2023年12月18日，在深冬的凜冽中，北京一角卻透出新征程的暖光。中國建筑科學研究院有限公司與中國建筑節能協會攜手國內49家單位，共同編制的國家標準《零碳建筑技術標準》（送審稿）的審(shen)查會(hui)議在這天隆重召開。此次會(hui)議不僅是科技(ji)與環(huan)保領域(yu)的盛事(shi)，更是中國在建筑節能與環(huan)保領域(yu)邁出堅實步伐的象征。
早在7月24日，《零碳建筑技術標準（征求意見稿）》（以下簡稱《標準》）便已揭開序幕，這一標準的制定旨在降低建筑用能需求和提高能源利用效率，以支撐“雙碳”目標的實現。《標準》不僅為營造一個健康舒適的建筑室內環境提供了指導，還為發展可再生能源和零碳能源建筑應用提供了方向，引導著建筑業和以建筑為主要碳排放源的區域逐步實現低碳、近零碳、零碳排放的愿景。
什么是零碳建筑？
在當前全球面(mian)臨氣候變化和環境(jing)退化的緊迫背景下(xia)，零碳建筑的理念顯得尤為(wei)重要(yao)，它(ta)成為(wei)應對這些全球性挑戰的關鍵(jian)方案之一。
《零碳建筑技術標準》中對零碳建筑的定義是：“零碳建筑是指適應氣候特征與場地條件，在滿足室內環境參數的基礎上，通過優化建筑設計降低建筑用能需求，提高能源設備與系統效率，充分利用可再生能源和建筑蓄能，在實現近零碳建筑基礎上，可結合碳排放權交易和綠色電力交易等碳抵消方式，符合標準明確規定的建筑。”
零碳建筑的核心特點包括：
高效能源利用：通過精心設計和選擇高效建(jian)筑(zhu)材(cai)料，結合(he)先進的能源管(guan)理系統，零碳建(jian)筑(zhu)顯著降低了能源消耗。
利用可再生能源：通過安裝新能源發電設備(bei)，零(ling)碳建(jian)筑能夠(gou)利用可再生能源來滿足其能源需求(qiu)。
實現碳排放平衡：通過能(neng)源(yuan)節(jie)約和可再生能(neng)源(yuan)的(de)使用等多種措(cuo)施，零(ling)碳建筑(zhu)旨在平(ping)衡其碳排(pai)放，實(shi)現(xian)年度凈零(ling)碳排(pai)放。
持續監測與優化：零碳(tan)建筑配備了監測系統(tong)，持續(xu)跟蹤能源消耗和碳(tan)排放，根據實時(shi)數(shu)據調(diao)整(zheng)策(ce)略(lve)，確保持續(xu)的低碳(tan)或無碳(tan)運行。
零(ling)碳建(jian)筑的(de)目標不僅是減少(shao)對環(huan)(huan)境的(de)負面影(ying)響，更是可(ke)(ke)持續發展和生態保(bao)護的(de)關鍵支撐。通(tong)過(guo)實施(shi)高效能(neng)(neng)源(yuan)管理、利用可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)源(yuan)和采用智能(neng)(neng)化設計(ji)，零(ling)碳建(jian)筑能(neng)(neng)夠有效減少(shao)溫室氣體排放(fang)和能(neng)(neng)源(yuan)消耗，同時提(ti)高居(ju)住(zhu)和工作環(huan)(huan)境的(de)質量(liang)。
此外，零碳(tan)建筑還推動了新(xin)技術和材(cai)料的(de)研發，促(cu)進綠色經濟的(de)發展(zhan)，為全球(qiu)低碳(tan)未來奠定了堅實的(de)基礎。因此，投資和發展(zhan)零碳(tan)建筑成為了應對環境挑戰的(de)迫切需求，也是推動經濟和社會(hui)向可持續發展(zhan)轉型的(de)重要途徑。
建筑低碳化與智能建造
建(jian)筑(zhu)行業在(zai)促(cu)進我國(guo)經濟(ji)增長、社會福祉、改善民眾居住環境(jing)以及提升公眾生(sheng)活水平方面發揮了不可(ke)或缺(que)的作用。然而，在(zai)其快(kuai)速發展過程中(zhong)，建(jian)筑(zhu)業也面臨著自(zi)然資源大量消(xiao)耗和廢棄物排放(fang)增加的挑戰(zhan)，對環境(jing)造成(cheng)了顯著壓力。
