低碳智慧建筑技术创新发展白皮书2024（运行管理篇）.pdf

1 低碳智慧建筑技术创新发展白皮书 2024（运行管理篇）Low-Carbon Smart Building Technology Innovation and Development White Paper 2024(Operation and Management Chapter)2024 年 5 月 1 低碳智慧建筑产业技术创新战略联盟简介 为贯彻党中央关于“碳达峰、碳中和”、“数字中国”的发展战略，以及“十四五”建筑业发展规划、数字经济“十四五”发展规划、数字中国建设整体布局规划等发展规划，积极响应国家关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见、国家科学技术进步法关于产业技术创新战略联盟的倡议，进一步推动建筑领域“绿色低碳化”与“数字智慧化”两化深度融合，并为低碳智慧建筑产业链相关企业发展提供良好创新合作平台。在中国产业技术创新战略联盟协同发展网的指导下，清华同衡规划设计研究院联合二十余家产业知名科研院所及企事业单位于 2023 年 4 月正式缔约成立了“低碳智慧建筑产业技术创新战略联盟”。联盟的目标是成为低碳智慧建筑产业国家级智库以及国内一流的产业技术协同创新平台。联盟是由致力于推进我国低碳智慧建筑及园区应用技术、标准和软件协调配套发展，实现技术成果的产业化和标准化，提高产业核心竞争力的企业、高校、科研机构和其他机构自愿组成，以企业的发展需求和各方的共同利益为基础，以低碳智慧建筑技术创新为目标，以具有法律约束力的契约为保障，形成的联合研发、优势互补、利益共享、风险共担的国家级技术创新合作组织。1 指导委员会 王清勤、林波荣、李丛笑、李百战、冯国会、朱能、杨建荣、于兵、李楠、狄彦强编写组成员 李晋秋、徐思婷、刘魁星、窦强、喻伟、张伟荣、应小宇、耿阳、沈启、谭杨 杜晨秋、白一飞、赵雪园、刘哲、王欣、石轶砆、游伟洁、袁灿 主编单位 低碳智慧建筑产业技术创新战略联盟 参编单位 北京清华同衡规划设计研究院有限公司、清华大学、天津大学、博锐尚格科技股份有限公司、北京工业大学、重庆大学、浙大城市学院、阿里云计算有限公司、腾讯云计算（北京）有限责任公司、北京云栋科技有限公司 鸣谢支持 1 合作联系 低碳智慧建筑产业技术创新战略联盟秘书处 版权声明 本研究报告版权属于低碳智慧建筑产业技术创新战略联盟，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本研究报告文字或者观点的，应注明来源。免责申明 本白皮书呈现内容仅供行业参考，报告内容不代表任何出版方意见或建议，主编单位不对任何单位或个人在本白皮书基础上做出的行为承担责任。1 报告摘要 低碳智慧建筑技术创新发展白皮书 2024（运行管理篇）深入探讨了在全球气候变化背景下，建筑行业向低碳化、智慧化转型的必要性和紧迫性。报告指出，低碳智慧建筑结合了低碳建筑和智慧建筑的优势，通过集成先进的信息技术、物联网、自动化控制技术等手段，实现能源的高效利用和减少温室气体排放。报告首先强调了低碳智慧建筑的概念内涵，提出了这一概念在建筑材料选择、设计、施工、运行维护以及拆除再利用的全生命周期中的应用。报告进一步分析了低碳智慧建筑技术在运管阶段的应用现状及挑战，包括数据不准确、能耗管理效果差、智慧运维系统安全性不健全以及技术成熟度不完善等问题。在建筑运维相关标准梳理方面，报告详细介绍了国内外在建筑智能化运维方面的标准和规范，并指出现有标准体系尚不完善，需要进一步完善以适应新的需求和挑战。报告深入探讨了低碳智慧建筑技术创新面临的挑战，包括技术层面的集成与优化、智能化与自动化水平的提升、数据获取与处理、网络安全与隐私保护等问题，以及政策与法规层面的支持与制定、标准规范的完善、碳排放核算与交易机制等挑战。同时，报告也提出了市场与投资层面的问题，如投资回报周期长、市场需求与供给不匹配、融资渠道有限等，并强调了人才培养与交流层面的挑战。报告展望了低碳智慧建筑技术在运管阶段的创新方向，重点讨论了物联网技术、数字孪生技术、数据挖掘技术、能源微网技术以及大模型技术在建筑运维中的应用前景和发展趋势。报告强调了这些技术在提升建筑能效、优化能源管理、增强安全性和提升用户体验方面的潜力。最后，报告提出了一系列发展策略与建议，包括加强政策支持与标准引导、1 深化产学研合作、推广示范工程与应用、培育专业人才与团队等，以促进低碳智慧建筑技术创新和行业健康发展。