11月23 日，2021年第二十二届中国国际建筑智能化峰会首站——上海站隆重举办！本届峰会以“智慧互联• 重构‘AI+云’时代”为主题，众多国内外知名建筑智能化品牌企业及行业专家为大家带来涵盖5G、人工智能、大数据、智能家居、智慧社区、绿色建筑、新基建、智慧城市等领域的干货内容分享，共同分享探讨智能化行业发展趋势、新技术与产品应用案例。
会上，上海大学自动化系赵哲身教授带来了《双碳战略背景下公共建筑冷源站的优化控制策略》的主题分享。赵哲身表示，据国内外公布的建筑排放数据显示国家碳排放管理初步成效。在这样的趋势下，从事建筑智能化的企业需要保持全面的思维方式和需要注重实际落地。
上海大学自动化系 赵哲身 教授
完整演讲视频，可移步千家智客视频号观看↓↓↓
以下是赵哲身教授的现场演讲内容，千家网进行了不改变原意的编辑整理（如有出入，请以视频为准）：
赵哲身：各位从事建筑智能化和绿色建筑的同仁们，上午好。我与大家交流的题目是《国家双碳战略与建筑集中空调冷源站的优化控制技术》，前面一部分是讲国家的“双碳”战略，我想陈述一个国家的“双碳”战略下，我们从事建筑智能化的或者建筑智能是一个什么样的思维，另外再讲一下技术空调的冷源站优化控制。
大家知道在中央空调系统中，冷源站的能耗占到了55～65%，如果我们抓住重点进行优化控制，我们在节能上面就会有比较大的贡献。
“碳中和”、“碳达峰”的概念如何定义？
碳达峰：我国承诺在2030年前，煤炭、石油、天然气等化石能源燃烧活动和工业生产过程以及土地利用变化与林业等活动产生的温室气体排放不再增长，达到峰值。
碳中和：某个地区在一定时期内直接和间接人为活动排放的二氧化碳，与通过植树造林等方法吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放”。
全球每年向大气层排放约510亿吨的温室气体，要避免气候灾难。人类需停止向大气中排放温室气体，实现零排放。《巴黎协定》要求联合国气候变化框架公约的缔约方，碳排放尽早达到峰值，在本世纪中叶，碳排放净增量归零，以实现在本世纪末将全球地表温度相对于工业革命前上升的幅度控制在2℃以内，尽可能控制在1.5℃。
这个表格告诉我们达到1.5摄氏度，海平面会上升0.4米，如果上升2度就会上升0.46米了。
在国际上，欧洲的绿色建筑是比较好的，可再生能源也比较好，所以芬兰的零排放时间是2035年；瑞典、奥地利、冰岛是2045年；欧盟、英国、挪威、加拿大、日本是2050年；中国和哈萨克斯坦是2060年达到碳中和，2030年达到碳达峰。
（一）国外情况
我们的碳排放和碳吸收要达到均衡，这十多年，我们国家花很大力气发展风电、发展太阳能、发展光伏。大家知道我们对于水电解放投入很大，尽管我们这些装机容量达到了世界的三分之一，但是我们只占到我们国家的16%。如果要在2060年实现碳中和，那么核能、风能、太阳能装机容量分别超过现在的5倍、12倍、70倍，可以说几乎是不可能的，我们的电池稀有元素也没有那么多。
（二）国内情况
我国2020年二氧化碳排放是103亿吨，占全球的1/3，排名第一。单位GDP能耗是世界平均水平的1.77倍，我们国家碳源主要集中在热电（44.4%）、黑色金属（18%）、非金属矿产（12.5%）、运输仓储（7.8%）、化工（2.6%）等行业。
我们国家碳排放量是最高的国家，单位GDP二氧化碳排放量一直在下降。
国家针对这个情况有什么样的战略？
1.加快推进电力产业的脱碳和结构转型，我们国家建了很多水电站，其实有它的战略考虑。
2.加快进电力、钢铁、有色、建材、石化、化工等重点行业节能改造。
3.在制造和交通领域改用氢能、生制质能等燃料。
4.推动终端制造产业电气化、数字化、智能化转型
5.加强生态农业、生态保护、生态修护等扶持力度。
6.技术创新上，碳捕集利用与封存（CCUS）、等离激元人工光合、微矿分离、电化学储能等新型储能技术等关键技术的研发。我最近两年高度关注智慧农业，因为我们国家现在是六条底线，农业是重中之重。
建筑能耗组成和占比是多少？
在全国建筑全过程碳排放中国民经济、人民生活的碳排放占了51.3%，其中建材占27.2%，建筑施工占1%，这是比较新的数据。建筑运行阶段的能耗以前都是在28%（三分之一），现在是21.9%，这是我认为比较准确的数字。
国家怎么解决“双碳”战略？
1. 总量控制
