今年入秋以來，華北、華東、華中地區(qū)經(jīng)歷的大范圍霧霾天氣再次讓空氣污染這一話題進入了公眾的視野。中國的大量燃煤和汽車尾氣排放被普遍認為是霧霾和空氣污染的罪魁禍首，但有一個重要的領域往往被忽視。隨著中國城鎮(zhèn)化進程的加速，解決樓宇的能效問題對減排帶來的影響未來甚至要比交通運輸領域更大。
為此，霍尼韋爾自動化控制系統(tǒng)集團大中華區(qū)總裁李寧指出：“綠色、 安全、高效”將是代表未來“智能樓宇”的三大關鍵詞，而樓宇控制、能源管理、集成系統(tǒng)等一系列節(jié)能減排技術和解決方案則必定在未來中國“智能樓宇”的發(fā)展中占據(jù)重要的一席之地，為空氣污染的源頭控制和減少排放做出切實可行的貢獻。此文為霍尼韋爾“暢享深呼吸”洞察系列之一，文章全文如下：
耶魯大學公開課《智能建筑里的一日生活》便構(gòu)想了這樣的一個未來的智能生活場景，前一天晚上系統(tǒng)獲知第二天的天氣預報，根據(jù)次日的溫度、濕度和日照，做出一個能耗預測模型。建筑物的用電量在凌晨一點左右處于最低值，此時系統(tǒng)做出儲備制冰的決策，以便次日溫度升高用電負荷加大時這些冰可以幫助建筑物進行冷卻，減少空調(diào)負荷。
早上八點人們開始陸續(xù)進入辦公樓，此時還沒到正式上班時間，大樓空調(diào)和換氣裝置開啟。支持大樓感知的是各類傳感器，如PM2.5傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳傳感器、VOC(揮發(fā)性有機化合物)傳感器等，它們將測試到的實時數(shù)據(jù)發(fā)回控制中心，根據(jù)設定的標準值來決定相關設備啟動的功率。像會議室等一早無人使用的空間，相應設備暫時不用開啟。
十點左右，用電量開始攀升。根據(jù)傳感器測出的室內(nèi)照明強度，燈光自動調(diào)暗。隨著溫度的不斷攀升，空調(diào)用電負荷不斷加大，到12點左右，部分區(qū)域限電，系統(tǒng)做出決定，暫時關閉部分空調(diào)裝置，采用夜間制冷的冰塊來幫助降溫，同時系統(tǒng)將大樓的標準溫度設定提升兩度，再次降低公共區(qū)域的照明強度。與此同時，傳感器還在監(jiān)測會議室人數(shù)，如果人少，室內(nèi)空氣達到最佳要求，系統(tǒng)減少換氣頻率。
到下午六點，員工陸續(xù)離開建筑物時，根據(jù)打卡記錄系統(tǒng)開始統(tǒng)計還在建筑物內(nèi)的人數(shù)。有些房間無人辦公時，系統(tǒng)自動關閉照明、空調(diào)和換氣系統(tǒng)。
以往需要人工來實施的節(jié)能管理，智能樓宇已然可以全權(quán)接管，幫助管理者架設起了科技與人性之間的橋梁。
智能樓宇的設計思想
支持智能樓宇運營的是一套精密的軟硬件體系。這套體系的設計思路可以簡化為五個層次，分別是物理層、感知層、互聯(lián)互通層、智能層和戰(zhàn)略層。物理層即為樓宇本身的基礎設施部署，如暖通空調(diào)和電梯設備等;感知層就是各智能化系統(tǒng);互聯(lián)互通層則打通了物理基礎設施傳感器和自動化系統(tǒng)進行了人機的交互。傳統(tǒng)的智能樓宇解決方案多集中在這些層面。
當樓宇設計上升到智能層和戰(zhàn)略層時，所需借重的將是大數(shù)據(jù)和云計算。一家擁有大量智能樓宇實施、管理經(jīng)驗的公司，其價值在于從各樓宇傳感器中捕獲的大量運營數(shù)據(jù)以及專家團隊根據(jù)大數(shù)據(jù)做出的運營優(yōu)化改進方案。
運營基礎：大數(shù)據(jù)和專家團隊的經(jīng)驗
