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）的審查(cha)會議在這天(tian)隆重召開。此次會議不僅是(shi)科技與(yu)環(huan)保(bao)領域的盛事，更(geng)是(shi)中國(guo)在建筑節能與(yu)環(huan)保(bao)領域邁(mai)出堅(jian)實(shi)步伐的象征(zheng)。
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(zai)當前全(quan)球(qiu)面臨氣候變化和環境退化的(de)緊迫(po)背景下，零碳建筑的(de)理念(nian)顯得尤為重要(yao)，它(ta)成為應對(dui)這些全(quan)球(qiu)性挑戰的(de)關鍵方(fang)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(he)選(xuan)擇高效(xiao)建筑材(cai)料，結(jie)合先(xian)進的能源(yuan)(yuan)管理系統，零碳建筑顯著降低了能源(yuan)(yuan)消(xiao)耗。
利用可再生能源：通過安裝新能(neng)源發(fa)電設備，零碳建筑能(neng)夠利用可再(zai)生(sheng)能(neng)源來滿(man)足其能(neng)源需(xu)求。
實現碳排放平衡：通過能源(yuan)節約和可(ke)再生能源(yuan)的使用等(deng)多種措施(shi)，零碳(tan)建筑旨在平衡(heng)其(qi)碳(tan)排放，實現(xian)年度凈零碳(tan)排放。
持續監測與優化：零碳(tan)建筑配(pei)備了監測系統(tong)，持(chi)續(xu)跟蹤能源(yuan)消耗和碳(tan)排放，根據實時數據調整(zheng)策略(lve)，確保(bao)持(chi)續(xu)的低碳(tan)或無碳(tan)運(yun)行(xing)。
零碳建筑(zhu)的目標(biao)不(bu)僅(jin)是(shi)減(jian)少對(dui)環境的負面影(ying)響，更是(shi)可(ke)持續(xu)發展和(he)生態(tai)保護的關鍵支撐。通過實施高(gao)效(xiao)能源(yuan)管理(li)、利(li)用(yong)可(ke)再生能源(yuan)和(he)采用(yong)智能化(hua)設計，零碳建筑(zhu)能夠有效(xiao)減(jian)少溫室(shi)氣體排放和(he)能源(yuan)消耗，同時提高(gao)居(ju)住和(he)工(gong)作環境的質(zhi)量。
此外，零碳建(jian)筑還推(tui)動(dong)了新技術和材料的(de)研發(fa)(fa)，促進綠色經(jing)(jing)濟的(de)發(fa)(fa)展，為全球低碳未來奠(dian)定了堅實的(de)基礎。因此，投(tou)資和發(fa)(fa)展零碳建(jian)筑成為了應對環境(jing)挑戰的(de)迫(po)切需求，也(ye)是推(tui)動(dong)經(jing)(jing)濟和社會向可持(chi)續發(fa)(fa)展轉型的(de)重要途徑(jing)。
建筑低碳化與智能建造
建(jian)筑行業在促(cu)進我(wo)國經濟(ji)增長、社會福祉、改善民眾居住(zhu)環境以(yi)及提升(sheng)公眾生活水平方(fang)面發揮了(le)(le)不可或缺的(de)(de)作用。然而，在其快速發展過程中，建(jian)筑業也面臨著(zhu)自然資源大量消耗和(he)廢棄(qi)物排放增加的(de)(de)挑戰，對(dui)環境造成(cheng)了(le)(le)顯著(zhu)壓力。
研究顯示，建筑業(ye)的(de)碳(tan)(tan)排放量(liang)僅次于煤(mei)電、工(gong)業(ye)生產和交通運輸領域(yu)，占據(ju)了顯著份額。“十四(si)五(wu)”規劃期(qi)間，正是中(zhong)國實(shi)現碳(tan)(tan)達(da)峰目標的(de)關(guan)鍵時期(qi)，建筑行(xing)業(ye)在(zai)碳(tan)(tan)減排和市場發展(zhan)方面(mian)擁(yong)有巨大潛力。
實現建(jian)筑(zhu)業(ye)的(de)(de)綠色低(di)(di)碳轉(zhuan)型(xing)，關鍵在于深度(du)融合(he)信(xin)息技術(shu)和(he)建(jian)筑(zhu)技術(shu)。通(tong)過推(tui)動智(zhi)能建(jian)造和(he)新型(xing)建(jian)筑(zhu)工業(ye)化(hua)的(de)(de)全產業(ye)鏈轉(zhuan)型(xing)升級，加速數字技術(shu)、精益制造和(he)綠色建(jian)造的(de)(de)深度(du)結(jie)合(he)，成為(wei)了實現低(di)(di)碳轉(zhuan)型(xing)的(de)(de)重要途徑。
