“關于氣候變化，你需要知道兩個數字：第一個是510億，第二個是0。”

這是比爾·蓋茨在他的新著作《氣候經濟與人類未來》這本書中的第一句話。510億是全球每年向大氣中排放的溫室氣體的大致噸數，且總體呈上升趨勢，這就是我們今天的境況。 “0”是我們需要達成的目標。要想阻止全球變暖，我們人類需要停止向大氣中排放溫室氣體。

全球變暖被視為氣候變化的最壞影響——這些影響是非常糟糕的。有多糟糕？2022年的夏季，極端氣候在全球范圍內肆虐，歐洲溫度達到48.8攝氏度；西班牙因超高溫而死亡的人數是2021年的4倍；北極以4倍于世界平均水平的速度在變暖。中國的供電大省四川也因為今年夏天的持續(xù)高溫干旱，缺少降雨，河流干涸，用電負荷持續(xù)超載等因素，導致水力發(fā)電能力斷崖式下降。7月份以來，四川水發(fā)電量由同期約9.0億千瓦時/天，下降至約4.5億千瓦時/天，省內包括成都在內的多個城市實行限電，工廠被迫停工，造成巨大的經濟損失。

2016年簽署的《巴黎協(xié)定》將全球變暖限制在1.5℃以內定為目標，為了實現(xiàn)該目標，全球溫室氣體排放量須在2030年之前減少43%。在我國，根據中國建筑節(jié)能協(xié)會2021年底發(fā)布的《中國建筑能耗與碳排放研究報告（2021）》顯示，2019年全國建筑全過程碳排放總量為49.97億噸二氧化碳，占全國碳排放比重50.6%，其中80%的碳排放產生在建筑使用階段。為了完成8年之后“碳達峰”的國家戰(zhàn)略任務，數字技術正開始成為用來衡量和監(jiān)控建筑行業(yè)碳減排成效的重要手段，比如通過數字孿生技術優(yōu)化資源的使用，降低建筑運維碳排放，以及使循環(huán)經濟成為可能。人工智能、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈等也將是構建下一代智慧建筑解決方案最有力的工具之一。

建筑低碳運維解決方案不能依靠縫縫補補

多年來，建筑能耗管理之所以困難重重，除了建筑壽命周期長，節(jié)能改造難度大等老問題以外，還有行業(yè)技術及標準尚處初級階段，技術實施及節(jié)能指標不統(tǒng)一等新問題。商業(yè)建筑因需要支持辦公、商業(yè)、娛樂等場景，其建筑結構非常復雜，用電量大，其電力消耗總量占全國總消耗的10%，是主要的電力能源消耗端，其中空調、照明、電梯、現(xiàn)代化辦公和信息機房等領域的電力消耗為關鍵排放源。

在過去十年，經過互聯(lián)網對建筑運維的基建改造，大部分商業(yè)建筑已實現(xiàn)辦公自動化、安保自動化、防火自動化管理。但因為早期相關技術的局限性，功能集成度低，各個子系統(tǒng)相互獨立運行，后臺管理系統(tǒng)互不兼容，缺乏物聯(lián)網總體架構理念，維護管理成本高，推行起來阻力較大。

另外，因不具備智能化基礎架構，系統(tǒng)運營效率低，故障率和能耗高，且缺乏對水、電、暖等有效的數據監(jiān)測手段，無法制定節(jié)能減排策略，造成無效能源損耗。同時，各系統(tǒng)設計界面不夠全面、清晰，更無法呈現(xiàn)綜合協(xié)同管理狀態(tài)，經常出現(xiàn)監(jiān)測遺漏等情況，無法達到對建筑能耗進行有效管理的目的。

更重要的是，建筑節(jié)能降耗是一項動態(tài)管理，需要在大數據基礎上，逐步計算出合理的水、電、暖基礎負荷閾值，進行實時監(jiān)測負荷，預測不同場景的峰值負荷并采取控制措施。運用單一的自動化、信息化技術無法實現(xiàn)以上目的。

數字孿生建筑運維管理體系將全面到來

建筑運維管理體系在歷經樓宇自動化1.0，辦公自動化2.0，5G安防節(jié)能3.0之后，將迎來以人工智能+物聯(lián)網為核心的建筑智慧運維4.0時代。

人工智能、物聯(lián)網和5G等技術的應用，為智能商業(yè)建筑的節(jié)能運行和“碳中和”提供了一種新的技術路徑。建筑運維管理智能化不只是要使建筑運行更加節(jié)約電力、熱力等能源。通過應用云計算、人工智能監(jiān)測運維過程，實現(xiàn)建筑內的電力、空調、照明、電梯、防火和防盜等設備協(xié)同合作，提高建筑運維單位能效。人工智能、云計算等新技術可以使建筑具備自我分析、感知預警、智慧決策的能力，大幅降低了建筑節(jié)能的診斷門檻，即使普通工作人員也可以將其運用在診斷建筑的能耗分析，確實將節(jié)能減碳的行動落實。

