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降低建筑运行成本一直以来都是物业管理的重要工作,而能源成本是建筑运行中的一个大项,在整个建筑生命周期中占据较大的比例。建筑节能同时具有现实的经济意义和长远的环境与社会意义。虽然这是一个传统话题,但随着科技的发展,新的节能手段不断涌现,建筑节能的理念也在不断更新。从过去人工巡检、简单关注“跑冒滴漏”,到利用物联网进行建筑能源监控,利用大数据进行建筑能源审计,空气源热泵、太阳能等新能源技术的应用为建筑节能提供了更多有效方案。而从单体建筑延伸至园区物业形态,设施管理所涉及的能源管控范围更加广泛,例如分布式太阳能发电、新能源汽车等,更需要管理人员调整思维方式,拓宽关注视野。
在规划能源管理的目标时,应该遵循哪些基本原则?会做哪些具象的事情?前期介入能排查哪些问题?找到问题之后具体有哪些调适工作?物联网、人工智能、大数据等新技术在节能管理方面应用了哪些?这样的能源管理在推广方面是否具有普遍性?作为能源管理的机构、学者、咨询顾问团队等,如何扩大自身的工作空间,说服业主接受观念、技术或方法?第50期现代物业城市沙龙精彩呈现——
本期沙龙嘉宾
本期主持
首席主持宋有兴
现代物业杂志社社长
云南省物业管理行业协会会长
宋有兴:大家好!最近有一个轰动全球的科技事件,ChatGPT人工智能已经以极高的技术成熟性和应用的便捷性,“入侵”了我们人类过去认为对于AI技术是应用短板甚至是应用死角的人类文化领域。这个事件所释放的信号,是喜还是忧我们今天暂时不讨论,但是借助这件事,我们应该联想到在AI技术的加持下,是时候来重新认识能源管理技术的更新和迭代了。
我们特别邀请到了ISS欧艾斯设施管理、金马节能和台湾设施管理领域的三位贵宾,就他们各自最新的建筑/园区能源优化方案的实践案例进行分享,并阐述对设施能耗管理的观点与心得。
我们还要特别欢迎来自中高后勤服务(云南)有限公司组织的运营主管和工程师团队,来自东吴服务产业集团(江苏)有限公司负责建筑节能研究的专业团队,还有来自索迪斯(中国)的工程师团队。谢谢他们的组织参与!
“热泵+”热源系统节能60%
宋有兴:ISS欧艾斯在服务一所国际学校的过程中,采用了空气源热泵、太阳能热水和锅炉的组合模式,替代原有的电锅炉或燃气锅炉生产热水。据报道,这个项目全年实现了节能60%以上。请刘总就这个项目进行一个简单介绍,重点谈一谈,在这个项目进行能源优化的动机是什么?是如何怎么确定项目改造目标的?对项目改造的方案提出的依据是什么?遇到的难题怎么解决?
刘厚友:刚才社长提到的这个案例,是我们在一所国际学校其中一个分校完成的。这所学校在中国有很多点,目前主要还是用燃气锅炉,或者电锅炉。我们逐步会采用“热泵+”的模式替代。所谓“热泵+”就是空气源热泵再加上太阳能集热,以及锅炉做一些补充或者电辅助加热。
当然出发点主要还是来自于客户的需求。比如现在更多的企业注重环保、注重节能,也制订了很多节能目标,包括ESG(环境、社会、公司治理)相关的管理方式方法。加上我们国家也在倡导、要求、引导对建筑节能、可持续发展、可再生能源的利用。在这种大环境下,我们进行了一些工程的研究。
比如客户学校热水的一些需求。学校对热水的需求特点,峰和谷是比较明确的,规律比较清楚。欧艾斯根据所在地的一些气候条件,比如光照、学校设施、建筑条件,采用一些比较合适的有效技术手段,去进行研究、改造。
用空气源热泵放在屋顶,结合太阳能热水集热的模式,来替换或者减少电加热或者锅炉的工作,总体节能的效果非常明显,我们实测节能达到60%以上。第一优先是太阳能加热,在太阳能加热温度不够,例如阴雨天或者晚间时,第二顺序就是空气源热泵实现热水提供。过程中,我们也分析了很多应用场景,比如太阳能最集中产热的时候,学生都在上课,并不是需求高峰;需求高峰的时候用水量大,有可能供水压力不够,水温可能跟不上……种种情况我们都进行了测算、测试以及演算,去解决或者避免使用中的一些问题。
