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智慧樓宇——綠色的智慧之心

智慧樓宇——綠色的智慧之心

「智慧城市專題導語」

城市必須不再像墨跡、油漬那樣蔓延,一旦發展,他們要像花兒那樣呈星狀開放,在金色的光芒間交替著綠葉。

—— Patrick Geddes《進化中的城市》

維基百科將智慧城市定義為是把新一代信息技術充分運用在城市的各行各業之中的基於知識社會下一代創新創新2.0)的城市信息化高級形態。無所不能認為智慧城市是物聯網應用的重要場景。

在全球智慧城市規劃集群規劃中韓國「 U-City」計劃、新加坡智慧國計劃、日本政府以實現安心且充滿活力的數字化社會而推出「I-Japan(智慧日本)戰略2015」、柏林的電動交通和節能住宅計劃、法蘭克福的環城綠帶被動式住房節電獎勵方案、維也納的市民太陽能發電廠計劃等規劃繼提出后也在探索著實踐的路徑可見城市管理者對智慧城市建設有著空前的熱情。

而智慧城市中的重中之重——智慧能源則是充分開發人類的智力和能力通過不斷技術創新和制度變革在能源開發利用、生產消費的全過程和各環節融匯人類獨有的智慧建立和完善符合生態文明和可持續發展要求的能源技術和能源制度體系從而呈現出的一種全新能源形式。

2017年國家能源局公布了首批56互聯網+」智慧能源能源互聯網示範項目名單。項目開發方既有能源央企也有民營資本和高等院校內容涉及城市、園區能源互聯網建設企業大數據平台開發分散式微電網建設電動汽車充換電設施與分時租賃等諸多種類。不難預想此後互聯網+」智慧能源將給能源行業帶來一場變革。

無所不能將立足於不同角度為行業追隨者們解析我們所居住的城市到底有多智慧。今天將以智慧樓宇——這個與人類最息息相關的場所作為開篇。

在清華大學的中心地帶,蘇世民書院靜靜矗立。

這座由美國耶魯大學建築學院院長,後現代主義建築風格創始人之一羅伯特.斯特恩教授主持設計的建築,採用合院式布局,莊重的入口和雅緻的內庭院頗具東方神韻,也融合了西式建築風格。2013年,黑石集團主席蘇世民先生捐贈1億美元啟動「蘇世民學者」項目,迄今為止,該項目已募資超過4億美元。這座國際化學院正是該項目的結晶,其使命在於培養推動不同文明間相互理解與合作的全球未來領導者。

蘇世民學院外景

與宏偉藍圖相匹配的,是蘇世民書院領先的智能建築解決方案。這座「未來的世界領袖們」的居住和生活之所,兼具建築舒適度和對使用者健康的關懷。無論是溫度、濕度、空氣質量、飲用水質量還是節能,都達到了LEED(美國綠色建築認證標準)金級認證的嚴苛要求。同時,由於建築結構的複雜性,達到上述標準的前提是在有限的空間內,完成對複雜系統的布局安裝,並考慮到未來使用維護的合理性。

施耐德電氣是這一切的實現者,他們為這座綠色建築提供的全套綠色解決方案中,包括樓宇能源系統、能源管理系統、智能照明系統、房間控制系統、視頻控制系統、漏電火宅報警系統、綜合布線系統、面板開關、中低壓及變壓器、末端控制箱等智能樓宇軟硬體產品、解決方案和服務。

值得一提的是,施耐德電氣為蘇世民書院這座智慧之所,匹配了兩個「智慧的大腦」:智能樓宇管理平台(BMS)和能源管理系統(EMS)。二者結合,通過分佈在書院各處的監測點,採集數據,加以分析,隨時監控建築內部溫度、濕度、空氣質量。確保環境舒適的同時,實現對能源的監控優化。

蘇世民書院內景

建築與人

建築是人類文化與科技的重要結合點。在公元前25000年,穴居人在岩洞壁上作畫。有趣的是,或許因為居住環境太過粗糙,畫的內容基本都是戶外活動,極少涉及簡陋的「室內」。而16000年前的冰河時代,人們用猛獁骨架和猛獁皮搭建帳篷,度過了嚴酷的冰河時代;在猛獁滅絕之後,人類接連迎來了兩次建築材料的突破:樹枝和泥磚,這些材料甚至沿用至今。