以成都大運會主場館鳳凰山體育館為例，這是由成都古河云科技負責實施，通過數字孿生三維可視化管理平臺達到節(jié)能設計最優(yōu)化、設備運行最優(yōu)化、運營降耗最優(yōu)化的場館智慧運維樣板案例。

作為2023年第31屆世界大學生夏季運動會核心場館，鳳凰山體育館既要滿足國際頂級籃球賽事標準及FIFA標準，又要具有綠色建筑的未來性。在場館建設時，技術方受到極高數字化專業(yè)能力和對建筑應用場景理解的雙重考驗。具有近十年建筑數字新基建經驗的古河云科技在經過實地調研并和場館方經過多次溝通后，梳理出七大痛點：體育館面積大；建筑結構復雜程度高；場館能源消耗需求大；綠色節(jié)能落實難；場館各子系統(tǒng)無法協(xié)同運維，運維效率低成本高；應急處置設備分散，無法快速聯(lián)動；各類設備眾多，難以統(tǒng)一管理等方面。

圍繞這些痛點，古河云科技為鳳凰山體育館定制了一套集合“端+云+大數據”的三維可視化管理平臺，將場館建筑結構、各設施、設備位置布局等精準地還原在體育館虛擬仿真空間模型上。仿真模型以古河云科技 “開河”智慧云架構支撐平臺為底層，為場館構建了一個強大的智慧“大腦”，可做到實時、動態(tài)、可視的對鳳凰山體育館內的建筑設備集中運維管理，形成宏觀把控、微觀可視，全方位覆蓋的運維管理模式。同時基于強大的物聯(lián)網支撐平臺，實現(xiàn)多設備報警及聯(lián)動，最終實現(xiàn)整個場館的數字化智能管理。該平臺還可以集成現(xiàn)有的能源管理系統(tǒng)，以人工智能方式透過模擬分析與能源管理系統(tǒng)實測數據交互比對，進行設備異常診斷及能耗管理等加值應用。

經過反復模擬優(yōu)化，場館的建筑運維解決方案整體大幅降低了運維人工成本和建筑能耗成本。

物聯(lián)網能力決定數字孿生建筑智慧運維的深化能力

建筑運行中的數據全部來源于部署在建筑內的電子傳感器、控制器等硬件，在建筑運維管理系統(tǒng)的過程中具有舉足輕重的地位，其設計及應用方式決定了智能化的高度。通過物聯(lián)網傳感器和終端設備可以對建筑物內的溫濕度，人員分布，熱源分布和能耗分布實施感知、數據采集和監(jiān)測，經過數據處理準確地分析建筑空間內的負荷需求，及時發(fā)現(xiàn)運維管理的弱項和盲區(qū)，利用數字孿生的可視化數據分析，實現(xiàn)能耗的精細化管理。

目前為止，借助建筑數字化轉型實現(xiàn)建筑智能化運維項目中，更多是在軟件應用方面進行投入，鮮有在硬件方面的突破。鑒于我國在硬件方面的發(fā)展一直受到美國的制約，為了擺脫這種軟件強硬件弱的“瘸腿”現(xiàn)象，國內一些尖端軟件科技公司也在不斷地創(chuàng)新自主研發(fā)的物聯(lián)網硬件產品。

依然以成都鳳凰山體育館為例，其數字化運維管理平臺應用了古河云科技自主研發(fā)的物聯(lián)網邊緣計算網關、物聯(lián)網智能終端、IO數據采集服務器等硬件，可以對場館各類型設備即插即用，無需專用軟件對控制器進行編程，實現(xiàn)了適用于建筑多場景的靈活接入、快速定制、高效部署、自助分析、便捷組態(tài)。

在國際金融論壇（IFF）第18屆全球年會（F20峰會）上，IFF學術委員，中國發(fā)展戰(zhàn)略學會的副理事長王元豐在演講中提到：未來建筑業(yè)要納入碳交易所，每個單位可能就要有碳賬戶和碳資產。發(fā)改委也在抓緊編制建筑領域碳達峰實施方案，在制定碳稅方案、碳交易規(guī)則、降碳履約機制等方面，都需要有業(yè)務場景大數據作為參考，因此呼喚更多軟硬件兩手都很硬的科技企業(yè)擔當起建筑業(yè)數字化轉型重任。

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