1 目录 1 引言.1 1.1 报告背景.1 1.2 报告目的.2 2 低碳智慧建筑概述.4 2.1 低碳智慧建筑概念内涵.4 2.2 低碳智慧建筑发展意义.5 3 低碳智慧建筑技术在运管阶段的应用现状及挑战.8 3.1 建筑运维技术应用现状及问题.8 3.1.1 建筑运维技术应用现状.8 3.1.2 建筑运维面临的问题及痛点.9 3.2 建筑运维相关标准梳理.15 3.3 低碳智慧建筑技术创新面临的挑战.20 3.3.1 技术层面的挑战.20 3.3.2 政策与法规层面的挑战.20 3.3.3 市场与投资层面的挑战.21 3.3.4 人才培养与交流层面的挑战.22 4 低碳智慧建筑技术在运管阶段的创新方向.24 4.1 物联网技术.24 1 4.1.1 物联网技术概述.24 4.1.2 物联网技术在建筑运维中的应用.26 4.1.3 物联网技术未来发展方向.31 4.1.4 物联网技术创新发展关键问题及建议.33 4.2 数字孪生技术.35 4.2.1 数字孪生技术概述.35 4.2.2 数字孪生技术在建筑运维中的应用.36 4.2.3 数字孪生技术未来发展方向.38 4.2.4 数字孪生技术创新发展关键问题及建议.40 4.3 数据挖掘技术.44 4.3.1 数据挖掘技术概述.44 4.3.2 数据挖掘技术在建筑运维中的应用.46 4.3.3 数据挖掘技术未来发展方向.51 4.3.4 数据挖掘技术创新发展关键问题及建议.52 4.4 能源微网技术.54 4.4.1 能源微网技术概述.54 4.4.2 能源微网技术在建筑运维中的应用.57 4.4.3 能源微网技术未来发展方向.61 4.4.4 能源微网技术创新发展关键问题及建议.63 1 4.5 大模型技术.65 4.5.1 大模型技术概述.65 4.5.2 大模型技术在建筑运维中的应用.68 4.5.3 大模型技术未来发展方向.73 4.5.4 大模型技术创新发展关键问题及建议.76 5 低碳智慧建筑技术创新发展策略与建议.77 5.1 加强政策支持与标准引导.77 5.2 深化产学研合作.77 5.3 推广示范工程与应用.77 5.4 培育专业人才与团队.78 5.5 加强市场机制和技术创新.78 6 低碳智慧建筑优秀案例.79 6.1 北京微构工场智慧工厂数字化管理平台.79 6.2 Thundercomm 智慧办公项目.84 6.3“光储直柔”建筑示范项目.97 6.4 上海市莘庄科技园区 10 号楼.101 6.5 北京中海安贞门环宇荟、北京中海国际中心.106 6.6 融科资讯中心智慧低碳运维项目.110 6.7 海尔 C02 空气产业大楼绿色低碳能源管理项目.115 1 6.8 利星行中心物业可持续运维项目.125 7 结论.132 7.1 报告总结.132 7.2 展望未来.132 8 参考文献.134 1 1 1 引言 1.1 报告背景 随着全球气候变化问题的日益严峻，低碳化已成为各行各业发展的重要议题，建筑行业作为全球能源消耗和碳排放的主要来源之一，其向低碳化转型的必要性不言而喻。低碳化不仅有助于减少温室气体排放，缓解全球变暖，还能提高能源效率，降低运营成本，对环境和社会的可持续发展具有重要意义。首先，低碳化建筑通过采用高效的建筑材料、设计和施工技术，最大限度地减少能源和资源的消耗。其次，智慧化是实现建筑低碳化的关键技术支撑。智慧建筑通过集成先进的信息技术和自动化系统，实现能源管理的智能化和自动化。智慧化不仅提升了建筑的能源效率，还带来了更高的居住和工作舒适度。通过智能设备和系统的集成，用户可以根据自己的需求定制室内环境，享受更加便捷和舒适的生活体验。同时，智慧建筑还能通过数据分析预测和识别潜在的维护问题，减少故障发生，延长设备寿命，从而降低维护成本。中国城镇化比例的快速上升推动了城市建筑面积的大幅增长。居住建筑以及公共建筑的规模也随之水涨船高，其内部机电设备系统的复杂性、运行模式的多变性都随之增加。在传统人工运维管理模式下，运维的投入成本较高且管理低效，已难以符合当今大规模建筑的运维管理需求。随着传感器技术、计算机技术、物联网技术的迅速发展，将建筑低碳运维与先进的智能化技术深度融合，成为了提升建筑综合运行性能，降低建筑碳排放的关键技术路径。1 2 事实上，中央政府高度重视建筑运维的低碳化与数字化，在 2021 年“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要中提出了要“坚持创新驱动发展，全面塑造发展新优势”做出重大部署。