ההשפעה של בניית אוטומציה על דפוסי צריכת אנרגיה

מערכות אוטומציה מבנית (BAS) יש בצורת יסודית כיצד אנרגיה נצרכת במבנים מסחריים, מוסדיים ומגוררים.על ידי שילוב חיישנים, בקרים ותוכנה אינטליגנטית, מערכות אלה מאפשרות ניטור בזמן אמת והתאמה אוטונומית של תאורה, HVAC, ושירותי בנייה אחרים.התוצאה היא שינוי משמעותי בדפוסי צריכת אנרגיה - מפעולת בזבזנית, לוח זמנים לניהול דינמי, אחראי על ידי עומסים, כך בודקים כיצד טכנולוגיות אנרגיה ואפקטים, ומעמיקים את ההשפעות של מערכות אנרגיה, ואפקטים את ההשפעות של מערכות אנרגיה, ואפקטים, ואפקטים, כדי להשפעות מערכת ההפעלה, ואפקטים, כדי להשפעות מערכת אנרגיה, כדי להשפעות של התחממות, כדי להשפעות של התחממות, ואפקטים, כדי להשפעות אנרגיה, ואפקטים, ואפקטים, על מנת להשפעות של מערכות התחממות, על מנת לפתח את ההשפעות של מערכות אנרגיה, על מנת להשפעות אנרגיה, ואפקטים, על מנת להשפעות של מערכות אנרגיה, על מנת להשפעות של מערכת ההפעלה של מערכת ההפעלה של התחממות אנרגיה, על מנת להשפעות של מערכות אנרגיה, על מנת למניעה, על מנת למניעה, על מנת להשפעות אנרגיה, על מנת להשפעות אנרגיה, על מנת ל

מה זה Building Automation?

אוטומציה של בנייה מתייחסת לשליטה מרכזית, אוטומטית של מערכות מכניות, חשמליות ותאורה של בניין באמצעות רשת של חומרה ותוכנה.

(ב) ,0) ,SensorsveFLT:1 - מדד טמפרטורה, לחות, דיקור, רמות CO2, אור מתפתל, ומשתנים סביבתיים אחרים.
(FLT:0)ControllersalFLT:1 - לקבל נתוני חיישן ולבצע לוגיקה מתוכננת כדי להתאים את ה- Actuators (למשל, לחים, שסתום, הודעות).
(FLT:0) ActuatorsFLT:1 - מכשירים פיזיים שמשנים את מערכת המערכת, כגון פתיחת נפח אוויר משתנה (VAV) או דיבה של אור.
(FLT:0) פרוטוקולי תקשורת (Computing ProtocolsFLT:1) - BACnet, Modbus, LonWorks, או סטנדרטים חדשים יותר המבוססים על IP המאפשרים יכולת בין מכשירים.
(FLT:0 Human-machine Interface (HMI)BuildFLT:1) - לוחות נתונים ותוכנות ניהול המעניקות למפעילי המתקן נראות והיכולת להתגבר על יתר.

במקור פרוס רק במבנים מסחריים גדולים בשל עלות ומורכבות, BAS הפך נגיש יותר באמצעות פתרונות מבוססי ענן, חיישנים אלחוטיים ופרוטוקולים סטנדרטיים.האבולוציה מפקדים pneumatic לשליטה דיגיטלית ישירה (DDC) לפלטפורמות מבוססות IoT של ימינו הפלטפורמות ה-IoT הפחיתה באופן דרסטי את דרישות ההון תוך הגדלת גמישות וכוח אנליטי.

השפעות על דפוסי צריכת אנרגיה

בניית אוטומציה משנה את צריכת האנרגיה בכמה דרכים נפרדות, הרחק מתכניות קבועות סטטיות, המבוססות על כללים לקראת פעולות הסתגלותיות, המונעות על ידי נתונים.השינויים יכולים להיות מחולקים לשלוש קטגוריות עיקריות.

