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。主要能耗設備有中央空調、給排水、照明、電能等。這就需要智能建筑樓宇自控節能低碳管理設計與實(shí)施下了。

　　一、樓宇自控低碳管理設計與實(shí)施背景

　　(一)在“雙碳”背景下，智慧建筑節能綠色改造樓宇自控迫在眉睫。實(shí)現“雙碳”戰略目標不僅是能源領(lǐng)域的改革和轉型，也是維護我國資源安全、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重大舉措。根據《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)樓宇自控建筑節能改造的重要性和應用現狀。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。主要能耗設備有中央空調、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(zhù)國家“雙碳”戰略的推進(jìn)，由于建設時(shí)代、開(kāi)發(fā)商投資規模、物業(yè)管理公司節能管理理念的差異，大部分傳統商業(yè)建筑無(wú)法進(jìn)行有效的能源管理和控制，不僅會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生負面影響，還會(huì )給企業(yè)帶來(lái)負面的能源和銷(xiāo)售。

　　(三)樓宇自控建筑節能管理面臨的困境。本研究項目的實(shí)施對象是一棟寫(xiě)字樓，近三年平均年耗電465萬(wàn)度，主要是空調、照明、電能。由于業(yè)務(wù)快速增長(cháng)，人員加班需求旺盛，能源成本高;建筑涉密區域多，無(wú)法進(jìn)行全面智能控制改造，導致節能管理手段少，實(shí)施效果差。

　　二、樓宇自控中智能建筑節能低碳管理設計與實(shí)施的內涵及主要做法

　　(一)樓宇自控構建能效診斷方法，準確分析現狀和施工條件

　　1.調查能源數據，樓宇自控構建全方位能效診斷方法?；诂F階段提高辦公空間能源質(zhì)量，建設消潔多元、綠色低碳的能源設施，建設綠色、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)行深入調查，充分分析能源使用現狀和節能改造條件。樓宇自控系統采用相關(guān)因素分析方法，列出地理位置條件、氣候條件、太陽(yáng)能資源、日照數量、用電峰谷時(shí)段、高能耗設備運行、近三年能源成本等影響因素，明確高能耗系統與空調相關(guān)的主要能源設備。

　　2.加強統計分析，深入挖掘建筑節能降碳空間。樓宇自控系統驗證和收集各建筑主要設備的能耗數據，檢查設備的使用負荷，測試和判斷空調系統、配電系統、照明系統等各種設備的運行狀況。通過(guò)調查、比較、診斷和審查，結合國家建筑能耗標準、數據模擬和圖表統計，對空調、照明、電梯等能耗設備的能耗不在節能范圍內，整體能耗數據已經(jīng)遠遠超出約束值，節能技術(shù)應用不廣泛，節能管理水平不足。具體分析內容和結論如下:

　　地理位置分析。建筑物靠近地鐵站、公共汽車(chē)站，交通便利，周?chē)鸁o(wú)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(guò)度區域，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(wú)極端天氣。分析數據圖如下:

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

　　中國太陽(yáng)能資源分布圖

　　日照數量分析。根據北京年度日照時(shí)間分析，建筑位置有足夠的日照時(shí)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，初步可以得出結論，該建筑的屋頂適合安裝分布式光伏。

　　用電峰谷時(shí)段分析。高峰時(shí)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)。

　　分析高能耗設備的運行情況。首先，辦公樓內的大負荷用電設備主要集中在空調、照明、電梯運行系統、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處于工頻定流模式。設備的運行不能隨著(zhù)工作條件的變化而調整。加班時(shí)，設備需要完全打開(kāi)，運行效率低，運行成本高，系統能耗高。三是建筑中使用了大量傳統熒光燈，部分燈具光線(xiàn)嚴重下降，對辦公環(huán)境光線(xiàn)有一定影響。

　　近三年能源數據分析。根據近三年辦公樓用電量統計數據分析，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的民用建筑能耗標準，辦公建筑非供暖能耗指標的約束值和引導值分別為70和50kWh。/(m2·a)，如今，能源消耗數據已遠遠超過(guò)約束值。

　

　　

       樓宇自控系統建立以碳雙降為核心的智能建筑節能改造方案。

　　1.科學(xué)設計降碳路徑，樓宇自控系統分步實(shí)施節能改造。準備組成員根據調查、能源診斷和節能需求，制定了能源供應清潔、能源需求電氣化、整體能效提升和管理數字化四條實(shí)施路徑。協(xié)同國家電網(wǎng)、國家電網(wǎng)綜合能源規劃設計研究院等專(zhuān)家，充分研究了15個(gè)節能項目，包括科學(xué)設計照明節能改造、屋頂分布式光伏建設、制冷機房改造、充電樁建設等。在綜合考慮節能、建設成本和保密要求影響因素的基礎上，樓宇自控系統將項目的實(shí)施步驟分為近期和中期。