人對建築的功能和美觀要求在不斷進化,更新的材料,更堅固的建築方式,更人性化和環保的居住方式不斷刷新人們對建築的認知。在公元前能住上帶熱水管道的舒適別墅已經相當幸福,但古羅馬人一定不會想到,現代化的房屋對溫度,濕度和空氣質量的控制會如此精準;而中世紀功能齊全的高大城堡里的國王們,雖然能燃起數以千計的蠟燭,照亮大廳,通過遍布上下的傳聲筒發出指令,但恐怕難以想象通過手機就能控制整個建築的科技奇迹。

位於阿姆斯特丹的德勤總部大樓The Edge,被彭博社評價為「全世界最智慧的建築」。這棟建築的智能化超越了古羅馬人和國王們所有最大膽的幻想,甚至令無數當代建築也望塵莫及。宛如水晶方糖的外立面中,The Edge的節能實現了一個奇迹:自身產生的能源達到其能耗的102%,能源凈消耗為零。這也讓其BREEAM-NL評級為98.36%,成為全世界可持續性最佳的辦公樓宇。分佈在外立面南側和屋頂的歐洲最大太陽能光電板陣列功不可沒,但管理這些清潔能源的施耐德電氣SmartStruxure™樓宇管理系統(BMS)才是大樓的智慧中樞。

德勤The Edge外觀圖

SmartStruxure是一款開放、互動式的解決方案,能夠使The Edge的設施管理者對來自樓宇和IT系統的全部數據進行監視、測量和控制,進而確保責任落實以及員工的舒適度與滿意度。The Edge採用了施耐德電氣多種集成式設施管理與能源解決方案、配電系統、IT基礎設施、控制設備以及「電力監測專家」軟體,能夠實現對關鍵樓宇數據的實時訪問。與此同時,The Edge大廈通過監測辦公樓層的人員數量,人員出入的狀態,辦公位的光線照度,濕度和溫度都被小範圍的進行調節,並且所有的調節端都被整合進了手機APP。這讓員工尤其是年輕員工非常滿意。

理想結合現實

建築的發展日新月異,但未來還有更大挑戰。據統計,2014年全球城鎮人口39億,到2020年將增至63億,人口城鎮化將促使樓宇電力消耗總量佔比由目前的53%提升至2040年的80%;同時,由於樓宇生命周期成本的3/4源於運維,可以預見30%-50%的節能增效潛力有待發掘。

綠色建築已成為熱門話題,但普遍的認知是,科技會解決一切問題。但這並不准確。日前,施耐德電氣在上海發布了面向樓宇市場的EcoStruxure,施耐德電氣能效及樓宇事業部能效中心總監孫靖在談到節能時認為,人的使用習慣是降低能耗的重要手段,與被動節能技術同樣重要。而施耐德電氣著眼於平台建設,將基本的邏輯設置為未來的持續改進,助力可持續發展。

能夠得出這樣的邏輯,得益於施耐德電氣在全球樓宇行業的深厚功底。施耐德電氣在全球服務超過100萬座樓宇,在這個領域積累了非常專業的知識和大量經驗。孫靖認為,在海量數據之外,了解行業才能發揮數據的作用,而非讓數據成為冰冷的存儲。簡而言之,就是技術與運營經驗的結合,通過IT+OT的方式,讓數據在一個個具體場景中發揮作用,解決實際的問題,進而建立經驗和知識的儲備倉庫,為未來做好準備;同時,讓管理者可以遠程、集中管理大量資產。這正是符合施耐德電氣最近熱推的EcoStruxure的邏輯,層層創新,從互聯互通的產品到邊緣控制,再到應用、分析與服務,實現高效、可持續的智能化。

快速城市化的是施耐德電氣實踐構想的絕佳場所。孫靖談到,現有百分之七十到八十的建築,建完就結束了,缺少能效的持續改進。而蘇世民書院則在不斷經歷全季節的高級調試,一步步優化,像蘇世民書院這樣的例子應該更多在綠色建築領域出現,最終在,實現施耐德電氣那個著名的願景:需求翻倍,排放減半,實現4倍的效率。而EcoStruxure將通過數字化各個層級的服務實現這一目標,同時,通過EcoStruxure吸引行業內更多的參與者,與施耐德電氣一起,構成完整的生態鏈,幫助實現可持續發展的目標。

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