特斯联科技集团刘念2021年10⽉13⽇AIOT时代下的智慧建筑碳中和路径建筑碳中和的认识及意义中国智慧建筑的政策法规建筑全⽣命周期视⻆的碳中和实施路径AIOT赋能智慧建筑碳中和⽬录CONTENTS⼀⼆三四中国智慧建筑碳中和展望五当前全国碳中和市场发展现状全国碳市场于2021年7⽉16⽇正式启动上线交易，截⽌2021年9⽉30⽇，全国碳市场共运⾏53个交易⽇，配额累计成交量1764.90万吨，累计成交⾦额8.01亿元。全国碳市场总体运⾏平稳有序。⾃开市以来，全国碳市场每个交易⽇均有成交，单⽇最⾼成交量847.44万吨，⽇均成交量33.30万吨。⽬前，全国碳市场约九成的重点排放单位已完成交易账户的开⽴。碳市场价格发现功能逐步显现。全国碳市场配额价格以48元/吨开盘，⽬前最⾼成交价格61.07元/吨，最低成交价格41.00元/吨，成交均价45.37元/吨。总体来看，全国碳市场尚处于起步阶段，交易价格呈现⼀定波动，重点排放单位碳交易意识不断提⾼，碳市场价格发现功能逐步显现。全国碳市场服务⽔平不断提升。开市以来，在国家和各级主管部⻔的领导和⽀持下，上海环境能源交易所在做好交易组织、保障交易市场平稳有序的同时，持续开展重点排放单位碳交易能⼒建设，全⼒推进市场规则体系完善和机构组建⼯作，不断提升全国碳市场服务⽔平。全国碳市场以发电⾏业为突破⼝，纳⼊发电⾏业重点排放单位2162家，覆盖约45亿吨⼆氧化碳排放量，是⽬前全球规模最⼤的碳市场。根据⽣态环境部的相关规定，全国碳排放权交易机构成⽴前，由上海环交所承担全国碳排放权交易系统账户开⽴和运⾏维护等具体⼯作。国家实现“双碳”⽬标需要在各⾏业推进碳减排进程。建筑碳中和排放：⼀.建筑碳中和的认识也即是说并⾮指建筑不需要耗能，⽽是通过节能减排、负碳技术等⼿段减低进⽽抵消运营碳排放；建筑全⽣命周期是指从建材⽣产、建筑施⼯、运营直到最终拆除及废料回收的完整产业链，在此⽣命周期中，每个阶段都会有温室⽓体排放，为了整个⽣命周期的碳中和需要分析每⼀个阶段的碳⾜迹和抵消⽅法；建筑业参与者，各个企业或组织的⽣产和经营实现碳中和的过程。零能耗建筑全⽣命周期碳中和全链条碳中和根据《中国建筑节能年度发展研究报告2020》，2018年我国建筑业建造相关（建材的⽣产和现场施⼯等等）碳排放达到41亿吨，15年来翻倍有余；运⾏阶段碳排放总量约20.9亿吨，⽐2001年增⻓了约⼀倍。由伦敦⼤学学院（UCL）和欧洲建筑性能研究所（BPIE）为全球建筑联盟（GlobalABC）和联合国环境规划署编制的《2020全球建筑现状报告》指出，2019年，全球建筑⾏业的能源消耗总量与2018年相⽐变化不⼤，但CO2的排放继续升⾼，总量达到100亿吨，占到了全球能源相关碳排放总量的28%。若加上建筑⼯业部分的排放，这⼀⽐例将上升到38%。如图所示。⼀.建筑碳中和的意义⼆.