大型商業(yè)建筑在建筑行業(yè)的能耗極高，其單位建筑面積的能耗是居民住宅的10-15倍。主要能耗設(shè)備有中央空調(diào)、給排水、照明、電能等。這就需要智能建筑樓宇自控節(jié)能低碳管理設(shè)計與實施下了。

　　一、樓宇自控低碳管理設(shè)計與實施背景

　　(一)在“雙碳”背景下，智慧建筑節(jié)能綠色改造樓宇自控迫在眉睫。實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)不僅是能源領(lǐng)域的改革和轉(zhuǎn)型，也是維護(hù)我國資源安全、推動高質(zhì)量發(fā)展的重大舉措。根據(jù)《2022中國建筑能耗與碳排放研究報告》，2020年全國建筑能耗總量為22.7億TCE，占全國能耗總量的45.5%，碳排放總量為50.8億TCO2.占全國碳排放總量的50.9%。尤其值得關(guān)注的是，建筑物的總能耗是50.9%。

　　(二)樓宇自控建筑節(jié)能改造的重要性和應(yīng)用現(xiàn)狀。建筑行業(yè)大型商業(yè)建筑能耗極高，單位建筑面積能耗是住宅建筑的10-15倍。主要能耗設(shè)備有中央空調(diào)、給排水、照明、電能等。中國有大量的商業(yè)建筑，是城市服務(wù)業(yè)發(fā)展的主要載體。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn)，由于建設(shè)時代、開發(fā)商投資規(guī)模、物業(yè)管理公司節(jié)能管理理念的差異，大部分傳統(tǒng)商業(yè)建筑無法進(jìn)行有效的能源管理和控制，不僅會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，還會給企業(yè)帶來負(fù)面的能源和銷售。

　　(三)樓宇自控建筑節(jié)能管理面臨的困境。本研究項目的實施對象是一棟寫字樓，近三年平均年耗電465萬度，主要是空調(diào)、照明、電能。由于業(yè)務(wù)快速增長，人員加班需求旺盛，能源成本高;建筑涉密區(qū)域多，無法進(jìn)行全面智能控制改造，導(dǎo)致節(jié)能管理手段少，實施效果差。

　　二、樓宇自控中智能建筑節(jié)能低碳管理設(shè)計與實施的內(nèi)涵及主要做法

　　(一)樓宇自控構(gòu)建能效診斷方法，準(zhǔn)確分析現(xiàn)狀和施工條件

　　1.調(diào)查能源數(shù)據(jù)，樓宇自控構(gòu)建全方位能效診斷方法?；诂F(xiàn)階段提高辦公空間能源質(zhì)量，建設(shè)消潔多元、綠色低碳的能源設(shè)施，建設(shè)綠色、低碳、智能示范辦公樓改造需求，成立智能建筑綠色低碳綜合能源項目籌備組進(jìn)行深入調(diào)查，充分分析能源使用現(xiàn)狀和節(jié)能改造條件。樓宇自控系統(tǒng)采用相關(guān)因素分析方法，列出地理位置條件、氣候條件、太陽能資源、日照數(shù)量、用電峰谷時段、高能耗設(shè)備運行、近三年能源成本等影響因素，明確高能耗系統(tǒng)與空調(diào)相關(guān)的主要能源設(shè)備。

　　2.加強統(tǒng)計分析，深入挖掘建筑節(jié)能降碳空間。樓宇自控系統(tǒng)驗證和收集各建筑主要設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，檢查設(shè)備的使用負(fù)荷，測試和判斷空調(diào)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等各種設(shè)備的運行狀況。通過調(diào)查、比較、診斷和審查，結(jié)合國家建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)模擬和圖表統(tǒng)計，對空調(diào)、照明、電梯等能耗設(shè)備的能耗不在節(jié)能范圍內(nèi)，整體能耗數(shù)據(jù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出約束值，節(jié)能技術(shù)應(yīng)用不廣泛，節(jié)能管理水平不足。具體分析內(nèi)容和結(jié)論如下:

　　地理位置分析。建筑物靠近地鐵站、公共汽車站，交通便利，周圍無遮擋物。

　　氣候條件分析。該建筑位于溫帶和中溫帶、半干旱和潮濕的過度區(qū)域，屬于大陸季風(fēng)氣候。春季干旱少雨，蒸發(fā)強度高，夏季炎熱多雨，秋季天氣晴朗，天氣晴朗，冬季受蒙古高壓槽影響，干燥寒冷，整體無極端天氣。分析數(shù)據(jù)圖如下:

