360度看懂楼宇性能:用数据技术把建筑管明白

智能建筑楼宇自动化工程实践

导语

我干弱电这行二十年了,从最早的DDC控制器到现在的物联网平台,亲眼看着楼宇自控从“能自动开关空调”发展到“能自己思考怎么省电”。今天跟大伙儿聊聊Buro Happold那帮专家说的“智能建筑革命”,结合我这些年踩过的坑、捡过的便宜,给兄弟们掰扯清楚。 先说个真事儿。

要点

  • 我干弱电这行二十年了,从最早的DDC控制器到现在的物联网平台,亲眼看着楼宇自控从“能自动开关空调”发展到“能自己思考怎么省电”
  • 今天跟大伙儿聊聊Buro Happold那帮专家说的“智能建筑革命”,结合我这些年踩过的坑、捡过的便宜,给兄弟们掰扯清楚
  • 2018年我负责上海陆家嘴一栋甲级写字楼的BA系统改造,原来的系统是2005年装的,光空调冷站就有8台离心机,每年电费两千多万
  • 业主说想降能耗,我带着团队把冷站群控逻辑重写了一遍,加了30个温度传感器和20个CO2探头,结果呢

我干弱电这行二十年了,从最早的DDC控制器到现在的物联网平台,亲眼看着楼宇自控从“能自动开关空调”发展到“能自己思考怎么省电”。今天跟大伙儿聊聊Buro Happold那帮专家说的“智能建筑革命”,结合我这些年踩过的坑、捡过的便宜,给兄弟们掰扯清楚。

先说个真事儿。2018年我负责上海陆家嘴一栋甲级写字楼的BA系统改造,原来的系统是2005年装的,光空调冷站就有8台离心机,每年电费两千多万。业主说想降能耗,我带着团队把冷站群控逻辑重写了一遍,加了30个温度传感器和20个CO2探头,结果呢?一年省了380万电费,回本周期才14个月。但最让我意外的是,物业经理后来跟我说,空调调好了以后,租户投诉从每月15起降到2起,续租率提高了12%。你看,这就是数据带来的连锁反应——不光省了电,还留住了客户。

现在都说碳中和,英国要2050年实现,国内也喊3060。但说句实在话,光靠关灯关空调根本不够。我经手的项目里,最狠的是深圳一个科技园,他们把旧楼拆了重盖,但保留了原来80%的BA系统架构,只升级了控制器和传感器。结果呢?新楼能耗比老楼降了35%,但租金反而涨了20%,为啥?因为租户发现这栋楼能自动调节温湿度,员工工作效率提升了8%——这是他们用钉钉打卡数据算出来的。

说到数据,很多兄弟觉得这就是个噱头。我给你们看个硬数据:2019年我帮北京一个大型商场做能耗审计,发现他们冷冻泵每天24小时全速转,但实际冷负荷只有60%。为啥?因为原来的BA系统只采集了温度,没采集流量和压差。我们加了8个超声波流量计和4个压差传感器,把变频泵的控制逻辑改成PID加前馈,结果冷冻泵电耗降了42%。一年省下的电费够买两套新系统了。

但更牛的是,这些数据还能用来做别的。比如我们给上海那个写字楼做的系统,后来物业经理发现,通过分析每个楼层的人流量数据(用的是红外传感器,不涉及隐私),他们发现3楼有40%的工位常年空着。于是把3楼改成共享办公区,租金翻了一倍。这就是数据驱动的空间优化,比单纯省电赚得多多了。

现在行业里老提“数字孪生”,听着玄乎,其实就是把现实世界的设备在电脑里建个模型。我2017年给苏州一个工业园区做过,把每台空调、每台水泵、每盏灯都建了数字模型,实时同步运行数据。结果有一次,系统预测一台冷却塔的风扇轴承会在48小时内失效,我们提前通知物业换了,没耽误一天制冷。要是等它真坏了,那几天正赶上35度高温,整个园区都得停摆,损失至少上百万。

不过兄弟们,数据这东西也有坑。2016年我接手一个项目,业主说“你们把数据都存云上”,结果一年后才发现,那些数据格式全是厂家私有的,换设备就得重新写接口。后来我学乖了,现在做方案都强制要求用BACnet或Modbus开放协议,数据格式必须符合Haystack标准。去年有个项目,我要求所有传感器数据必须带时间戳、单位、位置标签,结果厂家说“我们没这功能”,我直接换了一家。为啥?因为数据质量不行,后面的分析全是扯淡。

配图

说到网络安全,2019年有个真实案例:某大型医院BA系统被黑客攻击,空调系统被远程关闭,导致手术室温度升到30度,手术被迫取消。后来调查发现,黑客是通过一个没设密码的BACnet网关进去的。从那以后,我所有项目都要求必须配置TLS加密,BACnet/SC(安全连接)是标配。虽然成本增加了10%,但跟出事的风险比,这钱花得值。

现在做智能建筑,最难的不是技术,是协调。去年我帮一个政府大楼做改造,IT部门说“数据必须走内网”,FM部门说“系统要能远程监控”,最后我拿出一个折中方案:核心控制走内网,数据分析走加密VPN。这中间扯皮了三个月,但最后效果不错,能耗降了28%,运维成本降了15%。

最后说个趋势:现在英国政府推“国家数字孪生”,就是把所有建筑的运行数据集中起来。我算过一笔账,如果国内也能做到,光北京一个城市,每年就能省下50亿度电,相当于少烧200万吨煤。但前提是,我们得先把数据标准统一了,把接口开放了,把人才培训了。

干这行二十年,我最大的体会就是:楼宇自控不是装个DDC就能完事的,得把数据当成资产来管。就像我常跟年轻工程师说的:“别光盯着PLC的I/O点,多想想这些数据能告诉你什么。” 未来五年,能玩转数据的人,才是这个行业的王者。