中国智慧建筑的政策法规《节约能源法》⾸次将建筑节能列⼊法律，为推进绿⾊建筑发展提供了法律依据2003年2004年2007年2008年⼯作试点阶段⼯作推⼴阶段（2004-2008年）国家领导⼈在中央经济⼯作会议上明确提出要⼤⼒发展节能省地型住宅住建部印发《绿⾊建筑评价标识管理办法》国务院发布《⺠⽤建筑节能条例》、《公共机构节能条例》2015年2013年2010年2008年住建部成⽴绿⾊建筑评价标识办公室，管理绿⾊建筑标识评价⼗⼆五纲要提出要⼤⼒推⼴绿⾊建筑、绿⾊施⼯、推⼴先进环保建材及优化的信息管理模式，第⼀次将绿⾊建筑的发展正式列⼊我国中⻓期发展规划中发改委和住建部共同制定《绿⾊建筑⾏动⽅案》，颁布《“⼗⼆五”绿⾊建筑与绿⾊⽣态城区发展规划》《公共建筑节能设计标准》《绿⾊⼯业建筑评价技术细则》2016年2018年2020年2021年《住房城乡建设事业“⼗三五”规划纲要》《“⼗三五”节能减排综合性⼯作⽅案》《住房城乡建设部建筑节能与科技司2018年⼯作要点》住建部、发改委等7部⻔联合印发《绿⾊建筑创建⾏动⽅案》全⾯推⼴阶段（2016⾄今）逐步深化阶段（2008-2016）《超低能耗建筑评价标准》；《绿⾊建筑被动式设计导则》三.建筑全⽣命周期视⻆的碳中和实施路径排放抵消绿⾊建筑材料零碳固碳材料替代：⽣物材料可再⽣清洁能源新能源汽⻋运输碳捕集，封存与利⽤装配式建筑科学施⼯管理机械使⽤清洁能源建材回收利⽤数字孪⽣，数字化智慧建筑智慧节能技术，楼宇电⽓化，热泵可再⽣能源：光伏，⻛电，氢能储能技术⽣物碳汇机械使⽤清洁能源建材回收利⽤新能源汽⻋运输建筑⽣命全周期建材⽣产建筑建造运营与维护废弃拆除零碳建筑设计理念突破：考虑建筑⽣命全周期每⼀个阶段碳⾜迹，以及利⽤绿⾊材料，零碳材料或负碳技术实现建筑碳中和场地勘察：地理位置：周围植被，⼟壤与⽔体⽓候数据：⽇照，⻛⼒等，为光伏，⻛⼒等新能源引进做准备建筑设计：基于使⽤⼈群做到美学和空间利⽤的最佳，考虑建筑⽣物学拆除设备耗能废料处置废料运输运营监控环境反馈热⼒供应电⼒供应能源消耗设备使⽤⼈⼒需求材料废弃建材⽣产排放建材⽣产耗能建材运输负碳技术能源更新节能提效回收利⽤四.AIOT赋能智慧建筑碳中和从单体、园区再到城市建筑能耗研究基于单体办公楼宇建筑能源管理的系统研究基于数字孪⽣的智慧园区能源管理的系统研究基于地理信息系统的城市建筑能耗模型的研究城市建筑群由单体楼宇建筑—社区/园区建筑—城市建筑演进。我们通过AIOT、数字孪⽣、⼤数据、云计算等新技术，将单体楼宇建筑能源使⽤有效进⾏管理，将社区/园区进⾏综合管理，同时对于城市建筑群进⾏能耗预测，整体提⾼能源利⽤效率，赋能智慧建筑碳中和，把城市治理成为绿⾊节能城市。基于传热学和热⼒学的⼯程物理模型以建筑物理中传热学和热⼒学为基本原理，对于特定区域建筑依据其形态或使⽤特点进⾏分类，然后建⽴分类后不同类型建筑的能耗模型，得到这些不同建筑的以单位⾯积标准化后的能耗强度，再乘以相应不同类型建筑总⾯积，以得到这些建筑各⾃的总能源消耗，最后将这些不同类型建筑的能耗相加得到特定区域总的建筑能耗数值。4.1基于传热学和热⼒学的⼯程物理模型主要优点是由于基于热物理模型，能充分考虑不同节能措施对于城市节能效果的影响，其能源分析模型选择范围也较⼴，包括稳态或⾮稳态模型、简单或复杂模型。主要缺点是为建⽴能耗模型所需的信息量很⼤，⽽城市建筑能耗计算中主要问题就是相关信息及建筑能耗数据的缺失，因此这种⽅法在实际中的应⽤受到了限制。4.2基于能耗统计数据的统计学预测模型基于能耗统计数据的统计学预测模型主要研究城市能源与各种统计数据的线性或⾮线性变化关系，这些数据包括家庭数、⼈⼝及其年龄构成、⼈均收⼊、国⺠⽣产总值、建筑⾯积、建筑使⽤状况、能源价格等变量，以城市或城市中⼼区域为整体研究对象。