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(jié)能低碳管理設計與實施下了。

　　一、樓宇自控低碳管理設計與實施背景

　　(一)在“雙碳”背景下，智慧建筑節(jié)能綠色改造樓宇自控迫在眉睫。實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標不僅是能源領域的改革和轉型，也是維護我國資源安全、推動高質量發(fā)展的重大舉措。根據(jù)《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%。尤其值得關注的是，建筑物的總能耗是50.9%。

　　(二)樓宇自控建筑節(jié)能改造的重要性和應用現(xiàn)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，是城市服務業(yè)發(fā)展的主要載體。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略的推進，由于建設時代、開發(fā)商投資規(guī)模、物業(yè)管理公司節(jié)能管理理念的差異，大部分傳統(tǒng)商業(yè)建筑無法進行有效的能源管理和控制，不僅會對環(huán)境產生負面影響，還會給企業(yè)帶來負面的能源和銷售。

　　(三)樓宇自控建筑節(jié)能管理面臨的困境。本研究項目的實施對象是一棟寫字樓，近三年平均年耗電465萬度，主要是空調、照明、電能。由于業(yè)務快速增長，人員加班需求旺盛，能源成本高;建筑涉密區(qū)域多，無法進行全面智能控制改造，導致節(jié)能管理手段少，實施效果差。

　　二、樓宇自控中智能建筑節(jié)能低碳管理設計與實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(xiàn)狀和施工條件

　　1.調查能源數(shù)據(jù)，樓宇自控構建全方位能效診斷方法?；诂F(xiàn)階段提高辦公空間能源質量，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行深入調查，充分分析能源使用現(xiàn)狀和節(jié)能改造條件。樓宇自控系統(tǒng)采用相關因素分析方法，列出地理位置條件、氣候條件、太陽能資源、日照數(shù)量、用電峰谷時段、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(tǒng)與空調相關的主要能源設備。

　　2.加強統(tǒng)計分析，深入挖掘建筑節(jié)能降碳空間。樓宇自控系統(tǒng)驗證和收集各建筑主要設備的能耗數(shù)據(jù)，檢查設備的使用負荷，測試和判斷空調系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等各種設備的運行狀況。通過調查、比較、診斷和審查，結合國家建筑能耗標準、數(shù)據(jù)模擬和圖表統(tǒng)計，對空調、照明、電梯等能耗設備的能耗不在節(jié)能范圍內，整體能耗數(shù)據(jù)已經(jīng)遠遠超出約束值，節(jié)能技術應用不廣泛，節(jié)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、公共汽車站，交通便利，周圍無遮擋物。

　　氣候條件分析。該建筑位于溫帶和中溫帶、半干旱和潮濕的過度區(qū)域，屬于大陸季風氣候。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，整體無極端天氣。分析數(shù)據(jù)圖如下:

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

　　中國太陽能資源分布圖

　　日照數(shù)量分析。根據(jù)北京年度日照時間分析，建筑位置有足夠的日照時間;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。

　　用電峰谷時段分析。高峰時段(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(tǒng)、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(tǒng)處于工頻定流模式。設備的運行不能隨著工作條件的變化而調整。加班時，設備需要完全打開，運行效率低，運行成本高，系統(tǒng)能耗高。三是建筑中使用了大量傳統(tǒng)熒光燈，部分燈具光線嚴重下降，對辦公環(huán)境光線有一定影響。

　　近三年能源數(shù)據(jù)分析。根據(jù)近三年辦公樓用電量統(tǒng)計數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)已遠遠超過約束值。

　

　　

       樓宇自控系統(tǒng)建立以碳雙降為核心的智能建筑節(jié)能改造方案。

　　1.科學設計降碳路徑，樓宇自控系統(tǒng)分步實施節(jié)能改造。準備組成員根據(jù)調查、能源診斷和節(jié)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(shù)字化四條實施路徑。協(xié)同國家電網(wǎng)、國家電網(wǎng)綜合能源規(guī)劃設計研究院等專家，充分研究了15個節(jié)能項目，包括科學設計照明節(jié)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(jié)能、建設成本和保密要求影響因素的基礎上，樓宇自控系統(tǒng)將項目的實施步驟分為近期和中期。

　　樓宇自控節(jié)能低碳管理設計與實施方案總結(實用收藏)

　　2.構建以能量和碳雙降為核心的智能建筑節(jié)能改造方案實施路徑。實施制冷室改造。經(jīng)研究判斷，空調機組暫時不具備改造條件。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(tǒng)，并聯(lián)改造機組進出水，并聯(lián)改造冷卻塔和變流噴嘴。其次，安裝相應的測量表、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和能耗監(jiān)測軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)電能消耗數(shù)據(jù)的采集、儲存、分析和診斷。同時，在不影響空調效果、終端服務質量和機組設備的情況下，

　　樓宇自控節(jié)能低碳管理設計與實施方案總結(實用收藏)

　　實施照明節(jié)能改造。組織采購節(jié)能燈具，用LED節(jié)能燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光燈，清理傳統(tǒng)燈具數(shù)量、燈具瓦數(shù)、各照明區(qū)域備用燈具等。更換12670盞燈具，年電量節(jié)約37萬度，既滿足了辦公環(huán)境的照明需求，又提高了照明舒適度。

　　實施屋頂分布式太陽能發(fā)電建設。樓宇自控系統(tǒng)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分布式太陽能發(fā)電。采購安裝太陽能電池陣列、支架、逆變器等零部件，可滿足無人值守25年的使用壽命，提高可再生能源的利用水平，降低屋頂對陽光直射和雨水侵蝕的承受能力，延長屋頂使用壽命，實現(xiàn)無光污染、無輻射、零排放的綠色發(fā)電。

