可持续建筑如何实现节能与智能化运营


随着建筑运营成本持续上升、能源利用效率受到更多关注,以及使用者对室内环境舒适度的要求不断提高,建筑行业正从传统的设备管理模式向数字化、精细化和智能化运营转型。物联网、智能传感器和新一代楼宇管理系统(BMS)的应用,为既有建筑节能改造提供了新的技术路径。

可持续建筑并不意味着必须采用全新的建筑设计或大规模更换现有设备。通过整合暖通空调、照明、能源监测和空间管理系统,建筑管理者可以更加准确地掌握能源消耗情况,优化设备运行时间与负荷分配,在保障室内环境质量的同时降低运营成本。

可持续建筑如何实现节能与智能化运营

楼宇管理系统成为建筑节能的重要支撑


传统建筑的设备管理往往依赖固定运行时间、人工巡检和独立控制。此类方式虽然能够满足基本使用需求,但难以根据实际occupancy、室外气候和能源负荷变化及时调整设备运行状态,容易造成能源浪费。

楼宇管理系统通过连接暖通空调、照明、电力监测及其他建筑设备,将分散的运行数据集中起来,为能源分析、设备协调和自动控制提供统一平台。结合物联网传感器,系统还能够实时获取室内温度、人员活动和设备运行状态,帮助管理人员识别高能耗环节,并制定更有针对性的节能策略。

对于已经投入使用的建筑而言,这种以数据驱动运营的方式具有较强的实用价值。相比单纯依靠设备更新,优化控制逻辑、调整运行时段和改善系统协同,也能够释放现有基础设施的节能潜力。

动态调节设备负荷,提升能源使用效率


1.根据能源需求调整暖通空调运行

在大型校园、办公园区和公共建筑中,暖通空调系统通常是重要的能源消耗环节。不同区域的人员密度、使用时间和温度需求存在差异,如果所有区域始终按照相同的运行计划工作,可能导致部分空间过度制冷或供热。

楼宇管理系统可以结合温度传感器、人员使用情况和设备负荷,对不同区域实施分区控制。当建筑整体需要降低用电负荷时,系统可以根据区域优先级,分阶段调整部分区域的空调运行状态,而不是同时关闭所有设备。

例如,在校园建筑中,可以根据教室、图书馆、办公室和公共区域的使用特点制定不同的控制策略。在满足基本舒适度要求的前提下,短时调整部分区域的空调运行时间,并通过其他区域的负荷调节实现整体用电削减。

具体运行周期需要根据建筑热惯性、室外气候、人员密度和设备性能进行测算,不能简单地将固定停机时长应用于所有场景。通过实时监测温度变化和恢复时间,管理系统能够逐步优化控制参数,在节能与舒适度之间取得平衡。

2.利用峰谷电价优化制冷策略

除设备运行效率外,能源使用的时间分布同样影响建筑运营成本。在部分商业建筑中,制冷需求集中于白天,而电力负荷和电价也可能在这一时段达到较高水平。通过调整制冷设备的运行时序,可以减少高峰时段对电力的依赖。

蓄冷技术为这一策略提供了实现条件。系统可以在夜间或其他低负荷时段制备冷量,并将其储存在冰蓄冷或其他蓄冷装置中,在白天制冷需求增加时释放,以分担部分空调负荷。

在实际应用中,楼宇管理系统能够根据室外温度、建筑负荷、蓄冷设备的剩余容量和电价信息,安排制冷设备与蓄冷系统的运行顺序。例如,在清晨提前对建筑进行适度预冷,能够降低部分时段的即时制冷需求;在白天负荷较高时,则优先利用已经储存的冷量,减少制冷主机的运行压力。

这一模式的节能效果取决于蓄冷系统效率、建筑保温性能、运行策略及当地电价结构。合理控制预冷温度和持续时间,也有助于避免过度制冷带来的额外能耗。

从设备联动走向建筑自动化


楼宇管理系统的价值不仅在于监测能源消耗,更在于将监测结果转化为自动化控制动作。当照明、暖通空调、空间预订和人员感知系统实现协同后,建筑设备便能够根据空间的实际使用情况动态运行。

1.以空间使用状态控制照明与空调

人体存在传感器、门磁和其他环境传感设备可以帮助系统判断房间是否有人使用。结合时间计划和空间预约数据,建筑可以在无人区域自动降低照明和空调负荷,在人员进入或即将使用空间时恢复适当的运行状态。

例如,对于会议室,系统可以读取预约信息,在会议开始前按照实际需要提前调整室温,并开启必要的照明设备。会议结束后,如果传感器确认房间无人,系统则可以关闭非必要照明,并将空调切换至节能模式。

这种控制方式能够减少设备长时间空转的问题。不过,系统应综合考虑人员感知的准确性、预约变更和实际使用情况,避免因短暂无人或传感器误判而频繁开关设备。

2.实现照明、暖通空调与空间管理协同

单独优化某一类设备,往往难以充分发挥建筑自动化的整体价值。将照明系统、暖通空调系统和空间管理平台连接起来,可以使不同设备共享运行信息,从而形成更加协调的控制策略。

例如,当会议预约取消时,系统可以同步取消相应的预冷或预热任务;当某个区域的使用人数明显减少时,可以重新评估该区域的照明和空调需求;当空间即将投入使用时,再根据预设的舒适度要求逐步恢复设备运行。

通过这种联动机制,建筑管理人员能够减少不必要的设备运行时间,并降低人工操作带来的管理成本。同时,设备运行计划也可以根据实际使用数据持续调整,而不必长期依赖固定的时间表。

