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文档简介

暖通空调产业技术创新联盟智能化专委会中国建筑能源管理系统应用现状调研蓝皮书主要编撰人于震李怀陈语涵李立郝玉珍曲凯阳姜子炎林坤平李莹侯余波李铮伟朱伟锋吴剑林王东青刘学良邢英瑞刘朋勃曹建民李炜主编单位暖通空调产业技术创新联盟智能化专委会参编单位中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与能源研究院中国建筑科学研究院有限公司碳中和研究院建科环能科技有限公司中关村现代能源环境服务产业联盟博锐尚格科技股份有限公司中国节能协会群智能建筑专业委员会致谢依托暖通空调产业技术创新联盟智能化专业委员会,编制组开展了《中国建筑能源管理系统应用现状调研蓝皮书》的编撰工作。工作开展过程中得到了中国建筑科学研究院有限公司建筑环境与能源研究院、建科环能科技有限公司、中关村现代能源环境服务产业联盟、清华大学、同济大学、天津大学、博锐尚格科技股份有限公司、中国建筑设计研究院有限公司、北京建筑设计研究院有限公司、美的楼宇科技事业部、邻元科技(北京)有限公司、中国建筑设计院有限公司、北京建筑设计院有限公司、中国建筑西南设计研究院有限公司等单位的大力支持,在此表示由衷感谢。 I 12调研方式 7 82.2调研对象 3调研问卷 4应用现状调研分析 13 4.2系统功能和性能 4.3用户满意度 205应用现状总结 22 235.2主要问题 246对策建议和趋势展望 26参考文献 30i2021年中国建筑运行能耗占中国全社会能耗的21%,CO2排放占中国全社会CO2排放总量的19%[1]。建筑领域运行节能降碳对实现我国“双碳”目标至关重要。2022年我国竣工建筑面积约为40亿平方米,其中公共建筑约有8亿平方米,公共建筑能耗占建筑总能耗的38%左右[2],公共建筑运行节能是我国建筑节能工作的重点。建筑能源管理系统基于用能计量装置实现分类分项能耗的在线监测、分析和管理功能,可揭示建筑用能中存在的问题,挖掘节能潜力。“十一五”开始,在国家政策推动、标准引导下,大型公共建筑带头年住建部颁布的《城乡建设领域碳达峰实施方案》[3]明确提出推进公共建筑能耗监测和统计分析,逐步实施能耗限额管理。随着全行业的持续推动,用户节能意识的增强,现阶段建筑能源管理系统已基本成为公共建筑的标准配置。伴随着信息技术、通信技术、人工智能技术等的快速发展和建筑节能工作的深入,建筑能源管理系统功能从单纯的能耗统计分析,逐渐发展为能源的综合管控,是建筑IBMS系统的重要组成部分。在国家“双碳”发展目标下,建筑的能源结构发生变化,建筑高效、柔性用能的重要性不断凸显,建筑从单一的用能逐渐演变为供储用于一体的综合能源复合体,能源管理系统将在建筑级、区域级综合能源管理调度中发挥更加重要作用,是实现建筑领域“碳达峰、碳中和”的有力工具。在行业、企业和用户的大力支持和积极响应下,《中国建筑能源管理系统应用现状调研蓝皮书》(以下简称“蓝皮书”)编撰完成。基于广泛调研和总结实践,蓝皮书介绍了现阶段建筑能源管理系统应用现状、系统常用功能和性能特点,剖析了存在的问题,展望了未来发展趋势。起源起源20世纪70年代以后,建筑能源消耗对能源和环境的影响得到欧美发达国家的普遍关注,为了提高能源效率,减少资源消耗,建筑能源计量系统应运而生。英国和美国较早开展建筑能耗计量工作。英国于1976年开始对建筑物进行能耗调查并建设了包含建筑类型、空调设备形式等在内的能耗数据库,同期,美国也开始对建筑能耗的统计工作[4]。2006年我国建筑能耗分项计量工作拉开帷幕,始于既有建筑,旨在降低大型公共建筑能源消耗。建筑能源管理系统可以帮助建筑运营单位获得更详细的建筑用能信息,诊断建筑运行问题,优化建筑能源效率。早期的能耗管理系统主要用于基于安装表具的数据采集及简单的能耗拆分、统计和分析功能,在新型软硬件技术、物联网、大数据、人工智能等技术发展的推动下,建筑能源管理系统功能更完善,性能更强大,有助于实现更加精细化、智慧化的管理和运维。政策与标准政策与标准政府在推动建筑能源管理方面发挥了积极重要的作用,从“十一”五开始,政府出台了一系列建筑节能相关的政策文件和标准,明确了建筑能源管理系统建设的应用要求和技术指南,推动建筑能源管理系统的建设,从而推动建筑能耗的科学管理和建筑节能的发展。