　　太陽能資源分析。建筑物位于北京太陽能輻射高值地區(qū)，每年太陽能輻射總量為5000-6000MJ/(m2)·a)之間。

　　中國太陽能資源分布圖

　　日照數(shù)量分析。根據(jù)北京年度日照時間分析，建筑位置有足夠的日照時間;空置建筑的屋頂具有承受光伏組件、支架和光伏電纜重量的能力。綜上所述，初步可以得出結(jié)論，該建筑的屋頂適合安裝分布式光伏。

　　用電峰谷時段分析。高峰時段(10:00-15:00;18:00-21:00)，平段(7:00-10:00;15:00-18:00;21:00-23:00)低谷期(23:00-7:00);夏季高峰期(7-8月11月):00-13:00;16:00-17:00)。

　　分析高能耗設(shè)備的運行情況。首先，辦公樓內(nèi)的大負(fù)荷用電設(shè)備主要集中在空調(diào)、照明、電梯運行系統(tǒng)、食堂、廚房等。其次，制冷機房目前處于人工操作模式，冷凍水和冷卻水系統(tǒng)處于工頻定流模式。設(shè)備的運行不能隨著工作條件的變化而調(diào)整。加班時，設(shè)備需要完全打開，運行效率低，運行成本高，系統(tǒng)能耗高。三是建筑中使用了大量傳統(tǒng)熒光燈，部分燈具光線嚴(yán)重下降，對辦公環(huán)境光線有一定影響。

　　近三年能源數(shù)據(jù)分析。根據(jù)近三年辦公樓用電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，用電高峰為6.、7、八月份，用電低谷為3、4、十一月。按照GB/T51161-2016的民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)，辦公建筑非供暖能耗指標(biāo)的約束值和引導(dǎo)值分別為70和50kWh。/(m2·a)，如今，能源消耗數(shù)據(jù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過約束值。

　

　　

       樓宇自控系統(tǒng)建立以碳雙降為核心的智能建筑節(jié)能改造方案。

　　1.科學(xué)設(shè)計降碳路徑，樓宇自控系統(tǒng)分步實施節(jié)能改造。準(zhǔn)備組成員根據(jù)調(diào)查、能源診斷和節(jié)能需求，制定了能源供應(yīng)清潔、能源需求電氣化、整體能效提升和管理數(shù)字化四條實施路徑。協(xié)同國家電網(wǎng)、國家電網(wǎng)綜合能源規(guī)劃設(shè)計研究院等專家，充分研究了15個節(jié)能項目，包括科學(xué)設(shè)計照明節(jié)能改造、屋頂分布式光伏建設(shè)、制冷機房改造、充電樁建設(shè)等。在綜合考慮節(jié)能、建設(shè)成本和保密要求影響因素的基礎(chǔ)上，樓宇自控系統(tǒng)將項目的實施步驟分為近期和中期。

　　樓宇自控節(jié)能低碳管理設(shè)計與實施方案總結(jié)(實用收藏)

　　2.構(gòu)建以能量和碳雙降為核心的智能建筑節(jié)能改造方案實施路徑。實施制冷室改造。經(jīng)研究判斷，空調(diào)機組暫時不具備改造條件。因此，首先將冷凍泵和冷卻泵調(diào)整為變頻控制，并聯(lián)改造，增加空調(diào)機組的整體智能控制系統(tǒng)，并聯(lián)改造機組進(jìn)出水，并聯(lián)改造冷卻塔和變流噴嘴。其次，安裝相應(yīng)的測量表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和能耗監(jiān)測軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)電能消耗數(shù)據(jù)的采集、儲存、分析和診斷。同時，在不影響空調(diào)效果、終端服務(wù)質(zhì)量和機組設(shè)備的情況下，

　　樓宇自控節(jié)能低碳管理設(shè)計與實施方案總結(jié)(實用收藏)

　　實施照明節(jié)能改造。組織采購節(jié)能燈具，用LED節(jié)能燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光燈，清理傳統(tǒng)燈具數(shù)量、燈具瓦數(shù)、各照明區(qū)域備用燈具等。更換12670盞燈具，年電量節(jié)約37萬度，既滿足了辦公環(huán)境的照明需求，又提高了照明舒適度。