צמצום פסולת אנרגיה

ההשפעה המיידית ביותר היא חיסול של אנרגיה המבזבזת חימום, קירור או תאורה חללים לא מאוכלסים.בניינים מסורתיים לעתים קרובות מותנים את כל שטח הרצפה על לוח זמנים קבוע, ללא קשר לדיקור בפועל. A BAS עם חיישנים דיקור ובקרה ברמה האזורית יכול לאפס את נקודות הטמפרטורה, לכבות את האוורור האוטומטי, ולהדליק כאשר חדר ריק.

ניהול טעינה ותגובה הביקוש

(Utilities גובים לקוחות מסחריים לא רק עבור אנרגיה כוללת נצרכת (kWh) אלא גם עבור השיעור הגבוה ביותר של צריכת (kW) במהלך תקופת חיוב - תשלום הביקוש BAS יכול לזרז את הביקוש לשיא באופן זמני על ידי צמצום של עומסים לא קריטיים, מראש או מראש של ציוד תרמי לפני שעות שיא, או לשפוך תאורה.

יעילות תפעולית

ניטור רציף מאפשר למנהלי המתקן לזהות ציוד מחוספס, סחף בלולאות בקרה, וצרכי תחזוקה לפני שהם גורמים לספיצי אנרגיה.לדוגמה, כור צונן עם סליל מופרע יצרכו יותר אנרגיה כדי לספק את אותה יכולת קירור; BAS יכול לדגל את היעילות והניקוי של 1C.com משווה שימוש באנרגיה בפועל נגד קווי בסיס או מבני עמיתים, המאפשר עמלה מתמשכת של ארה"ב לאורך זמן, זה מספק חיסכון טיפוסי של 30% מ-Fdition ל- 10 אחוזים:

כיצד BAS מייעל מערכות בנייה ספציפיות

אופטימיזציה HVAC

הבשלה, האוורור והמיזוג אווירי (HVAC) מהווים כמעט 40% מסך צריכת האנרגיה של הבנייה. BAS מייעל את HVAC באמצעות אסטרטגיות כגון:

(FLT:0) ייצור מבוקר מבוקר (DCVrea)FLT:1 - באמצעות חיישנים CO2 כדי לשנות את צריכת האוויר בחוץ על בסיס דיקור בפועל, ולא ערך עיצוב קבוע.
(FLT:0) התחלה/stopFillo:1) חישוב הזמן המינימלי לפני תנאי הנדרש כדי להגיע לנקודת מוצא על ידי דיקור, הימנעות מהתחממות מיותרת או קירור במהלך תקופות לא עסוקות.
(ב) ,0) הטמפרטורה האווירית של טמפרטורות האוויר לאפסת 1:1 - העלאת טמפרטורת האוויר בטמפרטורה קלה כדי להפחית את האנרגיה ההתחממות.
(FLT:0Variable Speed Drive (VSDs)IRLT:1) - התאמת מהירויות של מאוורר ומשאבה כדי להתאים עומסי זמן אמיתיים, חיתוך אנרגיה מוטורית ב -30-50% בהשוואה להפעלה מהירה מתמדת.

אסטרטגיות אלה, מתואמות באמצעות BAS, לייצר הפחתות דרמטיות בשימוש באנרגיה תרמית ללא נוחות הקרבה.למעשה, מבנים רבים מדווחים שיפור שביעות הרצון של הדיירים לאחר אוטומציה, כי טמפרטורה ואוורור מגיבים לתנאים בפועל ולא לוחות זמנים סטטיים.