住建部自2007年10月发布了《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》[5],大力推进国家机关办公建筑和大型公共建筑能源管理平台的建设,实现对重点建筑进行能耗动态监测,并通过能耗统计、能源审计、能耗定额和超定额加价等制度,促使国家机关办公建筑和大型公共建筑提高节能运营管理水平。同月,《中华人民共和国节约能源法》经人大常委会修订通过,自2008年4月1日起实施,在法律层面上对工业、建筑、公共机构、重点用能单位节能工作做出要求。2008年国务院颁布的《民用建筑节能条例》规定了建筑节能的基本要求和管理措施,《建筑节能与绿色发展“十三五”规划》也提出了建筑节能的发展目标和重点任务。2021年9月,《中共中央确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中明确提出“健全建筑行业领域能耗统计监测和计量体系,加强碳排放统计核算能力、信息化实测水平”。2022年,住建部和国家发改委发布了《城乡建设领域碳达峰实施方案》,明确提出“推动公共建筑能耗监测和统计分析,逐步实施能耗限额管理”,并将“建立城乡建设统计监测体系”列入年度重点工作。标准方面,2007年,住房和城乡建设部发布的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》在公共建筑能源审计程序、内容和方法上为建筑能源管理平台的设计及应用提供充足的支撑。2008年6月,住建部印发了国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则共计5部[6],涉及能耗数据采集、数据传输、计量设备安装、数据中心建设、验收与运行管理规范。这是能耗监测系统第一部(系列)规范,为公共机关和大型公共建筑能耗监测体系的制定具有重要意义。2014年《公共建筑能耗远程监测系统技术规程》JGJ/T285-2014颁布并实施,进一步完善和细化了公共建筑能耗监测的要求和体系,推动了公共建筑能源管理系统的建设。《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019提出将建筑真实运行数据纳入运行评价。国家标准《能源管理体系要求及使用指南》GB/T23331-2020规定了建立、实施、保持和改进能源管理体系的要求,旨在使组织通过系统方法实现能源绩效和能源管理体系的持续改进。,。在此期间,各地方政府陆续制定地方的能源管理系统建设及实施标准体系,对高质量能源管理系统的建设,进一步推动了建筑能源管理系统的发展。《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021明确要求建筑能源管理系统应按分类、分区、分项计量数据进行管理。2024年3月国家发展改革委发布的《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》[7]专家解读系列文章中 提到“强化能源管理系统配置使用”。要强化建筑运行阶段节能管理。推动数字化运行管理管理平台建设,协同推进能耗限额管理等。国家层面对建筑能源管理的积极推动为建筑用能精细化监管提供强有力的支撑和保障。《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》《民用建筑节能条例》《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术《公共建筑能源审计导则》产品迭代产品迭代2004年10月,在北京市政府的支持下,清华大学节能研究中心率先研发了大型公共建筑用电分项计量系统,并从2006年开始在部分政府办公建筑中进行能耗分项计量系统的建设[8]。随后各省市围绕着大型公共建筑和政府类建筑开展能耗分项计量的建设工作,北京[9]、上海[10-15]、广州[9]等地持续开展公共建筑能耗监测数据分析。在国家政策,市场行为的推动下,节能服务公司、智能建筑建设施工企业等逐渐开展建筑能耗计量和能源管理业务。随着建筑节能关注度的持续提升和学科的交叉渗透,楼宇智能化产业领域的企业、信息化产业的企业相继进入该领域。在资源整合推动下,开发企业也开始建立自主品牌,市场关注度持续增长。由于服务模式、产品体系、功能性能的适配性和灵活性,能源管理系统以国产品牌为主。功能方面,早期的建筑能源管理系统根据终端用能设备实现分项计量,逐步可实现分户计量或分区计量,平台界面主要实现能耗数据的分类分项展示和分析。