能源轉(zhuǎn)型——智能建筑的關(guān)鍵角色 | 千家視點(diǎn)

當(dāng)前，全球能源格局正經(jīng)歷深刻的變革。隨著各國和行業(yè)承諾減少碳排放并過渡到可持續(xù)能源來源，對管理能源消耗的創(chuàng)新解決方案的需求急劇上升。智能建筑憑借其集成的先進(jìn)技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）和能源管理系統(tǒng)，在這一能源轉(zhuǎn)型的前沿。通過利用尖端技術(shù)，智能建筑有潛力顯著減少能源消耗，優(yōu)化資源使用，并為更加可持續(xù)的未來做出貢獻(xiàn)。

今天，千家網(wǎng)小編將簡要探討智能建筑在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演的重要角色，分析當(dāng)前能源消耗面臨的挑戰(zhàn)，以及智能建筑如何為效率、可持續(xù)性和韌性提供解決方案。從可再生能源的集成到提高能效和改善居住者福祉，智能建筑正在重新塑造我們建成環(huán)境的未來。

全球能源現(xiàn)狀：挑戰(zhàn)與機(jī)遇

眾所周知，如今全球能源消費(fèi)已達(dá)到歷史新高，這一現(xiàn)象受到人口增長、城市化和工業(yè)化的推動。隨著對能源的需求不斷上升，與化石燃料消費(fèi)相關(guān)的環(huán)境后果也隨之增加，包括溫室氣體排放和氣候變化。

根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)，建筑物約占全球能源消費(fèi)的30%和近40%的直接和間接二氧化碳排放。大量能源用于供暖、通風(fēng)、空調(diào)（HVAC）、照明和熱水。這些建筑中的能源使用效率低下，尤其是較老的建筑，導(dǎo)致了不必要的浪費(fèi)，并進(jìn)一步加劇了對能源資源的壓力。

盡管面臨這些挑戰(zhàn)，能源轉(zhuǎn)型也帶來了顯著的機(jī)遇?？稍偕茉?、節(jié)能技術(shù)和數(shù)字解決方案的采用，可以在滿足社會日益增長的需求的同時(shí)，顯著減少能源需求。智能建筑正處于利用這些機(jī)遇的關(guān)鍵位置。

智能建筑在能源轉(zhuǎn)型中的角色

智能建筑在全球能源轉(zhuǎn)型中不可或缺的的關(guān)鍵角色，配備傳感器、自動化系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析的智能建筑，為能源管理提供了復(fù)雜的解決方案。與傳統(tǒng)建筑不同，后者的能源使用往往是無人監(jiān)控和管理的，智能建筑能夠根據(jù)實(shí)時(shí)條件進(jìn)行適應(yīng)，通過智能系統(tǒng)優(yōu)化能源消耗。這種適應(yīng)能力是解決傳統(tǒng)建筑運(yùn)營中的低效和能源浪費(fèi)的關(guān)鍵。

1. 先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)

任何智能建筑的核心是其能源管理系統(tǒng)（EMS），它充當(dāng)建筑運(yùn)營的大腦。EMS集成了來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能電表和傳感器的各種數(shù)據(jù)輸入，以優(yōu)化建筑基礎(chǔ)設(shè)施中的能源使用。這包括根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整HVAC設(shè)置、控制照明系統(tǒng)和管理電氣負(fù)載。通過人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，EMS可以分析歷史數(shù)據(jù)，識別模式，并預(yù)測能源需求，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性控制，最大限度地減少能源浪費(fèi)。

人工智能驅(qū)動的EMS的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是其動態(tài)優(yōu)化能源消費(fèi)的能力。例如，在低占用率期間，智能建筑可以減少HVAC使用、照明和其他耗能活動，而不會影響舒適性或安全性。同樣，它可以在高峰使用時(shí)間通過預(yù)先調(diào)整操作來提高能源效率，以應(yīng)對天氣條件或電網(wǎng)需求等外部因素。

2. 可再生能源的集成

隨著世界向可再生能源來源轉(zhuǎn)變，智能建筑成為太陽能、風(fēng)能和其他可再生能源系統(tǒng)集成的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。建筑集成光伏（BIPV）、屋頂太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)在新建和改造建筑中日益普及，幫助它們在現(xiàn)場產(chǎn)生清潔能源。