　　樓宇自控節能低碳管理設計與實(shí)施方案總結(實(shí)用收藏)

　　2.構建以能量和碳雙降為核心的智能建筑節能改造方案實(shí)施路徑。實(shí)施制冷室改造。經(jīng)研究判斷，空調機組暫時(shí)不具備改造條件。因此，首先將冷凍泵和冷卻泵調整為變頻控制，并聯(lián)改造，增加空調機組的整體智能控制系統，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，安裝相應的測量表、數據采集系統和能耗監測軟件系統，實(shí)現電能消耗數據的采集、儲存、分析和診斷。同時(shí)，在不影響空調效果、終端服務(wù)質(zhì)量和機組設備的情況下，

　　樓宇自控節能低碳管理設計與實(shí)施方案總結(實(shí)用收藏)

　　實(shí)施照明節能改造。組織采購節能燈具，用LED節能燈代替傳統熒光燈，清理傳統燈具數量、燈具瓦數、各照明區域備用燈具等。更換12670盞燈具，年電量節約37萬(wàn)度，既滿(mǎn)足了辦公環(huán)境的照明需求，又提高了照明舒適度。

　　實(shí)施屋頂分布式太陽(yáng)能發(fā)電建設。樓宇自控系統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，構建150kWp分布式太陽(yáng)能發(fā)電。采購安裝太陽(yáng)能電池陣列、支架、逆變器等零部件，可滿(mǎn)足無(wú)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(yáng)光直射和雨水侵蝕的承受能力，延長(cháng)屋頂使用壽命，實(shí)現無(wú)光污染、無(wú)輻射、零排放的綠色發(fā)電。

　　樓宇自控系統加強智能能源消耗監測和環(huán)境宣傳。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等技術(shù)，構建建筑能源管理系統，收集、統計、分類(lèi)、分析和處理電梯、開(kāi)水器、充電樁、照明、動(dòng)力用電、屋頂分布式光伏發(fā)電、碳排放數據、機房能源等數據。樓宇自控系統用日常運行監控代替人工抄表，跟蹤日、周、月、季、年能耗數據，構建建筑能效評估指標體系，實(shí)施精細化、科學(xué)化的節能管理，提高能源利用效率。同時(shí)，提高建筑能源管理平臺

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

　　1.樓宇自控系統構建“雙贏(yíng)”模式，促進(jìn)能源成本托管。目前節能改造專(zhuān)業(yè)人員不足，節能技術(shù)先進(jìn)，不能滿(mǎn)足能源和碳雙降的節能管理要求。在充分考慮市場(chǎng)化、成本控制等因素的基礎上，采用能源成本托管模式，推動(dòng)項目落地。能源成本托管模式強調降低成本、提高效率、提高節能低碳管理水平的有機融合。第三方節能公司投資節能改造能源系統，負責綜合節能管理能源供應、能源利用和設備運維。雙方同意與我公司共享總能源托管費用。

　　2.確定節能基準量，確定合同期節能。樓宇自控系統節能預測以常規辦公狀態(tài)下的能源使用數據為基準量，結合建筑能源設施、能源使用時(shí)間、能源使用人數、能源價(jià)格、疫情變化等因素。通過(guò)節能改造設計方案，確認模擬計算和運維成本，并與第三方節能公司約定托管范圍、托管期限、托管成本和節能目標。

　　三、樓宇自控系統建設項目實(shí)施和數字化運行維護能力，提高節能管理水平

　　1.建立安全事故專(zhuān)項調查機制。樓宇自控系統節能改造實(shí)施前，與相關(guān)方簽訂安全環(huán)保協(xié)議，安排項目經(jīng)理對施工現場(chǎng)進(jìn)行監督檢查，定期對項目重大事故隱患進(jìn)行專(zhuān)項調查，展示相關(guān)項目標志和安全警示標志，安全操作和安全保護條件，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，施工過(guò)程中消防安全和電氣安全。加強節能產(chǎn)品型號、安全性和耐久性的檢查和審查，安排專(zhuān)人在監督過(guò)程中記錄相關(guān)數據，確保高質(zhì)量的節能計算。