具体的工程技术资料就不详述了,主要还是传达一个概念:在建筑能源管理中,“热泵+”以及可再生能源的利用,经过具体的分析,加上现在市场技术能力的发展,还是蛮有机会和条件去实现的。
■ ISS 欧艾斯协助园区“油改电”后使用的电动班车
企业园区通勤班车“油改电”
宋有兴:下一个案例是,ISS欧艾斯协助一家全球著名的制造业企业,对各个园区的服务车队实施了“油改电”的改造工作,推动了双方比较一致的节能减排目标,也请刘总介绍一下。
刘厚友:“油改电”是我们园区管理过程当中,电气化的一个非常典型的应用案例,我非常高兴在这里给大家做些分享,抛砖引玉。这当中也有很多原因,首先,企业随着时代的进步、观念的更新,碳减排、节能减效,这些都是内因或者说驱动力。另外,政府以及我们落地的园区,实际上会越来越多地在节能减排或者绿色经营方面有一些倡导,甚至是一些具体的指标,比如在北京、上海或者经济比较发达的地区,会有明确的一些“油改电”或其他的一些绿色能源的指标。
在这种大条件下,我们对服务的一些客户的班车会提出“油改电”的计划。当然这也获得服务企业的支持,他们的环境健康与安全(EHS)部门、ESG的管理功能部门,都非常支持。“油改电”主要在于,油车发动机的效率最多不会超过40%,而电车的电动机效率甚至可能超过90%,从能效上来说,差异是比较大的。为什么会想到用电车?班车是非常有规律性的,它的路线通常比较确定,我们可以根据路线的长短,制订非常明确的车型、容量,方便做整体的设置。充电条件方面,班车的充电时间比较充裕,哪怕是在社会上或者集中的其他地方的充电桩,也有充足的充电时间。有的工厂我们也在沟通做自己的充电桩。
所以,“油改电”班车现在越来越多地得到了支持和应用。我们目前总体管理的班车共200多辆,到2022年,已经有89%的班车改为电车。从碳减排上,社会效益还是非常明显的,经过测算过去两年的实际减排已经达到4,000多吨二氧化碳。这就是我们在“油改电”方面的做法。
宋有兴:有两个问题请刘总再解释一下。第一,我们今天讨论的话题,更多是放在了不动产领域,就是建筑节能,而新能源汽车更多是属于动产的问题。欧艾斯到底是做不动产服务还是做动产服务?为什么会接触到新能源汽车充电设施改造的领域来?第二,具体到了新能源汽车的“油改电”,我们在当中到底具体做了哪些事情?不管是业务,还是专业工作,到底是做了哪一部分?
刘厚友:这个问题非常好。确实通常我们说物业管理,更多是管着这个建筑本身,或者是从建筑到它的一些配套辅助系统。我们欧艾斯还是比较主张或者强调综合设施管理。所谓“综合设施管理”,通常来说分成软服务和硬服务。硬服务就是建筑本身的不动产方面的一些管理,而软服务更多的是行政性的、厂务性的一些工作。
为什么我在这里特别提到综合设施管理?班车、通勤、绿化等内容,都是综合设施管理当中非常典型的内容。从能源管理本身来说,我们也是比较主张站在全园区的角度来看能源的结构、能源的消耗。班车就是在通勤、行政辅助这方面比较大的一个能耗单元。在这种整体的综合设施管理概念下,我们通常会从能源结构的优化、能源管理的优化以及技术上的一些优化,来实现能源管理。从能源结构上,“油改电”就是从烧油换成用电,是一个结构上的调整,更高效地使用能耗。
能源管理,当然在园区当中也是非常常见的一项工作,比如KPI(关键绩效指标)分项计量,能源管理系统EMS,给一些规模较大的大学园区提供能源审计,这些都是ISS欧艾斯在综合能源管理方面的一些服务。
■ 工程能源审计内容
制药企业能源审计及AI模块应用
宋有兴:话题进入到能源审计。欧艾斯曾经为一家制药企业提供过能源审计服务,并且提供过一个详尽的节能减排方案,最后使用了人工智能控制模块,改造了高效的冷站机房,使得它的冷站能耗降低了20%,这是一些非常有效的手段和办法。在这些案例当中,有请刘总介绍,什么叫做能源审计?请给这个词一个清晰的描述。在这些审计当中用到了哪些科技手段?以及人工智能模块的基本工作原理是什么?这个案例反映出新时代的现代物业管理当中的能源管理,应用了人工智能的一些什么基本技术和思路?