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

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

　　1.樓宇自控系統(tǒng)構建“雙贏”模式，促進能源成本托管。目前節(jié)能改造專業(yè)人員不足，節(jié)能技術先進，不能滿足能源和碳雙降的節(jié)能管理要求。在充分考慮市場化、成本控制等因素的基礎上，采用能源成本托管模式，推動項目落地。能源成本托管模式強調降低成本、提高效率、提高節(jié)能低碳管理水平的有機融合。第三方節(jié)能公司投資節(jié)能改造能源系統(tǒng)，負責綜合節(jié)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(jié)能基準量，確定合同期節(jié)能。樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能預測以常規(guī)辦公狀態(tài)下的能源使用數(shù)據(jù)為基準量，結合建筑能源設施、能源使用時間、能源使用人數(shù)、能源價格、疫情變化等因素。通過節(jié)能改造設計方案，確認模擬計算和運維成本，并與第三方節(jié)能公司約定托管范圍、托管期限、托管成本和節(jié)能目標。

　　三、樓宇自控系統(tǒng)建設項目實施和數(shù)字化運行維護能力，提高節(jié)能管理水平

　　1.建立安全事故專項調查機制。樓宇自控系統(tǒng)節(jié)能改造實施前，與相關方簽訂安全環(huán)保協(xié)議，安排項目經(jīng)理對施工現(xiàn)場進行監(jiān)督檢查，定期對項目重大事故隱患進行專項調查，展示相關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，施工過程中消防安全和電氣安全。加強節(jié)能產品型號、安全性和耐久性的檢查和審查，安排專人在監(jiān)督過程中記錄相關數(shù)據(jù)，確保高質量的節(jié)能計算。

　　建立數(shù)字節(jié)能管理平臺。樓宇自控系統(tǒng)能源監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析是數(shù)字節(jié)能管理的核心。打破傳統(tǒng)的機械抄表和數(shù)據(jù)孤島，利用能源管理平臺的數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢，定期展示和分析能源消耗統(tǒng)計，不斷發(fā)現(xiàn)能源使用中存在的問題，提出節(jié)能改造方案。與此同時，通過外部專家的討論模式，對不規(guī)則數(shù)據(jù)進行專業(yè)的節(jié)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，實現(xiàn)能源供應向清潔轉變。與樓宇自控建筑節(jié)能改造前相比，通過屋頂分布式光伏建設，減少了對化石燃料的依賴，大大減輕了環(huán)境負荷;通過電力交換，實現(xiàn)了碳排放減少的互補效果。項目運行兩個月以來，實現(xiàn)了3萬多度的光伏發(fā)電和全部消耗，預計第一年碳排放將減少約160噸。同時，屋頂分布式光伏系統(tǒng)不影響用戶的電壓環(huán)境和建筑環(huán)境，使建筑本身成為能量制造的動力系統(tǒng)，更好地協(xié)調了建筑外觀和防雨系統(tǒng)。

　　(二)降低整體運行能耗，樓宇自控實現(xiàn)建筑能耗向高效轉變。通過制冷空調改造、照明節(jié)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)，實現(xiàn)每年節(jié)能61萬度、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(jié)能率達到11%左右。同時，對舊管道閥門、機電漏水等問題進行檢測、維護和節(jié)能改造，挖掘空調系統(tǒng)和照明系統(tǒng)節(jié)能減排的潛力，提高機電系統(tǒng)的可持續(xù)性和可持續(xù)性，構建了可持續(xù)性。

　　(三)能源數(shù)據(jù)多維跟蹤有助于節(jié)能管理向精細化轉變。樓宇自控通過數(shù)據(jù)促進管理，提高建筑內的智能建設水平。大力推進建筑節(jié)能技術在中央企業(yè)的應用，搭建建筑能源管理平臺，可視化展示建筑運營、設備運行狀態(tài)、能耗數(shù)據(jù)、能耗指標參數(shù)、碳排放數(shù)據(jù)等建筑多維信息，使節(jié)能管理工作更加數(shù)據(jù)化、科學化、智能化，形成消潔多樣、綠色低碳的能源體系，進一步提升辦公空間質量。

　　(四)打破傳統(tǒng)項目推廣模式，推動能源托管模式落地。樓宇自控采用能源成本托管模式，有利于推動碳達峰、碳中和的決策部署落實，通過市場化機制激發(fā)市場主體能量和碳的活力，促進能源資源的綠色低碳利用，實現(xiàn)碳排放減少的消耗和減少;有利于促進日常要求的落實，利用市場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(jié)能改造的資金壓力;有利于促進綠色低碳轉型，引入節(jié)能專業(yè)水服務。

　　(5)多維節(jié)能降碳，樓宇自控系統(tǒng)助推企業(yè)降低成本，提高效率。結合能源托管模式，實施制冷機房、照明燈具等節(jié)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(jié)約電費500多萬元，節(jié)能收入148萬元，綜合節(jié)能率約11%，降低了能耗和成本，帶來了長期經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

　　四、結語

　　推進碳達峰碳中和是黨中央的重大戰(zhàn)略決策，關系到中華民族的可持續(xù)發(fā)展和人類共享未來共同體的建設。開展以碳雙降為核心的樓宇自控系統(tǒng)智能建筑節(jié)能低碳管理研究，既有必要又有實際意義，樓宇自控系統(tǒng)為企業(yè)合作推進生態(tài)優(yōu)先、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展提供了遵循。未來，我們將探索更多節(jié)能降碳的科學路徑，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，著力提高節(jié)能管理水平，解決資源環(huán)境約束下企業(yè)突出問題，推動企業(yè)高質量發(fā)展。更多樓宇自控資訊，關注裕乾官網(wǎng)！

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