综合能源服务新形势下智能楼宇发展趋势及概况

陈曈 黄彪斌 曹春兰 李欣璇 周宇昊

（1华电电力科学研究院有限公司，浙江 杭州 310030；2浙江蓄能与建筑节能技术重点实验室，浙江 杭州 310000；3中国华电集团公司福建公司，福建 福州 350000）

1 智能楼宇起源和概念

智能楼宇概念最早诞生于美国，美国联合科技UTBS公司于1984年通过计算机设备、数据通信线路、程控交换机等当时最先进的技术，以综合自动化和信息化对大楼进行控制和管理，使大楼的用户能够在一个经济舒适且高效安全的环境下进行办公和日常生活，使大楼的功能从传统向智能化转变，意味着世界上第一座智能化楼宇诞生[1]。

中国国家标准GB 50314—2015《智能建筑设计标准》对智能建筑做出了如下定义：以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功能环境的建筑。

2 智能楼宇发展趋势

目前，综合能源服务转型在央企率先推进，尤其是国家电网、南方电网、华电集团等陆续出台开展综合能源服务的相关文件，明确了综合能源服务的战略规划和具体开拓的业务领域，并着手布局相关项目[2]。能源数字化和能源智能化正在成为综合能源服务的两大重要方向。智能楼宇作为科技时代的必然产物，是信息技术、综合能源与现代建筑的有机结合。

根据相关数据，近年来我国每年新增建筑面积约20亿平方米，政府对楼宇智能化建设开始向标准化和科学化方向引导，社会广泛看好智能化楼宇的发展[3]。人们更加关注建筑的节能、环保、绿色、智能等，这在2010年上海世博会得到了充分展示，众多场馆集中应用国际先进的诸如太阳能、LED照明、冰蓄冷、地源热泵、屋面雨水收集利用、江水源循环冷却降温、气动垃圾回收、绿地节水灌溉和可再生材料使用等多项节能技术和手段，向大众充分展示了未来低碳、绿色、智能城市建筑的前景和案例[4]。在此趋势下，智能楼宇要想在未来的发展中凸显优势，就要在加强深度和增强广度的方向上努力。

3 智能楼宇关键技术

3.1 楼宇智能设备

3.1.1 智能供配电系统

智能供配电系统对开闭所、变电所、各建筑单元配电室、楼层配电间、房间用电配置全过程、全系统的智能化运作，完成供配电各环节生命周期内的智能化改造，提高供配电系统管理的自动化水平；对各变配电室增加变压器监控、视频联动监控等建设内容，通过变配电室智能化监控来对供配电系统管理的自动化水平进行提高，保障供电可靠性和电能质量，降低运行费用和人员劳动强度，从安全效率上能第一时间处理事故，减少因事故导致的停电时长，更好实现供配电系统的安全、经济。

3.1.2 智能照明系统

智能照明系统是为智能楼宇提供良好舒适环境的重要手段之一。照明控制能够为建筑内部提供良好的光环境和用电节能，可以对各种开关、插座、灯具、窗帘等设备进行远程控制和智能化管理，不仅能够实现本地灯光软启、调光、一键场景、一对一遥控、分区灯光控制等实用性强的功能，还可以实现电脑遥控、定时等多种控制，通过各种先进技术的集成，提供以智能、便捷、节能、舒适为目标的楼宇智能化照明。

3.1.3 智能电梯系统

电梯作为大楼的垂直交通工具，承担着运送人员和货物的工作。一般来讲，大楼的电梯分为普通客梯、货梯、观光电梯和自动扶梯。目前，楼宇监控主要是对普通客梯和自动扶梯进行实施监控。对电梯的监控范围通常包括起停控制、运行状态、电梯门状态、楼层指示、故障报警和应急报警等，还能根据大楼内人员的流动情况，合理切换电梯运行的数量。一旦电梯出现火灾报警，监控系统能够与消防系统及时、可靠地联动，并在必要时切换进入手动控制状态。

3.1.4 智能排水系统

给排水系统指对生活供水（冷/热水）和污水排放。供水方面，主要措施为实施恒压供水、污水池液位指示和报警，以及供水环节中各种供水、排水泵的定时循环工作等，一般采用电气控制系统来控制恒压供水，该系统由变频器和软启动器等组成，当用户用水量较少时，通过变频器来调节频率，适应供水流量，当用户用水量增加时，通过增加工频泵的方法来满足供水流量需求。

3.1.5 智能空调系统

智能空调系统主要由空调机组、新风机组、变风量机组和风机盘管等设备构成。智能空调系统的控制主要是调节环境的温度及湿度，以及对时间的预定和启停自动控制。若楼宇内的空调系统已配备了先进的自动化控制系统，也可以选择只监不控的运行方式。

3.2 楼宇智能办公系统

楼宇智能办公系统采用先进的计算机、通信及多媒体技术，利用各种设备协助部分办公业务，并与办公人员形成人机信息交互，最终实现服务指定办公目标。智能办公系统主要包括各种办公设备、信息传输与网络设备以及与硬件相配套的各类软件等。

3.3 楼宇智能安防系统

楼宇智能安防系统是一个综合应用平台，可以实现各安防子系统的集中管理，并统一调度使用。在一个可视化平台上，对监控、门禁、防盗报警、停车管理、消防、可视对讲等多个子系统的设备进行监视、管理，实现日常和紧急事件的联动控制。

3.4 楼宇能源管理系统

楼宇能源管理系统也是一个综合监控信息化平台，负责智能楼宇的管控一体化，集成当前先进的在线监测、大数据、云计算、物联网等技术，实现供能设备与耗能设备的直接信息交互，对建筑的电力、燃气、水等各分类能耗数据进行采集、处理，传感器和执行器、监测和检测间环环相扣，并能够深入分析建筑能耗状况，实现建筑节能。采用能源计划、能源监控、能源统计、能源消费分析、重点能耗设备管理和能源计量设备管理等多种方式，更加直观地展示能源成本比重，让楼宇管理者能够对能源利用的趋势有更准确的掌握，实现智能楼宇的数字化管理。

4 总结

在综合能源服务、能源互联网的背景下，公共建筑能源使用已成为政府、电力企业、社会各界关注的热点。智能楼宇作为能源与大数据的集大成者，将取代传统楼宇建筑。随着智能设备、办公、安防、能源管理等先进技术的不断进步，智能楼宇在未来将大有发展。