提出加快数字化发展，加强数字化在建筑领域的应用、提高数字政府建设质量，提升公共服务、社会治理等数字化智能化水平；李克强总理代表国务院在十三届全国人大四次会议上作政府工作报告提出，要“大力促进科技创新，产业转型升级步伐加快。推动产业数字化智能化改造，战略性新兴产业保持快速发展势头；2024 年国家发展改革委、住房城乡建设部发布 加快推动建筑领域节能降碳工作方案，要求加快推动建筑领域节能降碳，降低碳排放水平，提升建筑领域绿色低碳发展质量；中国科技部与住房和城乡建设部联合发布的“十四五”城镇化与城市发展科技创新专项规划中明确提出要求，“以数字化、智能化技术为基础，开展智能建造与智慧运维基础共性技术和关键核心技术研发与转化应用，促进建筑业与信息产业等业态融合，显著提高建筑工业化、数字化、智能化水平。综上所述，低碳化和智慧化是建筑行业发展的必然趋势。低碳化有助于减少环境影响，智慧化则提高了建筑的能源效率和用户体验。两者相结合，不仅能够响应全球气候变化的挑战，还能推动建筑行业向更加高效、可持续的方向发展。随着相关技术的不断进步和成本的降低，未来的建筑将更加绿色、智能，为人类社会创造更加美好的居住和工作环境。1.2 报告目的 低碳智慧建筑技术创新发展白皮书 2024（运行管理篇）旨在明确阐述低1 3 碳智慧建筑在运行管理领域的创新技术及其对行业未来发展的深远影响。本报告的目的是为了提供一个全面的视角，分析和评估当前低碳智慧建筑运行管理的关键技术、成功案例、面临的挑战以及潜在的解决方案。我们将探讨如何通过集成创新技术，例如物联网、人工智能、大数据分析等，来优化建筑的能源使用效率，减少运营过程中的碳排放，并提升居住和工作环境的质量。此外，报告还将着重讨论低碳智慧建筑运行管理的最佳实践，以及如何通过政策激励、市场机制和技术创新来推动低碳智慧建筑的广泛应用。我们的目标是促进行业内部的知识共享，激发新的思考和讨论，最终实现建筑行业在环境保护、经济效益和社会效益三方面的协调发展。总而言之，通过这份白皮书，我们希望为建筑行业的政策制定者、决策者、技术开发者、运营管理者以及所有推动建筑行业可持续发展的人士，提供一个清晰的指导框架和行动蓝图。1 4 2 低碳智慧建筑概述 2.1 低碳智慧建筑概念内涵 本报告首次明确提出“低碳智慧建筑”这个概念。低碳智慧建筑、低碳建筑和智慧建筑这三个概念虽然在某些方面有所重叠，但它们各自侧重点不同。低碳建筑主要关注的是减少建筑在其生命周期中的碳排放，包括设计、建造和运营阶段；它侧重于使用低碳或可再生材料、提高能源效率、减少能源消耗和温室气体排放；低碳建筑的设计和实施通常遵循特定的绿色节能标准和规范，以确保建筑的环境影响最小化。智慧建筑则侧重于利用先进的信息技术、物联网、人工智能等技术来提高建筑的运营效率和用户体验；它涉及到建筑内部环境的智能监控、管理和优化，如智能照明、温度控制、安全系统等；智慧建筑的目标是通过自动化和数据分析提高能源使用效率，减少浪费，并为用户提供更加舒适和便捷的环境。低碳智慧建筑是低碳建筑和智慧建筑的结合体，它不仅追求减少碳排放，还利用智能化技术来实现这一目标；这种建筑类型在设计和运营中融入了节能降碳的策略，并通过智慧化手段进行能耗监测和管理，以实现精细化的能源管理；低碳智慧建筑还可能包括对建筑用能设施的智能规划、能耗监测系统、楼宇自动控制系统等，以确保在满足舒适度的同时，实现能源的高效利用。总的来说，低碳建筑侧重于环保和能效，智慧建筑侧重于智能化技术的应用，而低碳智慧建筑则是二者的综合，旨在通过数字智慧化手段实现建筑的低碳运行和高效管理。因此，本报告所定义的低碳智慧建筑，是指在建筑设计、建筑材料选择、施工、运行维护以及拆除再利用的全生命周期中，通过集成先进的信息技术、物联1 5 网、自动化控制技术等手段，实现能源的高效利用和减少温室气体排放，以达到节能减排、保护环境、提高居住和工作舒适度的建筑。这种建筑不仅注重减少对环境的影响，还强调提高居住和使用的舒适度，以及提升建筑的整体性能和经济效益。低碳智慧建筑通常涉及到建筑信息模型（BIM）、物联网（IoT）、大数据分析、云计算、人工智能等先进信息技术的应用，以实现能源管理、环境监测、安全监控、设备维护等方面的自动化和优化。2.2 低碳智慧建筑发展意义 大力发展低碳智慧建筑是贯彻党中央关于“碳达峰、碳中和”、“数字中国”的发展战略的重要抓手，是积极响应我国“十四五”建筑业发展规划、数字经济“十四五”发展规划、数字中国建设整体布局规划等重大发展规划的重要举措。