超低能耗建筑离不开能源管控系统

能源是建筑运转的动力，没有能源注入，建筑便没有“生命”。“之所以要能源管控主要有两方面原因，一是能耗成本和管理成本高；二是没有管控，设备运行很可能出现较大偏差，这样不仅会造成能源浪费，还会影响用户体验。”张伟荣说，“能源管理的目标在于对建筑设备运行及保障、关键设备运行策略、室内环境品质营造效果、面向租户能源服务、能耗费用支出等内容做到可感知、可解释、可预测、可干预，简单说就是要实现对上述内容的可知可控。”而李凯则认为智慧能源管控可以提升建筑绿色和健康性能。

能源管控系统的建立与作用

能源管控系统是在基于数字孪生的能源平台上发挥作用的。在基于数字孪生的能源平台产生之前用的是传统的能源监测平台。传统的能源监测平台随着时代的进步，其局限性、缺陷已经显露，如当管理的建筑、设备过多时、点位信息、设备信息搜寻困难；管理界面不直观，生成的图表非专业人士难以读懂；数据利用率低，派生拓展效果不佳等。

基于数字孪生的能源平台发挥作用的原理、机制是什么？张伟荣以校园能源平台的建设为例予以说明。他说，“对整体校园建模，并针对要监测的绿色建筑技术中心进行详细的BIM建模，包括建筑各层、相关实验设施设备等；对建筑运行阶段的用能进行分项拆分，得到详细的分项用电、用水、用热信息，再结合建筑能源形式折算出的碳排放因子，进行实时碳排放量转换；对建筑物化阶段的碳排放进行详细计算和展示。平台既可以支持建筑节能减排的不断提升，后台数据还可以用于科研和教学。这种基于数字孪生的能源平台延伸到低碳建设领域可以分析碳排放态势、进行碳排放核算、创建碳排放预警、规划碳排放方案。”

“数据可以帮助我们发现单体建筑用能问题、可以用于建筑用能横向比较及群管理、可以据此进行区域协同规划、导入可再生能源。”张伟荣表示，一定要用好能源管理数据。因为用能目标的制定需要考虑多方面因素，科学的能源管理目标需要在大量数据的支撑下计算得到。这样得到的用能目标比传统的线下能耗预算制定模式科学准确，传统的线下能耗预算结果是多方人员根据难量化的经验讨论、妥协后数据。

能源管控平台是如何工作的呢？“将影响建筑能耗的变量作为第一层的输入参数，通过带初始权重的连接传递到隐藏层的神经元，在隐藏层不断计算传递信息，最终经过激励函数处理后输出建筑能耗预测结果。”张伟荣解释说。

“智慧能源管控平台的应用，可以提升建筑用能柔性。”张伟荣介绍，一是以建筑能源管理系统的采集数据为基础，助力建筑实现从源随荷动转向荷随源动的变革，极大缓解电网的压力，平抑可再生能源带来的波动。二是基于建筑能源管理系统的数据信息，精准预测建筑实时能耗，优化建筑能源系统供给侧与需求侧的实时匹配方案。三是计算建筑不同柔性资源的柔性调节潜力，为建筑能源柔性系统的分级调度、供需匹配奠定基础。

建筑能源管理系统在碳交易中扮演重要角色。“这种角色作用在宏观层面和微观层面都有体现。在宏观层面，建筑能源管理系统是建筑行业参与碳交易市场的基石。因为其基本的碳排放计算、碳配额的发放、碳排放权的购入与卖出，以及未来与金融市场的深层次互动衔接都离不开能源管控系统的工作。在微观层面，建筑能源管理系统能够全面量化公众的低碳行为减碳量，保障碳币或碳积分计算的科学性、准确性，调动公众积极加入全民减排行动，为建立高效的社区、家庭碳普惠运行机制提供支撑。”张伟荣如是说。

人工智能大数据提升建筑绿色和健康性能

“云计算和大数据分析推动建筑功能的强化和智能化应用的增长，大幅提升建筑的健康性和绿色性。换言之，就是智慧能源管理平台系统对建筑超低能耗能够发挥重要作用。”李凯介绍了智慧能源管控平台的组成。他表示，一是能源中心。其功能是能效管冷热源选择、送送系统优化、负荷预测与模拟、资产管理预防性维修；二是室内监控系统。包括对室内环境多项参数指标、各功能区目标状态监控、设备状态监控及调控。三是其他设备。包括光伏发电、电储能、充电桩、热水系统、照明及电梯等于付费系统。

平台系统如何建设？李凯说，“通过采集设备、智慧控制柜安装调试、数据存储统计分析，实现综合能源管控，从而形成融数据感知、数据传输与处理、状态调整于一体的智慧能源管控平台。”在“互联网+”的大背景下，智慧能源管控平台离不开“互联网+”的加持，即“互联网”+智慧能源管控平台。“‘互联网+’智慧能源管控平台在降本增效等方面作用明显。”李凯接着说，在能耗管理方面，通过能耗分析、节能运行，可实现降耗5%到10%；通过远程监控，实现自控监控运行，降低管理成本20%，提效从5%到10%；通过智慧运维，实现线上运维及可视化维保，降低管理成本10%到15%；在后勤管理方面，实现设备运行状态可视化并保有完善的维保记录，从而提高资产寿命10%到20%。