智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)：區(qū)塊鏈助力建筑節(jié)能減排 | 研討會(huì)回顧

建筑，是全國(guó)碳排放的“最大戶(hù)”，特別是在運(yùn)行階段。根據(jù)《中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告 2020》，全國(guó)建筑全過(guò)程（包括生產(chǎn)階段、施工階段、運(yùn)行階段等）碳排放總量占全國(guó)碳排放的比重為51.3%，其中，建筑運(yùn)行階段，碳排放占全國(guó)碳排放的比重達(dá)到21.9%。

在“雙碳”戰(zhàn)略的號(hào)召下，如何在建筑運(yùn)行階段做到節(jié)能減排？又如何解決政府與減排企業(yè)之間的信任問(wèn)題？

由萬(wàn)物數(shù)創(chuàng)提供技術(shù)支持、以FISCO BCOS為底鏈，基于BIM的智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)，從區(qū)塊鏈技術(shù)的角度給出了答案。該平臺(tái)不僅實(shí)現(xiàn)了建筑的低碳運(yùn)行、提升了建筑碳排放管理的可信度，也為未來(lái)的建筑碳交易帶來(lái)更多想象空間。

  加速建筑節(jié)能數(shù)字化，減排20%-25%

智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)由四川省建筑設(shè)計(jì)研究院（SADI）主導(dǎo)研發(fā)，萬(wàn)物數(shù)創(chuàng)提供基于FISCO BCOS的區(qū)塊鏈支持，已經(jīng)運(yùn)行在大型商超、寫(xiě)字樓、醫(yī)院及制藥企業(yè)。該平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)基于BIM的節(jié)能改造調(diào)研、冷凍與空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)溫控、鮮食和照明系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)、插座通電的精細(xì)化管理、碳數(shù)據(jù)的鏈上存儲(chǔ)及流通、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的區(qū)塊鏈身份認(rèn)證六大功能。

智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)的整體運(yùn)行流程主要分為五個(gè)步驟。

第一步，對(duì)整個(gè)建筑物進(jìn)行BIM建模，借助算法分析建筑行為數(shù)據(jù)?？梢暬?huì)作為采集中心的依據(jù)之一。建筑運(yùn)行階段主要消耗的能源包括空調(diào)通風(fēng)和制冷，以及照明。每棟樓的設(shè)備布局不一樣，如何基于現(xiàn)有布局做到設(shè)備節(jié)能最優(yōu)解，會(huì)在可視化建模中體現(xiàn)。

第二步，對(duì)建筑設(shè)備進(jìn)行智慧化改造，把運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳到采集中心。

第三步，采集中心會(huì)把運(yùn)行數(shù)據(jù)傳到處理中心，處理中心再把實(shí)時(shí)的電耗數(shù)據(jù)、碳排放數(shù)據(jù)放到FISCO BCOS存檔。這些建筑設(shè)備也會(huì)間隔一段時(shí)間將自己的設(shè)備身份同步到FISCO BCOS。

第四步，處理中心接收到運(yùn)行數(shù)據(jù)后，通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理算法進(jìn)行篩選，然后用AI的預(yù)訓(xùn)練算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度。

第五步，數(shù)據(jù)傳給控制中心，以保障對(duì)末端物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的控制。比如，現(xiàn)在超市里有1000人，應(yīng)該把空調(diào)調(diào)到多少度，風(fēng)應(yīng)該往哪個(gè)位置吹，控制中心會(huì)把設(shè)備指令下發(fā)給建筑設(shè)備，然后進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。同時(shí)，控制中心會(huì)把當(dāng)日所有的關(guān)鍵操作數(shù)據(jù)放到FISCO BCOS，比如什么時(shí)間對(duì)空調(diào)進(jìn)行調(diào)高或者調(diào)低。

整個(gè)流程中一共有三個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)：一是排放數(shù)據(jù)，二是設(shè)備身份，三是運(yùn)行階段所有的關(guān)鍵操作。因?yàn)閰^(qū)塊鏈本身僅僅保證了數(shù)據(jù)的不可篡改性，鏈上數(shù)據(jù)還需要專(zhuān)門(mén)的審計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行審計(jì)。

整個(gè)過(guò)程的實(shí)施離不開(kāi)對(duì)設(shè)備末端的智慧化改造。冷水機(jī)組是整個(gè)中央空調(diào)最重要的一部分，也是耗能最大的一部分。以空調(diào)冷水機(jī)組智慧化改造為例，改造前，管理和維護(hù)比較繁瑣，需要對(duì)冷水機(jī)組進(jìn)行人為的開(kāi)停和再設(shè)定，還需要間隔較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行一次人工抄表。冷水機(jī)組智慧化改造后，可以通過(guò)MDBUS接通主機(jī)通信，遠(yuǎn)程進(jìn)行開(kāi)關(guān)及主機(jī)溫度的智能再設(shè)定。同時(shí)，它還可以通過(guò)PLC門(mén)柜上的智能電表分別檢測(cè)兩臺(tái)主機(jī)用電情況并上鏈。此外，整套控制系統(tǒng)也會(huì)把設(shè)備指紋上鏈。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)篡改，或者業(yè)主方私自更換數(shù)據(jù)等情況，就可以立刻知道。

未來(lái)，平臺(tái)還可以接入物理區(qū)塊鏈終端模組，防止終端設(shè)備信息被篡改。此外，改造吊頂式空氣處理機(jī)組后，也可以自動(dòng)將能耗情況、操作情況以及設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)上鏈到區(qū)塊鏈。