是推动我国建筑领域“绿色低碳化”与“数字智慧化”两化深度融合的重要载体。低碳智慧建筑技术本质上也是新质生产力。本报告认为低碳智慧建筑技术与新质生产力的关系主要包括以下几个方面：（1）技术创新与突破 低碳智慧建筑技术是新质生产力中的一个关键组成部分，它代表了建筑行业在技术创新方面的突破。这种技术通过采用高效的能源管理系统、可再生能源利用、智能控制系统等，显著提高了建筑的能源效率和环境友好性。这些技术的应用不仅减少了对传统化石燃料的依赖，还推动了建筑行业的可持续发展。（2）生产要素创新性配置 1 6 低碳智慧建筑技术要求对生产要素进行创新性配置，包括使用新型环保材料、高效的能源设备、智能传感器等。这种配置不仅提高了建筑的能效，还促进了相关产业的发展，如智能设备制造、可再生能源产业等，这些都是新质生产力的重要组成部分。（3）产业深度转型升级 低碳智慧建筑技术的应用推动了建筑行业的深度转型升级。传统的建筑行业向更加智能化、绿色化的方向发展，这不仅提升了建筑质量和居住舒适度，还促进了产业结构的优化和产业链的延伸。（4）全要素生产率提升 通过采用低碳智慧建筑技术，建筑项目可以在设计、施工、运营等各个阶段实现资源的高效利用，减少浪费，从而提升全要素生产率。这种提升不仅体现在经济效益上，还体现在环境效益和社会价值上，符合新质生产力追求高质量、高效能、质优的发展方向。（5）推动新兴产业和未来产业 低碳智慧建筑技术的发展和应用，促进了新兴产业如智能控制系统、大数据分析、云计算等的发展。同时，它也为未来产业的发展提供了技术基础和市场需求，如能源管理服务、环境监测服务等。（6）促进数字经济和实体经济融合 建筑领域绿色低碳技术与数字智慧技术的结合，是数字经济与实体经济深度融合的典型例子。通过物联网、云计算、人工智能等技术，建筑变得更加智能，能够实现能源的精细化管理和优化使用，这不仅提升了建筑的性能，也为数字经1 7 济的发展提供了新的增长点。综上所述，低碳智慧建筑技术是新质生产力发展的重要组成部分，它通过技术创新和生产要素的创新性配置，推动了建筑行业的转型升级，提升了全要素生产率，并为新兴产业和未来产业的发展提供了动力和方向。1 8 3 低碳智慧建筑技术在运管阶段的应用现状及挑战 3.1 建筑运维技术应用现状及问题 3.1.1 建筑运维技术应用现状 信息化与智能化的普及对建筑绿色低碳运维管理提出了更高的要求。建筑运行阶段的智慧运维是建筑全生命周期管理的关键部分，它涉及建筑使用过程中各项设施和系统的维护、管理、优化等工作，旨在提高建筑运行效率、降低运营成本、减少能源消耗，同时保障建筑的舒适、低碳和可持续性。核心在于利用先进的信息技术和智能化手段，对建筑运行数据进行实时采集、分析、处理和优化调控。同时，通过实时监测建筑设施的运行状态，及时发现潜在问题，并采取相应的措施进行预警维修，从而避免故障的发生或降低故障影响建筑运行。总体上，建筑运维涵盖能源管理、设备维护与预警、环境舒适度调控监控、数据分析和系统优化等多个方面。通过这些方面的智慧化管理，提高建筑的运行效率、降低能耗和成本，同时提升使用者的舒适度和安全性。（1）能源管理是现阶段建筑智能化运维的最常见功能。通过安装智能传感器和监控设备，实时监测建筑的能耗数据，包括电力、燃气、水资源等。利用大数据分析技术，对能耗数据进行深度挖掘和处理，找出能耗高峰和潜在节能点，进而制定节能策略和优化措施。例如，根据实时天气和室内人员活动情况，自动调节空调温度和照明亮度，实现能源的高效利用。（2）其次为室内环境监测、照明管理以及空调系统调控。通过实时监1 9 测建筑内的温度、湿度、空气质量、照度等环境参数，自动调节空调、新风设备、照明系统等，为使用者提供舒适、健康的室内环境。同时，还可以根据使用者的反馈和习惯，智能调整环境参数，满足不同人群的需求。（3）再者是建筑监测数据分析与决策。依靠运维系统生成各种报表和可视化图表，帮助管理者全面了解建筑的运行状况、能耗情况、设备状态等。通过 5G、物联网、大数据等科技手段，将设备设施运行信息数字化，通过采集、清洗和分析数据，结合特定算法，形成系列智能运行和维护策略，提高管理效率和质量。同时，还可以预判设备潜在故障，辅助预测性维护、能源审计等高级功能，为管理者提供决策支持。（4）最后涉及建筑设备的维护与预警。通过物联网技术，将建筑内的各种设备与系统连接到统一的运维平台上，实现设备的远程监控、故障诊断和预警。