“双碳”时代下的智慧建筑解决方案设计与落地

从20世纪90年代起,智慧建筑在我国已经发展了近三十年,在经历了初创期、规范期、发展期三个阶段后,已经形成了产业规模及产业链。随着云计算的深入发展,物联网爆发增长,人工智能技术成熟,一系列信息技术的快速发展,推动建筑领域从机电管理逐渐向数字化、网络化发展。

据知名研究机构MarketsandMarkets发布的报告显示,全球智慧建筑市场预计将从2020年的663亿美元增长到2025年的1089亿美元,年复合增长率高达10.5%。未来,随着5G、大数据和区块链技术的广泛应用,智慧建筑市场的需求将持续增长,市场规模还会逐渐增大。步入2022年,企业又该如何利用物联网技术赋能智慧建筑,实现更加节能高效,助力实现2030年碳达峰的目标?

在1月20日举办的青云双碳智慧建筑解决方案媒体沟通会上,青云科技物联网解决方案业务总监胡加友为维科网物联网及一众媒体朋友分享了“双碳”政策大背景下青云的智慧建筑解决方案与思考。

智慧建筑发展面临四大挑战

在胡加友看来,智慧建筑发展比较零散,要实现“双碳”建筑,必须要解决以下四个挑战:

一、数据分散。建筑系统比较复杂,包含十几个子系统。整个管理系统和数据的标准不统一,这样的异构化数据没办法支撑现在国家对于能源总量和强度的“双控”目标。

二、节能建筑不节能。很多建筑的节能只是措施节能,并没有设置具体的节能目标。节能目标是对于整个建筑用能设置一个上限,具体的、量化的目标。

三、高用能不等于舒适性。比如五星级写字楼或宾馆等高用能单位,为了让客户感觉舒适,会提供冷源或热源的供应,以及灯光等其他用能,盲目追求“高标准”、“高服务”,但和舒适性并不能完全划等号。

四、节能与发展的矛盾。发展叫金山银山,节能在一定程度上可称之为青山绿水。基于这个矛盾,要如何通过技术化手段,既能实现发展,又能够做到节能减排。

实现“双碳”建筑的建设思想

基于以上几个挑战,青云科技提出了实现“双碳”建筑的建设思想。胡加友表示,第一就是具体落实“双控”线路。“双控”线路核心目标在于降低总量以及降低强度,只有总量降低,碳排放才有所降低。

第二是以能耗目标为导向。正如胡加友所言,目前人们做的所有的设计都是措施节能,至于能做到多少,很多人不会在意。但是只有设定了能耗目标才能有效地做到减排,否则所有的措施还是无效的。

第三是所有系统建设需要关注用户体验。如果做“双碳”建筑给人带来过冷、过热等不舒适的体验,并不是青云科技所追求的。

通过这些结果导向设计,青云双碳智慧建筑解决方案是通过信息化、数据化、智能化三个技术点来实现。

据胡加友介绍,建筑整个体系比较复杂,数据孤岛不可打通的管理状态一直存在,因此第一步要解决的是信息化,通过建立可溯源的能源监控管理体系,知道能源用在哪里,是灯、冷暖,还是日常其他用能。在建立可溯源的能源监控管理体系后,把能耗以数据化、可视化的方式呈现,之后可以做数据化分析、合理性分析,并借助人工智能技术,做建筑的复合预测、数据挖掘、能耗管理模型等。

从技术实践路径上看,首先要获取建筑的所有数据,获取后采用AI分析、曲线分析,结合用户对目前方案的舒适度、感官度调查,进行深度优化。优化实践后,可输出一个新的场景化解决方案进行调整;调整后,可再次回到循环点进行数据采集、分析和优化实践,最后再调整整个方案。经过两三轮循环后,基本实现客户对建筑环境的变化是无感的。所以通过信息化手段,青云科技希望把建筑建设成为舒适、高效、低能耗的环境。

建筑系统数据孤岛的问题如何打破?青云科技通过“云、网、边、端”一体化的架构设计来实现。首先,通过青云边缘计算平台,使会议大屏、摄像头、灯具、空调等所有用电设备具备可控可管能力;其次,利用青云物联网平台能力,打通照明、通信、暖通、电梯等建筑内各个独立系统,实现全域数据互联互通、自由流转,进而做数据统一化、规范化使用,把孤岛做到互联。

青云双碳智慧建筑解决方案架构图

在实现数据互联互通、自由流转后,通过各类 PaaS组件和引入智慧节能思维,对上层应用进行控制,把整个应用做适度调整。

胡加友还介绍了该方案中关于应用市场的部分。他认为,整个建筑系统实现智慧化需要一个长期的建设过程,通过应用市场可以在前期率先交付一个阶段性的成果。当时间跨度拉长到3-5年甚至更长时间时,随着管理思维、技术思维呈现越级式的发展,所有设备也会呈现数据化,应用市场可以更好地支持最新的交付成果,从而实现节能的效率,从现在的5%、10%,提升到20%,甚至30%。

在智能化方面,青云科技通过引入了自动化控制技术、空调精密控制、智能照明组合策略和精密控制等,更好地将不能为人所用的能耗降低,比如人走灯灭,空调自动关闭,实现设备智能化管理,避免能源浪费。据悉,通过智能化管理,可以做到5%-10%的能耗降低。

青云双碳智慧建筑解决方案的落地

在讲解整个技术方案后,胡加友也为大家展示了几个应用场景和案例,包括综合能源管理系统、碳排放管理系统、智慧建筑可视化系统、智慧建筑运营中台等。

“我们打造这个方案的目的,并不是说要实现单边利益,而是希望与投资方、用户方、建设方、社会、国家等各方达成共赢。只有大家都在其中获利,这个事情的推广才会有更多人参与。”胡加友提到,“青云双碳智慧建筑解决方案第一个追求的是用户体验,整个建筑的用能在控制之后,我们希望能做到让人们感觉更舒适。同时对于建筑的使用者、拥有者或管理者来说,资产价值是他们所关心的。绿色资产的溢价目前已经摆在整个社会的主要判断条件里,达到绿色建筑的认证,国家对于建筑本身的价值评估是有增值的。也就是说,绿色建筑本身就会带来增值,这种增值是客户愿意看到的,包括客户的满意度都会有更多的认可。”

值得注意的是,青云科技目前已经在江苏一个政府办公楼落地了双碳智慧建筑解决方案,做到了碳足迹的呈现,包括直接碳排放、间接碳排放,在做完智能化的控制后,能源账单目前减少了接近15%。此外,青云科技还在河北某校园“双碳”项目上实现了两个目标,通过物联网和其他的管控手段降低了学校的碳排放量,实现减能;并且通过精细化的管理方式,让学校的整体能耗和电费支出缩减。

据了解,青云科技已经与上下游合作伙伴,包括信通院、华润科技、施耐德、江森自控、美的空调、赛迪联合实验室、中国移动、中国电信等达成合作,面向细分场景领域,青云科技借力合作伙伴的专业知识;在共识层面,青云科技在整体项目中做好擅长的部分,共同推动双碳智慧建筑切实落地。可以看到,青云科技希望通过科技的力量,加速实现“双碳”目标。