能源管理的新動(dòng)向｜千家觀察

對(duì)于建筑師來說，以減少能源消耗和改善環(huán)境成果為明確目的，而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和系統(tǒng)的廣度是一個(gè)明確的積極因素。以下是其中一些最好的示例。

隨著時(shí)間的推移，我們對(duì)氣候變化、可持續(xù)性、消費(fèi)和替代能源等概念的理解發(fā)生了變化和加深，也對(duì)能源管理等術(shù)語的定義也發(fā)生了變化。然而，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，這個(gè)術(shù)語與能源、電路等有關(guān)，其已經(jīng)演變并擴(kuò)展到包括廣泛的系統(tǒng)、產(chǎn)品和材料，旨在幫助避免和限制能源消耗。

考慮到這一點(diǎn)，以下精選的最新能源管理系統(tǒng)和產(chǎn)品不僅包括電氣化系統(tǒng)和太陽能電池板，還包括軟件、窗戶系統(tǒng)等。

供電和電氣化系統(tǒng)

ABB澳大利亞電氣化智能建筑與智能電力部門主管Mario Macri表示:“由于全球超過一半的人口生活在城市地區(qū)，而這些城市地區(qū)是溫室氣體排放的主要來源，我們需要看到在建筑中實(shí)施智能能源管理的大幅增加?！?/p>

“如果不加以控制，未來20年世界發(fā)電量將需要增加60%，其中一半以上用于建筑?！?/p>

好在，實(shí)現(xiàn)凈零碳和可持續(xù)性跨越所需的大部分技術(shù)已經(jīng)可用。

雖然“智能建筑”的概念并不新鮮，幾十年來，建筑師和開發(fā)商一直在安裝獨(dú)立的系統(tǒng)來控制照明、供暖和通風(fēng)(HVAC)，但根據(jù)Macri的說法，新概念是添加了基于網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)，使這些垂直領(lǐng)域彼此無縫集成。

其可以提供一個(gè)關(guān)于建筑運(yùn)行效率和效率的單一視圖。有了這些數(shù)據(jù)，管理人員就可以采取積極的措施，避免浪費(fèi)、改善使用，從而減少排放、節(jié)約潛在成本。

ABB Ability Energy and Asset Manager就是這樣一個(gè)建筑管理工具。迪拜的哈利法塔(也被稱為世界第一高樓)的案例證明了這種方法的有效性。在自動(dòng)化方面，哈利法塔團(tuán)隊(duì)最初決定從一個(gè)相對(duì)較小的步驟開始，用數(shù)字化升級(jí)的ABB Ekip UP即插即用設(shè)備改造現(xiàn)有的空氣斷路器，以便現(xiàn)有設(shè)備就可以開始收集和通信運(yùn)行數(shù)據(jù)。

后來決定聘請(qǐng)ABB Ability Energy and Asset Manager。最先進(jìn)的云解決方案幫助降低了高達(dá)30%的運(yùn)營成本，使用智能設(shè)備進(jìn)行持續(xù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、提供實(shí)時(shí)洞察，并持續(xù)優(yōu)化運(yùn)營，而不是等待預(yù)定的人工檢查和測(cè)試。

雖然建筑管理系統(tǒng)使企業(yè)能夠管理和監(jiān)控能源使用情況，但其通常不能提供有關(guān)建筑碳影響的具體信息。從一個(gè)非專業(yè)系統(tǒng)的能源數(shù)據(jù)中提取這種級(jí)別的洞察力可能具有挑戰(zhàn)性、復(fù)雜性且耗時(shí)。

正如霍尼韋爾可持續(xù)建筑副總裁兼總經(jīng)理Manish Sharma所表示的:“對(duì)于一家企業(yè)而言，了解并清楚地與利益相關(guān)方溝通其設(shè)施如何優(yōu)化能源基準(zhǔn)以減少碳排放影響是至關(guān)重要的。我們正在幫助客戶創(chuàng)建新的成功標(biāo)準(zhǔn)，并消除碳管理的復(fù)雜性，同時(shí)用現(xiàn)有的解決方案平衡更健康的空間?！?/p>