在节能的驱动下,能源管理系统数据价值逐步得到行业重视,节能比对评价(benchmarking节能诊断功能衍生发展,能源管理系统开始与其他建筑机电系统实现大集成,完成建筑运维、设备能耗、物管、资产等数据的互联互通,在AI技术的支持下,系统自动故障诊断,全局优化等进一步增强了能源管理系统的健壮性、易用性,智能性和节能管理能力。在建筑领域双碳发展目标推动下,建筑能源管理系统为建筑碳排放提供基础数据支撑,随着建筑用能结构的变革和建筑在能源供储用体系中的角色变化,建筑能源管理系统正在向综合能源管理和调度方向发展,和电网的响应交互中发挥重要作用。能源管理系统功能逐渐多元化,为建筑数字化、信息化和智慧化发展提供基础支撑,在推动建筑智慧运维、数字化转型中发挥着越来越重要的作用。研究推进研究推进科研方面,中国建筑科学研究院、清华大学、同济大学、百度、西门子楼宇科技、江森自控、美的、ABB等科研院所、高校和楼宇设备企业均在建筑能源领域持续开展前沿研究和实践,包括建筑节能技术、智能化系统、新型软硬件产品等。2007年,由清华大学建筑节能研究中心完成的“大型公共建筑能耗分项计量与实时分析监测系统”通过验收,并开始推广。“十一五”期间清华大学承担“大型公共建筑能量管理与节能诊断技术研究”科技支撑项目,开展大型公共建筑用电分项计量系统构架、能耗分类模型与方法、监测系统的开发。基本形成了我国大型公共建筑能耗分类模型[8,16]。“十二五”期间,中国建筑科学研究院承担“公共机构绿色节能关键技术研究与示范”项目(2013BAJ15B00开展公共机构能源管理信息化平台用能数据智能分析技术及节能策略研究,提出了数据缺陷诊断和纠错方法和技术,开展重要用能设备模型辨识与优化控制研究,并建立公共机构能源系台技术(2017YFC0704100)发布了《2021建筑智能化应用现状调研白皮书》[17],从集成商、运维管理人员、用户三个层面分析了我国建筑智能化发展现状,总结了我国建筑智能化系统应用的现存问题,梳理了建筑用户的核心需求。并在此基础上,从制度与体系、标准与技术、人才培养三个维度提出了相应的解决方案与建议,以期改善我国建筑智能化运维管理水平,充分发挥建筑智能化系统的价值,白皮书的发布,得到了行业界的广泛关注。2021年百度AI产业研究中心、百度智能云联合赛迪顾问发布的《智慧能源白皮书——拥抱数字时代,育先机开新局》[18]指出,碳中和愿景将加速推动能源清洁低碳转型。与此同时,互联网、物联网、人工智能等新一代信息技术引领新一轮产业革命,加快能源革命步伐,国家出台的多项政策将智慧能源纳入新基建融合基础设施将成为能源互联网建设的直接驱动力。同年11月,江森自控发布《双碳目标与中国建筑的可持续使命白皮书》[19],白皮书指出,建筑业可持续发展的挑战之一是建筑能效数据的收集、积累和分析。建筑运行数据是政府和行业监管部门制定政策和决策的基础。西门子在碳中和、零碳智慧园区、建筑能源系统关键技术领域也开展了大量工作,引导行业发展。先后发布了《西门子中国碳中和白皮书》[20]、《西门子中国零碳智慧园区白皮书》[21]等,其中《西门子中国零碳智慧园区白皮书》对建筑能源管理与智慧楼宇现状进行了详细分析,并给出成熟解决方案。同时建议加强对新建建筑在节能减排方面的要求和监管,同积极制定激励政策。2024年1月美的楼宇科技出版《2024智慧建筑数字化总承包模式研究报告(DEPCO)2.0》[22]提出智慧建筑是一个有大脑的自进化智慧平台,倡导以资产价值成长为驱动的数字化咨询工作。技术发展技术发展随着人工智能、大数据等技术的快速发展及在建筑中的积极应用,建筑能源管理系统可为实现机电系统更高效运维,节能降碳贡献更多的力量。物联网(IoT)设备和平台的发展为建筑现场智能化设备的部署和信息交互提供了更加便捷、高效、经济的解决方案。在既有建筑智能化升级改造中IoT设备具有很大的应用潜力。●百度智能云物联网平台●西门子、高通5G智能建筑网络合作●小米IoT智能家居平台●华为云物联网平台大数据分析和人工智能等技术的发展,唤醒了“沉睡”的建筑运维大数据,它的价值正在技术的加持下逐渐发挥出来,更好地赋能高效建筑运维。基于设备和系统运维和能耗大数据,采用AI算法进行建筑负荷和能耗预测、设备或系统故障诊断、风险识别与预测、系统或系统模型辨识,用户行为辨识,节能诊断等工作,为系统安全、高效运维提供智慧化的解决方案,节约成本,提高建筑智能化程度。●基于AI的负荷预测、故障诊断、全局优化、节能量辨识已成为研究热点。高校、设备厂家、科研院所在此领域投入大量的资源。