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，國家住房和(he)城鄉建設部(bu)(bu)聯合多部(bu)(bu)委發布了《關于推動智能建造與(yu)建筑(zhu)(zhu)工(gong)業化協同發展(zhan)的(de)指(zhi)導意(yi)見》，指(zhi)出智能建造與(yu)建筑(zhu)(zhu)工(gong)業化融合發展(zhan)，對(dui)推動建筑(zhu)(zhu)業轉型升(sheng)級和(he)高質量發展(zhan)意(yi)義(yi)重大。
2022 年1 月，國家住房和城鄉建設(she)部印發《“十四五(wu)”建筑(zhu)業發展規劃》，提(ti)出(chu)以建設(she)世界建造(zao)強國為目標，大力(li)發展并形成(cheng)涵蓋全(quan)產(chan)業鏈的智能建造(zao)產(chan)業體(ti)系(xi)。
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(zhi)能建造(zao)不僅提供(gong)了(le)實(shi)現(xian)這些轉(zhuan)變的重要工(gong)具，也為建筑業的綠色低碳轉(zhuan)型提供(gong)了(le)科技支(zhi)撐，有助于(yu)提升整個行業在綠色低碳轉(zhuan)型過程中的協同(tong)治(zhi)理效(xiao)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持(chi)和應用。
在建筑設計階段，建筑信息(xi)模(mo)型（BIM）的(de)應(ying)用(yong)，使得從建筑結構到給排水、暖(nuan)通及電氣工程的(de)設計能夠在(zai)統一的(de)體系(xi)內高效展開，大大增(zeng)強了在(zai)規劃(hua)決策(ce)和(he)(he)方案設計中的(de)效率和(he)(he)準確(que)性。
進入工程建設階段，BIM技術(shu)結合5G和人工智能技術(shu)已(yi)開始廣泛應用于建(jian)筑施(shi)工管理。智能機器(qi)人在復雜(za)的(de)建(jian)造環境中(zhong)發揮著越來越關鍵的(de)作用，與傳感器(qi)、大數據、云計(ji)算等技術(shu)協同工作，顯著提(ti)高(gao)了建(jian)筑施(shi)工過程的(de)信息(xi)交流能力和建(jian)造效率(lv)。
在建筑運營與管理階段，先進的信息技(ji)術手段發揮著核(he)心作用(yong)(yong)。AIoT技(ji)術的應用(yong)(yong)實現了(le)建(jian)設過程(cheng)中信息的高速、實時(shi)傳(chuan)輸。大數(shu)據(ju)技(ji)術則用(yong)(yong)于構建(jian)智慧(hui)管理(li)平臺(tai)，能夠及(ji)時(shi)收集和(he)分析建(jian)筑環境中的海量數(shu)據(ju)，發布安全預警，并制定有效的應對(dui)策(ce)略。
這些智能化技術的應用不僅使建筑(zhu)設計更加科(ke)學，降低了(le)(le)(le)工程建設風險(xian)，提(ti)升(sheng)了(le)(le)(le)施工管理效率(lv)，而且最大程度地(di)減(jian)(jian)少(shao)了(le)(le)(le)成本和資(zi)源消耗(hao)，同時減(jian)(jian)少(shao)了(le)(le)(le)碳排放，有(you)效緩解了(le)(le)(le)環境污(wu)染與(yu)破(po)壞。
一個可資(zi)借鑒的(de)(de)案(an)例(li)(li)是北京大興國(guo)際機(ji)場(chang)，其自建設(she)伊始便(bian)秉承綠(lv)色建設(she)的(de)(de)理(li)念，不僅(jin)高效利(li)用各種能源(yuan)，而且在可再生能源(yuan)的(de)(de)使(shi)用上表現出色，占其年綜合(he)能源(yuan)消費總量的(de)(de)比例(li)(li)超過10%，在全國(guo)機(ji)場(chang)中(zhong)處于(yu)領先地(di)位(wei)，因(yin)此被(bei)譽為(wei)“綠(lv)色新國(guo)門(men)”。
這(zhe)一成就得益(yi)于(yu)多(duo)方服務商的(de)共同努(nu)力。例如，美的(de)樓宇科(ke)技為大興機(ji)場能源站提(ti)供了定制(zhi)(zhi)化、高效的(de)熱(re)泵(beng)機(ji)組，這(zhe)些機(ji)組主要(yao)依賴地(di)熱(re)、煙氣余(yu)熱(re)和污水廢熱(re)等(deng)可再生能源，有效服務于(yu)約142萬平(ping)方米的(de)區域，實現了優質的(de)冬季(ji)供暖和夏季(ji)制(zhi)(zhi)冷。
這套方(fang)案不只包含(han)了(le)高效能(neng)的(de)(de)設備，還整合了(le)美的(de)(de)BMS智慧(hui)樓(lou)宇管理(li)系統，從(cong)而顯著提(ti)(ti)高了(le)設備的(de)(de)運(yun)維效率(lv)，并大(da)幅降低了(le)運(yun)營成(cheng)本和能(neng)耗。值得一提(ti)(ti)的(de)(de)是，該(gai)工(gong)程每年可減少大(da)約(yue)2.6萬(wan)噸二氧化(hua)碳(tan)排放，對(dui)于(yu)環保和可持續發展做(zuo)出(chu)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。