最近一直在做节能评估，某一个区或者是项目要立项，就需节能评估，现在是2030年前达到碳达峰，那么碳增量就要符合碳区规划，总量需有所控制，2025年建筑运行能耗碳排放总量是25亿的总二氧化、12亿吨标煤。“十四五”期间年增不超过2.2%，节能里面有一个M系数，如果M系数不通过就不能做。
2. 峰值控制
北、上、广、深要率先达到碳达峰，其中上海市提出在2025年提前实现碳达峰。
3. 专项控制
对新建建筑进行专项控制，这就是M系数，要符合上海，也要符合所在区。
4. 新建建筑增量控制
既有建筑改造和节能率达标，是目标体系的控制。
公共建筑状况如何？
我们的建筑包括了公共建筑，也包括了住宅建筑。2018年公共建筑面积129亿m2，占全国建筑面积671亿m2的19%。
如何实现技术路径？
其实我们要在建筑业实现“双碳”，路子还是原来的路子。
大家可以看到有这么几方面：
（1）被动优化
包括了建筑形体优化、外围护结构优化、窗墙比优化、遮阳系统优化、自然通风优化。
（2）主动优化
包括了高性能的暖通新风系统、照明能耗优化、节能型电梯设备、环境与智能化控制系统。
（3）行为节能
包括了建筑智慧运维、人员行为引导。
（4）规划节碳
充分利用和延长现有建筑生命周期，大宗固废综合利用。
影响既有公共建筑能耗的变量有哪些 ？
我发现线性标准还不够，影响是有一定变量的，那就是气候因素。当然可能会被误导只有气候因素，气候因素还可以分为五大气候分区，根据5个分区分别设计围护结构传热系数。例如严寒地方A B包括了齐齐哈尔、哈尔滨、海伦等；严寒地区C包括了长春、乌鲁木齐、沈阳、西宁等；在寒冷地区AB包括了北京、大连、兰州、济南等地；夏热冬冷地区包括了南京 、重庆 、上海 、贵阳等；夏热冬暖地区包括了福州、广州、深圳等。
我们在组内搞了13个样本，同类建筑是商场，像哈尔滨、珠海是有明显的不一样，这就说明了气候是一个大变化。而被动式是人流量，对于不同公共建筑人流量规律是不一样的。所以，我一直在强调对于医院、交通建筑、博物馆人流量比气候更加重要。
我们现在讲数据驱动、数字化与人工智能，在建模的时候规格不一样就会造成重叠。
冷源站优化控制技术如何落地 ？
（一）冷源站状态和目标
这是我们上海一栋冷水机组，它的冷源站状态是不行的，我记得这是7月30日的数据，它的总管供回水温度比较小，没有达到5度。我们的目标是提升冷源站的综合能效，在我们相关标准当中公共建筑设计标准只提到了设计指标，广东的节能改造标准就把冷冻泵算在里面了。为什么这么说呢？这是不一样的，因为数字大小差很多。
EERS是一个运行参数，商业楼的EERS是做得最好，始终保持在5.2到5.4之间，这是很不容易的。但是它冷却水是没有做好的。
（二）定频冷源站几条主要优化控制策略
（1）冷冻水供水温度重设定
我们根据室外空气温度重置设定点，根据总建筑负荷重置冷冻水设定点，根据夏季、冬季模式或时间表重置冷冻水设定点。
（2）优化冷却水出水温度
优化冷却水出水温度也就是冷凝器的温度。根据美国专利，要计算当天的需求温度，然后我们冷却塔的冷却水温度，每降低1度节能3%。
（3）冷却塔和冷机不再1比1运行
2004年，我参与美国的一个国际会议的时候，日本专家就提出了冷却塔要集成运行，运行的理论基础就是降低冷却塔冷却水温度，尽量降低到某一个值。
（4）选择最有效率的机组组合
高负荷时螺杆机运行效率较低,但启动电流相对较低;离心机低负荷时容易发生喘振，所以我们启动低负荷就用了螺杆机，再切换到离心机。
（5）加机时选择这方面也很重要
（6）清洁被污染和结垢的蒸发器
蒸发器/冷凝器中的污垢：制冷剂侧、水侧制冷剂侧污垢-机油过量、制冷剂侧污垢-水侧污垢：闭环系统中的高补给（泄漏）、腐蚀、微生物生长和化学保护不足而产生的结垢引起的铁污染
（7）优化启停时间
如何启停呢？这方面很有讲究，比如说在杭州绿色科技馆时用了绿色通风与地源热泵，如果我们能够预测到明天着实的温度、着实的基准房间温度，我们就能够合理推辞启动时间。
我举个案例，在杭州绿色科技馆，因为是被动通风的，有一天预测12点钟会达到26度，中午12点达到26度，毫无疑问就不需要早上7点开，就推迟到10点钟开，显然这个量是非常大的，所以优化起因时间技术含量比较大。
8）提前关闭冷水机组
因为水的热容量比较大，至少我们在提前半小时把冷水机组可以停掉，根据国外比较先进的技术提到了半小时到两小时可以关机，利用热能量来冷却技术。
最后，总结一下，我们是按需供热，如果可以预测每一个小时的空调符合，就能够通过变频、冷冻水泵、冷源站的参数来实现供需的匹配。
谢谢大家！
参与评论 (0)