　　建立數字節能管理平臺。樓宇自控系統能源監測和數據分析是數字節能管理的核心。打破傳統的機械抄表和數據孤島，利用能源管理平臺的數據采集優(yōu)勢，定期展示和分析能源消耗統計，不斷發(fā)現能源使用中存在的問(wèn)題，提出節能改造方案。與此同時(shí)，通過(guò)外部專(zhuān)家的討論模式，對不規則數據進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的節能診斷和運行指導，提高能源管理水平和使用效率。

　　(1)“解鎖”綠色清潔能源，實(shí)現能源供應向清潔轉變。與樓宇自控建筑節能改造前相比，通過(guò)屋頂分布式光伏建設，減少了對化石燃料的依賴(lài)，大大減輕了環(huán)境負荷;通過(guò)電力交換，實(shí)現了碳排放減少的互補效果。項目運行兩個(gè)月以來(lái)，實(shí)現了3萬(wàn)多度的光伏發(fā)電和全部消耗，預計第一年碳排放將減少約160噸。同時(shí)，屋頂分布式光伏系統不影響用戶(hù)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(dòng)力系統，更好地協(xié)調了建筑外觀(guān)和防雨系統。

　　(二)降低整體運行能耗，樓宇自控實(shí)現建筑能耗向高效轉變。通過(guò)制冷空調改造、照明節能改造、屋頂分布式光伏建設等方式，將建筑能耗水平降低到理想狀態(tài)，實(shí)現每年節能61萬(wàn)度、標準煤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能率達到11%左右。同時(shí)，對舊管道閥門(mén)、機電漏水等問(wèn)題進(jìn)行檢測、維護和節能改造，挖掘空調系統和照明系統節能減排的潛力，提高機電系統的可持續性和可持續性，構建了可持續性。

　　(三)能源數據多維跟蹤有助于節能管理向精細化轉變。樓宇自控通過(guò)數據促進(jìn)管理，提高建筑內的智能建設水平。大力推進(jìn)建筑節能技術(shù)在中央企業(yè)的應用，搭建建筑能源管理平臺，可視化展示建筑運營(yíng)、設備運行狀態(tài)、能耗數據、能耗指標參數、碳排放數據等建筑多維信息，使節能管理工作更加數據化、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)打破傳統項目推廣模式，推動(dòng)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(dòng)碳達峰、碳中和的決策部署落實(shí)，通過(guò)市場(chǎng)化機制激發(fā)市場(chǎng)主體能量和碳的活力，促進(jìn)能源資源的綠色低碳利用，實(shí)現碳排放減少的消耗和減少;有利于促進(jìn)日常要求的落實(shí)，利用市場(chǎng)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，減輕節能改造的資金壓力;有利于促進(jìn)綠色低碳轉型，引入節能專(zhuān)業(yè)水服務(wù)。

　　(5)多維節能降碳，樓宇自控系統助推企業(yè)降低成本，提高效率。結合能源托管模式，實(shí)施制冷機房、照明燈具等節能改造，探索降低成本、提高效率的新途徑。預計能源托管合同期內節約電費500多萬(wàn)元，節能收入148萬(wàn)元，綜合節能率約11%，降低了能耗和成本，帶來(lái)了長(cháng)期經(jīng)濟效益，實(shí)現了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的統一。

　　四、結語(yǔ)

　　推進(jìn)碳達峰碳中和是黨中央的重大戰略決策，關(guān)系到中華民族的可持續發(fā)展和人類(lèi)共享未來(lái)共同體的建設。開(kāi)展以碳雙降為核心的樓宇自控系統智能建筑節能低碳管理研究，既有必要又有實(shí)際意義，樓宇自控系統為企業(yè)合作推進(jìn)生態(tài)優(yōu)先、節約集約、綠色低碳發(fā)展提供了遵循。未來(lái)，我們將探索更多節能降碳的科學(xué)路徑，構建完善清潔多樣、綠色低碳的能源結構和能源信息管理體系，著(zhù)力提高節能管理水平，解決資源環(huán)境約束下企業(yè)突出問(wèn)題，推動(dòng)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，www.bjgsty.com)是一家智慧化系統集成軟硬件研發(fā)、銷(xiāo)售、服務(wù)為主的高新技術(shù)企業(yè)。經(jīng)過(guò)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、智慧農業(yè)等領(lǐng)域，具有自主研發(fā)能力、自主知識產(chǎn)權與自主品牌一體化的先進(jìn)解決方案供應商、系統集成綜合服務(wù)商。