智能控制系统是建筑智能化的基石,通过持续的研发和攻关,我国提出并研发了完全自主知识产权的建筑智能化系统,提出了中国解决方案。●依托科技部重点研发专项,清华大学等研发了“群智能建筑智能化系统”。该系统是基于群智能理念的分布式并行自组织新型建筑智能化系统平台。2021年7月,中国建筑科学研究院有限公司和华为技术有限公司共同发布了“建筑能效云”解决方案,致力于推动双碳战略在建筑和园区领域落地,支撑社会可持续发展。随着BIM技术的普及应用,BIM全生命周期应用逐渐向运维阶段延伸。基于数字孪生的建筑能源管理系统可以集成建筑的几何信息、设备布局、结构、材料、建筑系统等多方面的数据。通过三维模型,能源管理人员直观地获取建筑的相关信息,可视化呈现建筑的结构、布局和特征。这样,能源管理人员能够更好地理解建筑的能源消耗和能源流动情况。同时三维模型可以与建筑物联网(IoT)和传感器系统集成,实现对建筑设备和系统运行状态的监测。●中国建研院下属北京构力科技有限公司PKPM建筑运维系列产品致力于BIM技术在运维和改造阶段的应用,采用产品化的开发模式,把BIM模型和建筑运维的实时运行数据相互集成,可对建筑物的性能进行智能分析,帮助业主和物业管理者提高建筑的设施管理、运营管理以及维护的质量。总结总结在双碳发展背景下,建筑能源管理系统内容更加广泛,将在源侧、荷侧,储侧发挥越来越重要的作用。现阶段的建筑能源管理平台应用现状如何?是否达到设计要求并满足用户需要?发展过程中存在哪些问题?业主和使用者的迫切功能需求是什么?在信息化和物联网时代,建筑能源管理平台如何借力得到更好的发展和应用效果,需要科学的指引。聚焦以上问题,依托暖通空调产业技术创新联盟智能化专委会,蓝皮书编制组开展了中国建筑能源管理平台应用的现状调研。蓝皮书简要介绍了建筑能源管理平台应用现状调研的问卷编制、调研对象和调研范围等基本情况;基于调研结果,对建筑能源管理系统应用现状进行分析,剖析当前发展遇到的技术壁垒和市场挑战,梳理用户核心需求;在此基础上尝试提出建筑能源管理系统发展对策及建议,探索未来建筑能源管理平台技术发展趋势。在线调研在线调研现场调研专项调研在暖通空调产业技术创新联盟的支持下,2023年伊始,编制组开始了建筑能源管理平台现阶段应用现状与需求分析的问卷编制和调研工作,问卷旨在通过分析中国建筑能源管理平台应用发展现状、存在的问题、用户需求,探索未来建筑能源管理平台发展趋势。调研工作通过微信平台、联盟网站和现场调研等方式开展(图2-1)。此次调研围绕能源管理系统基本情况、功能和性能、使用满意度和被访人员信息四个方面展开。调研范围如图2-2所示,其中系统应用基本情况、功能和性能以及产生的应用价值为本次调研重点关注内调研对象为安装和使用建筑能源管理平台的新建和既有建筑,包含办公建筑、商业建筑、酒店建筑和学校建筑等不同类型建筑。调研对象以实际参与建筑能运维管理的工作人员、项目业主、建筑用户等,从不同用户角度梳理我国建筑能源管理平台的应用现状。此次调研的主要对象如图2-3所示。33调研问卷调研基于客观严谨、目标明确、条理清晰、调研内容可回答、填写时间可控制、涵盖内容一致性的原则,编制问卷。建筑能源管理系统应用现状问卷共计32题,其中基本情况14题,占比43.75%;系统功能和性能9题,占比28.13%;使用满意度和被访人员基本信息分别占比18.75%和9.37%,详见表3-1。1293643工作组组建问卷编制团队,明确调研范围和对象,构建问卷框架,梳理拟调研的核心问题,编制调研问卷,并经过试答,问卷修改,复答的多轮迭代过程,最终完成问卷的编制,面向行业开展调研工作。调研采用线下和线上相结合的方式展开。线下调研主要依托行业大会,包含但不限于2022至2023年举办的全国暖通空调制冷学术年会、国际绿色建筑与建筑节能大会以及中国国际智能建筑展览会,同时还包含典型项目现场和主流品牌集成商展的专项调研。线上调研借助问卷星、微信公众号等平台,面向各大物业公司、商业地产公司、商业楼宇业主等展开。建筑能源管理系统应用现状调研问卷共计发放400份,实际回收320份,其中网络反馈260份,本蓝皮书进行了我国建筑能源管理平台现状、需求、发展趋势的分析和展望。运维管理人员业主建筑用户设备厂家施工单位调研对象所属建筑类型和建筑面积如图4-1和为综合办公楼,政府办公楼和园区社区各占比10%。从面积分布看,42%的被调建筑面积大于10万平方多样设备和系统的概率越高,被访者更易全面覆盖问卷的相关内容。