研究顯示，建筑業的碳(tan)排放量僅次于煤(mei)電、工業生產和交(jiao)通(tong)運輸領域，占據了顯著份額。“十四五”規劃期(qi)間，正是中國實現碳(tan)達峰(feng)目(mu)標的關(guan)鍵時(shi)期(qi)，建筑行業在碳(tan)減排和市(shi)場(chang)發(fa)展方(fang)面擁有巨大(da)潛力。
實現建(jian)(jian)筑業(ye)的綠(lv)色低碳(tan)轉(zhuan)型，關鍵在于深(shen)度融合信息技(ji)術(shu)和(he)建(jian)(jian)筑技(ji)術(shu)。通過推動智能建(jian)(jian)造和(he)新型建(jian)(jian)筑工業(ye)化(hua)的全產業(ye)鏈轉(zhuan)型升級(ji)，加(jia)速數(shu)字技(ji)術(shu)、精益(yi)制造和(he)綠(lv)色建(jian)(jian)造的深(shen)度結合，成為了實現低碳(tan)轉(zhuan)型的重要(yao)途徑(jing)。
近年來，建筑信息模型（BIM）技術的迅速發展、建筑施工機器人、人工智能工具的應用，以及5G、物聯網、大數據等數字化管理平臺在建筑環境運營和維護中的應用，都顯著推動了建筑業向智能建造的轉型。
無論是在建筑設計、施工建造還是運營管理方面，智能化的步伐正在加速，智能建造已成為全球建筑行業未來發展的主流趨勢。
2020年7月(yue)，國(guo)家住(zhu)房和城鄉(xiang)建(jian)設部聯合(he)多部委發布了《關于推(tui)動智(zhi)能建(jian)造與建(jian)筑(zhu)工業(ye)(ye)化(hua)協同發展(zhan)的指導(dao)意見(jian)》，指出智(zhi)能建(jian)造與建(jian)筑(zhu)工業(ye)(ye)化(hua)融(rong)合(he)發展(zhan)，對(dui)推(tui)動建(jian)筑(zhu)業(ye)(ye)轉型升(sheng)級和高質量發展(zhan)意義重大(da)。
2022 年(nian)1 月，國(guo)家住房和城鄉建設部印(yin)發《“十(shi)四五(wu)”建筑業(ye)發展規劃(hua)》，提出以建設世界建造強國(guo)為(wei)目標，大力發展并(bing)形成涵蓋全(quan)產業(ye)鏈的智能建造產業(ye)體系。
建筑業要實現綠色低碳轉型，需要從追求規模擴張轉向追求質量提升，從經濟效益優先轉向綠色發展優先，從傳統要素驅動轉向創新驅動。智能建(jian)造不(bu)僅(jin)提(ti)供了實現這些(xie)轉變的(de)重要工具，也為建(jian)筑業的(de)綠色低碳轉型(xing)提(ti)供了科技支撐(cheng)，有助于(yu)提(ti)升整個行(xing)業在(zai)綠色低碳轉型(xing)過(guo)程中的(de)協同治理效率。
智能建造的特點與應用
在《智能建造背景下建筑業綠色低碳轉型的路徑與政策》一文中，作者將智能建造定義為：以現代信息技術為基礎，以數字化技術為支撐，實現建造過程一體化和協同化，推動工程建造工業化、服務化和平臺化變革，從而交付以人為本的綠色工程產品。
在智能建造的框架下，為實現建筑業的綠色低碳轉型，無論是在建筑設計、施工還是運營管理的每一個環節，都需緊密結合現代信息技術——包括大數據、人工智能、物聯網等前沿技術的支(zhi)持和(he)應(ying)用。
在建筑設計階段，建筑(zhu)信息模型(xing)（BIM）的應用(yong)，使(shi)得(de)從建筑(zhu)結構到(dao)給排水、暖通及電氣工(gong)程的設(she)計(ji)能夠在統一(yi)的體系內高效展開，大大增強了在規劃(hua)決策和方案設(she)計(ji)中的效率和準確性。