建筑技術(shù)軟件的創(chuàng)新，以及霍尼韋爾碳與能源管理等產(chǎn)品，使測(cè)量能源績效和碳使用監(jiān)測(cè)變得更加容易，并幫助管理層發(fā)現(xiàn)電力、天然氣、水和其他公用事業(yè)在組織的建筑組合中的位置和使用方式，以及這與直接或間接碳排放對(duì)應(yīng)的位置。

Honeywell Carbon&Energy Management根據(jù)長達(dá)三年的使用歷史、實(shí)時(shí)儀表數(shù)據(jù)和環(huán)境因素建立了一個(gè)能源績效基線，以確定哪些資產(chǎn)在推動(dòng)能源消耗。

Carbon Energy&Management軟件提供了關(guān)鍵可持續(xù)發(fā)展KPI的實(shí)時(shí)儀表板，收集建筑物內(nèi)與能源相關(guān)的排放源(天然氣、電力和燃料源)的碳數(shù)據(jù)，利用先進(jìn)的建筑控制功能降低能源消耗，并在不影響居住者福祉或舒適度的前提下減少碳足跡。

Carbon Energy&Management持續(xù)收集24/7的能源使用數(shù)據(jù)，每隔15分鐘記錄一次，并對(duì)所有耗能資產(chǎn)進(jìn)行分類，以收集詳細(xì)的消費(fèi)信息。這些數(shù)據(jù)使霍尼韋爾能夠幫助客戶建立一個(gè)嚴(yán)格推導(dǎo)的基線，提供碳中和路線圖，并幫助客戶執(zhí)行路線圖，以幫助實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。該解決方案允許建筑業(yè)主避免技術(shù)升級(jí)的資本支出，以滿足可持續(xù)發(fā)展報(bào)告的要求，并最大限度地減少實(shí)施解決方案所需的時(shí)間。

特別是在商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中，優(yōu)化電氣化、布線和電力解決方案是能源管理的一個(gè)關(guān)鍵方面。

CMS Electracom成立于1979年，是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。該企業(yè)最近的一項(xiàng)貢獻(xiàn)是CMS Engage，這是一款旨在促進(jìn)辦公桌和空間預(yù)訂并在商業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)混合工作的產(chǎn)品。除了幫助工作場(chǎng)所更順暢地運(yùn)行之外，其還減少了辦公桌和工作場(chǎng)所備用電源的使用，有助于降低能源消耗。

CMS Engage由硬件和軟件組成，具有無簽入無電源功能，這不僅消除了不必要的能源消耗，還鼓勵(lì)行為改變，符合最佳的業(yè)務(wù)需求。

CMS Engage硬件由以下部分組成：網(wǎng)關(guān)（設(shè)備控制器）、智能單元（本質(zhì)上是辦公桌的大腦）、桌面?zhèn)鞲衅鳎ㄓ糜跍y(cè)量占用和使用數(shù)據(jù)）和RGB狀態(tài)指示器（由智能單元驅(qū)動(dòng)），和一個(gè)RFID/NFC閱讀器（使用訪問控制卡啟用簽入和簽出）。

該產(chǎn)品是基于Zigbee的解決方案。網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)連接，為云和Engage硬件(即放置在會(huì)議室和/或協(xié)作空間的工作站中的智能單元和傳感器)之間的網(wǎng)絡(luò)提供通信。

智能單元控制并記錄桌子或空間的電力，并驅(qū)動(dòng)桌子的狀態(tài)，如可用、已預(yù)訂、正在使用或未使用。狀態(tài)由辦公桌或房間內(nèi)的指示燈顯示的顏色表示。

使用PIR和熱技術(shù)，傳感器能夠記錄每個(gè)辦公桌或空間的占用率和使用水平。飛行時(shí)間傳感器提供從坐到站的辦公桌使用數(shù)據(jù)，RFID/NFC閱讀器可以使用門禁或數(shù)字通行證進(jìn)出辦公桌或空間。

