BEMS如何管理智能建筑中的能源？

能源是人類生活與長久發(fā)展的關(guān)鍵，但它也有其成本。因此，過度或不必要的能源使用會對整個(gè)社會產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)影響，也會在環(huán)境層面產(chǎn)生重要的全球后果。

眾所周知，建筑物是社會的能耗大戶，我們絕大部分的能耗都是消耗在不同類型與功能的建筑物中。隨著科技的發(fā)展，與能源效率和減少能源消耗相關(guān)的技術(shù)發(fā)展為新建筑模式的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件：智能建筑。

智能建筑定義了不久的將來將出現(xiàn)的新能源場景。在智能建筑中，集成和互聯(lián)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。由智能建筑組成的生態(tài)系統(tǒng)，稱為智能建筑，代表了一個(gè)具有多種優(yōu)勢的系統(tǒng)，特別是在能源方面。還有許多與人們的舒適度和安全性相關(guān)的好處和優(yōu)勢。

樓宇自動化將智能應(yīng)用于整個(gè)樓宇系統(tǒng)，涵蓋各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。此類建筑的控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)管理和監(jiān)控其他設(shè)備的運(yùn)行情況。在智能建筑中，利用最新一代技術(shù)來連接原本獨(dú)立且分散運(yùn)行的各種子系統(tǒng)。

借助系統(tǒng)監(jiān)督和控制基礎(chǔ)設(shè)施，建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 的自動化流程可實(shí)現(xiàn)對建筑運(yùn)營的集中控制。安裝在建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控建筑物的機(jī)械和電氣設(shè)備。通過新的樓宇自動化技術(shù)，建筑物正在逐步發(fā)展為智能建筑。

例如，讓我們考慮一下暖通空調(diào)技術(shù)，它可以創(chuàng)建互聯(lián)的智能結(jié)構(gòu)，從而保證舒適度優(yōu)化以及能源和安全的高效管理和控制?！爸悄芙ㄖ笔侵概鋫渫晟频耐ㄐ欧?wù)、管理和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為住戶提供共享服務(wù)的建筑。在能源轉(zhuǎn)型時(shí)代，為了將不斷增長的能源需求與環(huán)境可持續(xù)性結(jié)合起來，所有建筑都必須擁有有效的能源管理系統(tǒng)，以低投資、高使用率營造能源舒適的氛圍。

智能建筑能源管理系統(tǒng)被稱為BEMS，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)服務(wù)系統(tǒng)，例如，供暖，鍋爐和泵，熱調(diào)節(jié)以達(dá)到所需的最佳室溫，調(diào)節(jié)燈光或其他消耗能源的設(shè)備，以及從電能表記錄數(shù)據(jù)。例如，它可以通過冷卻系統(tǒng)使用風(fēng)扇等設(shè)備在整個(gè)建筑物內(nèi)分配冷空氣來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)的空調(diào)。

如今，硬件和軟件的進(jìn)步，以及所用電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、傳感器的可靠性、向無線的過渡以及物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模普及，顯然使各種智能網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)的控制功能成為可能通過傳感器實(shí)現(xiàn)物體和系統(tǒng)的互連。

物聯(lián)網(wǎng)對于智能建筑所有系統(tǒng)的互聯(lián)具有決定性作用。事實(shí)上，借助物聯(lián)網(wǎng)傳感器，可以收集有用的數(shù)據(jù)來了解例如房間內(nèi)人員的實(shí)際存在情況，從而調(diào)節(jié)燈光和氣候參數(shù)。智能建筑中應(yīng)用的傳感器有助于管理和節(jié)省能源和消耗，并允許通過在發(fā)生故障時(shí)激活有針對性的干預(yù)措施來監(jiān)控系統(tǒng)的性能。這意味著能夠進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。如果發(fā)送錯(cuò)誤消息，系統(tǒng)會收集可以確定問題原因的數(shù)據(jù)。根據(jù)安裝的平臺，系統(tǒng)還可以進(jìn)行編程以自動適應(yīng)各種問題。