進入工程建設階段，BIM技(ji)術(shu)結合5G和(he)人(ren)工(gong)智能(neng)技(ji)術(shu)已開始廣泛應用于建(jian)(jian)筑施(shi)工(gong)管理。智能(neng)機器(qi)(qi)人(ren)在復雜的(de)(de)(de)建(jian)(jian)造環境中發揮著越來越關鍵的(de)(de)(de)作用，與傳感器(qi)(qi)、大數據、云計算(suan)等技(ji)術(shu)協同(tong)工(gong)作，顯著提(ti)高了建(jian)(jian)筑施(shi)工(gong)過程的(de)(de)(de)信息交流能(neng)力和(he)建(jian)(jian)造效率。
在建筑運營與管理階段，先進的(de)信(xin)息技(ji)術(shu)手段(duan)發(fa)揮著核心作用(yong)(yong)。AIoT技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)(yong)實(shi)現了建(jian)設過程中信(xin)息的(de)高速、實(shi)時傳(chuan)輸(shu)。大數據技(ji)術(shu)則用(yong)(yong)于構建(jian)智慧管(guan)理(li)平臺，能(neng)夠及(ji)時收集和(he)分析建(jian)筑環境中的(de)海量數據，發(fa)布安全預警，并(bing)制定有效的(de)應(ying)對策略。
這(zhe)些智能化技術的應用不僅使建筑設計(ji)更加科學(xue)，降低了(le)工程(cheng)建設風(feng)險(xian)，提升了(le)施(shi)工管(guan)理效(xiao)率，而且最大程(cheng)度(du)地減少了(le)成本(ben)和資(zi)源消耗，同時減少了(le)碳排放，有效(xiao)緩(huan)解了(le)環境污染(ran)與破壞。
一個可資借鑒的(de)(de)案例是(shi)北京大興(xing)國際機場，其自(zi)建設伊(yi)始便秉承綠色(se)建設的(de)(de)理念(nian)，不僅(jin)高(gao)效利(li)用各種(zhong)能源(yuan)，而且在可再(zai)生能源(yuan)的(de)(de)使用上表現出(chu)色(se)，占(zhan)其年(nian)綜合能源(yuan)消費總量的(de)(de)比例超過10%，在全國機場中(zhong)處于領先地位，因此被譽(yu)為“綠色(se)新(xin)國門”。
這一成就得(de)益于(yu)多方(fang)服(fu)務商的(de)共同努力。例如(ru)，美的(de)樓宇科技(ji)為(wei)大興機場(chang)能源(yuan)站提供(gong)了(le)定(ding)制化、高效的(de)熱(re)泵機組(zu)，這些機組(zu)主要依賴地熱(re)、煙(yan)氣余熱(re)和污水(shui)廢熱(re)等可(ke)再生能源(yuan)，有效服(fu)務于(yu)約142萬(wan)平(ping)方(fang)米(mi)的(de)區域，實(shi)現了(le)優(you)質的(de)冬季供(gong)暖和夏季制冷。
這套方案不只包含了(le)高效能的(de)設(she)備，還整合(he)了(le)美的(de)BMS智慧樓宇管理系統，從而顯著提高了(le)設(she)備的(de)運(yun)維效率，并(bing)大幅降(jiang)低(di)了(le)運(yun)營(ying)成(cheng)本和(he)能耗。值得一提的(de)是，該工程每年可(ke)減少大約2.6萬(wan)噸二(er)氧化碳排放，對于(yu)環保和(he)可(ke)持續發展(zhan)做(zuo)出了(le)顯著貢獻。
AIoT賦能下的樓宇自控系統
融合了人工智能和物聯網技術的AIoT技術是未來最具可能性和可塑性的發展方向，也成為以建筑行業為代表的各大傳統行業智能化升級的有效途徑和最佳通道，是智能建筑和智慧城市等新興產業的重要基礎。作為智慧建筑核心和基石的樓宇自控系統，就是AIoT賦能智慧建筑的結果。
通過樓宇自(zi)控系統，也能讓(rang)我們對智慧(hui)建(jian)筑窺斑見豹。
基于AIoT的智慧建筑樓(lou)宇(yu)自控系(xi)統架構(gou)總(zong)共有5層，從下至上(shang)分(fen)別(bie)由(you)終端設(she)備層、智能(neng)感知層、網絡通(tong)信層、AI云(yun)腦控制層和(he)應用場景(jing)層構(gou)成。