主要优点是⽅便探索能源与预测变量之间的复杂⾮线性关系，并且与第⼀类⽅法相⽐不需要详细的建筑⾯积、使⽤功能、建造年代、暖通系数等信息。主要缺点是仅可⽤于探讨模型中所含变量对于能源消耗变化的影响，不能⽤于探究新型节能措施对于能耗的影响机制。⼈均可⽀配收⼊信息前向传播建筑⾯积18℃计的冬季度⼩时数26℃计的夏季度⼩时数⽉份周期变量⽉份序列变量预测值误差反向传播输⼊层输出层中间层基于BP神经⽹络的建筑⽤电量预测模型结构图地理信息系统GIS建筑相关信息能耗数据建筑物地理信息和三维坐标参数化输⼊建筑物外形尺⼨维护结构特性内部得热暖通系统模型所需其他基本信息建筑能耗模型⽣成⾼性能并⾏计算模拟结果能耗数据分析单体建筑⼩区规模城市及建筑代理能耗模型⽅差全局敏感性评估不同节能⽅案节能潜⼒数据前处理输⼊能耗模型模型计算节能敏感性分析模型验证以地理信息系统为基础的城市建筑能耗模型建⽴流程图4.3基于地理信息系统为基础反映不同地域特征的建筑动态能耗模型基于地理信息系统为基础反映不同地域特征的建筑动态能耗模型主要是基于地理信息系统及其与建筑性能相关的统计数据。城市根据其特定功能或⼈⼝数量等特征量可划分为不同的⼩区域地理单元，如果这些不同地理区域能耗数据或其他建筑信息可⽤，就可快速地建⽴以回归分析或热量平衡为基础的城市环境能耗模型。四.特斯联ABAS智慧运营管理系统新信息技术驱动智慧建筑发展新⼀代信息技术：AIOT、BIM、云计算、⼤数据等传统建筑产业⽣产关系⽣产过程⽣产⼒⽣产关系：全参与⽅⽣产过程：全过程⽣产⼒：全要素数字化平台化智能化新建筑产业新业态以⼈为本绿⾊可持续驱动赋能⽀撑⽀撑转变促进ABASBI智慧运营管理平台运⾏管理可视化暖通空调监控给排⽔监控变配电监视公共照明夜景照明能源计量能源管理专业化能源统计能耗统计能效分析节能核算设备管理标准化设备台帐运⾏计划智慧建筑/园区管理平台I场景：建筑、泛园区（办公园区、⼯业园区、商圈、物流园）I核⼼：以园区综合管理为核⼼，综合节能是特⾊I客户：物业或管委会I关键数据：各种设备数据、环境信息、⼈员数据、场景数据打通设备管理智慧节能智慧运营辅助决策智慧招商资产管理智慧环境智慧消防智慧安防智慧办公应⽤服务APP建筑BIM多场景解决⽅案：场景应⽤破圈，适配各⾏业解决⽅案•改造楼宇系统及建设ABAS平台，已进⼊全国上百栋⼤型楼宇•全国超过20栋地标性建筑，包括郑州千玺⼴场，⼴州正佳⼴场，重庆环球⾦融中⼼，上海虹桥绿⾕•主导万达慧云智能化管理系统核⼼平台研发•运营楼宇综合节能都超过25%各地智慧建筑运营项⽬重点客户软件应⽤：智慧能建筑决⽅案占领地标式建筑，服务多元化场景（1/2）•应⽤ABASBI平台，远程监控和管理制冷站运⾏；•照明系统接⼊ABASBI系统，系统根据需要⾃动开关灯；•使⽤群控功能，⾃动控制优化冷站运⾏参数；•项⽬总节能量：66.04万kWh。•通过更换部分主机并优化运⾏、⽔泵变频改造、冷却塔⻛机联合变频、建设超级楼控平台的措施对700冷吨主机的节能量约在211.3万kWh，节约费⽤173.3万元•冷却塔⻛机进⾏联合变频控制，共计约405.8万kWh，费⽤约332.7万元。