綜合能源服務新形勢下智能樓宇發(fā)展趨勢及概況

陳曈 黃彪斌 曹春蘭 李欣璇 周宇昊

（1華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州 310030；2浙江蓄能與建筑節(jié)能技術重點實驗室，浙江 杭州 310000；3中國華電集團公司福建公司，福建 福州 350000）

1 智能樓宇起源和概念

智能樓宇概念最早誕生于美國，美國聯(lián)合科技UTBS公司于1984年通過計算機設備、數(shù)據(jù)通信線路、程控交換機等當時最先進的技術，以綜合自動化和信息化對大樓進行控制和管理，使大樓的用戶能夠在一個經(jīng)濟舒適且高效安全的環(huán)境下進行辦公和日常生活，使大樓的功能從傳統(tǒng)向智能化轉變，意味著世界上第一座智能化樓宇誕生[1]。

中國國家標準GB 50314—2015《智能建筑設計標準》對智能建筑做出了如下定義：以建筑物為平臺，基于對各類智能化信息的綜合應用，集架構、系統(tǒng)、應用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑。

2 智能樓宇發(fā)展趨勢

目前，綜合能源服務轉型在央企率先推進，尤其是國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、華電集團等陸續(xù)出臺開展綜合能源服務的相關文件，明確了綜合能源服務的戰(zhàn)略規(guī)劃和具體開拓的業(yè)務領域，并著手布局相關項目[2]。能源數(shù)字化和能源智能化正在成為綜合能源服務的兩大重要方向。智能樓宇作為科技時代的必然產(chǎn)物，是信息技術、綜合能源與現(xiàn)代建筑的有機結合。

根據(jù)相關數(shù)據(jù)，近年來我國每年新增建筑面積約20億平方米，政府對樓宇智能化建設開始向標準化和科學化方向引導，社會廣泛看好智能化樓宇的發(fā)展[3]。人們更加關注建筑的節(jié)能、環(huán)保、綠色、智能等，這在2010年上海世博會得到了充分展示，眾多場館集中應用國際先進的諸如太陽能、LED照明、冰蓄冷、地源熱泵、屋面雨水收集利用、江水源循環(huán)冷卻降溫、氣動垃圾回收、綠地節(jié)水灌溉和可再生材料使用等多項節(jié)能技術和手段，向大眾充分展示了未來低碳、綠色、智能城市建筑的前景和案例[4]。在此趨勢下，智能樓宇要想在未來的發(fā)展中凸顯優(yōu)勢，就要在加強深度和增強廣度的方向上努力。

3 智能樓宇關鍵技術

3.1 樓宇智能設備

3.1.1 智能供配電系統(tǒng)

智能供配電系統(tǒng)對開閉所、變電所、各建筑單元配電室、樓層配電間、房間用電配置全過程、全系統(tǒng)的智能化運作，完成供配電各環(huán)節(jié)生命周期內(nèi)的智能化改造，提高供配電系統(tǒng)管理的自動化水平；對各變配電室增加變壓器監(jiān)控、視頻聯(lián)動監(jiān)控等建設內(nèi)容，通過變配電室智能化監(jiān)控來對供配電系統(tǒng)管理的自動化水平進行提高，保障供電可靠性和電能質(zhì)量，降低運行費用和人員勞動強度，從安全效率上能第一時間處理事故，減少因事故導致的停電時長，更好實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟。

3.1.2 智能照明系統(tǒng)

智能照明系統(tǒng)是為智能樓宇提供良好舒適環(huán)境的重要手段之一。照明控制能夠為建筑內(nèi)部提供良好的光環(huán)境和用電節(jié)能，可以對各種開關、插座、燈具、窗簾等設備進行遠程控制和智能化管理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)本地燈光軟啟、調(diào)光、一鍵場景、一對一遙控、分區(qū)燈光控制等實用性強的功能，還可以實現(xiàn)電腦遙控、定時等多種控制，通過各種先進技術的集成，提供以智能、便捷、節(jié)能、舒適為目標的樓宇智能化照明。

3.1.3 智能電梯系統(tǒng)