終端設備層，作為架構的基礎，是實現建筑“綠色化”和“智能化”的關鍵承擔者，包括負責特定功能的樓宇系統智能終端。智能感知層包含具備通信功能的各類智能化設備，如智能傳感器和控制器，負責收集初步數據并為上層提供基礎信息。網絡通信層則涵(han)蓋了(le)各(ge)種網絡系(xi)統和綜合布線系(xi)統，主(zhu)要負(fu)責信息和數據(ju)的傳輸。
在這個架構中，AI云腦控制層起(qi)著至關重(zhong)要的作(zuo)用，它像一(yi)個(ge)人工智能(neng)(neng)的控制(zhi)(zhi)決策中心，利用AI智能(neng)(neng)單元、智能(neng)(neng)算法及信(xin)息技(ji)術，不斷挖掘、計算、分(fen)析(xi)、統(tong)計、分(fen)類并整(zheng)合各個(ge)子系統(tong)的實時數據和(he)信(xin)息。通過這種方式(shi)，AI云腦實現了自(zi)主控制(zhi)(zhi)、自(zi)我(wo)學習(xi)、智能(neng)(neng)決策、自(zi)組織協同、自(zi)尋優進化以及個(ge)性化定制(zhi)(zhi)的功能(neng)(neng)。
最后，應用場景層根據不(bu)同(tong)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)的(de)需求，構建(jian)(jian)針對特定用(yong)戶(hu)(hu)(hu)群體的(de)各(ge)個模塊系(xi)(xi)統的(de)綜(zong)合平臺。這一層(ceng)是智慧建(jian)(jian)筑樓宇自控系(xi)(xi)統與用(yong)戶(hu)(hu)(hu)之間的(de)橋梁，確保了系(xi)(xi)統能夠滿足(zu)多樣化、個性化的(de)需求，同(tong)時提供(gong)高效、智能的(de)建(jian)(jian)筑管理解決方案。
圖 基于AIoT的智能建筑樓宇自控系統總體層級
來源：《AIoT技術在綠色智能(neng)建筑樓宇自控系統中的最新發展和應用探究》
行業發展現狀及前景
近年來，隨著中國在房屋和市政建筑設計領域新簽合同數量的持續增加，智能建筑市場規模也隨之穩步上升。據智研咨詢的數據顯示，2021年中國建筑智能化工程行業的市場規模達到了11234.96億元，并預計到2026年將增長至15450.13億元，年復合增長率(CAGR)達7.1%。
特別是在樓宇自(zi)控(kong)系統市場(chang)，中(zhong)國(guo)雖起步(bu)較(jiao)晚(wan)，但(dan)發(fa)展(zhan)迅速(su)。市場(chang)需求主要分(fen)為現(xian)有建(jian)(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)智能化改造和新建(jian)(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)智能化需求兩大部分(fen)。根據《中(zhong)國(guo)智能建(jian)(jian)筑(zhu)行業現(xian)狀深度研究與發(fa)展(zhan)前景(jing)分(fen)析報(bao)告（2023-2030年(nian)）》的(de)(de)(de)數據，我國(guo)樓宇自(zi)控(kong)系統市場(chang)規模從2016年(nian)的(de)(de)(de)4424.93億(yi)元(yuan)增長至2020年(nian)的(de)(de)(de)6215.68億(yi)元(yuan)，年(nian)復合增長率為8.87%，預計(ji)到(dao)2023年(nian)將達到(dao)9213.4億(yi)元(yuan)。
目前我國智能建筑行業發展尚處初期，未來市場前景仍然巨大。