酒店建筑通过系统集成优化能源管理


酒店具有客房数量多、入住率波动明显、公共区域运行时间长等特点。客房、走廊、餐饮区域和会议空间的能源需求并不完全一致,因此,单纯采用统一的设备运行模式,很难兼顾舒适度与能源效率。

将楼宇管理系统(BMS)、客房管理系统(GRMS)和酒店物业管理系统(PMS)进行集成,可以使客房状态、入住信息和设备控制之间建立联系。

当客人办理入住时,系统可以根据预设策略,将客房从节能模式切换至舒适模式,并提前调整室内温度。客人离开房间后,系统可在满足空气质量、防潮及其他运行要求的前提下,降低空调和照明的运行水平。

客房清洁也可以纳入自动化流程。当客房进入清洁状态时,照明设备可以根据实际需要开启;清洁结束且确认无人后,系统再将设备恢复至节能状态。对于设置了请勿打扰和请求清洁状态的客房,管理平台还可以同步相关信息,减少不必要的人员进入和设备操作。

在公共区域,系统则可以结合营业时间、人员流量和室外气候,动态调整照明及空调运行策略。例如,在低使用率时段降低非必要区域的设备负荷,在客流增加前提前恢复适当的环境条件。

通过这些措施,酒店能够更精细地匹配能源使用与实际运营需求。部分酒店节能项目曾报告接近40%的能源费用节省,但这一结果不能直接视为所有酒店的普遍水平。实际收益会受到建筑类型、原有设备效率、入住率、能源价格和控制策略等因素影响,应以改造前后的实际监测数据为依据。

物联网与数据分析推动建筑管理升级


随着物联网技术的发展,建筑设备之间的数据连接能力不断增强。温度、湿度、空气质量、人员活动、用电量和设备状态等信息,可以通过传感器持续采集,并传输至统一管理平台。

在此基础上,数据分析能够帮助管理人员识别能源消耗异常、发现设备运行偏差,并评估不同控制策略的实际效果。例如,当某一区域在使用人数较少的情况下仍长期维持较高能耗时,系统可以提示管理人员检查运行计划、传感器状态或设备性能。

进一步结合预测性控制,系统还可以利用天气预报、历史负荷和建筑使用计划,提前调整制冷、供热和通风设备的运行时序。这有助于减少能源需求的突然变化,并提高设备运行的可预测性。

不过,智能化并不意味着完全依赖自动控制。对于涉及消防、通风、室内空气质量和关键设备运行的环节,系统必须保留必要的安全约束、人工干预和故障处理机制。同时,不同品牌和年代的设备在通信协议、数据格式和控制能力方面可能存在差异,系统集成需要充分考虑兼容性与后续维护成本。

既有建筑实现可持续转型的实施路径


可持续建筑建设需要从单点节能走向整体运营优化。对于希望提升能源效率的建筑管理者,可以按照以下路径逐步推进。

首先,建立能源基线。通过分项计量和设备运行数据,了解暖通空调、照明及其他主要负荷的能源消耗情况,明确优先改进的区域。

其次,优化现有控制策略。在不影响基本使用需求的前提下,调整设备运行时间、区域控制逻辑和负荷分配方式,优先解决设备长时间空转、运行计划不合理等问题。

再次,推进系统集成。根据建筑实际需求,将BMS与照明、空间预订、客房管理及能源监测系统逐步连接,减少信息孤岛,提高设备协同能力。

最后,建立持续评估机制。通过改造前后的能耗、室内环境、设备运行时间和维护成本等指标,检验节能措施的实际效果,并根据季节变化和使用模式不断修正控制策略。

建筑节能效果不仅取决于技术是否先进,还取决于系统是否适合具体建筑,以及运行管理能否持续跟进。对于预算有限的既有建筑,分阶段实施、优先解决高能耗问题,通常比一次性进行大规模改造更具可操作性。

总结


可持续建筑正在从强调绿色设计和节能设备,转向更加重视建筑全生命周期的运营效率。物联网、楼宇管理系统和自动化控制技术,为既有建筑提供了新的节能空间,使能源管理能够从固定计划转向基于实际需求的动态调节。

从校园和办公楼的负荷管理,到酒店客房的智能控制,再到蓄冷系统与电力需求的协同优化,核心思路都是通过数据连接、设备联动和持续评估,提高能源使用的准确性与效率。

未来,随着建筑数字化程度不断提升,楼宇管理系统将进一步成为连接设备、空间与运营决策的重要基础设施。真正可持续的建筑,不仅需要高效的设备和先进的控制技术,更需要在能源效率、室内环境、运营成本与使用体验之间建立长期、稳定的平衡。


——————————————————————————————

峰会预告

由千家网主办的第27届CIBIS峰会将于10月27日在成都正式开启,本届峰会将围绕"AI重构·智焕新生"年度主题,汇聚全国设计院专家、行业协会领导、建筑智能化专家、系统集成商、工程商、终端用户以及国内外知名品牌企业,通过主题演讲、技术分享、高端对话、创新展示、场景交流等多元形式,共同探讨AI时代建筑智能化产业的发展方向,推动智能建筑迈向更加智能、更高效、更低碳、更具生命力的新阶段。欢迎行业小伙伴积极报名参会,分享交流!

报名参会

成都站 (10月27日):https://hdxu.cn/KEUDM

西安站 (10月29日):https://hdxu.cn/6G03Q

北京站 (11月17日):https://hdxu.cn/LaWOm

上海站 (11月19日):https://hdxu.cn/c0H71

广州站 (12月10日):https://hdxu.cn/MuQF8

更多CIBIS峰会信息,参见峰会官网:summit.qianjia.com