如場景中所述，智能樓宇的表面和內(nèi)部分布有眾多的傳感器，這些傳感器實時傳遞回濕度、溫度、日照強度以及空氣污染程度等各項數(shù)據(jù)。大樓在不同條件下運營的能耗以及設備的開啟方式不盡相同。分布在全球的運營數(shù)據(jù)將匯總至中央數(shù)據(jù)處理平臺，專家團隊通過研究比對不同的數(shù)據(jù)之后，會根據(jù)各個樓宇的情況形成最佳方案，在能耗與人體的舒適度之間取得一個最優(yōu)方案。所以一個好的智能樓宇的運營不單是擁有先進的設備，數(shù)據(jù)支持以及專家團隊的經(jīng)驗也是重要的后勤保障。
運營成本：單項功能與綜合能耗需要適度平衡
由于霧霾問題嚴重，中國用戶很看重樓宇中的新風系統(tǒng)，認為室內(nèi)測出的PM2.5的值越低越好，但其實這是一個誤區(qū)。目前，過濾PM2.5主要采用分子篩技術，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，對風和氣流有非常大的阻力。把PM2.5的數(shù)值由100降到50，和由50降至0，所需的能耗是不同的。單純追求室內(nèi)空氣的高度凈化反而會耗費更多的能源，反過來加重整體環(huán)境的污染。
另外，室內(nèi)外的換氣頻率也要綜合考慮室內(nèi)人數(shù)、室外溫度、室內(nèi)外空氣質(zhì)量以及能耗，這些因素需要綜合評估考量，不能單純追求某項最優(yōu)。舉例來說，如果室外空氣優(yōu)于室內(nèi)，封閉式的樓宇勢必會加大新風系統(tǒng)的換氣頻率，若室外溫度高達40度，新進的空氣需要降溫，則又加重了空調(diào)系統(tǒng)的用電負荷。我們還要考慮到的是，人本身就是高級凈化裝置，有一定的凈化和適應能力，PM2.5在一個標準范圍內(nèi)都是可以接受的。這是智能樓宇在設計中需要關注的綜合能效與單項功能孰先孰后的問題。
維護便利性：集成化是趨勢
在智能樓宇的設計中，集成化是一個趨勢。智能樓宇的集成主要體現(xiàn)在將安防、網(wǎng)絡、監(jiān)控、智能分析、數(shù)據(jù)中心等技術環(huán)節(jié)集中在一起形成大集成系統(tǒng)的搭建與應用。此舉對物業(yè)人員操作上的便利不言而喻，任何一個受過訓練的工作人員都可以通過統(tǒng)一的操作手冊來監(jiān)控、維護各系統(tǒng)的運行。當然，如果開發(fā)集成系統(tǒng)的廠家同時也是硬件設備的提供商，這對設備的無縫銜接具有更大的便利性，因為系統(tǒng)可以清楚地“辨識”各硬件設備的工作性能以及最佳運營狀態(tài)，一旦出錯，可以及時通知服務商。
中國人壽建造的數(shù)據(jù)中心采用霍尼韋爾企業(yè)樓宇集成系統(tǒng) (EBI)。數(shù)據(jù)中心要承擔集團整個信息系統(tǒng)的運維。在實施中，霍尼韋爾將各安防子系統(tǒng)集成在一個管理平臺上，軟硬件配合減少了人力維護，也保證了各項節(jié)能管理措施的無縫銜接。
同樣在北京嘉銘中心的項目中，霍尼韋爾的系統(tǒng)集成解決方案不僅降低了90%的誤報警率，物業(yè)管理人員也減少了50%。通過訪問嘉銘中心的微信公共賬號，還可以實時查到中心能耗、二氧化碳排放量、室內(nèi)PM2.5含量等。有效的集成所帶來的是優(yōu)質(zhì)的用戶體驗。
展望未來 – 讓“能耗之王”成為“節(jié)能之王”
整體來看，智能樓宇未來技術的發(fā)展充分利用了物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，不僅管理高效、成本節(jié)約，更為重要的是，它實現(xiàn)了人工管理無法達到的科學節(jié)能效果，為用戶創(chuàng)造了一個舒適、便利的居住環(huán)境。
“綠色、安全、高效”將是代表未來“智能樓宇”的三大關鍵詞，而樓宇控制、能源管理、集成系統(tǒng)等一系列節(jié)能減排技術和解決方案則必定在未來的“智能樓宇”的發(fā)展中占據(jù)重要的一席之地，為空氣污染的源頭控制和減少排放作出切實的貢獻。
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