随着虚拟现实、边缘计算、人工智能 (AI) 等技术的发展，世界正朝着数字化的方向前进。使用该技术自行运作，并尽量减少对人类的依赖的做法，现在被称为“智能”；智能手机、智能手表和智慧城市就是其中的几个常见例子。每当有人谈到城市，首先想到的是房屋建筑，这也是任何人最基本的需求。这就造成了对资源永无止境的需求，只要有人居住，就需要资源来维持建筑的运转。
现在，随着智慧城市概念的引入，建筑物被视为需要数字化才能实现智能的主要结构体。另一方面，随着数字化和开发项目的快速扩张，能源需求也在以更快的速度增长。在现代社会，住宅和商业建筑是电力需求最高的领域之一，因为它们需要满足比以往更加复杂的性能要求。在发达国家/地区，仅建筑物消耗的能源就占总能耗的 20-40%。这使得建筑物成为产生温室气体的主要因素，由于温室气体的排放，全球变暖现在已达到令人担忧的水平。
通过再次使用数字化技术，这次是为了节约能源，可以在建筑中采取更多节能措施。利用物联网和可再生能源等技术，新建筑或现有建筑可以改造成几乎零耗能建筑 (NZEB)。这些建筑能够使用替代能源在当地产生所需的大部分能源，因此对环境的影响很小甚至没有影响。这为节约能源创造了巨大的机会，而且已经出台不同的方法。物联网是降低能源消耗、实现可持续发展目标的重要技术之一。
了解物联网在建筑中的集成情况
任何物联网设备的主要目的都是提供无缝互联网连接，无论部署在哪里。这有可能实现智能空间中小工具与电器之间的无缝交互，不管是否有人干预。随着互联网连接变得越来越容易，即使在偏远地区，这些智能设备现在也随处可见，包括简单的传感器到家用电器和智能手机。智能建筑由许多可以使用物联网实现“智能”的组件组成，目标是降低功耗并使建筑更加绿色环保。
物联网解决方案借助智能算法和云端技术，通过互联网有效利用建筑物中的可再生能源。用户可通过这种方式获得灵活性，这有助于发展智能和可持续的城市。根据欧洲的建筑能效指令 (EPBD)，“智能建筑”一词指几乎零能耗建筑，其传感器系统颗用于智能监测、自动控制、诊断、故障检测以及监管，可对环境因素和用户需求做出反应。
建筑物可无数次运行，用作收集物联网设备数据的来源，以优化和支持建筑物能源管理系统。例如，采用室内人体检测和定位系统，可用于控制照明条件、窗帘位置和整个 HVAC（供暖、通风和空调）系统。Seeed Technology 的 WS2812S RGB LED 集成了驱动芯片，可提供智能照明控制和信号整形放大驱动电路。
此外，建筑策划可用于在建设的早期阶段集成物联网解决方案。这通过削减成本以及避免对现有建筑进行重新设计来提高项目效率。
智能建筑实现节能的典型布局（图片来源：Energies 2022, 15, 5991）
实现节能建筑的措施
在优化能源效率时，应考虑建筑生命周期的所有阶段，因为可持续建筑的未来取决于在这些阶段获得的性能数据。每种类型的建筑都有影响能耗的不同静态和动态因素，这些因素可以根据收集的数据进行建模。该模型使我们能够对数据进行量化，并提出实现能源效率的策略。考虑所有这些因素，以下措施可以帮助实现节能建筑：
建筑监测
由于没有针对每栋建筑的通用设计，因此收集能耗、住户行为、已安装的可再生能源产生的总能量等数据，成为优化能源使用的第一步。这些数据用于创建模型，从而以节能的方式控制设备，同时不以损害住户的舒适性为代价。InvenSense 的 MD-42688-P 多传感器无线模块提供适合物联网应用的数据收集和监测功能。
自动化系统
有了物联网设备，在传感器的帮助下，建筑内的许多操作都可以实现自动化。HVAC 和照明等子系统可以根据是否有人来进行控制。通过跟踪安保区域中的不当行为或非预期人员，甚至可以提高建筑物的安全性。DFRobot 的 SEN0395 传感器就是一种这样的产品，可以使用波雷达技术检测 9 米范围内是否有人存在。
反馈和用户参与
所有这些节能系统的运行都以住户的舒适因素为中心；因此，偶尔的用户反馈也变得非常重要。这有助于系统不断调整其操作，并允许用户成为底层系统的输入。
利用节能设计为未来做准备
大量研究都提出了对建筑物内部能源利用方式有重大影响的概念。最初的解决方案是利用具有不同功能的模拟工具，评估建筑物的整个生命周期。后来，在上述节能措施的帮助下，基础设施得以建立，这有时可能会成为部署成本和难度方面的制约因素。现在，随着人工智能技术的进步，人工智能被视为做出智能决策来解决上述问题的一种方式。所有这些技术都是通向未来智能建筑的垫脚石。