同時(shí)，CMS Engage軟件由CMS Engage預(yù)訂App和CMS Engage儀表板門戶兩部分組成。當(dāng)員工到達(dá)預(yù)定地點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向其手機(jī)發(fā)送一條通知，詢問是否辦理登記。Engage Dashboard門戶以圖表、表格、熱圖(能源和占用率)等形式提供分析。

太陽能

雖然太陽能顯然是可持續(xù)發(fā)展的一部分，但對(duì)于商業(yè)和住宅應(yīng)用而言，有一個(gè)因素導(dǎo)致一些建筑師在將其納入項(xiàng)目之前猶豫不決，那就是太陽能電池板的負(fù)面審美效果。它們不是特別有吸引力，且往往涉及建筑師寧愿避免的設(shè)計(jì)限制。

George Fethers&Co的Avancis Skala系列薄膜光伏組件，是用于創(chuàng)建太陽能發(fā)電立面的，旨在克服這種不情愿。Skala模塊適用于許多建筑類型，包括商業(yè)建筑，工業(yè)和多住宅項(xiàng)目，在建筑外部創(chuàng)建額外的遮陽表皮，保持涼爽。

建筑企業(yè)Kennon為西墨爾本斯賓塞街設(shè)計(jì)了一座耗資4000萬美元的8層建筑，該產(chǎn)品旨在增加建筑的視覺吸引力。

完工后，該建筑將包括1182塊太陽能電池板，其厚度大約與典型的玻璃幕墻一樣厚。這兩項(xiàng)措施加在一起，預(yù)計(jì)每年將使大樓的二氧化碳排放量減少70噸。結(jié)合屋頂上的一些額外的太陽能電池板，Skala模塊有望使建筑在完工幾年后實(shí)現(xiàn)碳中和。

Skala模塊不需要從幾百公里外的太陽能發(fā)電廠發(fā)電，而是在建筑物的使用地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電。

希望使用太陽能的房主經(jīng)常會(huì)面臨類似的障礙，并且經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)屋頂上可用的太陽能電池板并不適合其現(xiàn)有的屋頂。它們從屋頂上伸出來，基本上成了眼中釘。

Leeson Group提供的Volt太陽能電池板可以解決這一難題。其被設(shè)計(jì)為屋頂太陽能電池板的替代品，并采用了建筑一體化光伏(BIPV)技術(shù)，可無縫集成到企業(yè)的Planum和Eton產(chǎn)品系列中。這是可能的，因?yàn)槊姘逶O(shè)計(jì)了一個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)，適合標(biāo)準(zhǔn)的屋頂瓦，并創(chuàng)造出美觀的無縫外觀。

其采用全黑色組件，能夠隱藏在屋頂輪廓內(nèi)。且重量只有10公斤，比標(biāo)準(zhǔn)的太陽能電池板更輕，安裝所需的建筑材料也更少。這轉(zhuǎn)化為更可持續(xù)的屋頂太陽能系統(tǒng)，因?yàn)榻ㄔ煨路慨a(chǎn)生的排放量更少。

Volt Planum太陽能瓦片是同類產(chǎn)品中首款能產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池板相同數(shù)量的太陽能的產(chǎn)品，可提供最高瓦數(shù)。其符合澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)，能夠抵御澳大利亞惡劣的氣候條件，并通過澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。其可通過與澳大利亞證券交易所上市的Brickworks Group旗下的Bristile Roofing合作獲得。

窗戶系統(tǒng)

Breezway Altair Powerlouvre采用被動(dòng)式設(shè)計(jì)，并了解到遮陽、調(diào)整建筑朝向和最大限度地利用自然通風(fēng)等具有與空調(diào)同等重要的作用。Breezway Altair Powerlouvre可提供標(biāo)準(zhǔn)窗戶兩到三倍的氣流。這意味著清潔、新鮮的空氣可以在整個(gè)室內(nèi)環(huán)境中循環(huán)，過濾過敏原和污染物，并在溫度溫和時(shí)營造舒適、清新的氛圍。

