智能传感器如何帮助创建健康的建筑物？

由于美国联邦机构正在考虑最终要重返工作岗位，因此他们承受着利用智能技术支持健康建筑的压力。

参议院国土安全和政府事务委员会的排名成员D-Mich参议员Gary Peters在7月份的一份声明中说：“联邦政府随时准备为美国人民服务比以往任何时候都更加重要。” “只有机构保护联邦雇员及其服务社区的健康和安全，它才能有效地做到这一点。”

白宫在4月发布的备忘录中也表示了类似的看法，并指出，除了提供公民服务外，在联邦场所重新开放时，机构还必须“保护联邦劳动力的健康和安全”。

倡导智能建筑技术的人说，他们等一刻已经很久了。

美国绿色建筑委员会前研究人员克里斯·皮克（Chris Pyke）说：“直到去年秋天，人们才开始考虑每天一次而不是每年一次的空气测试。现在，潮流已经扭转，随着联邦机构寻求安全重新开放的道路，智能建筑技术已经崭露头角。

传感器和智能控件可以帮助管理办公室状态，而HVAC升级可以提供更清洁的空气。专家说，可以利用一系列现有技术和新兴方法来支持更安全的联邦空间。

智能传感器如何帮助创建健康的建筑物？

传感器数据可能会在建筑空间的安全重新开放中发挥关键作用。许多智能控制器已经可以在HVAC系统和整个办公空间中支持各种传感器功能，并且随着研究人员寻找使建筑物领先于病毒的方法，新的数据源一直在涌现。

对于COVID-19管理，一项重要的指标是人员密度-在给定空间中有多少人。一种新兴的方法将利用手机信号作为室内人员跟踪的手段。

“您的电话带有Wi-Fi收发器，并且始终会发出信号以表示其存在。我们有一个接入点网络，可以在其中监测该信号，进行三角测量并以2米的精度进行定位。这使我们有足够的精度来计算建筑物空间中的人数。”加州大学伯克利分校的电机工程和计算机科学教授Costas Spanos说。

建筑经理可以利用它来生成热图，以可视方式指示人员拥挤的地方。 Spanos说，与二氧化碳传感器配合使用，该技术可以实时警告潜在的危险情况。

即使没有人群信号，也可以使用现有的CO2探测器和其他环境控制来推动安全的建筑基础设施的发展。俄勒冈大学生物与建筑环境中心副主任Kevin Van Den Wymelenberg将其描述为“需求控制通风”，该技术旨在支持能源效率的同时，还可以提高建筑安全性。

“我们可以使用二氧化碳传感器来指示空间中有多少人。 CO2浓度越高，风险就越大。您可以将其绑定到智能手机或放在门口，然后人们就会看到该空间中的二氧化碳浓度。”他表示。

除了二氧化碳外，还可以利用传感器来发出其他与COVID-19相关的危险信号。

Pyke说：“我们可以检测到挥发性有机化合物，这可能是过度清洁的提示，在这种情况下，我们要进行大量清洁，以至于不留下这些潜在的有毒或致癌化学物质。” “如果我们现在每天清洗两到三次，我们将在建筑物中留下更多的化学产品，我们需要将其排放出去。”

哪些智能工具可以帮助制定健康的建筑策略？

有人则指出视频分析是建立安全基础设施的新兴方法。通过正确的分析，安全摄像机可以检测到潜在的拥挤情况，并可以向建筑物管理员甚至人员发出实时警报。

“然后人们可以根据这些数据选择自己的行动，”研究物理环境的研究顾问兼认知科学家Anja Jamrozik说。 “您必须考虑员工的隐私;您必须询问工作人员他们是否接受这种模式。”

“但是您也可以向他们展示结果。告诉他们正在使用什么空间。当人们看到信息时，他们可以迅速地改变自己的行为。”

这是关键点。数据本身就是数据。重要的是您要怎么做。专家说，为了安全地重新开放建筑物，将需要利用现代化的工具将数据转换为可操作的情报。

“如果要有效管理，则需要数字化、机器学习、高级分析，所有这些都是使最大程度地利用数据的工具，”智能建筑技术项目总监Marta Soncodi表示。

理想情况下，所有这些过程都应输入到现代化的控制系统中，控制系统使建筑物管理员可以随时访问有关系统操作和人类行为的重要指标。

Soncodi说：“您需要一个控制台，以便深入了解研究建筑物的各个方面。” “并且您需要一个应用程序来有效地管理那些服务，并通过可视化向您展示该建筑物中实际发生的情况。”

