“關(guān)于氣候變化，你需要知道兩個數(shù)字：第一個是510億，第二個是0。”

這是比爾·蓋茨在他的新著作《氣候經(jīng)濟(jì)與人類未來》這本書中的第一句話。510億是全球每年向大氣中排放的溫室氣體的大致噸數(shù)，且總體呈上升趨勢，這就是我們今天的境況。 “0”是我們需要達(dá)成的目標(biāo)。要想阻止全球變暖，我們?nèi)祟愋枰Ｖ瓜虼髿庵信欧艤厥覛怏w。

全球變暖被視為氣候變化的最壞影響——這些影響是非常糟糕的。有多糟糕？2022年的夏季，極端氣候在全球范圍內(nèi)肆虐，歐洲溫度達(dá)到48.8攝氏度；西班牙因超高溫而死亡的人數(shù)是2021年的4倍；北極以4倍于世界平均水平的速度在變暖。中國的供電大省四川也因?yàn)榻衲晗奶斓某掷m(xù)高溫干旱，缺少降雨，河流干涸，用電負(fù)荷持續(xù)超載等因素，導(dǎo)致水力發(fā)電能力斷崖式下降。7月份以來，四川水發(fā)電量由同期約9.0億千瓦時/天，下降至約4.5億千瓦時/天，省內(nèi)包括成都在內(nèi)的多個城市實(shí)行限電，工廠被迫停工，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2016年簽署的《巴黎協(xié)定》將全球變暖限制在1.5℃以內(nèi)定為目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，全球溫室氣體排放量須在2030年之前減少43%。在我國，根據(jù)中國建筑節(jié)能協(xié)會2021年底發(fā)布的《中國建筑能耗與碳排放研究報告（2021）》顯示，2019年全國建筑全過程碳排放總量為49.97億噸二氧化碳，占全國碳排放比重50.6%，其中80%的碳排放產(chǎn)生在建筑使用階段。為了完成8年之后“碳達(dá)峰”的國家戰(zhàn)略任務(wù)，數(shù)字技術(shù)正開始成為用來衡量和監(jiān)控建筑行業(yè)碳減排成效的重要手段，比如通過數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化資源的使用，降低建筑運(yùn)維碳排放，以及使循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為可能。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等也將是構(gòu)建下一代智慧建筑解決方案最有力的工具之一。

建筑低碳運(yùn)維解決方案不能依靠縫縫補(bǔ)補(bǔ)

多年來，建筑能耗管理之所以困難重重，除了建筑壽命周期長，節(jié)能改造難度大等老問題以外，還有行業(yè)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)尚處初級階段，技術(shù)實(shí)施及節(jié)能指標(biāo)不統(tǒng)一等新問題。商業(yè)建筑因需要支持辦公、商業(yè)、娛樂等場景，其建筑結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，用電量大，其電力消耗總量占全國總消耗的10%，是主要的電力能源消耗端，其中空調(diào)、照明、電梯、現(xiàn)代化辦公和信息機(jī)房等領(lǐng)域的電力消耗為關(guān)鍵排放源。

在過去十年，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)對建筑運(yùn)維的基建改造，大部分商業(yè)建筑已實(shí)現(xiàn)辦公自動化、安保自動化、防火自動化管理。但因?yàn)樵缙谙嚓P(guān)技術(shù)的局限性，功能集成度低，各個子系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行，后臺管理系統(tǒng)互不兼容，缺乏物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)理念，維護(hù)管理成本高，推行起來阻力較大。

另外，因不具備智能化基礎(chǔ)架構(gòu)，系統(tǒng)運(yùn)營效率低，故障率和能耗高，且缺乏對水、電、暖等有效的數(shù)據(jù)監(jiān)測手段，無法制定節(jié)能減排策略，造成無效能源損耗。同時，各系統(tǒng)設(shè)計界面不夠全面、清晰，更無法呈現(xiàn)綜合協(xié)同管理狀態(tài)，經(jīng)常出現(xiàn)監(jiān)測遺漏等情況，無法達(dá)到對建筑能耗進(jìn)行有效管理的目的。

更重要的是，建筑節(jié)能降耗是一項(xiàng)動態(tài)管理，需要在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，逐步計算出合理的水、電、暖基礎(chǔ)負(fù)荷閾值，進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測負(fù)荷，預(yù)測不同場景的峰值負(fù)荷并采取控制措施。運(yùn)用單一的自動化、信息化技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)以上目的。

數(shù)字孿生建筑運(yùn)維管理體系將全面到來

建筑運(yùn)維管理體系在歷經(jīng)樓宇自動化1.0，辦公自動化2.0，5G安防節(jié)能3.0之后，將迎來以人工智能+物聯(lián)網(wǎng)為核心的建筑智慧運(yùn)維4.0時代。

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和5G等技術(shù)的應(yīng)用，為智能商業(yè)建筑的節(jié)能運(yùn)行和“碳中和”提供了一種新的技術(shù)路徑。建筑運(yùn)維管理智能化不只是要使建筑運(yùn)行更加節(jié)約電力、熱力等能源。通過應(yīng)用云計算、人工智能監(jiān)測運(yùn)維過程，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、電梯、防火和防盜等設(shè)備協(xié)同合作，提高建筑運(yùn)維單位能效。人工智能、云計算等新技術(shù)可以使建筑具備自我分析、感知預(yù)警、智慧決策的能力，大幅降低了建筑節(jié)能的診斷門檻，即使普通工作人員也可以將其運(yùn)用在診斷建筑的能耗分析，確實(shí)將節(jié)能減碳的行動落實(shí)。

