在双碳目标成为国家战略的背景下,建筑行业作为能耗大户,其数字化转型已从“选择题”变为“必修课”。据统计,我国既有建筑存量超过600亿平方米,建筑运行能耗约占社会总能耗的22%,其中暖通空调与照明系统合计占比超过60%。这意味着,仅楼宇运行一项,每年就有数亿吨标准煤被消耗,相应的碳排放量更是惊人。在“2030碳达峰、2060碳中和”的时间表压力下,建筑节能已不再是单纯的经济账,而是关乎国计民生的战略命题。
然而,现实情况并不乐观。当前许多楼宇的自动化控制仍停留在简单联动层面,BA系统供应商各自为政,通信协议互不兼容,系统孤岛效应严重。大量传感器数据沉睡在服务器硬盘中从未被有效利用,导致节能改造流于表面——“节能”变成了一句口号,而实际运行中的能源浪费仍然触目惊心。据行业调查显示,超过70%的既有建筑并未真正启用其自控系统的优化节能功能,所谓“智慧楼宇”大多停留在远程开关的初级阶段。
针对这一长期困扰行业的顽疾,自动化控制系统专家张之溶给出了她的系统化解题思路。
“真正的智慧节能不是简单的设备开关控制,而是基于多维数据感知的预测性优化调节。”张之溶在接受采访时表示。她主导研发的《基于物联网的智慧楼宇节能控制系统V1.0》从底层架构上打破了传统楼宇自控系统封闭、僵化的技术壁垒。该系统通过部署高密度、低功耗的物联网传感器网络,将照明、暖通、电梯、给排水等末端设备全面转化为可感知、可通信、可调控的智能节点,实现了对建筑内外环境参数、各区域设备运行状态和人员活动规律的全方位、高精度实时感知。系统数据采集频率达到分钟级,空间分辨率细化到每个独立办公区域。
但这套系统的真正价值并非仅仅停留在“感知”层面,而在于其强大的“分析-决策-执行”能力。张之溶深知,单纯的数据堆砌无法带来实质性的节能效益,关键在于如何利用数据资产优化控制策略。为此,她同步研发了《楼宇自控节能优化设计方案管理系统V1.0》,两者共同构成了“诊断-开方-评估-迭代”的完整技术闭环。该设计管理系统内置了多种先进的楼宇负荷预测算法模型,包括基于时间序列的冷热负荷预测、基于图像识别的人员密度估算、基于气象数据的未来24小时能耗推演等。系统能够根据外部气候条件变化、室内人流热力分布和历史运行参数数据库,自动生成并动态调整最优的控制策略组合方案,并持续通过在线机器学习机制对自身模型进行迭代优化,越用越聪明,越用越节能。
这项技术的实际效果如何?数据是最有力的证明。在某大型商业综合体的实地部署应用中,张之溶的这套“感知+决策”的组合拳帮助业主在非极端天气条件下实现了暖通系统能耗降低28.6%的显著成效,照明系统能耗同步下降约15%,综合年节约电费超过百万元。更值得关注的是,该系统无需大规模更换现有设备,仅通过加装智能物联网关和优化上位机控制逻辑即可完成轻量化升级,大幅降低了改造成本和对正常商业运营的施工周期干扰,投资回收期控制在两年以内。
张之溶强调:“我们的目标是通过数字化手段,让建筑拥有自主思考的神经系统和决策大脑,在充分保障室内环境舒适度的前提下,将每一度电、每一吨水都用在最需要的地方。”在她的技术蓝图中,随着《基于IBMS的智慧楼宇综合管控系统》的进一步深度集成,各子系统之间的数据壁垒将被彻底打破,暖通、照明、安防、电梯等将真正实现“对话”与协同,节能效益还将随着系统自学习能力的持续进化和联动策略的丰富而不断放大。
行业观察人士指出,张之溶的技术体系核心价值在于其不仅关注硬件层面的互联互通,更关注控制逻辑的顶层设计和算法模型的自主进化。她的实践证明,楼宇节能的根本突破口在于“算法定义硬件、数据驱动决策”,这为国内庞大的存量建筑绿色化改造提供了一条低成本、高回报、可快速复制推广的切实可行路径。在“双碳”目标持续倒逼建筑行业深度转型的当下,张之溶的技术探索无疑具有重要的行业示范意义和广阔的市场应用前景。
文 / 本报记者 李蔚然
责校 / 张正阳
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