美国总务管理局（General Services Administration）正在朝着这个方向采取暂定步骤，其在美国9600座联邦拥有或租赁的建筑物中管理着3.77亿平方英尺的空间。

在给FedTech的书面声明中，该机构报告说，“目前还处于使用数据以节省空间的非常早期阶段。”

“目前，我们正在与少数机构合作，使用每日数据来优化与正在进行计划的项目相关的节省。数据是显示实际有多少名员工进入建筑物的关键工具。”

可以使用智能暖通空调系统使建筑物健康吗？

建筑物的HVAC系统是安全重新开放工作的核心。 COVID-19是一种空气传播的疾病，因此，对气流进行全面且主动的管理将是使建筑物空间重新正常运行的关键要素。

哈佛大学公共卫生学院健康建筑计划主任Joseph Allen说，HEPA过滤器在捕获携带COVID-19的空气颗粒方面“几乎100%”有效。

Allen在7月由国际WELL建筑学院主办的网络研讨会中说，新型冠状病毒通常悬浮在1至5微米大小的液滴中。他说：“这些尺寸会在室内空气中漂浮很长一段时间，而HEPA过滤器非常适合捕获这些尺寸的颗粒。”

组织机构还可以升级到等级为MERV 13的空气过滤器，甚至过滤效率最高的等级为MERV 16空气过滤器，但是并非所有的HVAC系统都有能力将空气通过这些较密的材料。

美国国立卫生研究院研究设施办公室发言人布拉德利·莫斯说：“基本上，新鲜空气经过过滤、调节温度和湿度，然后输送到房间，可实现完全的清洁的室内空气。”

不过，完全更换空气-仅使用新鲜空气而不回收任何空气-是一项昂贵的提议。莫斯说，由于大多数机构都无法达到该标准，因此NIH建议采用其他最佳实践。

建筑运营商可以提高通风率;确保通风系统正常运行，并为当前入住水平提供可接受的室内空气质量;并在污染严重的地方谨慎使用，以增加室外空气流通。他们还可以主动管理空间中有多少人。

Moss说：“由于建筑物的占用率较低，因此增加了人均有效稀释通风量。”

“稀释”是一个重要的概念。室外空气越多，病毒的浓度就越低。如果传感器显示出二氧化碳的积累，“您可以将更多的室外空气重定向到建筑物中，并减少病原体所在的再循环空气的数量，”麻省理工学院城市设计与规划教授Dennis Frenchman说。

Frenchman指出了一些私人公司在市政下水道中绘制病毒载量图的例子，表明类似的可视化技术可以突出建筑物空间中的问题区域。

“这是一张精细的城市地图，您可以对建筑物进行相同的操作。如果大厅和洗手间有问题，让我们找出一种解决方法，或者关闭建筑物的某些区域。”他说。

还有其他人正在寻找优化HVAC内实际空气流量的方法。空气系统在平衡温度和湿度时必须支持复杂的因素矩阵。

圣路易斯华盛顿大学国际能源，环境与可持续性中心高级建筑系统教授Hongxi Yin建议进行热回收，在这种热回收中，运营商将使用预冷或预热的空气来最大化HVAC的效率。

他说：“对于一栋建筑，当排风和吸入新鲜空气时，您将在HVAC系统的末端增加热量回收。”

哪种廉价的技术可以使建筑更健康？

如果不能升级HVAC，则带有HEPA过滤器的便携式空气净化器可以帮助保持空间卫生，同时还可以增强雇员的能力。 Jamrozik说：“其中一些具有空气质量指标，您实际上可以看到空气质量读数。” “这鼓励人们调整室内人员密度。”

Pyke说，预测性维护和自动化建筑管理系统提供了“缩短周期时间的一种方式，因此可以看到问题并更快地做出反应”。所有这些策略都可能需要建筑经理使用新技术来支持HVAC系统的预测性维护。

他说：“我们在管理人员可以选择的地方。” “如果他们需要态势感知，则有很多方法可以解决这一问题，而不必寻找一些定制的解决方案。今天，这些东西已经存在于商业市场中。”
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