תאורה Control

תאורה בדרך כלל מהווה 15-25% מכלל שימוש באנרגיה של בניין מסחרי.שלב בקרת תאורה מבוססת BAS:

(ב) ,0) ,הבהור אורות כאשר החדרים ריקים, עם עיכובים בזמן המונעים אופניים תכופים.
(ב) ,0 ימים צולל (ב) 1 (ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בשילוב עם נורות LED, בקרות אלה יכולות להפחית את צריכת האנרגיה תאורה על ידי 60-80% בהשוואה למערכות פלואורסנט קונבנציונליות. תקופת ההחזר עבור בקרת תאורה מתקדמת היא לעתים קרובות מתחת שנתיים בבנייה חדשה או רטרופורפיטים גדולים.

עקבו אחרי

עומסי Plug - אנרגיה הנצרכים על ידי מחשבים, צגים, מדפסת, מכשירי מטבח, ומכשירים אחרים שמשתלבים לתוך שקעים - עכשיו מייצגים נתח גדל והולך של אנרגיית בנייה, לעתים קרובות מעל 25% במשרדים.

(ב) ,0) , 000 כוח חכם פסים מפלט 1 (ה) אשר חתכו את הכוח לפריפריה כאשר המכשיר הראשוני נסגר.
(ב) ,0) בניית תזמון תזמון בינלאומי (FLT) 1 אשר מתפוררים ללא ביקורת במהלך שעות לא מאוכלסות.
(ב) אינטגרציה:0 (Occupancyאינטגרציה) 1:1 - כוח ירידה ביצירות כאשר תג או חיישן תנועה מציין העובד עזב.

חיסכון נמדד מטווח ניהול עומס תקע בין 15% ל-50% מסך אנרגיית העומס הכוללת, בהתאם לתוקפנות של מדיניות וקבלת הדיירים. כמה ספקים BAS מציעים כעת תוכנה שעוקבת אחר מגמות עומס ותבניות שימוש לא שגרתיות.

אנרגיה Data Analytics ו- Machine Learning

BAS מודרני לייצר כמויות עצומות של נתונים תפעוליים - קריאה זמנית, ציוד פועל פעמים, צריכת חשמל, יומני אזעקה, ועוד. Raw נתונים לבד לא לייצר חיסכון; פרשנות היא מפתח.רחבה, BAS הם יחד עם פלטפורמות אנליטיות מבוססות ענן החלים אלגוריתמי למידת מכונה כדי לזהות אלגוריתמים, לחזות כישלונות ציוד, ולהציע הזדמנויות חיסכון באנרגיה.

לדוגמה, מודל רשת עצבי יכול ללמוד את היחסים בין הטמפרטורה החיצונית, רווח סולארי, ובניית תגובה תרמית להמליץ על זמני התחלה אופטימליים עבור צ'ריפים ומודלים רגרסיה. Regression יכול לזהות כאשר תיבת נפח אוויר משתנה מספקת יותר מדי אוויר יחסית לדרישות האזור, המציין התקף לחות יותר , תובנות אלה מאפשרות תחזוקה מהירה יותר מחזורי כוונון, עוד יותר את הפער בין ביצועים אמיתיים ואופטימיים.

יתרונות פיננסיים ו-ROI

חיסכון באנרגיה מתורגם ישירות להוצאות התפעוליות מופחתות.השקעה טיפוסית של BAS מניבה תקופת תשלום פשוטה של שלוש עד שבע שנים, בהתאם לגודל הבנייה, גיל ועלויות האנרגיה המקומיות.

(ב) ,0) עלויות תחזוקה של מזון מהיר (FLT:1) - אבחון צפוי להפחית את התיקונים חירום ולהרחיב את חיי הציוד.
(FLT:0) תמריצים של יעילות (FLT:1) - שירותים רבים מציעים ריבאונדים להתקנת BAS, במיוחד אם הבניין משתתף בתוכניות תגובה ביקוש.
(FLT:0)ההפצה של ערך הנכס 1FLT: מבנים עם אוטומציה מתקדמת לעתים קרובות לשלוט על מחירי השכירות גבוהים יותר והמכירות עקב עלויות התפעול נמוכות יותר ואישורי קיימות.
(ב) ,0) ציות לתקנות ציות לקוד 1 - סמכות שיפוט עם קריטריונים או יעילות חובה עשויה לדרוש BAS עבור תאימות קוד, הימנעות קנסות.