定制——其可以被指定為適合不尋常的墻壁空間，以在所有應(yīng)用中最大化。其根據(jù)澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，具有令人印象深刻的聲學(xué)性能，完全符合WERS評(píng)級(jí)和BAL-40標(biāo)準(zhǔn)。

如果經(jīng)過深思熟慮并安裝在正確的位置，如位于亞熱帶布里斯班市中心5公里處的Breezway總部，這些產(chǎn)品代表了一個(gè)完善的能源管理解決方案。其具有很高的節(jié)能性能，可以在冬季密封保暖，在夏季代替空調(diào)。

該辦公室的建筑面積為900平方米，分為三層，屋頂還設(shè)有一個(gè)氣象站。在這里收集到的信息被輸入到建筑管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)決定在任何特定時(shí)刻應(yīng)該打開多少窗戶以及是否應(yīng)該運(yùn)行空調(diào)。換句話說，建筑管理系統(tǒng)通過電子方式打開和關(guān)閉Altair Powerlouvre Windows，并根據(jù)需要打開和關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)。

通過這種方式，在春、秋、冬三季，大約40%的建筑物占用時(shí)間都是開著窗戶關(guān)空調(diào)的。由于每個(gè)工作日大部分時(shí)間都沒有空調(diào)，因此電費(fèi)大幅減少，Breezeway的碳足跡也減少了，員工在工作時(shí)也能享受到自然通風(fēng)帶來的所有好處。

據(jù)高性能窗戶制造商Binq稱，澳大利亞制造商需要注意的一個(gè)重要因素是，傳統(tǒng)的澳大利亞窗戶系統(tǒng)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到全球性能水平?？紤]到Binq本身選擇專注于歐洲設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，如Archetto系列，這對(duì)其客戶來說不是問題。

高性能系列產(chǎn)品由厚68毫米木材型材制作，具有令人難以置信的熱效率。Archetto系列提供了高達(dá)36毫米的玻璃回扣，并配備了雙層玻璃作為標(biāo)準(zhǔn)，三層玻璃可供選擇。該系列可實(shí)現(xiàn)低至1的uVal和低至0.258的SHGC，為被動(dòng)房要求提供解決方案。最重要的是，窗戶可以由獲得BAL19認(rèn)證的維多利亞白蠟?zāi)局瞥?，也可以由獲得BAL29認(rèn)證的黑煙灰制成。

Archetto系列的產(chǎn)品已經(jīng)在Ferrars&York指定，這是一個(gè)多住宅開發(fā)項(xiàng)目，將成為南墨爾本第一座包含碳中和公寓的建筑。因此，其代表了可持續(xù)設(shè)計(jì)方面的最佳實(shí)踐。

作為市場(chǎng)上熱效率最高的木材門窗系統(tǒng)，Archetto系列傾斜和翻轉(zhuǎn)窗、升降和滑動(dòng)門以及IV68鉸鏈門，旨在幫助建筑達(dá)到8星以上的能源評(píng)級(jí)。與此同時(shí)，其吸引人的硬件框架有助于滿足建筑師的設(shè)計(jì)抱負(fù)，并標(biāo)志著開發(fā)不僅在環(huán)境方面，且在美學(xué)方面都取得了成功。

從宏觀的角度來看，以改善環(huán)境成果為明確目的而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品和系統(tǒng)的廣度是一個(gè)明確的積極因素。建筑師和其他人應(yīng)該好好利用它們。

近期，由千家網(wǎng)主辦的2022年第23屆中國國際建筑智能化峰會(huì)將正式拉開帷幕，本屆峰會(huì)主題為“數(shù)智賦能，碳索新未來”，屆時(shí)將攜手全球知名建筑智能化品牌及專家，共同分享AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT、智慧城市、智能家居、智慧安防等熱點(diǎn)話題與最新技術(shù)應(yīng)用，并探討如何打造“更低碳、更安全、更穩(wěn)定、更開放”的行業(yè)生態(tài)，助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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