　　實施屋頂分布式太陽能發(fā)電建設(shè)。樓宇自控系統(tǒng)充分利用建筑物的屋頂面積和良好的照明條件，采用“全部自發(fā)使用”的模式，構(gòu)建150kWp分布式太陽能發(fā)電。采購安裝太陽能電池陣列、支架、逆變器等零部件，可滿足無人值守25年的使用壽命，提高可再生能源的利用水平，降低屋頂對陽光直射和雨水侵蝕的承受能力，延長屋頂使用壽命，實現(xiàn)無光污染、無輻射、零排放的綠色發(fā)電。

　　樓宇自控系統(tǒng)加強智能能源消耗監(jiān)測和環(huán)境宣傳。通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建建筑能源管理系統(tǒng)，收集、統(tǒng)計、分類、分析和處理電梯、開水器、充電樁、照明、動力用電、屋頂分布式光伏發(fā)電、碳排放數(shù)據(jù)、機房能源等數(shù)據(jù)。樓宇自控系統(tǒng)用日常運行監(jiān)控代替人工抄表，跟蹤日、周、月、季、年能耗數(shù)據(jù)，構(gòu)建建筑能效評估指標(biāo)體系，實施精細(xì)化、科學(xué)化的節(jié)能管理，提高能源利用效率。同時，提高建筑能源管理平臺

　　(三)樓宇自控系統(tǒng)以能源成本托管的創(chuàng)新模式推動節(jié)能項目落地

　　1.樓宇自控系統(tǒng)構(gòu)建“雙贏”模式，促進(jìn)能源成本托管。目前節(jié)能改造專業(yè)人員不足，節(jié)能技術(shù)先進(jìn)，不能滿足能源和碳雙降的節(jié)能管理要求。在充分考慮市場化、成本控制等因素的基礎(chǔ)上，采用能源成本托管模式，推動項目落地。能源成本托管模式強調(diào)降低成本、提高效率、提高節(jié)能低碳管理水平的有機融合。第三方節(jié)能公司投資節(jié)能改造能源系統(tǒng)，負(fù)責(zé)綜合節(jié)能管理能源供應(yīng)、能源利用和設(shè)備運維。雙方同意與我公司共享總能源托管費用。

　　2.確定節(jié)能基準(zhǔn)量，確定合同期節(jié)能。樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能預(yù)測以常規(guī)辦公狀態(tài)下的能源使用數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)量，結(jié)合建筑能源設(shè)施、能源使用時間、能源使用人數(shù)、能源價格、疫情變化等因素。通過節(jié)能改造設(shè)計方案，確認(rèn)模擬計算和運維成本，并與第三方節(jié)能公司約定托管范圍、托管期限、托管成本和節(jié)能目標(biāo)。

　　三、樓宇自控系統(tǒng)建設(shè)項目實施和數(shù)字化運行維護(hù)能力，提高節(jié)能管理水平

　　1.建立安全事故專項調(diào)查機制。樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能改造實施前，與相關(guān)方簽訂安全環(huán)保協(xié)議，安排項目經(jīng)理對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)督檢查，定期對項目重大事故隱患進(jìn)行專項調(diào)查，展示相關(guān)項目標(biāo)志和安全警示標(biāo)志，安全操作和安全保護(hù)條件，審批危險作業(yè)許可證，操作人員持證上崗和安全教育培訓(xùn)，施工過程中消防安全和電氣安全。加強節(jié)能產(chǎn)品型號、安全性和耐久性的檢查和審查，安排專人在監(jiān)督過程中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，確保高質(zhì)量的節(jié)能計算。

　　建立數(shù)字節(jié)能管理平臺。樓宇自控系統(tǒng)能源監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析是數(shù)字節(jié)能管理的核心。打破傳統(tǒng)的機械抄表和數(shù)據(jù)孤島，利用能源管理平臺的數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢，定期展示和分析能源消耗統(tǒng)計，不斷發(fā)現(xiàn)能源使用中存在的問題，提出節(jié)能改造方案。與此同時，通過外部專家的討論模式，對不規(guī)則數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的節(jié)能診斷和運行指導(dǎo)，提高能源管理水平和使用效率。

　　(1)“解鎖”綠色清潔能源，實現(xiàn)能源供應(yīng)向清潔轉(zhuǎn)變。與樓宇自控建筑節(jié)能改造前相比，通過屋頂分布式光伏建設(shè)，減少了對化石燃料的依賴，大大減輕了環(huán)境負(fù)荷;通過電力交換，實現(xiàn)了碳排放減少的互補效果。項目運行兩個月以來，實現(xiàn)了3萬多度的光伏發(fā)電和全部消耗，預(yù)計第一年碳排放將減少約160噸。同時，屋頂分布式光伏系統(tǒng)不影響用戶的電壓環(huán)境和建筑環(huán)境，使建筑本身成為能量制造的動力系統(tǒng)，更好地協(xié)調(diào)了建筑外觀和防雨系統(tǒng)。