其他其他…工业建筑…3000-3万平方米建筑能源管理系统由建筑能耗计量系统发展而来,随着我国建筑节能工作的持续推动,行业界对能耗分析与节能管理关系的深入理解,软硬件技术的更新迭代,能源管理系统人机交互方式、功能和性能不断完善和提升。国产自主品牌的能源管理软硬件在人机交互、功能和性能的完整性和扩展性,与节能标准相关性等方面的具有优势,逐渐占领了国内建筑能源管理系统的主流市场。调研结果显示,调研建筑使用的能源管理相关软硬件产品的国产比例为71%,国外品牌占比为9%,国内国外都在使用占比为20%。对建筑能源管理系统的使用年限进行了调研,结果如图4-4所示。被访系统使用2年及以上的约以上的占比9%。对日常频繁使用能源管理平台的人数进行了调研,结果如图4-5所示。日常3~5人频繁使用的系统占比35%,10人以上频繁使用的占比约为20%,1~2人频繁使用的占比约为18%。80%以上项目的使用人数不超过10人,该结果表明,系统未得到高频次广泛应用,系统的价值没有得到充分挖掘。系统使用人数受多方面因素影响,如界面的友好程度,操作的便捷性,流程的高效性及运维管理要求等,使用率的高低一定程度反映了系统功能的完善程度、易用程度和实际价值。能耗计量是能源管理系统最基础的功能之一,监测参数的种类和数量反映了监测的完整性、精细程度及对其他系统的支撑能力。对系统监测参数种类的调研结果如图4-6所示。94%的系统监测了电耗,76%的系统监测了供冷量,63%的系统监测了室内环境参数,59%的系统监测了用水量,55%的系统监测了供热量。监测内容与建筑用能种类相关,但可以看出绝大多数建筑电耗的监测,但冷热量监测的占比仍然有待进一步提高。在被调的能源管理系统中具有分类(冷、热、电、气等)计量功能的系统占比为76%,具有分项(供暖、空调、照明、插座等)计量功能的系统占比为65%,按楼层计量系统的占比36%,35%的系统实现了按楼栋的计量,调研结果如图4-7所示。上述调研结果表明,多数建筑的能耗计量系统实现了一定程度的分类分项计量,但分项计量的程度有不小的提高潜力。计量表具是能源管理系统的核心硬件,调研结果显示,被调研系统中安装超过1000个计量表具的系统占比为11%,100-1000个计量表具的系统占比为43%,50-100个计量表具的系统占比为26%,小于50个表具的占比20%,如图4-8所示。能源管理系统现场计量表具的数量反应计量的精细化程度或建筑的复杂性。科学精细的计量有利于能耗的准确分析,但表具过多容易造成管理难度加大,且容易产生大量低价值信息。总体而言,能耗计量表具应基于项目目标,制定科学合理的计量构架,确保计量表计的准确性和可靠性,以支撑项目高效运维。个个个监测参数越多,故障发生的概率越高,运维工作负担越重,系统使用频次也会降低。这里的故障包含设备损坏,传输终端、数据错误等。降低系统故障率,是保障平台使用率同时减轻运维人员工作量的重点。本报告对能源管理系统的故障发生频次进行了调研。调研结果如图4-9所示。系统投入使用半年以内发生故障的比例为19%,1年内发生故障的比例为25%,1年以上发生故障的比例为40%,还有约16%的问卷反馈为不了解。如果能源管理系统具备故障的自诊断、报警功能并提供故障处理方案,可以极大的提升系统的可用性同时降低运维管理压力。调研结果显示,参与调研的能源管理平台内发生故障,2年内的发生故障的概率高达46%。本报告对能源管理系统的升级改造周期进行了调研,如图4-10所示,26%的系统一旦安装好后无升级或更新,使用1年~2年后升级或更新的系统占比约为35%,使用5年后更新的系统占比约为7%。能源管理系统使用频次一定程度反映了其在日常运维管理中的重要性,或系统的可使用性。本报告对能源管理系统的使用频次进行了调研,如图4-11所示。调研结果显示,系统每天多次使用的约占40%,每天使用一次的约占22%,每周使用一次或更低使用率的约占38%,调研结果显示,当前能源管理系统使用率比较高,这可能是因为本调研中主要调研的时候大型公共建筑,其中超过10万㎡的项40%目超过42%,调研结果表明,在大型公共建筑中,运维人员比较重视能源管理系统,能够日常使用能源管理系统。系统建设周期(安装、调试)直接影响系统建设成本。参与被调的能源管理系统中,建设周期小月的约占30%,建设周期大于6个月的约占18%,调研结果如图4-12所示。结果显示现阶段约有60%的系统从设备安装、调试到正常使用的时间周期约为6个月,整体建设和调适周期较长。准确性的调研结果如图4-13所示,约有56%的能源管理系统监测表具1~3年标定一次,6%的系统表具标定周期约为3~5年,另有近37%的能源管理平台表具不进行标定。