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＂AI+＂建筑節能漸行漸近
發(fā)布時(shí)間：2020-05-11 08:41
近日，清華大學(xué)建筑節能研究中心發(fā)布的數據顯示，2018年，中國民用建筑建造能耗為5.2億噸標準煤，建筑運行總商品能耗為10億噸標準煤，分別占全國能源消費總量的11%、22%。換言之，二者能耗合計占到全國總能耗的三分之一，節能減排任務(wù)艱巨。
然而記者在采訪(fǎng)中獲悉，隨著(zhù)人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速向各行業(yè)滲透，現如今，建筑節能領(lǐng)域的理念也已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。一改以往只在建筑墻體、配套電器設備等方面做文章的慣例，開(kāi)始重視向管理節能、系統節能發(fā)展。
據介紹，AI與建筑的跨界融合，不僅可充分挖掘建筑的節能潛力，還能讓用戶(hù)體驗更舒適、節能管理更便捷，更深層次挖掘建筑能耗數據的經(jīng)濟價(jià)值和社會(huì )效益。
個(gè)性化建筑節能管理受推崇
“目前90%的建筑還不能實(shí)現高效、有良好用戶(hù)體驗感的節能運行，建筑領(lǐng)域節能空間巨大。”中易物聯(lián)網(wǎng)研究院院長(cháng)雷鈺云告訴記者，從中易物聯(lián)網(wǎng)研究院的1000多個(gè)項目數據來(lái)看，這些建筑大約有高達30%的節能空間。
他介紹，過(guò)去大量的節能項目多聚焦在節能設備本身，例如采用LED照明、變頻空調、電梯、水泵等?，F階段我國一部分樓宇雖然也推廣應用了建筑能耗管理系統，可以根據設置好的程序對電力、照明、空調等動(dòng)力設備進(jìn)行智能化運行調節。然而，因樓宇能效智能化監測管理不足，實(shí)際應用中大部分系統僅作為設備狀態(tài)監視和自動(dòng)控制使用，真正能夠實(shí)現既定節能目標的系統很少。
雷鈺云表示，由于寫(xiě)字樓內部的能耗設備數量很多，需求各異，僅作為監測和自動(dòng)控制的能耗監管壓力較大，也并不能最有效地節能。為了實(shí)時(shí)監測室內光照與溫度信息，并對燈具和空調運行狀態(tài)進(jìn)行智能控制，能耗的精細化管理變得越來(lái)越重要。
“因此，可以換個(gè)角度重新審視建筑節能的空間。”他介紹，可以從時(shí)間、空間和身份三個(gè)維度進(jìn)行建筑能耗管理系統的設計，建立人工智能模型，實(shí)現精細化節能管控。
他進(jìn)一步解釋道，所謂時(shí)間維度，是根據建筑內人員停留時(shí)間自動(dòng)控制照明、空調；空間維度，是根據建筑內人員分布、室外光照、溫度等分區域調節用能設備；身份維度，則依據建筑內不同崗位用戶(hù)的不同用能習慣，設計個(gè)性化節能管理方案。
以一座辦公樓為例，首先需要在辦公樓的入口安裝人工智能門(mén)禁系統。該門(mén)禁系統可以通過(guò)識別人物身份，更好地從時(shí)間、空間、身份三個(gè)維度對人物所需能源進(jìn)行設置和匹配，還可以避免手動(dòng)選擇電梯樓層。
住房和城鄉建設部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心研究員、綠色建筑發(fā)展處負責人梁浩介紹，綠色建筑倡導建筑智慧運行，例如社區通過(guò)刷臉授權、合理進(jìn)出，可以有效減少人員直接接觸，這對提高疫情防控能力具有一定作用。
通過(guò)門(mén)禁進(jìn)入室內后，基于A(yíng)I的精細化管理還需要在照明、通風(fēng)、空調、飲水機、水泵、會(huì )議室接待設備等安裝傳感器，如紅外傳感器、溫濕度傳感器、PM2.5傳感器，采集數據供決策參考。
“這種精細化、智能化的建筑節能實(shí)施方案，與傳統的建筑節能相比，有很多優(yōu)勢，比如讓人與物相關(guān)聯(lián)；可根據人物身份、習慣、狀態(tài)等自動(dòng)調節；還可以形成聯(lián)動(dòng)決策機制。”雷鈺云說(shuō)。
AI讓建筑用能更智慧
AI與人進(jìn)行交互，可讓建筑比普通的能耗監測平臺更加“智慧”。記者在之前采訪(fǎng)中了解到，部分新建的智慧型樓宇較為注重綠色節能，對建筑內區域進(jìn)行用電量統計，通過(guò)基于BIM（建筑信息模型）的智能化運維平臺可在后臺管理照明和空調開(kāi)關(guān)，并及時(shí)發(fā)現耗能異常。