一旦设备出现异常或故障，系统能够及时发现并通知维修人员进行处理，避免设备故障对建筑运行的影响。同时，还可以对设备的运行数据进行分析，预测设备的维护周期和更换时间，实现设备的预防性维护。3.1.2 建筑运维面临的问题及痛点 3.1.2.1 数据采集与管理问题（1）建筑运维管理过程中数据不准确、不及时、不完整 建筑运维管理中存在大量运行、维护、能耗等数据，现行的建筑运维管理缺乏有效的措施和技术手段，一些依然依靠技术人员手工抄写记录，无法及时、完1 10 整和准确的采集这些数据。同时，采集的有限数据由于样本不丰富，不准确和非结构化，不足以支持管理者对设备运行情况进行准确而全面的掌握，无法及时发现设备运行过程中能源浪费、管理不当等问题1。78%的用户反馈系统数据准确率80%，也有 37%的能源管理平台表具投入使用后不再进行任何标定。数据的准确性和低故障率是系统能够长期发挥作用的关键，因此，应加强对系统设备数据监测时效性和准确性的要求2。（2）信息孤岛，难以实现信息高效管理 低碳智慧建筑技术在建筑运维管理过程中，同一设备的信息在不同系统中分散存储，且各个位置存储的信息未建立关联，难以实现信息高效管理。分散的存储方式，既造成管理上的混乱，且信息检索效率低，各类信息之间出现孤岛效应而无法互为所用，影响建筑运维管理的整体工作效率。并且分散存储和管理会加大信息丢失的风险，极易出现信息不完整的现象。导致系统维护成本高。较多项目在运营阶段都找不到齐全的设计资料和产品样本，造成设计建造与运营脱节，严重影响建造运维管理的工作效率和质量7。（3）数据未有效利用 现阶段多数智能化系统有数据记录功能，但无自动分析功能，运维管理人员对专业数据的处理能力有限，大量极具价值的运行数据无法有效用于指导运行，造成运行数据的严重浪费5。3.1.2.2 能耗监管与节能效果问题（1）能耗、碳排放管理功能缺失，自动分析功能有待完善 1 11 能耗定额、碳排放管理是节能降碳的重要关注点，自动分析功能是帮助建筑能源管理平台使用者实现异常数据报警、能耗预测、提供节能策略和自动出具数据报表的重要决策辅助工具。现阶段，仍有 64%的能源管理平台不具备能耗定额管理功能,75%的能源管理平台不具备碳排放管理功能。随着 AI 算法的快速发展，基于既有数据进行能耗预测、节能诊断等的功能还有待加强2。（2）建筑能耗管理办法简单、效果差 能源管理是建筑低碳运行管理的重要工作之一，直接影响到运行成本的高低。其中能耗管理系统也是应用最广的功能系统类型，在智能化运维平台具备的供能系统类型中应用比例达到 97%3。但目前由于数据采集的完整度与及时性不高，导致只能基于低质量的数据制定节能措施，效果不甚理想。同时，虽然有些设施设备具备电动控制和远程控制功能，但是单一的系统因为物联和彼此接口协议的限制，数据没有完全打通，只能保证单体设备的运行工况，并非为适应于整体项目的最佳运行方案1。（3）智能化系统点位监控不完善，且准确率低 目前建筑智能化系统点位监测不完全，点位数据准确率低，计量系统不完善。以暖通空调自控系统为例，调研结果表明，平台的数据点位准确率低，且仅有 50%左右的点位参与到系统的日常运维。监控点位数据反映平台的运行情况，也为系统对设备控制和优化运行提供相关参数。基础数据缺失或者错误导致系统无法按照设计目标正常运行，还可能会提高系统或设备故障的风险4。1 12 3.1.2.3 系统安全性与运维水平问题（1）智慧运维系统安全性不健全、运维水平不高 智慧运维系统在应用于建筑运行阶段时，由于系统在于设备联通、监管、控制等方面的复杂性，会面临物理安全、控制网络安全、信息网络安全等一系列系统安全问题。现阶段的大部分运维系统在包括系统维护、网络安全防范、信息加密等工作上都比较薄弱，对于系统正常运作、信息网络安全运行等都存在一定隐患。而且据相关研究结果显示，目前运维管理人员仅理解 50%左右的智能化平台点位含义由于知识水平有限，不同人员对系统理解不同，导致系统运维效果不高。（2）系统分散，难以实现系统智能联动，人工成本和系统维护成本高 低碳智慧建筑技术在运维方面涉及的系统种类繁多，如楼控、冷站群控、能源管理、工单管理、租赁管理等，每个管理系统都需要单独的专业物业人员来管理，并各系统都是相对独立，难以系统智能联动，使管理时效性低，人员成本越来越高，且难以实现系统智能联动。在建筑智能化应用现状调研白皮书中显示，超过 50%的集成商认为建筑所有者希望智能化系统能够减少日常运维工作量提升可靠性、提高管理水平4。