想象一下，在一座數(shù)萬平方米的高樓中，根據(jù)需要將每個房間和走廊安裝上傳感器，如同神經(jīng)網(wǎng)絡感知著這座大樓的冷暖、濕度、能耗、人員行為等；AI加持下的“智能大腦”實時分析這些數(shù)據(jù)，自主決策，并轉(zhuǎn)化為指令下達，整個大樓按照指令進入新的低碳運行狀態(tài)……這是山東建筑大學智慧建筑與能源優(yōu)化研究團隊（以下簡稱“智慧建筑團隊”）負責人李成棟教授向科技日報記者描述的場景。

該場景成為“建筑及園區(qū)數(shù)字低碳關鍵技術研發(fā)與應用”項目（以下簡稱“建筑低碳項目”）的關鍵部分。近日，該項目斬獲了山東省科技進步二等獎。

團隊研討數(shù)字低碳管控平臺軟硬件技術。

實現(xiàn)“雙碳”目標，直面“頭號攔路虎”

“建筑能耗占社會總能耗的46.5%，建筑運行能耗占21.7%，解決建筑能耗是實現(xiàn)碳中和的關鍵戰(zhàn)場?！崩畛蓷澋挠^點不是危言聳聽。在他看來，建筑碳排放正成為整個行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的“頭號攔路虎”。

直面“頭號攔路虎”，尋求解決之道并不容易。

在調(diào)研中，該團隊發(fā)現(xiàn)，目前，大部分建筑及園區(qū)中空調(diào)、照明等能源設施缺乏有效管控，“節(jié)能靠經(jīng)驗，降費靠關機”；即使它們已部署了數(shù)字化裝備，但平臺也是“有骨頭無大腦”，大量設備“只監(jiān)不控”，導致用電成本不降反增。

“上述問題說明了智能建筑不‘智能’的現(xiàn)實，問題出在哪里？”智慧建筑團隊首席科學家張桂青教授給出兩個答案：第一，越來越多的建筑商追求建設過程的節(jié)能和建筑材料的綠色，存在著重建設輕運維現(xiàn)象，對建筑運行中能耗的智能管控投入甚少；第二，主導樓宇能耗自控系統(tǒng)的智能化技術被進口產(chǎn)品壟斷，沒有發(fā)揮應有的節(jié)能管控作用。

“對建筑業(yè)來說，未來降碳將在能源管控方式、用戶用能方式以及電力交易方式三個方面迎來變革?！睆埞鹎啾硎?，瞄準能源管控方式做文章，他們的建筑低碳項目應運而生。

具體而言，提升建筑智慧化水平，這支團隊在建筑設備的“感、算、控、管”上下了功夫。

操作設定水泵節(jié)能運行控制參數(shù)。

李成棟向記者解釋，建筑數(shù)據(jù)是量化碳耗的核心抓手。他們安裝必要的傳感器是為了“感”，等于為建筑園區(qū)安裝了“碳感知神經(jīng)網(wǎng)絡”，傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)溫度、濕度、電耗等眾多隱形碳排放因素，并反饋到搭建的智慧平臺上?！案鞣N指標‘測得全’是這一階段的特點?！崩畛蓷澱f，上述能耗數(shù)據(jù)結合AI算法，能精準繪制碳排放圖譜，讓隱形碳排放變得“可見可算”，從而實現(xiàn)了建筑能耗“摸得透”的目標。

“園區(qū)減碳的關鍵在于‘數(shù)據(jù)驅(qū)動決策+技術集成創(chuàng)新’，也就是‘控’和‘管’，這也是我們打造的智慧平臺的作用，達到‘調(diào)得優(yōu)’‘管得好’的效果?！崩畛蓷澱f，智慧平臺如同大腦，生成碳足跡，動態(tài)追蹤光伏、儲能等核心指標；在此基礎上，基于數(shù)據(jù)分析預測用能需求，合理規(guī)劃設備運行，優(yōu)化節(jié)能指標。

創(chuàng)新力如何，市場說了算

在曲徑通幽的山東建筑大學校園里，智慧建筑團隊在裝配被動式超低能耗教學實驗樓上夜以繼日攻關。該團隊成員彭偉副教授向記者表示，這棟基本不需要額外化石能源輸入，依靠地源熱泵技術和光伏供電的大樓是他們的第一個“客戶”。在建筑低碳項目的加持下，該建筑貼上了“超低能耗”的標簽。

實際上，這支囊括了暖通空調(diào)、自動化、計算機等十幾個學科的科研團隊是國內(nèi)最早的一批投身智能建筑的高校團隊?！?989年，我們就為11屆亞運會的亞運村提供了空調(diào)自控項目?！痹谀暧饬膹埞鹎嗫磥?，從人工智能與先進控制的基礎研究，到建筑設備智能化與能源優(yōu)化關鍵技術攻關，再到運維系統(tǒng)示范應用與成果轉(zhuǎn)化，該團隊的創(chuàng)新能力走到了國內(nèi)前列。

團隊實地開展空調(diào)機組節(jié)能設計與優(yōu)化控制方案。

這種創(chuàng)新力，市場已經(jīng)給出了評價。

建筑高度為303米的濟南綠地普利中心是目前濟南正在運行的第一高樓，其面積高達19萬平方米，制冷機房裝機容量3700千瓦，年用電量1300萬千瓦時。

COP是衡量制冷系統(tǒng)機組效率的關鍵指標，智慧建筑團隊介入改造之后，該大樓的系統(tǒng)COP從3.49提高到4.45，能效提升27%，借此入選了濟南市智慧城市典型案例。

此外，該團隊還與企業(yè)合作，將該相關技術在山東省400余個黨政機關單位能源管理以及齊魯醫(yī)院、濟南西客站等300多個大型公共建筑節(jié)能管控的典型工程中得到了推廣應用。

李成棟表示，技術復雜度高，模型訓練周期長，經(jīng)濟可行性挑戰(zhàn)大，這三大特征為該項目筑起了技術圍墻，在建筑市場需求縮減的大背景下，憑借核心技術脫穎而出。

李成棟向記者提供的一份數(shù)據(jù)顯示，該團隊已承擔了20余項國家級、省級重大創(chuàng)新工程等縱向課題，50余項來自企業(yè)的橫向課題；獲得100余項智慧建筑、建筑節(jié)能、綜合能源方面的發(fā)明專利，主持和參與編寫了十余項國家和地方標準。

據(jù)介紹，該團隊還積極拓展其他應用場景，比如該團隊成員馬昕副教授等人正與清華大學、山東大學等高校合作，開展“屋頂光伏+經(jīng)濟儲能+直流配電+柔性負荷+有序上網(wǎng)”新型電力能源系統(tǒng)研究，解決光伏系統(tǒng)的消納難題。