建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS) 是一種監(jiān)測和控制建筑能源需求的復(fù)雜方法。除了能源管理之外，該系統(tǒng)還可以控制和監(jiān)控建筑物的許多其他方面，無論是住宅還是商業(yè)建筑。這些功能的示例包括供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC)、照明或安全措施。BEMS技術(shù)可應(yīng)用于住宅和商業(yè)建筑。
什么是建筑能源管理系統(tǒng)？以歐盟為例，歐盟的建筑能源消耗約占?xì)W盟總能源消耗的 30%；而在經(jīng)合組織國家，這個比例約占 25% 至 40%（經(jīng)合組織，2003 年）。不過，在發(fā)展中國家的建筑能源效率較低，因此提高發(fā)展中國家的建筑能源效率更為重要。
在歐盟 25 國，2003 年 CO2總排放量為 3.8Gton，其中 479Mton是家庭排放（12%）（歐盟，2005 年）。在英國，國內(nèi)部門約占 CO2排放量的 28%，其中空間供暖占 53%，照明和電器占 22%，水暖占 20%。烹飪僅占 5%（英國 DTI，2006 年）。建筑能源管理系統(tǒng)(BEMS) 控制建筑物的功能，使建筑物能夠平穩(wěn)運行和高效運行。
以下是IEA (1997) 對建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 的描述：能夠控制監(jiān)控站點和操作員終端的電氣控制和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以具有來自建筑控制各個方面的屬性和管理功能，例如從加熱、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 到照明、火災(zāi)報警系統(tǒng)、安全、維護(hù)和能源管理。
另一個常見的描述是建筑能源管理系統(tǒng)是使用計算機的單個建筑物或建筑物組的控制系統(tǒng)以及用于監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲和通信的分布式微處理器 (Levermore, 2000)。其他經(jīng)常用于該技術(shù)的術(shù)語是建筑管理系統(tǒng) (BMS) 和能源管理系統(tǒng) (EMS)。
因此，建筑能源管理系統(tǒng)技術(shù)是一個廣義的建筑控制概念，可以具有多種特性。然而，BEMS 一詞僅限于用于復(fù)雜和先進(jìn)的控制系統(tǒng)（IEA，1997）。因此，雖然所有建筑物都需要并具有某種形式的控制系統(tǒng)，但建筑能源管理系統(tǒng)技術(shù)與以前的控制系統(tǒng)有很大不同。
建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 與其他控制系統(tǒng)的不同之處在于其通信特性：可以在中央單一操作單元接收和控制建筑過程和功能的信息。因此，可以根據(jù)收到的信息做出決定（IEA，1997）。這是 BEMS 的一個關(guān)鍵方面，因為它可以優(yōu)化系統(tǒng)。例如，中央和單一操作單元可以接收溫度和建筑物占用信息，并可以決定降低建筑物未占用部分的溫度。因此，這些決定可以提高能源效率。
在BEMS中，多個建筑物相互連接，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接到中央操作單元，以實現(xiàn)建筑物之間的順暢合作并提高效率。通過 BEMS 加強不同建筑之間的合作可以進(jìn)一步提高能源效率，因為不同建筑的功能可以耦合。中央和單一操作單元可以接收溫度和建筑物占用信息，并可以決定降低建筑物未占用部分的溫度。因此，這些決定可以提高能源效率。
建筑能源管理系統(tǒng)的最小組成部分是至少一個主要操作員位置（或中心站）；主要操作員位置與遠(yuǎn)程分站的連接，也稱為控制器。遠(yuǎn)程分站可以獨立運行，也可以由主要操作員位置控制。連接最常通過互聯(lián)網(wǎng)提供。主要操作員位置與遠(yuǎn)程分站有接口，可以根據(jù)客戶的要求控制這些分站的各種功能（例如，系統(tǒng)可以僅限于能源，也可以包括其他功能，例如安全性）。
IEA (1997) 確定了建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 的三個主要目標(biāo)： a) 提供健康宜人的室內(nèi)氣候；b) 確保用戶和所有者的安全；c) 確保建筑物在能源和人員方面的經(jīng)濟運行。如前所述，BEMS 可以監(jiān)視和控制建筑物內(nèi)或一組建筑物內(nèi)的許多因素。HVAC、照明、生活熱水、電力供應(yīng)/分配、能源消耗、垂直運輸和許多其他因素都是可以由 BEMS 控制的因素的示例。