通過樓宇自控(kong)系(xi)統，也能(neng)讓我們對(dui)智(zhi)慧建筑(zhu)窺斑見(jian)豹。
基于AIoT的智(zhi)慧建筑樓宇(yu)自控系(xi)統架構總共有5層(ceng)(ceng)，從下至上分別由終端設備層(ceng)(ceng)、智(zhi)能感知層(ceng)(ceng)、網絡通信層(ceng)(ceng)、AI云(yun)腦控制層(ceng)(ceng)和應(ying)用場景層(ceng)(ceng)構成。
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。網絡通信層則涵蓋了各種網絡(luo)系統(tong)和(he)綜合布線(xian)系統(tong)，主要(yao)負責(ze)信息和(he)數據(ju)的傳(chuan)輸(shu)。
在這個架構中，AI云腦控制層起著至關(guan)重要(yao)的作用，它像一個人工智(zhi)能(neng)的控制決(jue)策中心，利(li)用AI智(zhi)能(neng)單元、智(zhi)能(neng)算法及(ji)信息技術，不(bu)斷挖掘(jue)、計算、分析、統計、分類并整合各個子系(xi)統的實(shi)時(shi)數據和信息。通過這(zhe)種方式，AI云腦實(shi)現了(le)自(zi)主控制、自(zi)我學(xue)習、智(zhi)能(neng)決(jue)策、自(zi)組織協同、自(zi)尋優進化以及(ji)個性化定制的功(gong)能(neng)。
最后，應用場景層根據不同用戶(hu)(hu)的(de)需求，構建針對特(te)定用戶(hu)(hu)群體的(de)各個模塊系(xi)統(tong)(tong)的(de)綜合平臺。這一層是智(zhi)慧建筑樓宇自控系(xi)統(tong)(tong)與用戶(hu)(hu)之間的(de)橋梁(liang)，確(que)保了系(xi)統(tong)(tong)能(neng)夠滿足多樣化、個性化的(de)需求，同時提(ti)供(gong)高效、智(zhi)能(neng)的(de)建筑管理解決方案(an)。
圖 基于AIoT的智能建筑樓宇自控系統總體層級
來源(yuan)：《AIoT技術(shu)在綠色智能建(jian)筑(zhu)樓宇自控系統(tong)中的最新(xin)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(yu)自(zi)控系統市場，中國(guo)(guo)(guo)雖(sui)起步較(jiao)晚，但發展(zhan)迅(xun)速。市場需(xu)求主要分(fen)為現(xian)有(you)建(jian)筑的智能化改造和新建(jian)筑的智能化需(xu)求兩大部(bu)分(fen)。根據《中國(guo)(guo)(guo)智能建(jian)筑行(xing)業(ye)現(xian)狀深度(du)研究與發展(zhan)前景分(fen)析報告(gao)（2023-2030年(nian)）》的數據，我國(guo)(guo)(guo)樓宇(yu)自(zi)控系統市場規模(mo)從2016年(nian)的4424.93億(yi)(yi)元(yuan)(yuan)增長至(zhi)2020年(nian)的6215.68億(yi)(yi)元(yuan)(yuan)，年(nian)復合增長率為8.87%，預(yu)計到(dao)2023年(nian)將(jiang)達到(dao)9213.4億(yi)(yi)元(yuan)(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(shou)先，國際比(bi)(bi)較顯示，盡管(guan)中國智(zhi)能(neng)建(jian)(jian)筑市(shi)場發展迅速，但與美(mei)國、日(ri)(ri)本等國家相比(bi)(bi)，仍有較大(da)提升(sheng)空間。目前中國新建(jian)(jian)建(jian)(jian)筑中，智(zhi)能(neng)建(jian)(jian)筑的(de)(de)比(bi)(bi)例僅約(yue)26%，遠低于美(mei)國的(de)(de)70%和日(ri)(ri)本的(de)(de)60%，顯示出廣闊(kuo)的(de)(de)市(shi)場拓展空間。
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，中國每(mei)年(nian)新建(jian)(jian)(jian)約20億平(ping)方米建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)，這一趨勢預計將持續(xu)25至30年(nian)。按照“十二五”末智(zhi)能建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)在新建(jian)(jian)(jian)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)中的(de)比例30%計算，預計未(wei)來(lai)三年(nian)智(zhi)能建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)市(shi)場(chang)規(gui)模的(de)年(nian)增(zeng)速將維持在25%左右，市(shi)場(chang)規(gui)模將超過(guo)千億。
