数字双胞胎有望推动建筑物中的碳达到峰值

2022-11-13

“关于气候变化，你需要知道两个数字：第一个是 510 亿，第二个是 0。”

这是比尔·盖茨在他的新书《气候经济与人类的未来》中的第一句话。510亿是世界每年排放到大气中的温室气体的大约吨数，并且总体趋势是上升的，这就是我们今天所处的位置。“0”是我们需要达到的。为了阻止全球变暖，我们人类需要停止向大气排放温室气体。

全球变暖被视为气候变化的最严重影响——而且非常糟糕。有多糟糕？2022年夏天，全球极端天气肆虐，欧洲气温达到48.8摄氏度；西班牙因超高温死亡人数是2021年的4倍；北极的变暖速度是世界平均水平的 4 倍。由于今年夏季持续高温干旱、降雨不足、河流干涸、电力负荷持续超载，四川作为中国电力供应大省，水力发电能力也出现了急剧下降。7月以来，四川水力发电量从同期的约9亿千瓦时/天下降到约4.5亿千瓦时/天。成都等省内多个城市，已实施停电，工厂被迫停工，造成巨大损失。经济损失。

2016 年签署的《巴黎协定》设定了将全球变暖控制在 1.5°C 以内的目标，为实现这一目标，到 2030 年全球温室气体排放量必须减少 43%。中国建筑节能协会2021年底发布的《消费与碳排放研究报告（2021）》，2019年建筑全过程碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳，占总排放量的50.6%国家碳排放量。%，其中 80% 的碳排放是在建筑使用阶段产生的。为用8年时间完成国家“碳达峰”战略任务，数字技术开始成为衡量和监测建筑行业碳减排成效的重要手段，如通过数字孪生技术优化资源利用、减少建筑运维排放、循环利用等。经济。人工智能、物联网、区块链等也将成为构建下一代智能建筑解决方案的最强大工具之一。

构建低碳运维解决方案不能靠缝补

多年来，建筑能耗管理困难重重，除了建筑生命周期长、节能改造难等老问题外，还存在行业技术和标准尚不成熟、节能减排等新问题。技术和节能指标执行不一致。由于商业建筑需要支撑办公、商务、娱乐等场景，其建筑结构非常复杂，耗电量大。电梯、现代办公室和信息室等区域的用电量是主要排放源。

近十年来，大部分商业建筑通过互联网对楼宇运维的基础设施改造，实现了办公自动化、安防自动化、消防自动化管理。但由于早期相关技术的局限，功能集成度低，各子系统独立运行，后台管理系统不兼容，缺乏物联网整体架构理念，维护管理成本高，实施阻力大。

此外，由于缺乏智能化基础设施，系统运行效率低，故障率和能耗高，缺乏有效的水、电、热等数据监测手段，无法制定节能减排策略，导致无效的能量损失。同时，各系统的设计界面不够全面清晰，无法呈现全面协同管理的状态。监测疏漏时有发生能耗管理问题，无法达到有效管理建筑能耗的目的。

更重要的是，建筑节能降耗是一种动态管理。要在大数据的基础上逐步计算合理的水、电、热基本负荷阈值，实时监测负荷，预测不同场景的峰值负荷并采取控制措施。措施。使用单一的自动化和信息化技术是无法实现上述目标的。

数字孪生楼宇运维管理系统将全面落地

楼宇运维管理系统在经历楼宇自动化1.0、办公自动化2.0、5G安全节能3.0后，将迎来以人工智能+物联网为核心的楼宇智能运维4.0时代.

人工智能、物联网、5G等技术的应用，为智慧商业建筑的节能运营和“碳中和”提供了新的技术路径。智能楼宇运维管理不仅仅是为了让楼宇运行更加节能如电、热等。通过应用云计算和人工智能对运维过程进行监控，实现楼宇内电力、空调、照明、电梯、防火防盗等设备的协同，提高楼宇运行的能源效率和维护单元可以改进。人工智能、云计算等新技术可以使建筑具备自我分析能力，感知预警、智能决策，大大降低了建筑节能诊断门槛。即使是普通工作人员也可以用它来诊断建筑物的能耗。实施节能减碳行动。

以成都大运会主场凤凰山体育馆为例，这是成都古河云科技实施的场馆智慧运维模式，实现了节能设计、设备运行、通过数字孪生 3D 可视化管理平台实现运营降耗。案子。

凤凰山体育馆作为2023年第31届夏季大运会的核心场馆，不仅要达到国际顶级篮球赛事的标准和国际足联的标准，还要有绿色建筑的未来。场馆建设过程中，技术方面考验着极高的数字化专业能力和对建筑应用场景的理解。拥有近十年建设数字新基建经验的古河云科技，经过实地考察和与场馆的反复沟通，梳理出七大痛点：体育馆面积大；建筑结构复杂度高；场馆能耗需求高；节能实施难度大；场馆各子系统无法协同运维，运维效率高，成本低；应急设备分散，无法快速联动；设备种类繁多，难以统一管理。

针对这些痛点，古河云科技为凤凰山体育馆定制了一套3D可视化管理平台，集“终端+云+大数据”于一体，精准还原场馆建筑结构、设施、设备位​​置布局。体育馆的虚拟模拟空间。模型上。仿真模型基于古河云“开合”智能云架构支撑平台，为场馆构建强大的智能“大脑”，可实现凤凰城内施工设备的实时、动态、可视化集中运维山地体育馆。管理，形成宏观可控、微观可见、全方位覆盖的运维管理模式。同时，基于强大的物联网支撑平台，实现多设备报警联动，最终实现全场馆数字化智能化管理。该平台还可以集成现有的能源管理系统，通过人工智能进行设备异常诊断、能耗管理等增值应用，通过模拟分析和与能源管理系统实测数据的交互比较。

经过反复模拟和优化，场馆的建筑运维解决方案大大降低了运维人工成本和建筑能耗成本。

物联网能力决定数字孪生建筑智能化运维的深化能力

楼宇运行中的数据均来自部署在楼宇内的电子传感器、控制器等硬件，在楼宇运维管理系统的过程中发挥着重要作用。它的设计和应用方法决定了智能化的高度。通过物联网传感器和终端设备，可以感知楼宇内的温湿度、人员分布、热源分布和能耗分布，采集和监控数据，准确分析楼宇空间内的负荷需求。数据处理，运维及时发现。管理上的薄弱环节和盲点，利用数字孪生的可视化数据分析，实现能源消耗的精细化管理。

迄今为止，在借助楼宇数字化改造实现智能楼宇运维项目中，软件应用投入较多，硬件方面的突破较少。鉴于我国在硬件方面的发展一直受到美国的掣肘，为了摆脱这种软硬兼施的“跛脚”现象，国内一些前沿的物联网硬件产品也在不断创新。

仍以成都凤凰山体育馆为例，其数字化运维管理平台应用了古河云科技自主研发的物联网边缘计算网关、物联网智能终端、IO数据采集服务器等硬件，可即插即用各种类型的场地内的设备。无需专用软件即可对控制器进行编程，实现灵活接入、快速定制、高效部署、自助分析、便捷配置，适用于多场景楼宇。

在国际金融论坛（IFF）第十八届全球年会（F20峰会）上，IFF学术成员、中国发展战略学会副理事长王元峰在发言中提到：未来，建筑业应包括在碳交换中。可能有碳账户和碳资产。国家发改委也在加快编制建筑业碳达峰实施方案。在制定碳税方案、碳交易规则、碳减排合规机制等方面，需要业务场景大数据作为参考。因此，很难要求更多的软件和硬件。的科技公司承担着建筑行业数字化转型的重任。