•英利国际⾦融中⼼建筑⾯积90万平⽅⽶，共60层。•英利国际⼴场项⽬总建筑⾯积40万平⽅⽶。•改造后每年的节能量为405.8万kWh，按照⽬前项⽬折扣电价0.82元/kWh计算，节能收益为332.8万元。•承担能源板块，落地超10余个标杆项⽬•通过对能源的计量规划，包含⽤电能耗分析和⽤电功率分析；帮助盒⻢做选址，客流，与天⽓的联动分析做⽇志建议。郑州千玺⼤厦⼴州正佳⼴场英利国际⼴场&英利国际⾦融中⼼盒⻢鲜⽣新零售软件应⽤：智慧建筑解决⽅案占领地标式建筑，服务多元化场景（2/2）AICITY——以⼈⼯智能、物联⽹、机器⼈、⼤数据、信息安全、通信等为产业特⾊及导向，全⼒完善“智慧园区、科创平台、未来建筑、未来城市、未来⾦融+“城市级智慧⼤脑”的综合智能城市系统,结合产业⽤地和产业配套（含商业、居住、教育、医疗等），打造以⾼端研发和⾼新技术成果转化及应⽤为核⼼的产城融合示范区。光控特斯联助⼒打造⾼新科技产城融合示范区五.中国建筑碳中和展望——顺势⽽为⼋⼤⾼耗能先⾏加速“双碳”进程产业电⼒、化⼯、建材、钢铁、有⾊⾦属、⽯化、造纸、⺠⽤航空建筑碳中和全周期碳⾜迹盘查标准政策⽀撑政府免费发放、拍卖卖碳配额盈余企业出售碳配额（CEA）可再⽣能源、垃圾、燃料转型等减排项⽬中国核证⾃愿减排量（CCER）建筑建造建材⽣产运营与维护废弃拆除建材⽣产排放建材⽣产耗能建材运输⽣物质零碳材料清洁能源新能源汽⻋碳铺集、封存与利⽤设备运⾏耗能废弃建材处理清洁能源建材回收利⽤运营监控环境反馈热⼒供应电⼒供应建材回收利⽤新能源汽⻋废料处理废料运输数字孪⽣建筑科技节能技术可再⽣能源⽣物碳汇多余的碳排放绿⾊⾦融配额清缴给政府碳排放注册登记系统碳排放交易系统碳配额不⾜企业；需要碳中和的企业⼆氧化碳碳交易CCER注销中国碳中和进程绿⾊社区/智慧城市碳中和全⽣命周期碳中和五.中国建筑碳中和展望——⻓期性与复杂性2021年诺⻉尔物理学奖揭晓，授予美国普林斯顿⼤学⾼级⽓象学家真锅秀郎（SyukuroManabe）和德国汉堡⻢克斯普朗克⽓象研究所教授克劳斯·哈塞尔曼（KlausHasselmann），以表彰他们“⽤于地球⽓候的物理建模，量化可变性并可靠地预测全球变暖”，另外⼀半由意⼤利罗⻢⼤学教授乔治·帕⾥⻄（GiorgioParisi）共享，“发现了从原⼦到⾏星尺度的物理系统中⽆序和波动之间的相互作⽤。”展望1•全国建筑⾏业⾼速发展，城市化浪潮势不可挡，全国各城市都是推进落地城市碳中和，要想达到城市碳中和，建筑碳中和⾄关重要。展望2•在城市建筑碳中和治理中，单体建筑、社区/园区以及城市建筑的治理各有不同且相互关联，城市建筑的碳中和综合治理需要发挥各种技术优势，实现综合治理。展望3•未来，智慧建筑的能耗管理将从现在节能增效改造⽅式，发展到通过复杂系统的建模，量化相关指标，并对建筑耗能进⾏可靠地预测，实现耦合治理。THANKS!北京特斯联科技集团有限公司TerminusTechnologiesCo.,Ltd北京市朝阳区新源南路8号启皓北京⻄塔11层11FWestTower,GenesisBeijing,No.8XinyuanSouthRd,Beijing100027P.R.China全球领先的智慧场景服务商Globalleadingsmartserviceprovider19