目前，該平臺(tái)已經(jīng)在成都、深圳、廈門(mén)、東莞、珠海、貴陽(yáng)、溫州等地的大型商超、制藥企業(yè)、醫(yī)院等設(shè)施部署，深圳、東莞、珠海三地大型商超已驗(yàn)收，成都市大源國(guó)際中心A座大型寫(xiě)字樓正在運(yùn)維測(cè)試，重慶和武漢正在規(guī)劃落地。目前，總覆蓋面積已超過(guò)20萬(wàn)平方米，實(shí)現(xiàn)的節(jié)能減排效果已經(jīng)達(dá)到未使用前總量的20%-25%。

  搭建政府、業(yè)主、平臺(tái)之間的信任橋梁

那么，區(qū)塊鏈在建筑運(yùn)行期節(jié)能管理過(guò)程中具體起到什么作用？ 

第一，區(qū)塊鏈能夠解決業(yè)主和智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)之間的信任問(wèn)題，可以操作確權(quán)、避免作假。區(qū)塊鏈主要記錄的數(shù)據(jù)包括三個(gè)方面：首先是收集建筑產(chǎn)生的可信碳數(shù)據(jù)，其次是記錄終端物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的指紋及信息，最后是記錄控制中心的關(guān)鍵操作。這部分的功能已經(jīng)實(shí)施使用，未來(lái)，區(qū)塊鏈還可以為送審的數(shù)據(jù)留檔。

詳細(xì)來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)智能合約，把處理中心的排放數(shù)據(jù)、loT設(shè)備的設(shè)備身份和控制中心的關(guān)鍵操作信息，以及整個(gè)生命周期里的數(shù)據(jù)全都上鏈。對(duì)于超市來(lái)說(shuō)，碳數(shù)據(jù)來(lái)源主要是耗電，所以平臺(tái)主要統(tǒng)計(jì)的是電使用情況。另外，通過(guò)使用平臺(tái)前后的用電數(shù)據(jù)比較，就可以知道節(jié)能的幅度。

區(qū)塊鏈方面，除了底層使用FISCO BCOS，我們還使用了微眾區(qū)塊鏈開(kāi)源的中間件平臺(tái)WeBASE。在WeBASE的基礎(chǔ)上，我們自己還寫(xiě)了鏈外服務(wù)，提供區(qū)塊鏈瀏覽器、碳數(shù)據(jù)查詢(xún)服務(wù)、設(shè)備查詢(xún)服務(wù)等。

平臺(tái)可以精確到每一個(gè)柜的能耗展示，還可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行能耗走勢(shì)預(yù)測(cè)。平臺(tái)還展示設(shè)備及資產(chǎn)管理界面，在上面可以清楚看到每個(gè)位置的設(shè)備詳細(xì)信息，甚至可以調(diào)整設(shè)備參數(shù)。

第二，區(qū)塊鏈解決業(yè)主、平臺(tái)與政府機(jī)構(gòu)之間的信任問(wèn)題。企業(yè)需要向政府做節(jié)能減排的申報(bào)和認(rèn)定，所以政府需要識(shí)別其中是否會(huì)有造假，區(qū)塊鏈可以支持可信碳數(shù)據(jù)的政府認(rèn)定。

第三，區(qū)塊鏈可以解決政府機(jī)構(gòu)與多個(gè)業(yè)主方之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多建筑的碳數(shù)據(jù)鏈上接入。原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，企業(yè)把三大數(shù)據(jù)上鏈之后，政府可以在后臺(tái)看到設(shè)備狀態(tài)、排放審核、爭(zhēng)議的裁定，以及用電量過(guò)載報(bào)警等。上鏈數(shù)據(jù)被放在FISCO BCOS的GROUP的系統(tǒng)里，建筑本身和政府機(jī)構(gòu)在一個(gè)組里面。建筑1和建筑N互相是隔離的，他們看不到對(duì)方的商業(yè)數(shù)據(jù)，這樣可以最大程度保護(hù)業(yè)主隱私。

  區(qū)塊鏈在建筑碳交易中的應(yīng)用展望

未來(lái)，區(qū)塊鏈還將在城市建筑節(jié)能減排中被賦予更廣泛的作用。例如，在碳排放交易、抵消環(huán)節(jié)，區(qū)塊鏈可以解決交易所和業(yè)主、政府機(jī)構(gòu)三方的信任問(wèn)題，以及更多碳匯產(chǎn)生方和消費(fèi)方接入后的多方信任問(wèn)題。

企業(yè)節(jié)能一旦得到政府認(rèn)證，即可享受一些優(yōu)惠政策，包括退稅減稅等，也可以用于未來(lái)碳交易中的碳抵扣，這涉及到碳交易所的接入和多鏈的碳數(shù)據(jù)融合。

更進(jìn)一步，建筑產(chǎn)生的減排數(shù)據(jù)還可以在碳交易所拿到碳匯，抵扣排放，同時(shí)在產(chǎn)生碳匯的地方做結(jié)轉(zhuǎn)。現(xiàn)在，建筑節(jié)能還不能直接變成碳匯，因?yàn)樗辉趪?guó)家節(jié)能目錄里面。但是，全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量占全國(guó)碳排放的比重高達(dá)51.3%，國(guó)家已經(jīng)非常重視這個(gè)問(wèn)題。智慧樓宇低碳節(jié)能運(yùn)維平臺(tái)現(xiàn)在先把數(shù)據(jù)保存起來(lái)，將來(lái)國(guó)家把它納入碳匯之后，就可以直接成為碳交易的數(shù)據(jù)。

不過(guò)，因?yàn)楦鞯乜赡芏家言诮ɑ蛞呀ǔ勺约旱膮^(qū)塊鏈，未來(lái)多種碳數(shù)據(jù)和多鏈的融合可能是比較大的問(wèn)題，需要我們一起去探討。

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