新技術(shù)層出不窮

如今，建筑的智能化程度越來越高，無論是公共建筑、商業(yè)建筑還是住宅，智能化技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。在達(dá)到建筑功能和滿足舒適性的前提下，智慧化技術(shù)正最大化地提高建筑能效，降低建筑能耗和碳排放。

在智能化建筑快速發(fā)展的同時(shí)，被動(dòng)式建筑及其相關(guān)技術(shù)備受關(guān)注。所謂被動(dòng)建筑的技術(shù)路線即通過被動(dòng)式手段和技術(shù)達(dá)到建筑的近零能耗，從而實(shí)現(xiàn)“近零能耗建筑”。無論是“近零能耗建筑”，還是“超低能耗建筑”和“零能耗建筑”，都需要首先通過被動(dòng)式技術(shù)和措施,盡可能地降低建筑的供暖和空調(diào)負(fù)荷，從而降低建筑能耗，并根據(jù)需要充分利用建筑物本體及周邊或外購(gòu)的可再生能源。所有這些，目的都是提高建筑能效。

目前，建筑信息模型(簡(jiǎn)稱“BIM”)技術(shù)作為行業(yè)第三代信息技術(shù)，已被廣泛視為改造建筑業(yè)這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略手段。它可以幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成，從建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行直至建筑全壽命周期的終結(jié)，各種信息始終整合于一個(gè)三維模型信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工單位、設(shè)施運(yùn)營(yíng)部門和業(yè)主等各方人員可以基于BIM進(jìn)行協(xié)同工作，有效提高工作效率、節(jié)省資源、降低成本、以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

而裝配式建筑的推廣，則有利于建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和工程管理信息化，同時(shí)有利于采用高能效的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和照明空調(diào)系統(tǒng)。如今，BIM技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑已是當(dāng)今趨勢(shì)。

以上這些技術(shù)，既能提高建筑能效，也能夠改善建筑環(huán)境，使建筑更加綠色、健康和環(huán)保，提升建筑室內(nèi)舒適性，從而提升居民的生活質(zhì)量和水平。

建筑節(jié)能將與AI、區(qū)塊鏈等“聯(lián)姻”

當(dāng)下，建筑節(jié)能正和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能和區(qū)塊鏈等新興技術(shù)深度融合，這也意味著建筑節(jié)能將進(jìn)入一個(gè)新的階段。

圖靈獎(jiǎng)得主吉姆·格雷(Jim Gray)曾提出，將科學(xué)研究分為四類范式，依次為實(shí)驗(yàn)歸納、模型推演、仿真模擬和數(shù)據(jù)密集型科學(xué)發(fā)現(xiàn)。其中，“數(shù)據(jù)密集型”就是基于大數(shù)據(jù)的科學(xué)研究，而大數(shù)據(jù)的研究與應(yīng)用已成為智慧城區(qū)的重要組成部分。分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)和能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)來源的補(bǔ)充，使得城市和建筑的大數(shù)據(jù)得到越來越多的應(yīng)用和研究。建筑大數(shù)據(jù)包括建筑和機(jī)電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段的靜態(tài)數(shù)據(jù)和運(yùn)行階段的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。隨著BIM的推廣應(yīng)用，建筑從單一的能耗監(jiān)測(cè)逐漸過渡到室內(nèi)環(huán)境的綜合監(jiān)測(cè)，WiFi和移動(dòng)終端通訊數(shù)據(jù)也有可能經(jīng)過特征提取用于綠色建筑的運(yùn)維管理。人工智能AI技術(shù)的應(yīng)用、5G無線網(wǎng)的利用為大數(shù)據(jù)的來源提供可能。采用大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法和云計(jì)算處理實(shí)時(shí)、海量和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑能源數(shù)據(jù)，可以為建筑提供有效的節(jié)能方案，提高建筑能效。