考慮到建筑設(shè)計中的垂直交通管理等 BEMS 功能更為實用，因為所有必要的電子設(shè)備和布線都可以納入設(shè)計中。最后，IPCC (2007) 指出，調(diào)試過程確保了明確的設(shè)計意圖。適當(dāng)?shù)恼{(diào)試程序可以顯著節(jié)省建筑物運營中的能源。一旦建成，BEMS 等先進(jìn)控制系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵方面是需要保持運行效率。
建筑能源管理系統(tǒng)現(xiàn)狀及未來市場潛力自 1960 年代推出以來，BEMS 控制系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。BEMS 硬件（例如傳感器和通信高速公路）的快速發(fā)展以及計算機處理能力使 BEMS 成為首選的管理系統(tǒng)。不僅快速發(fā)展顯著降低了復(fù)雜管理系統(tǒng)的成本，技術(shù)的進(jìn)步也增加了 BEMS 的可能性，因此增加了它的潛力。例如，信息技術(shù)的進(jìn)步使通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控成為可能。此外，現(xiàn)在可以同時監(jiān)控多個建筑物，并整合多個建筑物的功能。
例如，IPCC（2007 年）指出，BEMS 技術(shù)處于該技術(shù)在特定條件下對發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家都具有經(jīng)濟可行性的階段。雖然 IPCC (2007) 指出該技術(shù)價格昂貴，但 IPCC 還認(rèn)為該技術(shù)在寒冷和溫暖的氣候以及發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家都有效。換句話說，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的節(jié)能彌補了其較高的初始成本。
建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 如何促進(jìn)發(fā)展中國家的社會經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護(hù)當(dāng)該技術(shù)應(yīng)用于商業(yè)建筑或工業(yè)設(shè)施時，它可以通過兩種方式促進(jìn)社會發(fā)展。通過使工作場所更安全、更健康。
首先，由于技術(shù)提供的改進(jìn)的消防、安全和其他緊急程序，工作場所將更加安全。該技術(shù)可以定位工作場所內(nèi)的潛在危險，通知應(yīng)急響應(yīng)小組，并告知工作人員潛在危險。
其次，該技術(shù)可以監(jiān)測和控制建筑物中的環(huán)境條件。該技術(shù)的這種能力有可能使工作場所更健康。與潛在的火災(zāi)或安全隱患類似，該技術(shù)可以監(jiān)測空氣質(zhì)量和水質(zhì)等因素，并在超過閾值時做出反應(yīng)。例如，當(dāng)設(shè)施中的一氧化碳水平增加到安全水平以上時，該系統(tǒng)可以增加通風(fēng)。
當(dāng)該技術(shù)應(yīng)用于住宅建筑時，它會告知居民他們的能源消耗情況。居民可以利用這些信息采取保護(hù)措施。此外，該技術(shù)可以為居民應(yīng)用某些舒適設(shè)置。因此，該技術(shù)向居民提供的信息以及該技術(shù)可以執(zhí)行的行動可以通過提高舒適度和降低能源消耗來促進(jìn)社會發(fā)展。
盡管由于復(fù)雜的界面，該技術(shù)的操作可能相對簡單，但仍然需要該技術(shù)的熟練操作員。此外，該技術(shù)的安裝需要對安裝人員進(jìn)行培訓(xùn)。
由于使用 BEMS，整體能源需求的減少導(dǎo)致能源供應(yīng)的安全性增加。此外，該技術(shù)的高滲透率減少了建造額外能源發(fā)電站的需求，并減少了對能源進(jìn)口的需求。
該技術(shù)的一個主要特點是它能夠向設(shè)施運營商提供有關(guān)能源消耗的實時和廣泛的數(shù)據(jù)。該信息可用于提高整個系統(tǒng)的能源效率。此外，BEMS 本身通過簡化其監(jiān)控和控制的機器的操作來提高能源效率。由于對資源的需求減少，能源效率的提高導(dǎo)致對環(huán)境的保護(hù)增加。例如，當(dāng)電力由燃煤設(shè)施提供時，建筑物電力需求的效率提高直接導(dǎo)致二氧化碳排放量的減少。