建筑能源管理系统的功能和性能是评价平台价值的重要指标,本节主要针对能源管理系统数据的准确率、采集周期、平台功能、传输方式以及其在管理和节能方面的价值等内容展开调研。针对系统数据准确性的调研结果如图4-14所示,44%的被访者所用能源管理系统数据准确率在90%以上,34%的系统数据准确率介于80%~90%,22%的系统数据准确率小于80%。总体而言,被访者认为的能源管理平台的准确率相对过去已有很大进步,但仍有较大提升空间。值得注意的是,调研反映的是被访者对系统准确度的信心,这与实际数据准确率并不能简单的视为等同。表具的准确性是能源管理系统可靠性和准确性的基石,也是运维策略制定的重要依据。针对表具对能源管理系统计量参数的采集周期进行调研,调研如图4-15所示。21%的系统数据采集频次为15的数据采集频次为1小时/次,9%的数据采集频次为30分钟/次,采集周期根据计量对象不同而变化的系统约占36%。结果表明,现阶段能源管理系统数据采集管理向精细化、科学化方向发展。建筑能源管理系统功能是其价值的重要体现。针对系统具备的功能模块的调研结果如图4-16所示。调研结果显示60%以上的系统具备能耗监测功能、异常报警功能、能耗报表、能耗预测分析、能耗计费等常规功能,约有36%的系统可实现能耗限额管理,28%的系统可实现数据人工矫正,25%的系统具有碳排放管理功能。从图中可以看出,碳排放管理、限额管理等功能有待进一步加强。 基于监测数据进行能耗、能效等的自动分析是建筑能源管理系统高效管理作用的重要体现,项目组对能源管理系统所具有的自动分析功能进行了调有异常数据自动报警功能的约为72%,具有自动生成月度、年度数据报表功能的占比60%。具有能耗数据分析功能和自动能耗预测的系统约占50%,30%左右的系统具备自动生成节能策略、缺失数据自动补充等功能。随着大数据,AI技术的快速发展,基于数据的自动诊断,分析功能在逐渐被挖掘,工程应用潜力巨大。对用户使用频次最高的系统功能进行了调研,结果如图4-18所示。调研所示使用频次从高到低的功能依次为:能耗数据查看、能耗报告下载、能耗数据分析和设备台账查。相反,进行节能优化、缴纳能源费用和查看设备KPI功能使用较少。调研结果表明,现阶段能源管理系统主要作用仍为能耗查看和趋势分析,基于数据的节能潜力评估,优化运维,能效对标等功能还未得到充分利用和挖掘。三维图形界面能够更加直观清晰的展现建筑和机电系统的关系,人机交互界面更加友好。调研表明(图4-19约40%的用户反馈在用的系统具有三维交互界面。随着移动设备的普及和高频率使用,各类运维管理移动端APP逐渐增多,方便了机电、物业、资产等的日常运维和管理,有效降低工作难度,提高运维效率。调研表明,被访人员在用的系统中支持手机端操作的占比为53%(如图4-20)。PC端和手机端系统在不同使用场景中发挥着各自优势,手机端取代电脑端成为日常运维管理端成为发展趋势。随着通信技术的快速发展,IoT设备的广泛越来越多的能源管理系统采用无线设备和系统搭建。ZigBee、LoRa等无线通信协议在智能建筑中应用逐渐增加。调研结果表明(如图4-2142%的建筑能源管理系统数据有线传输方式、18%的建筑能源管理平台数据可支持无线传输,两者均支持的占比早期的建筑能源管理系统多以独立子系统的方系统数据孤岛的问题,数据交互产生巨大运维价值。能源管理系统更多为IBMS系统的子模块之一,支撑整个建筑智能化系统工作。对能源管理系统的集成性进行了调研。结果表明(图4-22现阶段仅有31%的系统与其他系统实现了集成。因此,应进一步加强建筑内各子系统的集成和数据互联,从而实现更加高效的运维管理目标。为用户提供准确、有价值的能耗数据是建筑能源管理系统本质属性之一。本调研从系统的操作界面、优势特点、使用效果、存在问题等方面,开展能源管理系统用户满意度调研,以期系统功能不断完善,性能更加强大,为运维管理,节能减排贡献更大价值。对能源管理系统总体使用满意度展开调研,结果(图4-23)显示65%的被访人员对系统比较满意,有35%的用户表示一般或不满,能源管理系统的整体使用满意度仍有提升空间。对系统界面操作方式的便捷性进行了调研,大部分受访者认为现阶段的界面操作方式较为便捷,但仍有24%用户表示界面操作方式仅能满足基本使用要求,另有6%的受访者表示使用不便捷,调研结果如图4-24所示。