起源于數(shù)字貨幣的區(qū)塊鏈技術(shù)，有望成為能源互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)挑戰(zhàn)的解決方案之一。區(qū)塊鏈?zhǔn)侨ブ行幕膶?duì)等網(wǎng)絡(luò)，其運(yùn)行方式是分布式集體運(yùn)作。這一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)和運(yùn)行方式與城區(qū)分布式能源系統(tǒng)在能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下的協(xié)同自治運(yùn)營(yíng)模式有相似之處。例如，屋頂光伏等可再生能源系統(tǒng)是分散安裝的，但屋頂分屬不同業(yè)主，如果要由一個(gè)能源中心集中管理，需要很復(fù)雜的租賃談判，往往存在一定難度，在城區(qū)層面上難以實(shí)現(xiàn)中心化的調(diào)度和優(yōu)化的運(yùn)行管理。而通過去中心化的協(xié)同卻有可能實(shí)現(xiàn)可再生能源利用的最大化。

在城區(qū)層面實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)公開透明、能源管理協(xié)同自治、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的能源交易，同時(shí)照顧到各方利益，這些都與區(qū)塊鏈技術(shù)的理念相吻合。區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式、公平性、公開性與能源互聯(lián)網(wǎng)相一致。如果區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于能源互聯(lián)網(wǎng)，將會(huì)極大地推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

建筑節(jié)能助推智慧城市發(fā)展

據(jù)發(fā)改委相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，按照目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展及能源消耗水平，我國(guó)在2020年能源缺口將達(dá)8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，再加上高能耗等帶來的水污染、空氣污染問題，無疑為我國(guó)的高質(zhì)量發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

回顧建筑的整個(gè)發(fā)展歷程，從主動(dòng)式建筑到被動(dòng)式建筑，再到低能耗建筑、超低能耗建筑，最后到近零能耗建筑、零能耗建筑?？梢灶A(yù)測(cè)，我國(guó)未來的建筑應(yīng)該是采用被動(dòng)式技術(shù)和高效設(shè)備及系統(tǒng)，并充分利用可再生能源，消耗的能源完全可由自產(chǎn)的能源承擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)自給自足的建筑。未來的建筑還應(yīng)是綠色、健康和生態(tài)的建筑，是高度智能化的建筑。

智慧城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展也是關(guān)鍵問題。作為社區(qū)、城區(qū)和城市的基本構(gòu)成單元，建筑能效的提升將為城市可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善作出有效的貢獻(xiàn)。作為評(píng)價(jià)節(jié)能績(jī)效的重要指標(biāo)之一，建筑能效是指建筑物在實(shí)現(xiàn)功能、符合標(biāo)準(zhǔn)、滿足需求的前提下減少實(shí)際消耗的能源量，包括建筑供暖、供冷、供熱水、通風(fēng)和照明所消耗的一次能源量。提升建筑能效，就是要強(qiáng)調(diào)建筑用能的科學(xué)性和合理性，而且要滿足人的基本需求，權(quán)衡各項(xiàng)技術(shù)的正反面影響，核算各項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)代價(jià)?？梢哉f，建筑能效提升實(shí)際上是建筑節(jié)能的更高層次，其具體內(nèi)容包括從增量節(jié)能到存量節(jié)能，從節(jié)能率到實(shí)物量的節(jié)能量計(jì)算，從重技術(shù)到重效果，從供應(yīng)側(cè)節(jié)能到需求側(cè)節(jié)能，從單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)集成技術(shù)，從單一能源到復(fù)合能源的應(yīng)用，從建筑節(jié)能到綠色建筑，從單體建筑節(jié)能到綠色城區(qū)節(jié)能的轉(zhuǎn)換過程。

智慧城市可以定義為現(xiàn)有城市未來更優(yōu)的狀態(tài)，包括有形資產(chǎn)(例如交通基礎(chǔ)設(shè)施，能源分配網(wǎng)絡(luò)和自然資源)和無形資產(chǎn)(例如人力資本)的使用和利用、優(yōu)化城市的智力資本和公共行政機(jī)構(gòu)的組織資本。智慧城市的核心是智慧能源。通過使用能源，城市的各個(gè)子系統(tǒng)更加有序，城市方可做到“智慧”。由此可見，建筑節(jié)能以及建筑能效的提升，必將助推生態(tài)城區(qū)和智慧城市的可持續(xù)發(fā)展。