智能建筑還可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理能源生產(chǎn)和消費(fèi)來進(jìn)一步提高這些系統(tǒng)的效率。通過人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建筑的能源管理系統(tǒng)可以根據(jù)可用性、電網(wǎng)需求和能源價(jià)格在能源來源之間無縫切換。例如，在陽光充足的時(shí)期，智能建筑可能優(yōu)先使用太陽能，并將多余的電力存儲在電池系統(tǒng)中，以便在高峰需求時(shí)使用。這種方法不僅優(yōu)化了能源使用，還減少了對非可再生能源的依賴。

此外，配備能源存儲解決方案（如先進(jìn)電池）的智能建筑可以存儲多余的可再生能源，并在高峰需求期間使用或反饋回電網(wǎng)。這種能源靈活性支持了脫碳能源部門的更廣泛目標(biāo)，同時(shí)提高了電網(wǎng)的韌性。

3. 提高能效

能源效率是智能建筑最直接的好處之一。傳統(tǒng)建筑通常使用過時(shí)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)會持續(xù)運(yùn)行，而不考慮需求。相比之下，智能建筑利用數(shù)據(jù)驅(qū)動的洞察力確保僅在必要時(shí)啟用耗能系統(tǒng)。這導(dǎo)致了顯著的能源浪費(fèi)減少，直接貢獻(xiàn)于成本節(jié)約和排放減少。

例如，配備占用傳感器的智能HVAC系統(tǒng)可以根據(jù)房間內(nèi)的占用人數(shù)調(diào)整供暖、制冷和通風(fēng)。在辦公樓中，HVAC系統(tǒng)可能在下班后或無人使用的會議室中自動減少能源使用。同樣，智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)房間使用情況調(diào)整亮度水平或完全關(guān)閉，進(jìn)一步提高能效。

在智能建筑中，采用先進(jìn)的絕緣材料、雙層玻璃窗和節(jié)能電器進(jìn)一步增強(qiáng)了其能源性能。這些措施不僅減少了建筑的碳足跡，還提高了建筑對能源成本和供應(yīng)波動的韌性。

4. 需求響應(yīng)和電網(wǎng)互動

智能建筑的一個(gè)令人興奮的前景是它們參與需求響應(yīng)計(jì)劃的能力，即建筑可以根據(jù)電網(wǎng)信號調(diào)整其能源使用。隨著電力網(wǎng)絡(luò)過渡到整合更多可再生能源，它們對供需波動變得越來越敏感。擁有先進(jìn)能源管理系統(tǒng)的智能建筑可以通過在高需求或低能源可用性時(shí)期調(diào)整其消費(fèi)，發(fā)揮關(guān)鍵作用來穩(wěn)定電網(wǎng)。

例如，在高電力需求時(shí)期，智能建筑可以通過暫時(shí)降低非關(guān)鍵區(qū)域的HVAC或照明系統(tǒng)的能源使用來幫助減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，并防止停電或迫使高成本的化石燃料發(fā)電。

作為回報(bào)，建筑運(yùn)營商可能會從公用事業(yè)公司獲得參與需求響應(yīng)計(jì)劃的財(cái)務(wù)激勵。隨著智能建筑與電網(wǎng)的溝通，它們?yōu)橐粋€(gè)更靈活、更具韌性的能源系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)，能夠更高效地平衡能源供應(yīng)和需求。

5. 提高居住者的舒適度和福祉

雖然能效和可持續(xù)性是智能建筑概念的核心，但居住者的舒適度和福祉同樣重要。智能建筑提供了管理室內(nèi)環(huán)境的整體方法，確保居住者享有最佳的空氣質(zhì)量、溫度和照明條件，同時(shí)最小化能源消耗。

建筑內(nèi)的傳感器監(jiān)測環(huán)境條件，如二氧化碳水平、濕度、溫度和照明，為建筑的能源管理系統(tǒng)提供維持健康和舒適室內(nèi)環(huán)境所需的數(shù)據(jù)。通過根據(jù)實(shí)時(shí)占用和空氣質(zhì)量指標(biāo)動態(tài)調(diào)整HVAC系統(tǒng)和通風(fēng)，智能建筑可以改善居住者的健康和生產(chǎn)力。

個(gè)性化建筑設(shè)置的能力是另一個(gè)關(guān)鍵特征。智能系統(tǒng)允許居住者根據(jù)自己的偏好調(diào)整工作環(huán)境，如照明或溫度。這種控制水平不僅提高了舒適度，還減少了能源浪費(fèi)，因?yàn)橄到y(tǒng)僅在需要時(shí)運(yùn)行。

