在建筑物的整个生命周期中使用人工智能

当我年轻的起草实习生从高中毕业时，我在董事会上度过了漫长的夜晚和周末，更新了最后一刻的绘画修订。我记得我的第一个计算器，当我开始追求硕士学位时购买了我的第一台计算器，几年后，我们公司的第一台台式计算机交付。在整个工程生涯中，我目睹了建筑和工程设计领域的技术发展，以及与建筑行业相关的材料和系统的创新。但是，过去几年来，通过人工智能（AI）在建筑物的整个生命周期中使用的工具和应用程序。这项强大技术的能力是从设计到建设以及正在进行的设施运营和维护期间采用的。” 

AI设计

建筑师在设施设计中使用了计算机辅助的制图和建筑信息建模。使用AI，这些功能得到了极大的增强。建筑师正在使用各种工具来设计构想和概念设计。图像扩散应用，例如Midjourney，稳定的扩散和Adobe Firefly可以从文本提示中创建各种设计图像。从元数据中学习的相关AI设计软件包可以协助示意图设计，适应法规，法规和条例的约束。相关，但专门的AI工具可以帮助住宅和城市规划。AI-Power的渲染服务（例如Arkoai）可以在几分钟之内提供高质量的，逼真的观点。一个 

除了AI的设计好处外，建筑师还使用文本生成AI工具（例如Chatgpt）来帮助编写和编辑报告，并为客户准备演示文稿并制定收费建议。还有AI项目管理工具，例如ClickUp，这些工具已被许多行业（包括建筑）的专业人员采用。         

从事建筑设计的咨询工程师也在使用AI。结构工程师使用AI算法来通过评估众多参数和约束来帮助生成最佳设计。AI驱动的结构分析工具可以模拟和评估复杂的结构行为，帮助工程师确定潜在的漏洞，预测故障模式并优化结构性性能。这些工具还考虑了诸如物质使用，成本效益和结构性绩效之类的因素。预计AI将在设计高效和可持续的结构中发挥更大的作用，结合新开发的材料和创新的建筑技术。

机械和能源工程师使用AI来预测设施系统的性能并确保能源效率。虽然已经采用了能源建模软件（例如EnergyPlus和Equest）来预测建筑能源的使用并比较替代材料，设备和系统选择，但设计师正在合并机器学习（ML）框架以增强其建模。将这些仿真程序与历史天气数据，物质特性和占用模式相结合有助于提供更准确的能量负载，并减少手动迭代的数量，节省时间和人工。将类似的模拟程序与模拟可再生能源产生和电池存储（例如Homer Pro）建模的程序，可以帮助优化太阳能光伏和相关的存储系统尺寸，以最大程度地减少对网格的依赖。 -  

AI建筑

AI也影响了建筑行业。承包商正在使用AI来改善项目计划和计划，防止成本超支，减轻风险，提高工作现场安全并提高生产率。一个 

Openspace，Doxel和Builtots等几个程序使用摄像头来捕获项目网站的全面视觉记录。相机可以安装在硬汉，无人机或机器人上，并使用深度学习算法对捕获的数据进行分析，然后用于跟踪项目的进度，确定问题和潜在的安全问题，并帮助团队成员之间的沟通。其他AI计划协助承包商具有建筑管理的各个方面，包括计划评估，项目分包商之间的协作，财务管理和现场生产力指标。 -  

AI操作

一旦建筑物被占用并运营，AI将为建筑所有者及其设施的员工提供许多好处，包括优化运营，改善决策和降低成本。关键之一是AI提供数据驱动见解的能力。由AI提供支持的分析工具可以使用来自众多来源的大量数据，包括维护日志，能源需求和消费记录，过去的项目，物联网（IoT）传感器和设施占用数据。 

减少能源使用是设施成本节省的最大机会之一。通过分析子仪表和电力监控系统的颗粒需求和消费数据，并根据占用，空气质量，外部温度和照明需求管理室内环境条件，AI驱动的建筑自动化系统（BAS）可以推动所有者或所有者的成本节省物业管理公司。最新的BAS包括用于分析能量信息（生成关键性能指标）的模块以及与基于监视的调试系统的接口，通常具有故障检测和诊断算法。一个 

AI可以协助业主，设施管理人员和建筑师/工程师（A/E）团队计划和设计设施项目。通过捕获当前的流量模式并使用传感器评估当前空间使用情况，AI可以帮助识别未经许可的空间或不正确使用的空间，然后开发与空间规划和相关布局相关的替代选项。此外，通过分析以前的建筑和翻新项目的数据，ML算法可以帮助预测潜在的建筑延迟或问题。这将使项目经理就特定任务和资源的调度采取积极的步骤。 

对设施数据的分析允许管理人员就其建筑系统的资源和维护管理策略的分配做出明智的决定。有关人员配备水平和库存管理的决定，可以使用预测建模做出。此外，历史数据可以帮助预测设备故障和预防性维护需求，从而提高运营效率，可靠性和节省成本。” 

AI的挑战

尽管上述概述了与建筑部门扩大AI相关的许多优势和机会，但仍存在一些挑战。这些涉及有限的熟练劳动力，对数据的安全保护，关于AI和AI的计算功耗的决策制定透明度的道德考虑。” 

在全球范围内，AI和机器学习（ML）专家是经历需求最快的职业。在美国和英国进行调查的主要公司中，大约有60％的公司报告缺乏足够的AI经验的员工。设计，建筑和设施管理行业将需要竞争其公司的招聘（和投资培训）合格的数据程序员和AI专家。 

同样，必须了解A/E的客户，承包商和建筑所有者有关AI系统及其使用收集的数据的通知，并且他们必须有信心这些系统已得到保护以保护其个人信息。同样，为了建立建筑物的信任，设施经理需要透明，并分享从业务中收集的数据，以及使用AI可以期待什么好处。” 

尽管数据中心的扩展一直是过去几年中国内电消耗增长的主要贡献者之一，但预计随着未来十年的AI服务器的扩展，该增长有望加速。麦肯锡公司（McKinsey＆Co。使用最新的IT硬件。 

在过去的五十年中，我们在设计，建筑和设施管理行业中看到了显着的技术进步。对于那些目睹了这些进步的人来说，这是一个激动人心的时刻。对于那些在这些领域开始职业的人来说，AI的未来有望更加兴奋。       

Robert Knoedler，P.E。，CXA，EMP将在小组中讨论AI的重要性CXenergy 2025，委托和能源管理的总理会议和博览会（4月28日至5月1日，北卡罗来纳州夏洛特）。了解更多信息www.cxenergy.com。Robert Knoedler，P.E.，CXA，EMP是Hanson Professional Services Inc.的副总裁兼执行顾问，也是能源管理协会的前主席。