　　(二)降低整體運行能耗，樓宇自控實現(xiàn)建筑能耗向高效轉(zhuǎn)變。通過制冷空調(diào)改造、照明節(jié)能改造、屋頂分布式光伏建設(shè)等方式，將建筑能耗水平降低到理想狀態(tài)，實現(xiàn)每年節(jié)能61萬度、標(biāo)準(zhǔn)煤209噸、二氧化碳減排615噸、二氧化硫減排18噸，能源成本明顯下降，樓宇自控建筑綜合節(jié)能率達(dá)到11%左右。同時，對舊管道閥門、機電漏水等問題進(jìn)行檢測、維護(hù)和節(jié)能改造，挖掘空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)節(jié)能減排的潛力，提高機電系統(tǒng)的可持續(xù)性和可持續(xù)性，構(gòu)建了可持續(xù)性。

　　(三)能源數(shù)據(jù)多維跟蹤有助于節(jié)能管理向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。樓宇自控通過數(shù)據(jù)促進(jìn)管理，提高建筑內(nèi)的智能建設(shè)水平。大力推進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)在中央企業(yè)的應(yīng)用，搭建建筑能源管理平臺，可視化展示建筑運營、設(shè)備運行狀態(tài)、能耗數(shù)據(jù)、能耗指標(biāo)參數(shù)、碳排放數(shù)據(jù)等建筑多維信息，使節(jié)能管理工作更加數(shù)據(jù)化、科學(xué)化、智能化，形成消潔多樣、綠色低碳的能源體系，進(jìn)一步提升辦公空間質(zhì)量。

　　(四)打破傳統(tǒng)項目推廣模式，推動能源托管模式落地。樓宇自控采用能源成本托管模式，有利于推動碳達(dá)峰、碳中和的決策部署落實，通過市場化機制激發(fā)市場主體能量和碳的活力，促進(jìn)能源資源的綠色低碳利用，實現(xiàn)碳排放減少的消耗和減少;有利于促進(jìn)日常要求的落實，利用市場在資源配置中的決定性作用，減少運行中不必要的能源資源支出，減輕節(jié)能改造的資金壓力;有利于促進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，引入節(jié)能專業(yè)水服務(wù)。

　　(5)多維節(jié)能降碳，樓宇自控系統(tǒng)助推企業(yè)降低成本，提高效率。結(jié)合能源托管模式，實施制冷機房、照明燈具等節(jié)能改造，探索降低成本、提高效率的新途徑。預(yù)計能源托管合同期內(nèi)節(jié)約電費500多萬元，節(jié)能收入148萬元，綜合節(jié)能率約11%，降低了能耗和成本，帶來了長期經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

　　四、結(jié)語

　　推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和是黨中央的重大戰(zhàn)略決策，關(guān)系到中華民族的可持續(xù)發(fā)展和人類共享未來共同體的建設(shè)。開展以碳雙降為核心的樓宇自控系統(tǒng)智能建筑節(jié)能低碳管理研究，既有必要又有實際意義，樓宇自控系統(tǒng)為企業(yè)合作推進(jìn)生態(tài)優(yōu)先、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展提供了遵循。未來，我們將探索更多節(jié)能降碳的科學(xué)路徑，構(gòu)建完善清潔多樣、綠色低碳的能源結(jié)構(gòu)和能源信息管理體系，著力提高節(jié)能管理水平，解決資源環(huán)境約束下企業(yè)突出問題，推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。更多樓宇自控資訊，關(guān)注裕乾官網(wǎng)！

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裕乾(4006569698，m.bdyswp.cn)是一家智慧化系統(tǒng)集成軟硬件研發(fā)、銷售、服務(wù)為主的高新技術(shù)企業(yè)。經(jīng)過多年發(fā)展，公司已成為智慧建筑、智慧工業(yè)、智慧環(huán)保、智慧電力、智慧水利、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，具有自主研發(fā)能力、自主知識產(chǎn)權(quán)與自主品牌一體化的先進(jìn)解決方案供應(yīng)商、系統(tǒng)集成綜合服務(wù)商。