מחקר שנערך על ידי איגוד המבנים האוטומטיים היבשתיים (CABA) מעריך כי מבנים בצפון אמריקה יכולים לחסוך מעל 100 מיליארד דולר בעלויות אנרגיה מעל 10 שנים על ידי פריסת טכנולוגיות BAS קיימות (ראה:0CABAIRFLT:0CABAIRLT:1).

אתגרים לאימוץ

למרות יתרונות ברורים, כמה מחסומים להאט את אימוץ נרחב של אוטומציה בבניית והגבלת השפעתה על דפוסי צריכת האנרגיה.

עלויות ראשונות גבוהות

התקנת BAS מקיפה דורשת הון משמעותי, במיוחד בבניינים הקיימים שבהם wiring, חיישן רטרופיטס, והחלפת לוחות הבקרה שדרוגים הם הכרחיים. הבעלים לעתים קרובות עדיפות השקעות עם תשלומים מהירים יותר, כגון תאורה רטרופיטות, לפני שילוב אוטומציה מלאה.עם זאת, העלות הידרדרה של חיישנים אלחוטיים ותוכנה מבוססת ענן היא בהדרגה הורדת סף הכניסה.

מורכבות ובינלאומיות

מבנים מכילים לעתים קרובות ציוד מיצרנים מרובים באמצעות פרוטוקולים קנייניים שונים. integrating אלה לתוך יחיד, coherent BAS יכול להיות מאתגר מבחינה טכנית ויקר. למרות BACnet וסטנדרטים פתוחים אחרים שיפרו את יכולת הפעולה, מכשירים מורשת רבים עדיין חסרים יכולות תקשורת מודרניות.מערכת שילוב בדרך כלל דורש מומחיות מיוחדת, אשר באספקה קצרה.

סיכוני אבטחת סייבר

בעוד BAS להיות מחובר יותר לרשתות האינטרנט וה-IT הארגונית, הם גם פגיעים להתקפות סייבר. A BAS שנפגע יכול לאפשר תוקף למניפולציה של נקודות ה-HVAC, אזעקה בלתי ניתנת לערעור, או לגרום נזק גופני.בעלים בניה חייבים להשקיע בחישוב רשת, אימות מאובטח, תיקון קבוע, תיקון קבוע, ותכניות תגובה מקריות.

קבלה גבוהה

מערכות אוטומטיות לפעמים מפטרות את הדיירים אם הם מעלים את העדפות ידניות.לדוגמה, מכשולים אגרסיביים לעזוב חללים חמים מדי או קר מדי לפני הפגישה יכולים להוביל לתלונות ומכשולים ידניים כי אנרגיה פסולת. פריסות BAS מוצלח דורשות עיצוב מרוכז למשתמש - נותן לתושבים מידה מסוימת של שליטה מקומית (למשל, אפליקציה ניידת כדי להתאים את הטמפרטורה באזור שלהם) תוך שמירה על אופטימיזציה מרכזית.

כיוונים עתידיים: חכם יותר ויותר מערכות משולבות

הדור הבא של אוטומציה של בנייה ינף שילוב עמוק יותר עם הרשת החכמה, תאומים דיגיטליים ואינטליגנציה מלאכותית כדי לשנות את דפוסי צריכת האנרגיה.

תאומים

תאום דיגיטלי - העתק וירטואלי דינמי של בניין המשקף את המצב בזמן אמת - מאפשר למפעילים לדמות אסטרטגיות חיסכון באנרגיה, רצף בקרת בדיקה, וחיזוי ההשפעה של מזג אוויר או דיקור שינויים ללא סיכון. על ידי הפעלת סימולציות על התאום, מנהלי המתקן יכולים לזהות לוחות זמנים אופטימליים ונקודות לפני פריסת אותם בבניין הפיזי.