6. 對老舊建筑進(jìn)行改造

雖然新建筑越來越多地考慮智能技術(shù)，但要實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，必須解決大量存在的建筑，這些建筑在這些進(jìn)步之前就已建成。對老舊建筑進(jìn)行智能技術(shù)改造是減少整體能源消耗并與全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相一致的重要步驟。

改造項(xiàng)目通常涉及安裝智能電表、物聯(lián)網(wǎng)傳感器和建筑管理系統(tǒng)，以監(jiān)測和優(yōu)化能源使用。在某些情況下，可再生能源，如太陽能電池板或能源存儲系統(tǒng)，可以整合到建筑的基礎(chǔ)設(shè)施中，以進(jìn)一步減少對非可再生能源的依賴。

雖然改造的前期成本可能相當(dāng)可觀，但從能源節(jié)省、降低運(yùn)營成本和提高建筑價(jià)值的長期利益來看，這是一項(xiàng)值得投資的項(xiàng)目。此外，全球范圍內(nèi)的政府和組織正在提供財(cái)務(wù)激勵和補(bǔ)貼，以鼓勵改造項(xiàng)目，從而加速向更智能、更節(jié)能建筑的過渡。

7. 克服智能建筑實(shí)施中的挑戰(zhàn)

盡管智能建筑有眾多好處，但其廣泛采用仍面臨幾個(gè)挑戰(zhàn)。主要障礙之一是安裝智能技術(shù)所需的高初始投資，特別是在大型商業(yè)建筑或老舊結(jié)構(gòu)的改造中。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和人工智能系統(tǒng)的成本持續(xù)下降，財(cái)務(wù)障礙預(yù)計(jì)將逐漸減少。

數(shù)據(jù)安全和隱私問題也構(gòu)成了挑戰(zhàn)。智能建筑依賴于來自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器的大量數(shù)據(jù)，這引發(fā)了有關(guān)這些數(shù)據(jù)如何收集、存儲和使用的問題。建筑運(yùn)營商必須確保采取強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)安全措施，以保護(hù)敏感信息并建立用戶信任。

此外，缺乏跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可能會妨礙智能建筑解決方案的互操作性和集成。創(chuàng)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)可確保不同系統(tǒng)和技術(shù)之間的無縫合作，從而最大化其性能和效益。

總結(jié)

隨著世界加速向可持續(xù)能源轉(zhuǎn)變，智能建筑已成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵參與者。憑借優(yōu)化能源使用、整合可再生能源和提高居住者舒適度的能力，智能建筑有望重塑建筑環(huán)境中能源管理的未來。

盡管仍存在挑戰(zhàn)，包括前期成本、數(shù)據(jù)安全問題以及對標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的需求，但智能建筑的好處遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過障礙。通過采用智能建筑技術(shù)，建筑和房地產(chǎn)行業(yè)可以顯著減少能源消耗，減少碳排放，并有助于建立更可持續(xù)和更具彈性的能源系統(tǒng)。

隨著世界各國繼續(xù)采用更嚴(yán)格的能源效率法規(guī)并推動脫碳，智能建筑將在塑造我們城市和社區(qū)的未來方面發(fā)揮越來越重要的作用。建筑物內(nèi)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和可再生能源的整合不僅是解決當(dāng)前全球能源危機(jī)的解決方案，也是應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵組成部分。智能建筑技術(shù)的進(jìn)步為改變我們的生活、工作和能源消耗方式提供了無與倫比的機(jī)會，使建筑不再只是能源的被動消費(fèi)者，而是更清潔、更環(huán)保的未來的積極參與者。

CIBIS峰會

11月5日，由千家網(wǎng)主辦的2024年第25屆CIBIS建筑智能化峰會將正式開啟，本屆峰會主題為：“匯智提質(zhì)：開啟未來新篇章”。屆時(shí)，我們將攜手全球知名智能化品牌及業(yè)內(nèi)專家，共同探討物聯(lián)網(wǎng)、AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智慧建筑、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，分享如何利用更智慧、更高效、更安全、更低碳的智慧技術(shù)，共同開啟未來美好智慧生活。

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更多2024年峰會信息，詳見峰會官網(wǎng)：http://summit.qianjia.com

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