以成都大運(yùn)會主場館鳳凰山體育館為例，這是由成都古河云科技負(fù)責(zé)實(shí)施，通過數(shù)字孿生三維可視化管理平臺達(dá)到節(jié)能設(shè)計最優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)行最優(yōu)化、運(yùn)營降耗最優(yōu)化的場館智慧運(yùn)維樣板案例。

作為2023年第31屆世界大學(xué)生夏季運(yùn)動會核心場館，鳳凰山體育館既要滿足國際頂級籃球賽事標(biāo)準(zhǔn)及FIFA標(biāo)準(zhǔn)，又要具有綠色建筑的未來性。在場館建設(shè)時，技術(shù)方受到極高數(shù)字化專業(yè)能力和對建筑應(yīng)用場景理解的雙重考驗(yàn)。具有近十年建筑數(shù)字新基建經(jīng)驗(yàn)的古河云科技在經(jīng)過實(shí)地調(diào)研并和場館方經(jīng)過多次溝通后，梳理出七大痛點(diǎn)：體育館面積大；建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度高；場館能源消耗需求大；綠色節(jié)能落實(shí)難；場館各子系統(tǒng)無法協(xié)同運(yùn)維，運(yùn)維效率低成本高；應(yīng)急處置設(shè)備分散，無法快速聯(lián)動；各類設(shè)備眾多，難以統(tǒng)一管理等方面。

圍繞這些痛點(diǎn)，古河云科技為鳳凰山體育館定制了一套集合“端+云+大數(shù)據(jù)”的三維可視化管理平臺，將場館建筑結(jié)構(gòu)、各設(shè)施、設(shè)備位置布局等精準(zhǔn)地還原在體育館虛擬仿真空間模型上。仿真模型以古河云科技 “開河”智慧云架構(gòu)支撐平臺為底層，為場館構(gòu)建了一個強(qiáng)大的智慧“大腦”，可做到實(shí)時、動態(tài)、可視的對鳳凰山體育館內(nèi)的建筑設(shè)備集中運(yùn)維管理，形成宏觀把控、微觀可視，全方位覆蓋的運(yùn)維管理模式。同時基于強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)支撐平臺，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備報警及聯(lián)動，最終實(shí)現(xiàn)整個場館的數(shù)字化智能管理。該平臺還可以集成現(xiàn)有的能源管理系統(tǒng)，以人工智能方式透過模擬分析與能源管理系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù)交互比對，進(jìn)行設(shè)備異常診斷及能耗管理等加值應(yīng)用。

經(jīng)過反復(fù)模擬優(yōu)化，場館的建筑運(yùn)維解決方案整體大幅降低了運(yùn)維人工成本和建筑能耗成本。

物聯(lián)網(wǎng)能力決定數(shù)字孿生建筑智慧運(yùn)維的深化能力

建筑運(yùn)行中的數(shù)據(jù)全部來源于部署在建筑內(nèi)的電子傳感器、控制器等硬件，在建筑運(yùn)維管理系統(tǒng)的過程中具有舉足輕重的地位，其設(shè)計及應(yīng)用方式?jīng)Q定了智能化的高度。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器和終端設(shè)備可以對建筑物內(nèi)的溫濕度，人員分布，熱源分布和能耗分布實(shí)施感知、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確地分析建筑空間內(nèi)的負(fù)荷需求，及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)維管理的弱項(xiàng)和盲區(qū)，利用數(shù)字孿生的可視化數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)能耗的精細(xì)化管理。

目前為止，借助建筑數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)建筑智能化運(yùn)維項(xiàng)目中，更多是在軟件應(yīng)用方面進(jìn)行投入，鮮有在硬件方面的突破。鑒于我國在硬件方面的發(fā)展一直受到美國的制約，為了擺脫這種軟件強(qiáng)硬件弱的“瘸腿”現(xiàn)象，國內(nèi)一些尖端軟件科技公司也在不斷地創(chuàng)新自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)硬件產(chǎn)品。

依然以成都鳳凰山體育館為例，其數(shù)字化運(yùn)維管理平臺應(yīng)用了古河云科技自主研發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算網(wǎng)關(guān)、物聯(lián)網(wǎng)智能終端、IO數(shù)據(jù)采集服務(wù)器等硬件，可以對場館各類型設(shè)備即插即用，無需專用軟件對控制器進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了適用于建筑多場景的靈活接入、快速定制、高效部署、自助分析、便捷組態(tài)。

在國際金融論壇（IFF）第18屆全球年會（F20峰會）上，IFF學(xué)術(shù)委員，中國發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會的副理事長王元豐在演講中提到：未來建筑業(yè)要納入碳交易所，每個單位可能就要有碳賬戶和碳資產(chǎn)。發(fā)改委也在抓緊編制建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案，在制定碳稅方案、碳交易規(guī)則、降碳履約機(jī)制等方面，都需要有業(yè)務(wù)場景大數(shù)據(jù)作為參考，因此呼喚更多軟硬件兩手都很硬的科技企業(yè)擔(dān)當(dāng)起建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型重任。

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