智能建筑還應(yīng)該使用可再生能源來滿足大部分能源需求。通過先進(jìn)的分析軟件實(shí)現(xiàn)高水平的集成和網(wǎng)絡(luò)連接，幫助建筑業(yè)主獲取大量信息，利用這些信息做出明智的決策，從而提高建筑本身的能源性能。

用于智能建筑能源管理和提升能源效率的BEMS

當(dāng)我們使用術(shù)語“BEMS”時(shí)，我們指的是用于建筑物能源管理的高效系統(tǒng)，其唯一目標(biāo)是在系統(tǒng)運(yùn)行期間獲得最低的能耗，因?yàn)槲覀兊拇蟛糠帜茉葱枨髞碜杂诰_地來自建筑物的能源消耗，無論是住宅還是商業(yè)用途，用于執(zhí)行各種工作活動。然而，BEMS 主要用于商業(yè)建筑、醫(yī)院、酒店、教育機(jī)構(gòu)、大型辦公室、工業(yè)或購物中心。

BEMS與其他模型無縫集成，例如樓宇管理系統(tǒng) (BMS) 和樓宇自動化系統(tǒng) (BAS)。鑒于建筑物的使用強(qiáng)度，即使是出于工作目的，建筑物現(xiàn)在也承擔(dān)著很大一部分能源消耗和CO₂排放?；贐EMS的精細(xì)能源監(jiān)控有助于實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)和能源供應(yīng)的自動化管理。這一場景為創(chuàng)建智能建筑模型打開了大門。

那么，BEMS如何工作？從本質(zhì)上講，它們是極其復(fù)雜的解決方案，可以集成硬件、軟件和ICT服務(wù)，以確保對建筑物能源需求的監(jiān)控、自動化、管理和控制。通過BEMS，可以監(jiān)控和自動控制消耗能源的電氣和機(jī)械設(shè)備（單個(gè)建筑物或一組建筑物內(nèi)的恒溫器、HVAC 和照明系統(tǒng)）。建筑物中自動化的主要用途是暖通空調(diào)、照明、監(jiān)控、訪問控制、火災(zāi)探測和監(jiān)視系統(tǒng)。

所有這些都提高了能源效率和舒適度。通過這種方式，可以控制空調(diào)、照明、鍋爐、熱水器和管道等系統(tǒng)。收到信息后，除了濕度和溫度參數(shù)之外，還可以從單個(gè)集中平臺控制系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉時(shí)間。

BEMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，包括傳感器或執(zhí)行器等不同組件，并且基于理論原理，如果人們想到技術(shù)創(chuàng)新在我們今天的生活中所扮演的重要性，就不能再忽視這些原理。就樓宇自動化系統(tǒng)架構(gòu)而言，有多層管理和控制。管理層負(fù)責(zé)從中央位置管理和控制智能建筑、記錄和優(yōu)化數(shù)據(jù)。問題檢測是實(shí)時(shí)發(fā)生的。控制層負(fù)責(zé)在硬件層面控制樓宇設(shè)備。智能傳感器和執(zhí)行器收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并執(zhí)行任務(wù)。

BEMS 的一個(gè)極其重要的方面是與其他軟件的集成。BEMS通常與BMS和BAS連接和集成，這是現(xiàn)代智能建筑運(yùn)行的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺。這些系統(tǒng)已經(jīng)存在于建筑物中，并且很可能不需要BEMS創(chuàng)建臨時(shí)傳感器。通過這種集成，BEMS可以收集和分析額外的數(shù)據(jù)，從而獲得建筑物隨時(shí)間推移的更完整、更準(zhǔn)確的能源使用情況。

實(shí)現(xiàn)智能建筑技術(shù)的因素是硬件和軟件的進(jìn)步，這簡化了智能管理和控制功能的開發(fā)。在現(xiàn)代建筑BEMS應(yīng)用中，這可轉(zhuǎn)化為控制器、傳感器、I/O 和執(zhí)行器、可編程邏輯控制器和電機(jī)/運(yùn)動控制器或使用電平處理器和高級微控制器的分布式控制系統(tǒng)。