而雷鈺云提出，與目前常見(jiàn)建筑能耗監測平臺不同的是，基于A(yíng)I和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以建立以人為中心的樓宇節能管控大數據系統，從而實(shí)現四種功能：樓宇個(gè)性化服務(wù)、節能決策數據依據、AI學(xué)習數據共享、應用體驗算法優(yōu)化。
通過(guò)采集大量終端數據，就可以了解設備從安裝到運維全程的狀態(tài)，實(shí)現BIM的建立以及運營(yíng)。結合了人工智能算法的建筑模型還可以收集處理更多的大數據，系統地檢測和管理資產(chǎn)壽命周期、線(xiàn)路健康狀況、設備狀態(tài)預警、能耗異常數據等。
同濟大學(xué)機械與能源工程學(xué)院教授潘毅群也曾表示，隨著(zhù)BIM的推廣應用，建筑從單一的能耗監測逐漸過(guò)渡到室內環(huán)境的綜合監測，Wi-Fi和移動(dòng)終端通訊數據也有可能用于綠色建筑的運維管理。采用大數據分析、人工智能算法和云計算處理實(shí)時(shí)、海量和復雜結構的建筑能源數據，可以為建筑提供有效的節能方案，提高建筑能效。
“建筑不論是節能，還是降低成本，其核心都是為使用者提供最舒適的體驗。”雷鈺云說(shuō)，而精細的管理帶來(lái)的正是舒適性提升。
對此，梁浩也表示認同。他介紹，過(guò)去的綠色建筑評價(jià)標準較為強調社會(huì )效益、環(huán)境效益，2019年修訂《綠色建筑評價(jià)標準》后，綠色建筑進(jìn)入了“3.0時(shí)代”，新版的評價(jià)指標體系更加重視安全耐久、健康舒適、環(huán)境宜居、資源節約、生活便利等以人民為中心，使人民有獲得感、體驗感、幸福感的指標。
“AI+”建筑節能處于新基建風(fēng)口
AI的實(shí)現離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。賽迪智庫電子信息研究所前不久發(fā)布的《“新基建”發(fā)展白皮書(shū)》就指出，物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用芯片是“新基建”引入的投資新風(fēng)口之一。物聯(lián)網(wǎng)的連接設備構成種類(lèi)多樣，針對智能硬件、智能家電和智能計量等不同應用場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用芯片市場(chǎng)需求廣闊。
“2020年全球活躍物聯(lián)網(wǎng)設備數量將達到100億臺，到2025年全球活躍的物聯(lián)網(wǎng)設備數量將達到220億臺，超過(guò)2020年的一倍還多。到2025年，全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將達到1.1萬(wàn)億美元。這些數據說(shuō)明2020年將是物聯(lián)網(wǎng)應用的爆發(fā)之年，一個(gè)真正萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。”北京物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)應用協(xié)會(huì )創(chuàng )始人、秘書(shū)長(cháng)李佳對記者表示。
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院發(fā)布的《2019—2021年中國物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預測與展望數據》指出，人工智能、大數據等新技術(shù)的應用，成為驅動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展的主要因素。智慧電力、智能家居等都是物聯(lián)網(wǎng)主要的應用場(chǎng)景。
“基于A(yíng)I的建筑節能就是新基建的典型應用之一。”雷鈺云認為，在7個(gè)新基建領(lǐng)域中，基于A(yíng)I的建筑節能就涉及到5G、大數據、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)4個(gè)領(lǐng)域，這讓AI在建筑節能領(lǐng)域的發(fā)揮充滿(mǎn)了想象力。(實(shí)習記者 齊琛冏)（文章來(lái)源：中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)）
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