觀察一下你的房間，也許包含了眾多而又復(fù)雜的數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品：電腦、手機、聯(lián)網(wǎng)電視、智慧音響等等。然則，自打幾十年前引用電線和集中供暖以來，建筑物本身卻莫得真正改變。

智慧建筑意在將數(shù)字技術(shù)引進建筑結(jié)構(gòu)，而不單單是建筑內(nèi)部的物體。他們將運用廣泛的新興技術(shù)，比如窗戶上的半透明光伏、用于泄漏檢測的濕度傳感器以及帶墻板的印刷加熱器。

結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的變化，比如更多地使用具有集成電子功能的預(yù)制面板，結(jié)合這些技術(shù)有望促進預(yù)測性維護的智慧建筑，更節(jié)能，并響應(yīng)居住者的需求。

數(shù)字泄漏檢測

家里發(fā)生過漏水的人都明白，這是十分煩人且昂貴的，墻壁、天花板和地板都需要更換。另外，受影響的區(qū)域已經(jīng)停止運作，而所有東西都使用噪音極大的風(fēng)扇和除濕機進行干燥。顯然，降低泄漏可能性和嚴(yán)重程度的技術(shù)將為家庭和企業(yè)主以及保險公司帶來顯著的好處。

印刷式濕度傳感器是一種很有前途的潛在解決方案，假如將其集成到墻壁和地板中，將能夠在很早的階段檢測到泄漏并提醒建筑物的所有者。瑞典公司InviSense開發(fā)了一種主要針對浴室的方法。印刷的RFID天線線圈涂有吸濕材料。共振頻率會伴隨水分的變化而變化，然后能被RFID閱讀器檢測到。雖說能非破壞性地對瓷磚后面的泄漏進行測試，但它不能提供持續(xù)的反饋。

英國公司Laiier正在開發(fā)另一種泄漏檢測方法。它提供低成本的電容式傳感器，這些傳感器由碳基墨水制成，能使用傳統(tǒng)的圖形打印機生產(chǎn)。薄膜傳感器格式讓它們能夠放置在洗碗機、洗衣機、鍋爐和管道等電器下方，甚至能放置在地板下或墻壁內(nèi)。傳感器連接到云端，因此能夠在檢測到水分增加時向業(yè)主提供警報，從而能夠在泄漏變得嚴(yán)重之前進行維修。

集成加熱、照明和布線

多年來，房屋建造技術(shù)并未發(fā)生重大變化，大多數(shù)房屋仍在使用傳統(tǒng)建筑材料在現(xiàn)場建造。管道和電力在施工過程中安裝，每次施工都需要熟練的體力勞動。盡管多年來大多數(shù)汽車都是在高度自動化的生產(chǎn)線上生產(chǎn)的，但房屋基本上仍然是手工制作的。

因此，通過將功能集成到建筑材料中，能同時降低建筑成本并為建筑物的居住者提供附加價值。有希望的例子包括將電加熱器整合到墻板中，從而消除對難看的獨立式散熱器的需求。電氣開關(guān)、接線、照明和其他傳感器類型也能在安裝之前安裝到墻面板中，從而減少對增加成本和造成視覺混亂的單獨固定裝置的需求。

提高能源效率

更有效地為家庭供暖和供電對于實現(xiàn)二氧化碳排放目標(biāo)十分關(guān)鍵，因為當(dāng)下發(fā)達(dá)國家約30%的排放來自家庭家庭。雖說更廣泛地采用諸如更厚的墻壁/屋頂絕緣等成熟技術(shù)顯然很重要，但新興技術(shù)也有很大的貢獻(xiàn)空間。

當(dāng)下約有3.5%的英國家庭安裝了光伏太陽能電池板，是創(chuàng)新的持續(xù)目標(biāo)。一種新興的方法是構(gòu)建串聯(lián)光伏電池，它運用額外的吸光層更有效地收集太陽能。牛津光伏在這方面處于領(lǐng)先地位，其“硅上鈣鈦礦”串聯(lián)架構(gòu)展示了更高的效率（在近期的實驗室示例中為29.5%）。它當(dāng)下正在開發(fā)一條生產(chǎn)線，以批量生產(chǎn)這些高效串聯(lián)電池。

然則，剛性屋頂太陽能電池板并不是每個建筑物的可行選擇。另一種選擇是半透明太陽能電池，它能作為薄膜應(yīng)用于窗戶。雖說效率較低，但考慮到吸收的光明顯較少，半透明太陽能電池讓現(xiàn)有的窗戶能夠用于能量收集。當(dāng)下處于早期階段的進一步發(fā)展是光致變色光伏，它會在陽光明媚的日子吸收更高比例的陽光。

數(shù)字革命的另一個前沿

至今為止，不管是住宅建筑還是商業(yè)建筑，從數(shù)字革命中受益的速度都很緩慢。建筑物內(nèi)有許多高科技項目，但一般而言，很少有現(xiàn)代技術(shù)集成到建筑物本身的結(jié)構(gòu)中。這將在未來幾年發(fā)生變化，“智慧建筑”能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測性維護、高效施工，并且從一開始就將傳感/加熱/照明/能量收集集成到建筑材料中，變得愈來愈普遍。