刘厚友:要给能源审计下个定义的话,通俗一点可能会比较好理解。审计有政府层面的审计,也有我们企业运营管理需要的一些审计。我这里定义的是,从运营角度或者企业管理的角度来做的能源审计。能源审计,顾名思义是把过去能源消耗到哪里去了、分别占多少比例等水平摸清楚。能源的消耗量、比例、效率、效果如何,有多少损失,有多少是实际发生的作用……通俗说就是摸家底。能源的结构(例如有多少是电,其中又有多少是绿色的电,有多少是再生能源的电,或者是废热,或者是生物质的)、能源消耗水平及效率,要摸清楚。
第二个方面,也是比较重要的一个方面,通过审计之后更多的是找到能源使用情况的改善点,或者说优化点。这就要结合企业、社会,对能效、环保方面的要求,从整体上要清楚这个目标差异有多少,去用哪些方式来满足或者达到设计目标?达到这些目标的路径有什么?在能源审计当中也是非常重要的一个内容。所以,从能源审计的定义来说通常有两个比较重要的内容,一是摸家底,一是找办法去达到目标。
我们也给很多企业,包括园区、研发中心、制造工厂都做过能源审计。我的体会是这两年企业自发的能源审计越来越多。原因可能一个是“双碳”的目标,再加上整个社会对能耗、能源环保的意识加强了,能源的使用就更加讲究效率。
能源管理除了“省”之外还有什么内容?能源管理包括四个框架:首先是规划,包括要用什么“能”,哪个地方也要“能”,有什么可用的“能”,计划要达到什么效率等;第二是使用的过程,包括可以用哪些方式来达成计划的效率;然后是能源管理,包括结果的审核或者说持续改善,能源管理很重视持续提高的问题,需要拿历史的一些情况来指导,或者帮助我们找到提升的一些地方;第四是能源管理的制度,公司的文化、考核的内容和标准等,都是在能源管理制度化下的一些内容。
回到刚才宋社长说到的这个例子。我们给一家药企做能源审计,找到很多的改造点,其中有一个就是冷站。在设施能耗比例当中,空调的占比和权重是比较大的。空调当中的一个核心部位就是冷站,冷站通常有群控、有BMS(自动控制)。有的通过几年的使用,不一定有原来设计的那么好,或者设计过程当中考虑的一些工况已经发生了变化。这个时候通过能源审计能发现冷站上面需要做哪些提升。
这个案例当中说到人工智能,使用应该有一年了,目前我们评估,它的效果相当不错。人工智能本身不是一个新鲜事物,目前也比较热门,应该越来越成熟了。在空调系统当中,大家都会有AI智控算法。整体上来说,人工智能是建立在数据的基础上的。能源审计也好,BMS也好,都要包括采集数据,目的还是通过数据来展开问题、分析问题,最后用数据去量化方案。在整个过程当中首先是把数据采集做扎实,我们会把过去已经采集的一些信号点进行检测,验证它是不是采集准确了。另外,过去缺失的一些数据,也通过新的一些方式去采集到。
采集到数据之后,系统首先会把数据传送到我们的平台上,这个平台是数据集中进行分析处理的地方。现在比较流行的是各个平台会布置在云端,把需求信息、环境信息、设备本身运行的参数等都采集到,传到云端。“云”这个地方的核心就是一个AI的智能算法,就是计算器控制器,会有一些寻优的过程,各种模型把末端采集到的数据在AI算法这个云端当中进行处理。它的计算速度比较快。在设计过程当中根据我们的一些历史的经验定时化,算到控制器当中,通过算法将数据运算之后,会形成一些指令发送到本地,也就是工厂设备的本地控制模块,比如控制冷站的水泵、控制冷却塔、控制风机、控制冷机,这些都会有控制模块。本地的控制模块收到云端的指令之后,再把指令传送到控制系统的设备上,设备就根据这个指令进行优化操作,这就是整个AI智控的过程。实现节能的比例还是很高的,当然根据不同的项目、不同的情形,运行水平比例会有些不一样。
人工智能在目前为什么这么受欢迎,而且实际使用的效果都很满意?主要是因为它有数据、有策略,不是随着人的喜好去运行。它的控制策略是建立在数据上,建立在算法逻辑上的。所以我认为,人工智能的优势有两个:一是事先会确定一些控制策略,去达到我们最想要的目的或者要求。二是人工智能会迭代,或者叫做人工智能学习。有不同的程度的迭代,但总体来说是一个进步。人工智能建立在那么多的数据基础之上,可以有条件朝着更好的方向去迭代,从而实现更优。
■ ISS欧艾斯中央空调云智控Al系统技术架构图及技术路径
宋有兴:我自己有个感悟:企业的业务和经营有两个不同的导向。企业的经营往往是不求最好只求领先。有时候把一项工作要做到最好的时候,中间会出现一个巨大的时空差异,这个时空差异可能就是由领先者自己的成本来填补,所以是逐步发展的。但是要追求的是领先,而不是要做到最好。
能源管理当中,我们到底应该是追求最好最合理,还是只要有一个领先就可以?它和物业管理有一个很大的不同。物业管理更多是可以标准化的;而能源管理,除了技术部分以外,它的业务部分要按照业主的需求来定义,否则你要把能源节约、能源管理的效果做到最好,中间就会出现与具体的实力和追求的一个巨大的空间,这个空间是需要利用大量的成本来填补的。比如某品牌手机,也许它的技术研发已经到了第21代、22代,但是它推出市场的却是11代、12代,为什么不一次推到21代呢?如果一旦推出来,技术就会迅速的贬值,中间的研发成本代价谁来弥补?市场是不会给你弥补的,因为把21代拿出来以后15代机就没有人用了。这和能源管理有非常契合的地方。所以在运用的过程当中要逐步的应用,否则这样对能源管理企业,或者业主方来讲,巨大成本投入是很可惜的。
原文发表于《现代物业》下旬刊2022年9期/总第575期
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