首先，國(guo)(guo)(guo)(guo)際比(bi)較(jiao)顯(xian)示，盡(jin)管(guan)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)智能(neng)建筑(zhu)市場(chang)發展迅(xun)速，但(dan)與(yu)美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)、日(ri)本(ben)等(deng)國(guo)(guo)(guo)(guo)家相比(bi)，仍有較(jiao)大提(ti)升空間(jian)。目前中(zhong)國(guo)(guo)(guo)(guo)新建建筑(zhu)中(zhong)，智能(neng)建筑(zhu)的(de)比(bi)例僅約26%，遠低(di)于美(mei)(mei)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)70%和日(ri)本(ben)的(de)60%，顯(xian)示出廣闊(kuo)的(de)市場(chang)拓展空間(jian)。
其次，隨著中國城鎮化建設的持續推進，為智能建筑發展提供了肥沃的土壤。據估計(ji)，中(zhong)國每(mei)年(nian)新建約20億(yi)平方米建筑(zhu)(zhu)，這一趨勢預計(ji)將(jiang)(jiang)持(chi)續25至30年(nian)。按照“十(shi)二五(wu)”末智能建筑(zhu)(zhu)在新建建筑(zhu)(zhu)中(zhong)的比例30%計(ji)算，預計(ji)未來三年(nian)智能建筑(zhu)(zhu)市場規模(mo)的年(nian)增速(su)將(jiang)(jiang)維持(chi)在25%左右(you)，市場規模(mo)將(jiang)(jiang)超過千億(yi)。
最后，智能建筑市場的需求為行業發展帶來新機遇。需(xu)(xu)求(qiu)一方面來(lai)自新(xin)建(jian)(jian)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)對智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)技術的直接應(ying)用，另(ling)一方面來(lai)自對現(xian)有建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)的智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)改造(zao)。隨著城市(shi)(shi)(shi)化(hua)進(jin)程的加速(su)和(he)常住人口城鎮化(hua)率的提高（2022年達到65.22%），原(yuan)有建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)功能(neng)無法滿足(zu)現(xian)代需(xu)(xu)求(qiu)。據(ju)估計，每年約有3%的住宅和(he)6%的工業及(ji)公(gong)共建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)會進(jin)行智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)改造(zao)，按(an)照2022年的估算(suan)，建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)改造(zao)市(shi)(shi)(shi)場規模達3228.49億元(yuan)，而新(xin)建(jian)(jian)智(zhi)(zhi)能(neng)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)市(shi)(shi)(shi)場規模為3338.90億元(yuan)。
寫在最后
