进行软件集成。BrainBox的自主人工智能系统现在控制着全球4000座建筑的暖通空调系统,包括商店和机场。该公司还创建了一个名为Aria的生成式人工智能驱动的助手,允许建筑设施管理人员通过文本或语音控制暖通空调。该公司预计Aria将在2025年初广泛推出。

一些科学家也看到了这一领域的潜力。加利福尼亚的劳伦斯伯克利国家实验室多年前就开始研究人工智能对建筑效率的潜在影响,这比ChatGPT引起公众关注早了好几年。他们发表论文,认为人工智能/暖通空调集成可以使能源消耗和碳排放减少8%到19%,或者如果与积极的政策措施相结合,减少的幅度会更大。论文认为,人工智能可能有助于在建筑的整个生命周期内减少其碳足迹,从设计到施工再到运营和维护。它还可以预测暖通空调部件何时可能出现故障,从而减少停机时间和昂贵的维修费用。周南还表示,许多建筑中的人工智能系统可以帮助区域电力网更具弹性。越来越受欢迎的可再生能源,如风能和太阳能,往往产生不均匀的电力供应,造成高峰和低谷。“这些建筑可以真正发挥作用,通过转移或减少能源,或者对价格信号做出反应,”她说。例如,在需求激增的时刻,这有助于减轻电网的压力。

世界上其他地方的努力也证明了令人鼓舞的结果。在斯德哥尔摩,一家公司在87个教育设施的暖通空调系统中引入了人工智能工具,每15分钟调整一次温度和气流。一项研究发现,这些系统每年减少了64吨二氧化碳当量的排放,并减少了8%的电力使用。马里兰大学环境能源工程中心刚刚发表了一项研究,认为人工智能模型的预测能力可以显著减少复杂暖通空调系统的电力消耗,特别是那些既有室内又有室外单元的系统。

随着全球变暖,高效的冷却系统将变得越来越重要。工程公司WSP的建筑性能顾问阿拉什·扎尔梅赫说,实施人工智能是“所有设计师和工程师的必要之举”。“所有工程师都知道,人类对暖通空调系统的控制降低了效率,”他说。“人工智能可以帮助我们朝着建筑实际脱碳的方向发展。”尽管人工智能在建筑效率方面具有潜力,但它面临着挑战,包括确保安全和租户数据隐私。还有关于人工智能对环境的整体影响这个更大的问题。一些批评者指责人工智能行业将像这样的项目作为绿色清洗其巨大能源消耗的一种方式。国际能源署预测,人工智能将推动数据中心电力需求大幅增加,从2022年到2026年可能会翻一番。本周,加州大学河滨分校和加州理工学院的科学家发表了一项研究,认为人工智能发电厂和备用发电机的空气污染可能导致到2030年美国每年有1300人过早死亡。

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关键字:人工智能

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