傳感器可以是數(shù)字的或模擬的，通常用于測量溫度、濕度、通風(fēng)和房間的占用水平。執(zhí)行器可用于門鎖、窗戶警報(bào)器、安全攝像頭放置、太陽能電池板、卷簾和其他運(yùn)動機(jī)構(gòu)?？刂破鹘邮諄碜袁F(xiàn)場傳感器的輸入，處理輸入數(shù)據(jù)并驅(qū)動適當(dāng)?shù)膱?zhí)行器。

傳感器和執(zhí)行器可以通過有線或無線網(wǎng)關(guān)與控制中心進(jìn)行通信。它們由電池或有線直流電壓供電，通常在 5V 至 24V+ 范圍內(nèi)。無線傳感器通過網(wǎng)關(guān)連接到監(jiān)控系統(tǒng)，以感測濕度、HVAC 和室溫。最新一代的傳感器和執(zhí)行器配備了內(nèi)部處理器，能夠在本地做出決策，而無需將其轉(zhuǎn)發(fā)給控制器，從而提高生產(chǎn)率和系統(tǒng)效率。

BEMS 的優(yōu)勢

在現(xiàn)代建筑中實(shí)施 BEMS 可能是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)和智慧城市模型的重要一步。事實(shí)上，BEMS 可以監(jiān)督多余累積電力的存儲和隨后的釋放，例如由現(xiàn)場安裝的可再生能源發(fā)電廠產(chǎn)生的電力。因此，所有這些都有助于更好地對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)進(jìn)行監(jiān)管。

BEMS可以更輕松地識別系統(tǒng)異常和問題，從而降低電涌、停機(jī)以及電氣和機(jī)械設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。另外值得一提的是，由于能源效率的提高，降低賬單成本的重要優(yōu)勢。因此，采用BEMS可以帶來一系列好處，因?yàn)樗膶?shí)施可以幫助建筑物獲得可持續(xù)性和能源效率的認(rèn)證，從而可以采取旨在提高人們舒適度和安全性的行動。

云軟件平臺的不斷發(fā)展提供了性能監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、可視化、故障檢測和診斷以及高效的能源管理。通過將設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，它可以利用人工智能的進(jìn)步進(jìn)行分析，以確定要采取的行動。

總結(jié)

能源效率、可持續(xù)交通和可再生能源是現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展無可爭議的焦點(diǎn)?，F(xiàn)代樓宇自動化系統(tǒng)通過分析歷史數(shù)據(jù)來實(shí)時(shí)監(jiān)控多個(gè)變量以調(diào)整設(shè)備。

隨著時(shí)間的推移，各種能源效率模式、技術(shù)和創(chuàng)新解決方案層出不窮。其中，BEMS是極其重要的系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冞€可以驗(yàn)證能源消耗隨時(shí)間的波動，從而可以根據(jù)真實(shí)和具體的數(shù)據(jù)制定能源優(yōu)化策略。智能建筑利用現(xiàn)代控制和自動化技術(shù)以及完全集成和自動化的管理，可以顯著節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)境并改善健康、安全和生活質(zhì)量。

智能建筑中的傳感器和執(zhí)行器管理能量和數(shù)據(jù)流，而參數(shù)可以通過顯示器輕松監(jiān)控和控制。正如智慧建筑市場的最新趨勢所示，硬件和軟件的進(jìn)步正在加速樓宇自動化的發(fā)展。樓宇自動化的趨勢伴隨著社會走向脫碳進(jìn)程以及新的城市和能源模式?？紤]到建筑物占全球能源消耗總量的很大一部分，技術(shù)挑戰(zhàn)是到 2030 年減少建筑物的能源消耗，直至未來達(dá)到完全碳中和。能源場景發(fā)生了巨大變化，但最重要的是，這是近期生態(tài)和數(shù)字轉(zhuǎn)型的重要一步。

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