在數字技術和(he)(he)可持(chi)續(xu)發展相(xiang)互交融的(de)(de)(de)時(shi)代(dai)，《零(ling)碳建(jian)(jian)筑(zhu)技術標準》的(de)(de)(de)制定和(he)(he)實施，無疑是(shi)一(yi)個重(zhong)要的(de)(de)(de)里程碑(bei)。這不(bu)僅標志著(zhu)中(zhong)國(guo)在建(jian)(jian)筑(zhu)業綠(lv)色轉(zhuan)型和(he)(he)低碳發展方面的(de)(de)(de)重(zhong)大(da)進步，更(geng)是(shi)全球環境(jing)保護和(he)(he)可持(chi)續(xu)發展努力中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)個閃亮的(de)(de)(de)篇章。后續(xu)，隨著(zhu)《標準》的(de)(de)(de)落地和(he)(he)智(zhi)能(neng)(neng)建(jian)(jian)造技術的(de)(de)(de)不(bu)斷進步，我們可以預見一(yi)個更(geng)加綠(lv)色、高效(xiao)、智(zhi)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)建(jian)(jian)筑(zhu)未來。
在(zai)這(zhe)個過程中，相信建(jian)筑(zhu)(zhu)業(ye)將(jiang)持(chi)續推動創新，不斷尋找更加節能、環保的(de)(de)建(jian)筑(zhu)(zhu)材料(liao)和技術(shu)。同時，通過智能建(jian)筑(zhu)(zhu)技術(shu)的(de)(de)應用(yong)，建(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)將(jiang)能更有效地管理能源消耗，減少廢物(wu)產生，提高居住和工作(zuo)環境的(de)(de)質量。這(zhe)些努力不僅(jin)有助于減少碳足跡，也為建(jian)筑(zhu)(zhu)業(ye)的(de)(de)可持(chi)續發展提供了新的(de)(de)動力和方向。
更重(zhong)要的(de)是，這些努力和(he)成(cheng)就將激勵(li)全球各國采(cai)取(qu)行動，共(gong)同面對氣候變化這一(yi)全球性挑戰(zhan)。隨(sui)著智能(neng)建(jian)筑和(he)零碳技術的(de)推廣和(he)應(ying)用，我(wo)(wo)們將共(gong)同邁向一(yi)個更加綠色(se)、可持續的(de)未來，為(wei)我(wo)(wo)們自己(ji)，也為(wei)我(wo)(wo)們的(de)后世創造一(yi)個更好的(de)世界。
2024年1月11日，深圳國際會展中心將舉辦以“綠色·共生，TRUE見進化”為主題的“第三屆樓宇科技TRUE大會”。本次大會將圍繞低碳發展的政策、方案、技術和實際應用場景進行深入交流和討論。智次方·物聯網智庫作為此次大會的承辦方之一，受邀承辦并主持“智慧工業”分論壇，聚焦于“工能提智，綠動未來”主題，我們將(jiang)邀(yao)請一眾(zhong)專家和(he)企業(ye)(ye)高(gao)管(guan)分享他們在(zai)該領(ling)域的(de)洞(dong)察(cha)和(he)實踐經(jing)驗。我們誠邀(yao)所有關(guan)心和(he)關(guan)注低(di)碳(tan)發展事業(ye)(ye)的(de)伙伴(ban)及行業(ye)(ye)從業(ye)(ye)者(zhe)共同參與(yu)這一激動人心的(de)行業(ye)(ye)交流盛會(hui)。
參考文獻：
《國家標準<零碳建筑技術標準>審查會召開》，CPBA超低能耗建筑
《零碳建筑技術將有標可循》，中國能源報
《零碳建筑技術標準（征求意見稿）》，中華人民共和國住房和城鄉建設部&國家市場監督管理總局
《智能建造背景下建筑業綠色低碳轉型的路徑與政策》，科技導報
《AIoT技術在綠色智能建筑樓宇自控系統中的最新發展和應用探究》，華中師范大學學報
《云智易AIoT建筑能碳管理平臺助力打造數字化綠色建筑》，搜狐網
《中國智慧建筑行業現狀深度研究與發展前景分析報告（2023-2030年）》，觀研天下
《智慧建筑行業發展概況》，物聯網智庫