（3）智能化最新技术未得到应用 根据公共建筑智能化运维平台应用现状调研结果显示，36 个项目中目前仅有 17%的统计项目结合了人工智能技术的应用，60%的统计项目中未有人工智能技术应用，另有 26%的受访者不清楚平台的人工智能技术应用情况。可见，现阶段人工智能技术在智能化运维平台中的应用较为局限，人工智能、大数据、1 13 BIM 等新技术与现阶段智能化系统融合性较低，新技术未能发挥作用3。3.1.2.4 技术成熟度与培训问题 （1）不同设备或系统集成稳定性差 当不同子系统或设备采用不同通讯协议参与集成时，各子系统还需进行不同的参数设置或配置，该项工作对集成人员专业能力要求较高。集成完成后，受到网络条件、各子系统自身运行情况影响，集成后的系统稳定性无法保障4。（2）系统故障率较高 约有 44%的系统运行不到 1 年时间便发生软件或硬件故障。系统高频次故障，增加运维管理人员工作量的同时降低运维人员对系统的信任度，长此以往，系统使用率会逐渐降低，如果运维管理保障不到位，系统很可能被弃用，造成资金、人员和时间投入的浪费，对智能化系统发展产生消极影响。现阶段建筑能源管理系统使用两年内故障发生率约为 65%，一年内发生故障的比例约为 44%，故障率高且频繁降低了平台的可靠性同时也增加了运维费用2。（3）培训深度不足 智能建筑通过传感器、监控设备等获取大量数据，如何有效管理和分析这些数据，并确保数据的安全性和隐私保护是一个挑战；低碳智慧建筑的设备复杂度较高，需要专业的运维团队进行管理和维护，这对建筑管理人员的技术水平和专业知识提出了更高的要求。在针对 36 个应用智能化运维平台的公共建筑项目的问卷调研中显示，虽然有 86%的受访者在问卷中回答自己曾接受过关于智能化运维平台的管理使用培训，然而缺少自动化控制操作经验的比例却仍然高达1 14 36%，表明目前许多项目中的平台使用培训工作仍然存在缺失，未能达到预期效果3。同时智能建筑的建设和升级成本较高，建设初期需要大量资金投入，对投资回报周期和运营成本产生影响。3.1.2.5 系统集成与稳定性问题（1）智能化系统总体集成程度不高 为了打破子系统相互独立，信息孤岛的问题，建筑智能化子系统通过数据接口或者通讯协议集成，通过数据交互实现多系统协同工作，保障智能化系统的高效、节能和安全6。各子系统并行并基于通讯协议的集成是目前采用较多的集成方式。建筑智能化应用现状调研白皮书中显示，在建筑智能化产品集成商、运维管理人员和建筑用户所反馈的 1068 份问卷中，由于对智能化系统集成概念的认知不同，建筑运维人员和集成商反馈的建筑智能化子系统集成程度有所不同但总体趋势较为一致，现阶段建筑智能化系统约有 30%左右实现集成，智能化系统总体集成程度不高4。（2）系统配置难度大，调试周期长 在传统集中式智能化系统构架下，控制器和底层设备无标准化点位连接关系。对于不同系统需要工作人员现场根据项目点位对应部署，部署和调试难度大，大型系统安装和调试周期长达 46 个月。同时，施工现场条件环境较差，施工工期紧张，导致弱电系统安装和调试质量无法保障。智能化系统投入使用后，一旦系统或者设备出现问题或故障，建设方需要重新布线和调试，时间和人员成本投入较高，技术门槛高4。1 15 （3）建筑用户参与度低 现建筑智能化系统仅供专业人员使用，无普通用户交互接口，作为建筑的实际使用者，普通用户无法参与到整个建筑的运维过程中来7。3.2 建筑运维相关标准梳理 国际层面，ISO 19650 是国际标准化组织（ISO）发布的建筑信息模型管理标准，涵盖了信息交换、协作和运营阶段的管理要求和指南，为全球范围内的建筑运维提供了统一的指导和标准。此外，ISO 55000 系列、ASHRAE 180 建筑运维手册、CIBSE（英国建筑服务工程师学会）发布的 TM31 建筑运维管理指南、NFPA（美国国家消防协会）NFPAP70B 电气设备维护标准等对于建筑不同方面的运维提出了具体要求。国家标准及行业标准层面，为实现建筑智能化系统的有效运行，住建部陆续发布了行业标准建筑智能化系统运行维护技术规范JGJ/T 417-2017 和绿色建筑运行维护技术规范JGJ/T 417-2017，为保障建筑智能化系统安全、可靠高效运行，以及规范系统运维服务管理等提供了可借鉴实施的规范和标准。此外，针对一些具体环节和具体建筑，国家、行业层面也相继发布了一系列运维相关标准。例如，为保证建筑设备监控系统经济合理、安全适用、稳定可靠，同时提高公众健康、设备安全和建筑节能，发布了建筑设备监控系统工程技术规范JGJT334-2014。