48%能源管理系统对节能减排的作用进行了调研,结果表明,60%的受访者对其在节能方面的贡献表示认可,认为能源管理系统有助于项目节能减排目标的达成,40%的受访者认为能源管理系统对节能减排没有帮助,调研结果如图4-25所示。 从运维管理角度出发,对现阶段建筑能源管理系统存在的主要问题进行了调研,50%的受访者认为目前系统功能不全面;36%的受访者认为系统数据不准确,33%认为系统监测数据不全,28%的受访者认为平台使用频次低,23%的受访者认为操作不便,调研结果如图4-26所示。不同用户对能源管理系统功能需求期望不同,但监测数据的全面性,准确性和操作便捷性是能源管理系统的基本属性,做好基础数据准确性的校核和管理,系统才可能满足使用要求,发挥更大作用。同时,近一半的受访者认为建筑能源管理系统应在能耗可视化、能耗预测和能耗分析功能上进一步提升和完善,其余有待完善和提升功能及比例如通过前述调研可以看到,现阶段我国建筑能源管理系统以国产品牌为主,广泛应用于商业办公等公共建筑中。系统具备基本的能耗数据收集和分析功能,在节能方面也发挥着积极作用,但也存在一些问题,整体应用情况总结如下:本调研工作重点围绕建筑能源管理系统实际应用效果展开,78%的被调能源管理系统使用年限超过2年。从系统计量内容上看,90%的系统对建筑电耗进行了计量,60%左右的系统对建筑用冷用热用水量进行了计量,与此同时63%的系统进行了室内环境的监测,60%以上的系统均实现了分类分项计量。从计量表具数量上看,46%的系统计量表具<100,43%的系统计量表具<1000。上述结果表明,现阶段60%以上能源管理系统能够监测建筑的冷热电及环境监测,监测内容的细化程度也在逐步加强。用户对室内环境质量的关注度也越来越高。使用率方面,50%左右的能源管理系统日常使用人数在3~10系统功能方面,能耗监测、异常报警、报表生成、能源计费等为能源管理平台常见功能,但能耗限额管理、数据质量校核、碳排放管理等功能普及率低。为进一步加强能源管理系统对节能运行的贡献力,能耗预测、节能分析等功能还需加强。从平台运维管理者的角度出发,能耗数据查看、能耗报告下载、能耗数据分析和设备台账查看为最常使用的功能,但节能优化、缴纳能源费用和查看设备KPI的功能使用较少。调研显示61%的被访系统为二维交互界面,53%的系统支持手机端使用。随着技术的发展,基于BIM的交互界面将获得更好的市场份额,移动端系统也将会更加普及。现阶段,超过三分之二的能源管理平台仍为独立运行的系统,但在运维管理和节能减排的推动下,集成各智能化子系统的IBMS市场需求量将逐步增加。系统故障率是能源管理系统稳定性和健壮性的重要参数,调研发现,现阶段建筑能源管理系统使用两年内故障发生率约为65%,一年内发生故障的比例约为44%,故障率高且频繁降低了平台的可靠性同时也增加了运维费用。系统数据准确率方面,78%的用户反馈系统数据准确率>80%,调研结果同时也显示37%的能源管理平台表具投入使用后不再进行任何标定。数据的准确性和低故障率是系统能够长期发挥作用的关键,表具的定期校核是平台数据准确的重要保障,因此,应加强对既有能源管理系统设备准确性的要求。数据采集周期方面,调研结果显示40%的系统被监测数据采集周期为1h及以下,36%的系统基于采集对象特点设置采集频率,有18%的系统数据采集周期为1天/次。在对系统运行效率、节能性计算和分析时,涉及设备运行的关键参数,采集频次越高,越有利于进行详细的数据分析,为节能运行提供支持,但频次过高也会造成无效数据的增多。因此,建议进一步根据数据的作用,合理规划数据采集频次,在保障数据分析效果的前提下,降低数据垃圾风险。调研结果表明,由于建筑能源管理系统数据准确率不高,且数据故障自动诊断功能、能耗预测、节能分析等功能未得到广泛应用,平台并没有明显降低运维人员工作强度,一定程度上增加了基础数据校核和节能策略分析的工作时长和难度。(4)平台满意度为用户提供准确、完整的建筑基础能源数据,进行分析与评价是建筑能源管理系统的基本属性。就满意度调研结果来看,65%的被访人员对现有系统较为满意,35%的被访人员对系统满意度不高,总体满意的系统多于不满意的系统。调研结果表明,建筑能源管理系统功能不够全面、平台故障率高、使用频次低,对节能诊断和运行贡献较小是现阶段建筑能源管理系统存在的主要问题。同时,近一半的受访者希望建筑能源管理系统应在能耗可视化展示、能耗预测和能耗分析等功能上进一步提升和完善。大部分受访者认为使用能源管理系统后,在建筑运维节能,节约人力及设备故障提示上发挥着一定的价值。但在推动节能上发挥的作用还需进一步加强。