AI-Driven חיזוי שליטה

מודלים של למידת מכונות המשלבים נתונים היסטוריים עם תחזית מזג אוויר בזמן אמת ותחזיות דיקור יכולים לאפשר שליטה חיזוי מלאה.במקום להגיב על הסטת הסטטיסציות, BAS המונעת על ידי AI צופה תנאים ו pre-positions את המסה התרמית של הבניין, אוורור, תאורה למזער את השימוש באנרגיה תוך שמירה על נוחות.

בניינים ידידותיים לסביבה

הרעיון של "בניינים יעילים יחסית" (GEB) חוזה BAS כי לתקשר באופן רציף עם רשת החשמל כדי לשנות את הצריכה בתגובה אותות מחירים, תחזית דור מתחדשים, ואמינות הרשת צריכה.לדוגמה, במהלך דור השמש עודף, BAS יכול בכוונה לשנות את צריכת החשמל בכוונה כדי לאחסן אנרגיה תרמית, ולאחר מכן להפחית את הביקוש הקירור לאחר מכן כאשר השמש זקוקה לאנרגיה כזאת 80% לא רק כדי לאפשר גישה מקוונת חדשה של אנרגיה מתחדשת.

שילוב עם רכב חשמלי

ככל שאימוץ EV גדל, מבני חניה הבניין הופכים לעומסים חשמליים חדשים משמעותיים. BAS צופה קדימה יכול לנהל תחנות טעינה EV, לקבוע אותם כדי להימנע ממטבעות עם עומסי בניין שיא, או אפילו באמצעות סוללות EV כמו אחסון אנרגיה מבוזר במהלך אירועי תגובה הביקוש.זה דורש תיאום בזמן אמת בין BAS, מטען EV, ומערכת ניהול הבנייה.

קיימות והשפעה סביבתית

ההשפעה המצטברת של בניית אוטומציה על דפוסי צריכת אנרגיה יש השלכות סביבתיות עמוקות.בניות מהוות כיום כמעט 40% מפליטת הפחמן הדו-חמצני הקשורה לאנרגיה גלובלית, על פי ה-FLT:0 International Energy AgencyureFLT:1 נרחב (הפצה של BAS עשויה להפחית את המניה באופן משמעותי על ידי חיסול פסולת, שינוי עומסים לזמני ניקוי, ומאפשרת שילוב של אנרגיה מתחדשת.

יתר על כן, הנתונים שנוצרו על ידי BAS מספקים את השקיפות הנדרשת כדי לאמת את הפחתות הפליטה, לתמוך בהסמכת בנייה ירוקה (LEED, BREEAM, WELL), ולספק התחייבויות של אפס עסקים בעשור הקרוב, בניית אוטומציה לא רק כלי חיסכון בעלויות אלא מרכיב חיוני של כל תוכנית פעולה אקלים רצינית.

מסקנה

מערכות אוטומציה של בנייה כבר הפגינו השפעה חזקה על דפוסי צריכת אנרגיה - משיכת פסולת, ניהול הביקוש לשיא, ומאפשר שיפורים יעילות מתמשך.כפי טכנולוגיה הופכת זול יותר, יותר רב-ערך, ואינטליגנציה יותר, השפעות אלה רק להעמיק.המעבר מבניינים סטטיים, המופעלים באופן ידני לדינמיקה, אוטומטית, ורשת-res-responsive מתקני נמצאת תחת הדרך. עבור בניית בעלי מניות, מפעילי מדיניות, ומשקיעים, השקעה בבניית אוטומציה יעילה ביותר היא יעילה ביותר של כוח-תועלת, שימוש בשרירים, שימוש בשרירים, ולהפחית את עלויות אנרגיה נמוכה יותר, ולהפחית את רמת יעילות, ולהפחית את עלויות נמוכות יותר.