新一屆美國(guó)政府認(rèn)為，這個(gè)國(guó)家和整個(gè)星球“面臨的最大挑戰(zhàn)就是氣候危機(jī)”;美國(guó)能源部，一直是美國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候緊急情況挑戰(zhàn)提供科學(xué)和創(chuàng)新解決方案責(zé)任部門。它的項(xiàng)目辦公室和17個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，每天都在研究、開發(fā)和部署未來(lái)的清潔能源技術(shù)，包括電池存儲(chǔ)、可再生能源、電動(dòng)汽車、碳捕獲和彈性電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。ABB智能建筑部門總裁奧利弗•伊爾蒂斯伯格(Oliver Iltisberger)認(rèn)為[1]，“智能”建筑也是降低能源消耗和碳排放的關(guān)鍵。依據(jù)是國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)的數(shù)據(jù)，建筑和建筑行業(yè)合計(jì)占全球能源消耗的30%以上，占碳排放量接近40%[2]。

隨著世界上許多國(guó)家的政府為減少碳排放制定嚴(yán)格的目標(biāo)，“綠色”建筑不再是奢侈的選擇。預(yù)計(jì)建筑開發(fā)商從一開始就會(huì)主動(dòng)把減排技術(shù)納入其開發(fā)，以滿足監(jiān)管部門、客戶和居住者的可持續(xù)發(fā)展需求。

因此IEA認(rèn)為，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向更節(jié)能的建筑，是實(shí)施成功碳減排戰(zhàn)略的核心。它還發(fā)現(xiàn)，到2040年，智能控制和連接設(shè)備，全球可累計(jì)節(jié)省能源230 EJ[3]，建筑物的能耗降低高達(dá)10%，也提高了建筑使用者的舒適度[4]。

智能建筑[5]可以通過(guò)多種方式幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

利用數(shù)據(jù)解決效率低下問(wèn)題

因?yàn)榻ㄖm應(yīng)使用者的需求和管理者的目標(biāo)，節(jié)能、減排、降低成本變得更直觀了。

雖然許多商業(yè)建筑，從中央控制照明、暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)到安全保衛(wèi)和能源管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理，已裝設(shè)了某些智能技術(shù)元素，但并非所有的管理者都能運(yùn)用這些設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，采取措施，減少他們碳污染的特性。

采用智能技術(shù)，建筑物管理者能夠隨時(shí)查看他們的資產(chǎn)(如供暖、照明和門禁控制)的運(yùn)行狀態(tài)。這些數(shù)據(jù)可以用來(lái)全面了解建筑物中不同系統(tǒng)如何相互作用，以及可能影響它們的外部因素。

運(yùn)用這種洞察力，運(yùn)營(yíng)商可以實(shí)施有效的建筑控制，管控效率，確定維護(hù)事項(xiàng)，確保住戶安適，通告未來(lái)投資的順序。例如，一個(gè)建筑物因住戶變了，以不同的方式使用，數(shù)據(jù)就會(huì)告訴管理者需要做些什么，以確保盡可能高效地運(yùn)營(yíng)。

在工、商和住宅環(huán)境，利用有綜合方案的數(shù)字平臺(tái)支持智能建筑，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低電耗和成本。

這種方案，如全面實(shí)施，通常可使供暖、照明和家電的能源成本降低30%。例如節(jié)能控制裝置，可從根本上提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的性能，能耗減少高達(dá)50%。

相對(duì)于安裝一個(gè)基本智能管理系統(tǒng)節(jié)能的成本下降，智能建筑立即可證明它們的價(jià)值。據(jù)匯豐銀行(HSBC)的一份報(bào)告說(shuō)，如果一個(gè)智能系統(tǒng)使能源成本節(jié)省25%，一座5萬(wàn)平方英尺的建筑物，系統(tǒng)的安裝成本只有3.75萬(wàn)美元，每年可節(jié)省2.3萬(wàn)美元，不到兩年即可回收投資。

整合技術(shù)創(chuàng)建“能動(dòng)”的建筑物

智能技術(shù)，除了減少碳排放量，還可用來(lái)整合一系列技術(shù)，使建筑具有“能動(dòng)性”：能發(fā)電，足夠自用;多余電力，儲(chǔ)存或回售電網(wǎng)。

例如，德國(guó)呂登沙伊德(Lüdenscheid)的二氧化碳中和廠[6]，把各種技術(shù)，包括太陽(yáng)能光伏、電動(dòng)汽車充電樁、能源智能管理和高效熱電聯(lián)產(chǎn)裝置等，整合成一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化和可控的智能系統(tǒng)。陽(yáng)光明媚的日子里，太陽(yáng)能技術(shù)可以產(chǎn)生工廠所需100%的電力，而且與當(dāng)?shù)氐臒犭娐?lián)產(chǎn)電廠聯(lián)網(wǎng)，Lüdenscheid發(fā)的電多14%，每年少排630噸的二氧化碳。盈余的電力可回售公共電網(wǎng)，意味著這個(gè)現(xiàn)場(chǎng)是“能動(dòng)”的。

ABB Lüdenscheid工廠現(xiàn)場(chǎng)，硬件：光伏系統(tǒng)(占地3500平方米，安裝在公司停車場(chǎng)(棚)上);電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS，容量275 kWh，輸出200kw)

邁向可持續(xù)發(fā)展的未來(lái)

如果要實(shí)現(xiàn)雄心勃勃的全球碳減排目標(biāo)，未來(lái)10年至關(guān)重要，而建筑物脫碳是需要克服的主要挑戰(zhàn)之一。隨著建筑物變得越來(lái)越智能化，可以研究居民如何使用空間和服務(wù)，前瞻地調(diào)整照明、暖通空調(diào)和其他系統(tǒng)，智能技術(shù)的使用將發(fā)揮關(guān)鍵作用，以改進(jìn)應(yīng)用，減少排放和降低能耗。

隨著時(shí)間的推移，各種類型的建筑將會(huì)變成“能動(dòng)”和“負(fù)碳”的建筑，并將有助于對(duì)抗氣候變化。充分利用智能技術(shù)將確保以最優(yōu)方式利用空間，建設(shè)一個(gè)更安全、更智能和更可持續(xù)的世界。

資料與注釋：

1. Open Access Government, Building “smart” to reduce energy & carbon，March 11, 2021

2. https://www.iea.org/topics/buildings

3. EJ, exajoule, 能量單位，1EJ=1018焦耳≈2.8•1011 kWh

4. Digitalisation and Energy Technology report — November 2017, International Energy Agency

5. Open Access Government, What are intelligent or smart buildings? April 28, 2020

6. ABB, ABB presents state of the art solution for CO2-neutral and energy self-sufficient factory of the future at its site in Lüdenscheid, 2019-05-08