例如，據(jù) IEA 稱，照明是全球電力需求的主要最終用途之一。照明在 2005 年代表了 650Mton的一次能源消耗和 2550 TWh 的電力消耗。這意味著基于電網(wǎng)的電力照明相當(dāng)于全球總發(fā)電量的 19%。
IEA 報告（2006 年）提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，照明所需的電力與所有燃?xì)獍l(fā)電或 1265 座發(fā)電廠的發(fā)電量一樣多。其中，主要消費部門是商業(yè)，占 43%，其次是住宅，占 31%，工業(yè)（18%）和室外固定電源，占 8%。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)是指并網(wǎng)電源。通過由此產(chǎn)生的能源效率，安裝的 BEMS 將能夠降低安裝它的建筑物的照明要求。
例如，下表結(jié)了建筑能源管理系統(tǒng) (BEMS) 技術(shù)的主要優(yōu)點和缺點。
| 優(yōu)點 | 缺點 |
| 提高能源效率 | 設(shè)計和安裝的初始成本較高 |
| 改善環(huán)境條件 | 與更簡單的管理系統(tǒng)相比，運營和維護(hù)成本可能更高。然而，BEMS 還能夠通過提高能源效率和更有效地使用員工來降低總體成本 |
| 更有效地使用員工 | 需要熟練的操作員 |
| 改進(jìn)消防、安全和其他應(yīng)急程序 | 需要在其整個運營生命周期內(nèi)的所有級別做出承諾，以保持最大的有效性 |
| 提高工廠/建筑功能標(biāo)準(zhǔn) | |
| 加強樓宇管理 |
IPCC (2007) 對 BEMS 技術(shù)的結(jié)論是，目前尚不清楚該技術(shù)可以在多大程度上減少能源使用以及成本是多少。對技術(shù)節(jié)能的估計差異很大，因此該技術(shù)需要更多的研究和開發(fā)來確定財務(wù)要求和成本。例如，Birtles 和 John (1984) 估計，與未安裝 BEMS 相比，節(jié)能高達(dá) 27%，而 IPCC 注意到估計在 5% 和 40% 之間（IPCC，2007）。此外，羅斯等人（2005 年）估計，空間供暖能耗可節(jié)省高達(dá) 20% 的能源，照明和通風(fēng)可節(jié)省 10%，綜合節(jié)能 5% 至 20% 的范圍。
清潔發(fā)展機制市場現(xiàn)狀目前，CDM 組合中沒有關(guān)于實施 BEMS 技術(shù)的注冊項目。但是，可以確定可用于此類項目的某些方法?；旧?，BEMS 技術(shù)是一種能源效率措施，因為它以有效的方式簡化了電器和服務(wù)的使用。由于該技術(shù)不產(chǎn)生能量，因此它是一種需求側(cè)的能源效率措施?？梢源_定三種 CDM 方法，它們可能對想要進(jìn)入 CDM 市場的項目有用。
首先，建筑物的能源效率和燃料轉(zhuǎn)換措施（版本 10 AMS-II.E.）：該方法包括在單個建筑物或一組類似建筑物中實施的任何能源效率和燃料轉(zhuǎn)換措施。該方法涉及能源效率措施，例如節(jié)能電器或電器的最佳布置。因此，當(dāng)滿足該方法的其他標(biāo)準(zhǔn)時，BEMS 技術(shù)可能適用于該方法。一個可能的例子是在多棟公寓樓或酒店中安裝 BEMS。
其次，用于潛在 CDM 項目的可能方法可能是新住房中的能源效率和可再生能源措施（AMS-III.AE 版本 1）：在可再生能源發(fā)電等其他技術(shù)中，該方法也適用于高效建筑設(shè)計實踐。在新住房中引入高效 BEMS 的項目可能能夠使用這種方法來計算與項目相關(guān)的基線和估計的溫室氣體減排量。
最后，特定技術(shù)的需求側(cè)能效活動（第 13 版 AMS-II.C.）：這可能是 BEMS CDM 項目的合適方法。該方法包括鼓勵在許多地點采用節(jié)能設(shè)備/器具（例如燈、鎮(zhèn)流器、冰箱、電機、風(fēng)扇、空調(diào)、泵系統(tǒng)）的活動。因此，BEMS 必須包含多個建筑物，并且必須作為一種特定技術(shù)呈現(xiàn)。
雖然目前沒有在 CDM 組合中注冊 BEMS 相關(guān)的 CDM 項目，但有幾個與家庭能源效率相關(guān)的 CDM 項目。節(jié)能家庭項目目前占在建 CDM 項目的 0.1%。目前，在家庭能效方面登記的 CDM 項目有 6 個——其中 4 個基于照明/絕緣，2 個基于改進(jìn)的爐灶。
參考文獻(xiàn)：
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