基于上述调研结果,对建筑能源管理系统应用中存在的问题梳理如下:【1】使用频次略低,应用人数偏少。调研表明,70%的建筑能源管理系统日常频繁使用人数小于10人,且仅有50%左右的系统有移动端,间接反应出能源管理系统的便利性和使用度还不高,不利于建筑整体运维效果的提升。【2】数据准确率较低,故障比例偏高。目前建筑能源管理平台仍然存在界面数据准确率低,且平台故障比例较高的问题。影响数据准确率的原因是多方面的,但数据准确度会直接影响平台的可信度和准确性,对日常使用频次,平台对节能的贡献等方面产生不利影响。【3】能耗、碳排放管理功能缺失,自动分析功能有待完善。能耗定额、碳排放管理是节能降碳的重要关注点,自动分析功能是帮助建筑能源管理平台使用者实现异常数据报警、能耗预测、提供节能策略和自动出具数据报表的重要决策辅助工具。现阶段,仍有64%的能源管理平台不具备能耗定额管理功能,75%的能源管理平台不具备碳排放管理功能。随着AI算法的快速发展,基于既有数据进行能耗预测、节能诊断等的功能还有待加强。【4】BIM、移动端应用功能未广泛普及。随着移动通讯设备的普及、手机的高频率使用和BIM、数字孪生等技术的快速普及应用,建筑能源管理平台在移动端应用,并实现三维模型展现建筑能源结构辅助能源管理平台使用和功能实现,将极大地提升建筑管理平台的使用率和便捷性。【5】平台节能减排效果有待提升。有效推动建筑节能减排是建筑能源管理系统的核心目标和价值所在,如何利用能源定额管理、能耗预测、节能诊断、故障分析分析等技术实现建筑能效提升是系统性能提升的重点,根据调研结果统计,现阶段仍有40%的受访者对平台的节能减排效果不甚乐观。66对策建议在物联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术的快速发展下,建筑能源管理平台的功能和性能不断迭代更新。AI算法可有效提升建筑数据价值,利用数据驱动建筑进一步节能降碳是现阶段发展热点。20多年来,建筑能源管理系统不断发展,国内产品与解决方案已经居于市场主导地位,在数字化转型快速发展,楼宇设备进一步互联互通的趋势下,能源管理平台正经历着从“非必要”到“很重要”的蜕变。在行业的共同努力下,在信息技术和智能化的发展推动下,建筑能源管理系统将在提升建筑能效,助力建筑节能减排方面发挥更重要作用。制度和体系层面制度和体系层面1.完善建筑能源管理系统建设要求、验收标准和运维管理体系。由于现阶段建筑能源管理系统缺乏完善的建设、验收标准和运维全过程管理体系,尤其是验收和运维阶段缺乏监督和管理,导致能源管理平台实际运行中一定程度上存在监测点位不完善、数据准确率不高、能耗分析功能未充分使用等问题,导致能源管理平台作用无法充分有效发挥。因此,应当进一步完善能源管理平台建设、验收和运维的全过程质量体制。系统开发前,应结合系统特点及后期使用功能,进行系统的设计和规划;系统投入使用之前,应按照设计要求对系统功能进行全面检测,达标后方可投入运行;投入使用后,应保证计量器具在校准有效期内,定期对系统界面数据进行核对,保障系统提供数据的真实性和准确性,并将能源管理系统的运行纳入日常管理维护工作。2.完善基于真实运行数据的节能量核定和奖励机制。上海市编制的《建筑改造项目节能量核定标准》中规定:“在推动公共建筑节能改造项目过程中,优先采用能耗监测数据作为依据”,保障节能量核算。应在全国范围内推广依据真实数据开展的节能量核定,并建立奖惩机制,对能耗不达标的建筑进行惩罚。只有完善的奖惩机制,才能更好地推动各相关方更加重视能源管理系统建设和运行。3.建立高能耗建筑的数据披露和能碳限额管理。建立高能耗建筑的数据公开和披露机制,充分发挥能源管理系统的作用。探索高能耗建筑的能耗限额和碳排放限额管理,探索基于能耗限额的节能改造模式和机制,对于积极开展节能改造的项目给予行政和经济奖励。技术和产品层面技术和产品层面1.优化监测点位设置,加大实测数据应用范围。进一步建立健全能耗监测系统建设和验收要求和标准。目前一些项目设置了过多的计量点位,日常维护成本高,且产生大量无价值数据,由于日常维护困难,造成整个系统的可靠性和可用性降低,在后续标准制订和实际工作中应根据实际需求,精简不必要的计量点位。现阶段在一些项目中,建筑能源管理平台使用人数偏少、使用频率偏低,数据价值未充分发挥。应加强移动终端的建设,促进更多人员更

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