公共建筑能源使用与管理的现状与问题研究

陈婉君 杨兆琪 尚佳琦 刘荣辉

摘要：改革开放以后我国的社会经济高速的发展。人们的生活水平与生活质量不断的提升，其产业化的结构也在逐渐的完善。随着我国公共建筑面积的增加，当前对于公共建筑面积的使用已经达到了民用建筑面积的15%左右，占总民用建筑能源使用的21%。相比于人们的居住面积，公共建筑的能耗所占的比重逐渐的增加，对于节能的难度要求也越来越大。本文主要针对我国当前公共建筑能源使用与管理中的问题进行分析，并对未来的发展提出重要的见解。

关键字：公共建筑能源；使用与管理；现状分析

引言

节能减排是我国长期基本国策，针对公共建筑节能减排工作，我国采取“六步曲”战略，建筑能耗公示起到承上启下的作用，它不仅是建筑能耗统计、能源审计和建筑能耗监测结果发挥作用的初步但至关重要的环节，也是建筑能耗限额和建筑节能改造的判定依据。在人们的利益和主张趋向多元化的今天，广泛的、持有不同意见的公众参与，能使与建筑能耗和能效信息相关的决策为更多人所接受，并可能更符合公众整体的长远利益。

1国内建筑能源基准评价研究现状

我国的建筑能源基准线研究和应用主要分成两大类，一是基于标准模型的能耗集中线和基于统计数据的能耗基准线，本文重点研究后者。进行城区建筑能源需求基准预测，需要建立一个完善的能源消耗数据管理中心，所以，要对这些大量的能源消耗数据进行统计、整理、分析。当前建筑能耗的统计中存在很多的问题，为了改善这些问题我国相关的管理部门，提高了对公共建筑能源消耗的统计工作效率。

2公共建筑能源管理技术现状

2.1能耗预测

建筑能耗预测是指根据建筑的历史能耗数据建立起相应的数学模型描述建筑能耗的发展规律并对未来的能耗水平做出预测。目前国内外常用的建筑能耗预测方法主要包括工程方法、统计学方法、人工智能方法等。而随着业内专家对建筑能耗预测精确度要求的不断提高，人工智能法相比其它方法已被越来越广泛地应用在建筑能耗预测中。

2.2能耗控制

空调自动控制技术涉及暖通、自动控制、计算机技术、网络通讯等相关知识。从最初的双位控制发展到今天，已出现了多种智能控制方法，包括最优控制、自适应控制、模糊控制、多种方式联合控制等方法。第一，最优控制因为空调系统能耗占据建筑物总能耗的比例较大，研究人员尝试将最优控制理论引入空调控制系统中，通过优化控制策略，尽可能地降低空调系统的运行能耗。相关学者先后将最优控制技术运用在空调冷冻水系统及制冷机组控制中，取得一定成果。第二，自适应控制自适应控制系统通常使用在具有时变特性的控制系统中。因此，相关学者针对空调系统的大时变、非线性及大滞后的特点，在空调设备的控制中运用了最小方差自适应控制，得到了较满意的节能优化效果。第三，模糊控制随着人们对室内舒适性要求以及对暖通空调控制效果的不断提高，相关研究人员利用神经网络和模糊数学方法对空调系统能耗进行了有效控制。

2.3系统整体优化

为了实现整个系统总体能耗的最优控制，除了对单一设备、环节进行节能控制外，还应该在系统层面综合考虑，找到最优的整体节能方案。根据现场实际系统的应用现状，基于整体优化控制的BEMS系统可按相应的结构进行设计。该系统由智能工作站、本地监控站和远程控制站三部分组成，连接着各种末端的智能工作站直接提供多种控制策略给本地监控站，本地监控站通过分析数据，得出最优化节能控制策略控制智能工作站，从而控制末端设备，达到节能的效果。

3公共建筑能源使用与管理的未来发展趋势

3.1基于云计算技术的应用与发展

云计算是一种基于互联网的新型计算模式，它借助网络平台将大型程序拆解成无数多的子程序，再通过庞大的多个服务器组建搜索系统，将各子程序分析结果反馈给用户，可以在很短时间内处理庞大的计算信息，擁有类似超级电脑一样的网络计算能力。为有效解决建筑能源管理系统中日趋庞大的信息处理问题，可采用云技术构建BENMS信息处理系统。该系统可以满足跨区域城市级别建筑群的管控需求，实现无限量用户登陆；同时后台存储可采用云存储方式以满足随需随加的无限量后台存储空间，从而减少并降低后台投入、维护、管理等成本。

3.2基于物联网技术的应用与发展

物联网是通过射频识别、传感器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任一物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。显然，随着大型公共建筑物理空间的不断扩大以及所接入各类智能设备数量的日益增大，建筑能源管理系统中以物联网数据中心为核心的信息系统的构建，是解决建筑运行能耗管理问题的关键所在。基于此，BEMS系统将更好地进行全面和深入的数据挖掘，为未来能源规划和决策提供依据；并通过建立专家系统为提升现代化管理水平打下基础。此外，物联网技术在BEMS系统中的应用将完全改变传统管理模式，成为中国物联网产业发展的新方向，为可持续发展及低碳经济创造新模式

3.3基于人工智能技术的应用与发展

人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的科学技术。随着AI技术的不断发展及其在其他各个领域的深入应用，其在大型智能建筑系统的诸如智能照明、智能安防、智能环境等场景互联和场景交互系统逐步得以应用。基于此，BEMS系统将采用机器学习等人工智能方法利用大数据运算进行建筑能耗分析与优化。一方面系统可根据现有的数据预测将来的行为、结果和趋势，对企业、家庭提供针对性的节能策略；另一方面，系统采用优化方法，提升建筑能源管理的效率，改善生态环境，促进社会可持续发展。

结语

随着建筑能耗尤其是大型公共建筑新，确保设备正常运行，以便有效的节能减排。如照明系统，空调系统，通风系统，自动化系统都属于设备管理范畴，所以设备节能涉及广泛，设备节能管理在设施管理范畴内占据巨额比例，需着重管理。

参考文献：

[1]罗渝陵.滴水穿石历久弥新资产管理增值新概念[J].中国物业管理，2017（2）：44-45.

[2]王兆红，詹伟，邱菀华.设施管理理论体系框架研究[J].现代管理科学，2018（4）：86-88.

[3]龙惟定，范蕊，梁浩，等.城市节能的关键性能指标[J]暖通空调，2017，36（12）：1-9.