華夏獎(jiǎng)系列｜一等獎(jiǎng)《基于全過(guò)程的大數(shù)據(jù)綠色建筑管理技術(shù)研究與示范》
- 發(fā)布時(shí)間: 2023-02-07
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編者按：近日，2022年度華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名單揭曉，上海市建筑科學(xué)研究院有限公司承擔(dān)的項(xiàng)目共獲得7項(xiàng)華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)。我們將陸續(xù)推出“華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)上海獲獎(jiǎng)項(xiàng)目”系列報(bào)道，帶您領(lǐng)略上海住房和城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)的最新科技成果。
今天，為您介紹一等獎(jiǎng)項(xiàng)目
基于全過(guò)程的大數(shù)據(jù)綠色建筑管理技術(shù)研究與示范
項(xiàng)目針對(duì)建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)大數(shù)據(jù)全面性不夠、準(zhǔn)確度存疑和應(yīng)用性欠佳等問題，建立基于大數(shù)據(jù)鏈“采集→存儲(chǔ)→分析→應(yīng)用”全過(guò)程的綠色建筑大數(shù)據(jù)管理技術(shù)，為綠色建筑信息化、定量化及精準(zhǔn)化管理提供涵蓋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障、關(guān)鍵技術(shù)支撐、工程應(yīng)用實(shí)踐、集成管理示范的綜合技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集安全可靠、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)共聯(lián)共享、數(shù)據(jù)模型規(guī)范統(tǒng)一、數(shù)據(jù)應(yīng)用全面展開，提升建筑信息化管理水平和綠色運(yùn)行性能，有力支撐綠色建筑可持續(xù)發(fā)展。
主要完成單位：上海市建筑科學(xué)研究院有限公司，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心，中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海建科節(jié)能技術(shù)有限公司、上海交通大學(xué)。
9項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成果
其中，“基于數(shù)據(jù)挖掘的建筑能效評(píng)價(jià)體系”達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，“基于多參數(shù)的用能診斷技術(shù)”、“綠色建筑運(yùn)行管理策略和優(yōu)化調(diào)控技術(shù)”等4項(xiàng)技術(shù)成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
82項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)、專利、著作、論文等成果
主編標(biāo)準(zhǔn)3部，申請(qǐng)發(fā)明專利12項(xiàng)（已獲授權(quán)7項(xiàng)），授權(quán)實(shí)用新型專利1項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)9項(xiàng)，出版專著2部，發(fā)表高水平論文55篇（其中SCI/EI檢索論文25篇）。
1支專業(yè)人才隊(duì)伍
培養(yǎng)研究生35人，其中博士研究生8人，培養(yǎng)技術(shù)人員40余人，打造了一支綠色建筑信息化運(yùn)行管理的專業(yè)人才隊(duì)伍。
主要?jiǎng)?chuàng)新成果
全國(guó)綠色建筑大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)
總結(jié)分析了樓宇用戶、政府管理、行業(yè)專家等不同用戶群體需求，開發(fā)了具有海量數(shù)據(jù)集成、存儲(chǔ)、處理和分析能力的全國(guó)綠色建筑大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。建立了數(shù)據(jù)質(zhì)量診斷與修復(fù)技術(shù)，開發(fā)了建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)質(zhì)量保障軟件，包含數(shù)據(jù)映射訪問、數(shù)據(jù)質(zhì)量診斷與標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)修復(fù)三大功能模塊，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量診斷、問題標(biāo)識(shí)和異常數(shù)據(jù)修復(fù)，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量管理過(guò)程可視化，從而提高了大數(shù)據(jù)平臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)質(zhì)量，為后續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
△數(shù)據(jù)質(zhì)量保障體系
平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了能耗實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、在線診斷、能效評(píng)價(jià)等創(chuàng)新應(yīng)用功能：
能耗實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)
針對(duì)不同類型公共建筑的運(yùn)行特性，建立了建筑運(yùn)行能耗模型，并通過(guò)網(wǎng)格搜索法優(yōu)化了模型的超參數(shù)，有效提升了模型的預(yù)測(cè)性能，更好地匹配了面向平臺(tái)應(yīng)用的預(yù)測(cè)需求，實(shí)現(xiàn)了不同類型公共建筑用能的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)。
在線診斷
針對(duì)建筑實(shí)際用能問題或現(xiàn)象，建立了包含建筑、系統(tǒng)和設(shè)備等多個(gè)層級(jí)的用能診斷指標(biāo)體系，構(gòu)建了多層級(jí)建筑用能診斷數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了建筑在線自動(dòng)用能診斷。