而空调通风系统运行管理标准GB 50365-2019 重点针对建筑空调系统的常规运行管理，以及在发生与空调通风相关的突发性事件时提出的运行管理措施，旨在贯彻节能、卫生、安全和经济适用原则，保障系统合1 16 理运行，节能运行能耗。建设工程信息模型运维规范GB/T 50308-2014 主要指导 BIM 在建筑、结构和给排水等方面的设计、施工、运维等建筑全过程工作，涵盖了运维数据管理、运维模型维护、运维信息交互等方面，为建筑运维的信息化、智能化管理提供了重要依据。建筑节能工程施工质量验收标准 GB 50411-2019 则是重点针对施工环节中的节能工程的技术文件、围护结构现场实测以及不同分项节能工程的验收标准等等提出具体要求，是践行绿色建筑节能的必要措施。医院建筑运行维护技术标准 GB/T 51454-2023 作为最近发布的专门针对医院建筑的运行维护标准，详细规定了医院建筑在运维过程中的技术要求，以确保其安全、高效、可靠地运行。团体标准层面，如近零能耗建筑测评标准T/CABEE 003-2019、居住建筑节能工程墙体施工质量验收规程T/CASME 1308-2024、屋顶分布式光伏运维技术规范 T/QGCML 2887-2023、既有建筑运维期结构安全评价标准T/CECS 1436-2023、工业建筑太阳能光伏系统评价标准 T/CECS 1431-2023、绿色建筑检测技术规程 T/ZZXJX 302-2023、建筑光储直柔系统评价标准T/CABEE 055-2023医院绿色低碳用能技术标准、T/CABEE 049-2023、建筑绿色运营技术规程T/CABEE 046-2023、建筑工程绿色施工技术标准T/CPPC 1075-2024，在不同层面、不同阶段也涉及了一些关于建筑相关的运维管理条文，但相对较少，并不具有特别针对性。随着全球气候变化问题日益严重，低碳建筑智慧运维的未来发展将紧密围绕节能减排、提高能效和智能化管理展开。建筑运行阶段的智慧运维是建筑信息化和智能化发展的重要方向之一，可以为建筑的可持续发展和高效运营提供有力支1 17 持。目前已经发布的标准为建筑运维提供了一定指导，也促进了建筑行业的规范化发展。实际应用中，应遵循标准规范，并结合具体情况灵活应用，以确保建筑设施的安全、高效和可靠运行。同时，随着技术的不断进步和行业的发展，这些标准也会不断更新和完善，以适应新的需求和挑战。总体上，我国的建筑标准体系，无论是国家标准、行业标准，还是地方标准、团体标准等，主要围绕建筑设计、施工、评价展开，单独针对或者涉及建筑运行阶段的运维管理的相关标准还较少，更缺少指导建筑智能化运维与人工智能技术结合的相关标准规范，整体标准体系尚不完善。此外，随着建筑智能化的理念和技术的迅速发展，建筑运维的可视化和自动化逐步实现，通过智慧化、数字化手段对建筑数据进行分析，助力建筑高效、节能运行，已成为智慧建筑的主要发展方向。但是目前建筑数据获取覆盖不全面、精度不足、数据采集方式不到位、数据处理方法不规范等问题导致智慧运维手段与绿色建筑无法较好结合，对绿色建筑落地性能的表现也难以进行评价。随着政策和市场的推动，低碳建筑和智慧运维的发展将得到进一步加速，政府也将出台更多支持绿色建筑和节能减碳的政策措施，同时市场也将逐渐认识到建筑智慧运维的价值和潜力，推动相关技术和产业的快速发展。因此，建立立足国内需求、兼顾国际体系的低碳建筑智慧运维标准体系有助于明确下一步标准化工作的重点方向，指导关键性标准的研制，保障和提高标准编制、修订的科学性、前瞻性，促进标准的创新发展与国际化，推动我国标准上升成为国际标准，同时为我国智慧建筑开发建设和运营管理的顶层设计和发展思路提供参考，提升标准对建筑智慧运行管理的支撑作用，为建筑行业的绿色转型和可持续发展做出重要1 18 贡献。1 19 1 20 3.3 低碳智慧建筑技术创新面临的挑战 3.3.1 技术层面的挑战（1）节能降碳技术的集成与优化：低碳智慧建筑需要集成多种节能技术，如高效能源系统、智能控制系统、可再生能源利用等。这些技术的集成和优化是一个复杂的过程，需要解决不同技术之间的兼容性和协同工作问题。（2）智能化与自动化水平的提升：低碳智慧建筑依赖于高度的自动化和智能化系统，这些系统需要不断更新以适应新的技术发展。同时，智能化系统的安全性和可靠性也是技术发展中需要重点关注的问题。（3）系统集成与兼容性：由于缺乏统一标准，不同厂家的硬件设备、软件平台之间存在兼容性问题，给智能化系统的集成带来了困难，影响了数据融合和协同优化。