最后，智能建筑市場的需求為行業發展帶來新機遇。需求一方面來自新建(jian)(jian)建(jian)(jian)筑對(dui)智能(neng)(neng)化(hua)技術的直接應用，另(ling)一方面來自對(dui)現(xian)有建(jian)(jian)筑的智能(neng)(neng)化(hua)改(gai)造(zao)。隨(sui)著城市(shi)化(hua)進程的加速和常住(zhu)(zhu)人(ren)口城鎮化(hua)率的提高(gao)（2022年達(da)到65.22%），原有建(jian)(jian)筑功(gong)能(neng)(neng)無法滿(man)足現(xian)代需求。據估(gu)計，每年約有3%的住(zhu)(zhu)宅(zhai)和6%的工業及(ji)公(gong)共建(jian)(jian)筑會進行智能(neng)(neng)化(hua)改(gai)造(zao)，按照2022年的估(gu)算，建(jian)(jian)筑智能(neng)(neng)化(hua)改(gai)造(zao)市(shi)場規模(mo)達(da)3228.49億元，而新建(jian)(jian)智能(neng)(neng)建(jian)(jian)筑市(shi)場規模(mo)為3338.90億元。
寫在最后
在數字技術(shu)和可(ke)(ke)(ke)持續(xu)發(fa)展(zhan)相(xiang)互交融(rong)的(de)(de)時代，《零碳建(jian)(jian)筑技術(shu)標(biao)準》的(de)(de)制定(ding)和實施，無(wu)疑是一個重要的(de)(de)里(li)程(cheng)碑。這不僅標(biao)志著(zhu)中國在建(jian)(jian)筑業綠(lv)色(se)轉型和低碳發(fa)展(zhan)方面的(de)(de)重大進步，更是全球環境(jing)保護和可(ke)(ke)(ke)持續(xu)發(fa)展(zhan)努力中的(de)(de)一個閃亮的(de)(de)篇章。后續(xu)，隨著(zhu)《標(biao)準》的(de)(de)落地(di)和智能(neng)建(jian)(jian)造技術(shu)的(de)(de)不斷進步，我們(men)可(ke)(ke)(ke)以(yi)預見一個更加綠(lv)色(se)、高效、智能(neng)的(de)(de)建(jian)(jian)筑未來。
在這個過程中，相(xiang)信建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)業(ye)將(jiang)持(chi)續推動創新(xin)，不斷(duan)尋找(zhao)更加節能、環保的建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)材料和(he)技(ji)術(shu)。同時，通過智(zhi)能建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)技(ji)術(shu)的應用，建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)物(wu)將(jiang)能更有(you)效地管理能源消耗，減少廢物(wu)產生(sheng)，提高(gao)居住和(he)工作(zuo)環境(jing)的質(zhi)量。這些(xie)努力不僅有(you)助于減少碳(tan)足跡，也為建(jian)筑(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)業(ye)的可(ke)持(chi)續發展(zhan)提供了(le)新(xin)的動力和(he)方(fang)向。
更重要的是，這些努力和(he)(he)成就(jiu)將激勵全(quan)球各國(guo)采取行(xing)動，共同(tong)面對氣候變化這一(yi)全(quan)球性(xing)挑戰。隨著智能建筑和(he)(he)零碳技術(shu)的推廣和(he)(he)應用，我(wo)們將共同(tong)邁向一(yi)個更加綠色、可持續的未來，為我(wo)們自己，也為我(wo)們的后世創(chuang)造一(yi)個更好的世界。
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(wo)(wo)們將邀(yao)請一(yi)眾專家和企業高管分享他們在該領域的洞察和實(shi)踐經(jing)驗。我(wo)(wo)們誠邀(yao)所有關心和關注(zhu)低碳發展事(shi)業的伙伴及行(xing)業從業者共同(tong)參與這一(yi)激動人心的行(xing)業交流盛會。
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