能效評(píng)價(jià)
基于大量實(shí)際建筑運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用相關(guān)性分析、曲線估計(jì)以及多參數(shù)耦合等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，篩選了影響建筑運(yùn)行能效的參數(shù)，建立了典型公共建筑總能耗和影響因素的數(shù)學(xué)模型，提出了一種建筑總能效評(píng)價(jià)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了不同氣候區(qū)同類建筑能效水平的統(tǒng)一評(píng)價(jià)。
△全國(guó)綠色大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)
公共建筑運(yùn)行大數(shù)據(jù)信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)
建立了統(tǒng)一定義與分類描述建筑能源和水資源消耗數(shù)據(jù)的能耗模型，將建筑用能表示為包括多個(gè)層級(jí)、面向?qū)ο蟮臉錉钅Ｐ?，模型中各個(gè)層級(jí)分項(xiàng)用能節(jié)點(diǎn)通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)可定期采集、存儲(chǔ)和清晰表述，實(shí)現(xiàn)不同功能建筑、不同類型機(jī)電系統(tǒng)的用能數(shù)據(jù)在某一層級(jí)上橫向可比。提出了描述影響建筑能耗的建筑本體空間和圍護(hù)結(jié)構(gòu)及室內(nèi)環(huán)境等信息、分類描述建筑機(jī)電能源系統(tǒng)及設(shè)備信息的標(biāo)準(zhǔn)化方法，完整構(gòu)建了建筑及機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行大數(shù)據(jù)分析所需的信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系，主編了《公共建筑用能數(shù)據(jù)與影響因素信息化表述方法標(biāo)準(zhǔn)》。
基于上述信息表述標(biāo)準(zhǔn)，建立了建筑及其機(jī)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化分布式云端數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建了面向能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口并編制了接入規(guī)約，實(shí)現(xiàn)了建筑能耗、室內(nèi)環(huán)境、人員信息等數(shù)據(jù)提取及標(biāo)準(zhǔn)化集成，為建筑大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
△辦公建筑能源資源消耗描述模型
示范與推廣應(yīng)用
基于人工智能的深度學(xué)習(xí)空調(diào)系統(tǒng)全局尋優(yōu)控制方法
利用建筑機(jī)電系統(tǒng)少量關(guān)鍵傳感器和現(xiàn)有能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以自學(xué)習(xí)算法為指導(dǎo)，根據(jù)輸入?yún)?shù)對(duì)其運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行評(píng)估預(yù)測(cè)，決策設(shè)定機(jī)電系統(tǒng)控制參數(shù)并執(zhí)行，通過(guò)自學(xué)習(xí)和修正調(diào)控策略，總結(jié)適用該系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)全局尋優(yōu)控制，持續(xù)優(yōu)化機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行。該技術(shù)減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量，并可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中多設(shè)備的聯(lián)合優(yōu)化，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備性能衰減等因素實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)，減少對(duì)傳感器數(shù)量和精度的依賴?；谠摷夹g(shù)開發(fā)了建筑機(jī)電設(shè)備實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)控工具，并在示范建筑中應(yīng)用，所優(yōu)化系統(tǒng)能效提升了20%以上。
△優(yōu)化運(yùn)行策略框架
項(xiàng)目以綠色建筑全過(guò)程運(yùn)行大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了全國(guó)綠色建筑大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)并進(jìn)行示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了建筑不同來(lái)源、不同類型數(shù)據(jù)信息的有效融合，提出了海量數(shù)據(jù)的利用方法與技術(shù)，最大限度地挖掘建筑能耗大數(shù)據(jù)的價(jià)值，以信息化手段為傳統(tǒng)樓宇運(yùn)行管理賦能。平臺(tái)已聯(lián)網(wǎng)示范工程222棟，建筑面積1190余萬(wàn)平方米，監(jiān)測(cè)點(diǎn)18000余個(gè)，分布在全國(guó)30個(gè)城市，覆蓋五大氣候區(qū)，涵蓋辦公建筑、商場(chǎng)建筑、旅游飯店建筑、教育建筑、醫(yī)療衛(wèi)生建筑等主要建筑類型，起到了良好的示范效果，為建筑綠色運(yùn)行提供了有效的管理工具。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)的不斷積累，將形成建筑運(yùn)行管理知識(shí)庫(kù)，能夠?yàn)樾袠I(yè)專家提供專項(xiàng)數(shù)據(jù)分析，為政府部門提供決策咨詢支持，具有廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)促進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)將發(fā)揮重要的作用。
△示范工程氣候區(qū)和建筑類型分布情況
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