華夏獎系列｜一等獎《基于全過程的大數據綠色建筑管理技術研究與示范》
- 發布時間: 2023-02-07
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編者按：近日，2022年度華夏建設科學技術獎獲獎項目名單揭曉，上海市建筑科學研究院有限公司承擔的項目共獲得7項華夏建設科學技術獎，其中一等獎2項、二等獎5項。我們將陸續推出“華夏建設科學技術獎上海獲獎項目”系列報道，帶您領略上海住房和城鄉建設行業的最新科技成果。
今天，為您介紹一等獎項目
基于全過程的大數據綠色建筑管理技術研究與示范
項目針對建筑能耗監測平臺大數據全面性不夠、準確度存疑和應用性欠佳等問題，建立基于大數據鏈“采集→存儲→分析→應用”全過程的綠色建筑大數據管理技術，為綠色建筑信息化、定量化及精準化管理提供涵蓋基礎數據保障、關鍵技術支撐、工程應用實踐、集成管理示范的綜合技術體系，實現數據采集安全可靠、數據存儲共聯共享、數據模型規范統一、數據應用全面展開，提升建筑信息化管理水平和綠色運行性能，有力支撐綠色建筑可持續發展。
主要完成單位：上海市建筑科學研究院有限公司，住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心，中國建筑科學研究院有限公司、清華大學、大連理工大學、同濟大學、上海建科節能技術有限公司、上海交通大學。
9項關鍵技術成果
其中，“基于數據挖掘的建筑能效評價體系”達到國際領先水平，“基于多參數的用能診斷技術”、“綠色建筑運行管理策略和優化調控技術”等4項技術成果達到國際先進水平。
82項標準、專利、著作、論文等成果
主編標準3部，申請發明專利12項（已獲授權7項），授權實用新型專利1項，獲得軟件著作權9項，出版專著2部，發表高水平論文55篇（其中SCI/EI檢索論文25篇）。
1支專業人才隊伍
培養研究生35人，其中博士研究生8人，培養技術人員40余人，打造了一支綠色建筑信息化運行管理的專業人才隊伍。
主要創新成果
全國綠色建筑大數據管理平臺
總結分析了樓宇用戶、政府管理、行業專家等不同用戶群體需求，開發了具有海量數據集成、存儲、處理和分析能力的全國綠色建筑大數據管理平臺。建立了數據質量診斷與修復技術，開發了建筑能耗監測平臺數據質量保障軟件，包含數據映射訪問、數據質量診斷與標識、數據修復三大功能模塊，實現了監測數據的質量診斷、問題標識和異常數據修復，并實現了數據質量管理過程可視化，從而提高了大數據平臺運行過程中的數據質量，為后續數據應用提供了堅實的基礎。
△數據質量保障體系
平臺實現了能耗實時預測、在線診斷、能效評價等創新應用功能：
能耗實時預測
針對不同類型公共建筑的運行特性，建立了建筑運行能耗模型，并通過網格搜索法優化了模型的超參數，有效提升了模型的預測性能，更好地匹配了面向平臺應用的預測需求，實現了不同類型公共建筑用能的實時預測。
在線診斷
針對建筑實際用能問題或現象，建立了包含建筑、系統和設備等多個層級的用能診斷指標體系，構建了多層級建筑用能診斷數據庫，實現了建筑在線自動用能診斷。
能效評價
基于大量實際建筑運行數據，采用相關性分析、曲線估計以及多參數耦合等數據挖掘技術，篩選了影響建筑運行能效的參數，建立了典型公共建筑總能耗和影響因素的數學模型，提出了一種建筑總能效評價指標，實現了不同氣候區同類建筑能效水平的統一評價。
△全國綠色大數據管理平臺
公共建筑運行大數據信息標準化技術
建立了統一定義與分類描述建筑能源和水資源消耗數據的能耗模型，將建筑用能表示為包括多個層級、面向對象的樹狀模型，模型中各個層級分項用能節點通過能耗監測平臺可定期采集、存儲和清晰表述，實現不同功能建筑、不同類型機電系統的用能數據在某一層級上橫向可比。提出了描述影響建筑能耗的建筑本體空間和圍護結構及室內環境等信息、分類描述建筑機電能源系統及設備信息的標準化方法，完整構建了建筑及機電系統運行大數據分析所需的信息標準化技術體系，主編了《公共建筑用能數據與影響因素信息化表述方法標準》。
基于上述信息表述標準，建立了建筑及其機電系統標準化分布式云端數據庫，構建了面向能耗監測系統的標準化數據接口并編制了接入規約，實現了建筑能耗、室內環境、人員信息等數據提取及標準化集成，為建筑大數據的分析應用奠定了基礎。
△辦公建筑能源資源消耗描述模型
示范與推廣應用
基于人工智能的深度學習空調系統全局尋優控制方法
利用建筑機電系統少量關鍵傳感器和現有能耗監測系統的數據，以自學習算法為指導，根據輸入參數對其運行結果進行評估預測，決策設定機電系統控制參數并執行，通過自學習和修正調控策略，總結適用該系統的經驗數據庫，實現全局尋優控制，持續優化機電系統的運行。該技術減少了現場調試的工作量，并可實現系統中多設備的聯合優化，同時對系統和設備性能衰減等因素實現自適應，減少對傳感器數量和精度的依賴?；谠摷夹g開發了建筑機電設備實時優化調控工具，并在示范建筑中應用，所優化系統能效提升了20%以上。
△優化運行策略框架
項目以綠色建筑全過程運行大數據為基礎，構建了全國綠色建筑大數據管理平臺并進行示范應用，實現了建筑不同來源、不同類型數據信息的有效融合，提出了海量數據的利用方法與技術，最大限度地挖掘建筑能耗大數據的價值，以信息化手段為傳統樓宇運行管理賦能。平臺已聯網示范工程222棟，建筑面積1190余萬平方米，監測點18000余個，分布在全國30個城市，覆蓋五大氣候區，涵蓋辦公建筑、商場建筑、旅游飯店建筑、教育建筑、醫療衛生建筑等主要建筑類型，起到了良好的示范效果，為建筑綠色運行提供了有效的管理工具。同時，通過數據的不斷積累，將形成建筑運行管理知識庫，能夠為行業專家提供專項數據分析，為政府部門提供決策咨詢支持，具有廣闊的應用前景，對促進節能減排、實現雙碳目標將發揮重要的作用。
△示范工程氣候區和建筑類型分布情況
文章轉發自：上海住房城鄉建設管理
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