電梯作為大樓的垂直交通工具，承擔著運送人員和貨物的工作。一般來講，大樓的電梯分為普通客梯、貨梯、觀光電梯和自動扶梯。目前，樓宇監(jiān)控主要是對普通客梯和自動扶梯進行實施監(jiān)控。對電梯的監(jiān)控范圍通常包括起停控制、運行狀態(tài)、電梯門狀態(tài)、樓層指示、故障報警和應急報警等，還能根據(jù)大樓內(nèi)人員的流動情況，合理切換電梯運行的數(shù)量。一旦電梯出現(xiàn)火災報警，監(jiān)控系統(tǒng)能夠與消防系統(tǒng)及時、可靠地聯(lián)動，并在必要時切換進入手動控制狀態(tài)。

3.1.4 智能排水系統(tǒng)

給排水系統(tǒng)指對生活供水（冷/熱水）和污水排放。供水方面，主要措施為實施恒壓供水、污水池液位指示和報警，以及供水環(huán)節(jié)中各種供水、排水泵的定時循環(huán)工作等，一般采用電氣控制系統(tǒng)來控制恒壓供水，該系統(tǒng)由變頻器和軟啟動器等組成，當用戶用水量較少時，通過變頻器來調(diào)節(jié)頻率，適應供水流量，當用戶用水量增加時，通過增加工頻泵的方法來滿足供水流量需求。

3.1.5 智能空調(diào)系統(tǒng)

智能空調(diào)系統(tǒng)主要由空調(diào)機組、新風機組、變風量機組和風機盤管等設備構成。智能空調(diào)系統(tǒng)的控制主要是調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度及濕度，以及對時間的預定和啟停自動控制。若樓宇內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)已配備了先進的自動化控制系統(tǒng)，也可以選擇只監(jiān)不控的運行方式。

3.2 樓宇智能辦公系統(tǒng)

樓宇智能辦公系統(tǒng)采用先進的計算機、通信及多媒體技術，利用各種設備協(xié)助部分辦公業(yè)務，并與辦公人員形成人機信息交互，最終實現(xiàn)服務指定辦公目標。智能辦公系統(tǒng)主要包括各種辦公設備、信息傳輸與網(wǎng)絡設備以及與硬件相配套的各類軟件等。

3.3 樓宇智能安防系統(tǒng)

樓宇智能安防系統(tǒng)是一個綜合應用平臺，可以實現(xiàn)各安防子系統(tǒng)的集中管理，并統(tǒng)一調(diào)度使用。在一個可視化平臺上，對監(jiān)控、門禁、防盜報警、停車管理、消防、可視對講等多個子系統(tǒng)的設備進行監(jiān)視、管理，實現(xiàn)日常和緊急事件的聯(lián)動控制。

3.4 樓宇能源管理系統(tǒng)

樓宇能源管理系統(tǒng)也是一個綜合監(jiān)控信息化平臺，負責智能樓宇的管控一體化，集成當前先進的在線監(jiān)測、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術，實現(xiàn)供能設備與耗能設備的直接信息交互，對建筑的電力、燃氣、水等各分類能耗數(shù)據(jù)進行采集、處理，傳感器和執(zhí)行器、監(jiān)測和檢測間環(huán)環(huán)相扣，并能夠深入分析建筑能耗狀況，實現(xiàn)建筑節(jié)能。采用能源計劃、能源監(jiān)控、能源統(tǒng)計、能源消費分析、重點能耗設備管理和能源計量設備管理等多種方式，更加直觀地展示能源成本比重，讓樓宇管理者能夠?qū)δ茉蠢玫内厔萦懈鼫蚀_的掌握，實現(xiàn)智能樓宇的數(shù)字化管理。

4 總結

在綜合能源服務、能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下，公共建筑能源使用已成為政府、電力企業(yè)、社會各界關注的熱點。智能樓宇作為能源與大數(shù)據(jù)的集大成者，將取代傳統(tǒng)樓宇建筑。隨著智能設備、辦公、安防、能源管理等先進技術的不斷進步，智能樓宇在未來將大有發(fā)展。