（4）数据获取与处理：低碳智慧建筑运维需要大量多源异构的数据支撑，如何高效地采集和整合各类数据，并通过大数据分析挖掘有价值的信息，是一项技术难题。（5）网络安全与隐私保护：低碳智慧建筑涉及大量个人信息和运营数据，网络安全和隐私保护都是重大挑战。3.3.2 政策与法规层面的挑战（1）政策支持与法规制定：低碳智慧建筑的发展需要政府的政策支1 21 持和法规引导。目前，相关政策和法规尚不完善，需要制定更多激励措施和标准规范来推动行业发展。现有法律法规对建筑运维中的数据权属、隐私保护等问题缺乏明确规定，制约了技术创新。（2）标准规范健全性：目前还缺乏完善的低碳智慧建筑运行管理相关的国家和行业标准，不利于技术推广和产业发展。（3）碳排放核算与交易机制：建立合理的碳排放核算和交易机制对于低碳智慧建筑的推广至关重要。这需要政府、企业和第三方机构共同努力，建立透明、公正的碳市场。（4）绿色金融与税收优惠政策：低碳智慧建筑项目通常需要较大的初期投资，政府需要提供绿色金融支持和税收优惠政策，以降低企业的财务压力。3.3.3 市场与投资层面的挑战（1）投资回报周期长：低碳智慧建筑项目往往需要较长的投资回报周期，这对投资者来说是一个挑战。如何平衡短期利益和长期可持续发展，是市场投资需要解决的问题。（2）市场需求与供给不匹配：虽然低碳智慧建筑的理念逐渐被市场接受，但实际需求与供给之间仍存在差距。如何提高市场认知度和接受度，是推动行业发展的关键。（3）融资渠道有限：低碳智慧建筑项目往往需要大量的资金投入，而现有的融资渠道有限，如何拓宽融资渠道，降低融资成本，是行业发展面1 22 临的挑战。（4）商业模式单一：当前低碳智慧建筑运维主要采取增值服务模式，缺乏多元化商业模式探索，制约了市场规模扩张。3.3.4 人才培养与交流层面的挑战（1）复合型人才短缺：低碳智慧建筑领域需要跨学科的专业人才，包括建筑学、环境工程、信息技术等多个领域的专家。目前，这类人才相对短缺，需要通过教育和培训来培养。（2）学科交叉与产学研协同度低：跨学科交流互鉴不足，缺乏产学研用相结合的协同创新机制。（3）国际交流与合作：低碳智慧建筑的技术和理念在国际上已有较为成熟的实践，中国需要加强与国际先进水平的交流与合作，引进和吸收国外的经验。（4）行业标准与认证体系：建立和完善人才培养行业标准与认证体系，对于提升人才的专业水平和行业整体质量具有重要意义，目前这方面的工作亟待加强。综上所述，低碳智慧建筑技术创新面临着技术层面、政策与法规层面、市场与投资层面、人才培养与交流层面等多方面的挑战。要解决这些挑战，需要政府、企业、高校和研究机构等多方合作，共同推动低碳智慧建筑的发展。政府应加大对低碳智慧建筑的政策支持力度，制定相应的法规和标准，提供资金支持和税收优惠等激励措施。企业应加强技术研发和创新，积极应用新的科技成果，提高建1 23 筑的智能化水平和运行效率。高校和研究机构应加强人才培养和交流，提供专业人才和技能人才支持，促进建筑行业的可持续发展。同时，还需要加强市场推广和宣传，提高公众对低碳智慧建筑的认识和接受度，激发市场需求，推动建筑行业的转型升级。1 24 4 低碳智慧建筑技术在运管阶段的创新方向 4.1 物联网技术 4.1.1 物联网技术概述 物联网（Internet of Things，IoT）技术发展起源于 20 世纪末。其最早于1999 年由美国麻省理工学院（MIT）Auto-ID 实验室的 Kevin Ashtion 教授在移动计算和网络国际会议上正式提出，被称为是第四次工业革命的催化剂，同时掀起了第四次信息化、智能化的产业链浪潮。进入 21 世纪初，物联网的概念随着传感器技术、无线通讯技术、边缘计算和云计算等关键技术的发展而逐渐成熟，并开始广泛应用于各个领域。根据市场分析机构 IoT Analytics 的统计，2023 年年底全球联网 IoT 设备数量是 167 亿个终端。狭义上讲，物联网是在互联网的基础上，通过射频识别（RFID)、智能定位、智能传感器等信息传感采集设备，按照约定的协议，通过信息采集、传递、智能处理把客观世界的物体参数与互联网进行无缝连接和信息交换，来实现信息网络对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络技术8。广义上讲，物联网是通过有线或无线网络通讯方式，以物质世界的数据采集、信息处理和反馈应用为主要任务，以网络为信息传递载体，实现人与物（C2M）、人与人