以数字孪生助力楼宇节能减碳——施耐德电气SpaceLogic™ AI BOX（楼宇节能盒）重磅发布
随着可持续进程的不断深化和加速，产业整体的减碳意识大幅提升，企业减碳动力正由外压转向内生，但企业减碳也面临着多重挑战，亟需先行者赋能。在近期举办的首届上海国际碳中和博览会上，践行者和赋能者们纷纷亮出方案，为产业的碳中和呈现新的技术、实战经验与绿色智慧。
作为全球能源管理与自动化领域数字化转型专家，施耐德电气受邀出席了本次博览会，围绕“生态赋能，助力减碳有技可施”的主题，全方位展示了覆盖多个行业关键场景的解决方案，并重磅发布了搭载AI技术的全新数字化产品SpaceLogic™ AI BOX（楼宇节能盒），以领先的数字化能力，赋能多行业绿色转型，达成“双碳”目标。在会上，本刊记者采访了施耐德电气数字能效业务中国区数字楼宇市场部负责人魏琨、施耐德电气数字能效业务产品经理陈奕和施耐德电气无锡工厂安全环境与不动产部门经理陆可展。
建筑行业减碳之道
如今，建筑领域减碳已成为实现“双碳”目标的最大难点和关键所在。建筑业终端碳排放占全国碳排放总量的50%，公共建筑面积仅占建筑面积的19%，其能耗占比却高达38%。其中，暖通空调系统（HVAC）能耗占比大于45%，在医院、酒店、商业建筑等不同种类建筑中，暖通空调系统部分能耗占比甚至更高。
施耐德电气数字能效业务中国区数字楼宇市场部负责人魏琨表示，建筑空调能耗高的关键在于缺少对空调全系统生命周期的整体把握，目前主要体现在三个方面的问题：一是规划执行割裂，各个环节的厂商不同，单项目各自管理，不仅沟通成本高，而且结果与预期差距很大；二是楼控系统失准，数据失真、缺损，缺乏分项计量，能耗不明，表计安装位置欠考量；三是虽然AI软件推出了解决建议，但缺乏专业人员与物业运维人员交流，产生了大量无效或无法执行的建议。
针对这些问题，魏琨认为建筑空调实现节能的方法在于针对生产侧和使用侧整体把握，按需节能。施耐德电气利用AI技术打造的数字化“可云可边”HVAC节能解决方案——SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）基于暖通实际场景，借助数字化手段，通过数据挖掘与机器学习，结合多种专业模型，对用能现状进行仿真和预测，为客户量身打造高效的暖通节能数字化平台，实现能源与运营效率的持续优化，降本增收。
数字孪生助力楼宇节能
据介绍，数字孪生指将物理实体镜像映射到虚拟空间，生成一个“数字双胞胎”，虚拟空间和实体空间通过物联网实现数据实时双向互联互通，从而反映对应物理实体的全生命周期过程，以此为基础利用AI仿真预测，为优化决策赋能。数字孪生共有以虚映实、以虚控实、以虚预实、以虚优实和虚实结合五个层级，魏琨表示，目前的数字孪生，特别是能效管理平台大部分还停留在第一第二层，如果没有第三层以上的AI技术加持，就只能实现简单的数据管理。而在建筑中央空调系统中，设备种类复杂繁多，能耗占比大，设备运行故障难以快速定位，建筑空调测控系统与实际脱节，形同虚设。建筑空间内还常会出现冷热不均现象，这些都是导致潜在建筑安全隐患和能源浪费的主要原因，只靠数据管理实现节能显然是不可能的。
施耐德电气数字能效业务产品经理陈奕表示，SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）目前处于第四层，能够让AI的策略真正赋能和下发到设备中，这是施耐德电气有别于其他传统数字孪生产品的地方。另外，不同于其他只做平台的企业，施耐德电气本身有互联互通的设备，能够保证数据的有效性。在研发和建模过程中，施耐德电气还把国家颁布的节能政策法规和自身的实践经验在算法侧进行结合，最大程度地保证设备运行。陈奕说：“我们懂电，我们懂空调，我们也懂需求，这是我们的最大优势。”
SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）解决方案
施耐德电气SpaceLogic AI BOX通过四大核心功能赋能建筑暖通系统，从建造和维护的设备使用全生命周期运行。通过数字孪生建模和系统仿真调试获取系统特征，借助数字孪生模型，快速反应并定位各系统运行情况及故障，合理规划系统工况，保证高效运行。通过历史与实时数据的收集与应用，利用专业算法校准进行跟踪及验证，实时调整暖风系统模型精度，提前预测系统能耗。通过对暖通系统运行的全面掌握，借助机器学习对建筑暖通负荷能效分析，在动态工况汇总，合理规划设备运行的功率及策略，提高系统运行效率，并节约空调暖风系统能耗，依据不同业务的需求和属性，提供从系统能耗运行参数到维护管理等多维度的可视化空调能耗监测，并实时追踪节能目标完成进展，量化节能收益，节能和通过开放金融、灵活部署、快速交付等特性，实现系统动态优化。
最典型的应用案例来自施耐德电气无锡工厂，这也是施耐德电气在中国第一家正式的端到端的灯塔工厂，运用了施耐德电气独有的EBO楼宇运营系统，在能源管理方面有很多先进的经验。据陆可展介绍，无锡工厂原空调能耗占比46%，通过运用SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）实时、持续的优化，深度挖掘施耐德电气在能源管理的优势，2023年4月实际运行节能率在21.5%，后期还将对系统硬件进行改造，增加电动控制类阀门和重新调试水力平衡，预测节能率可以达到30%，实现开空调能耗占比在36%。
可以预见，在与EBO楼宇运营系统的协同作用下，SpaceLogic AI BOX（楼宇节能盒）将真正赋能AI技术走入场景，助力建筑节能减排、降本增效，为楼宇管理注入崭新活力。此外，施耐德电气2023年全新发布的新一代EcoStruxure™数字楼宇一体化解决方案也在展会亮相，基于 EcoStruxure架构与平台，该方案打造出会呼吸的楼宇生态系统，完美契合可持续、超高效、强韧性和以人为本的未来楼宇新需求，助力楼宇行业轻松应对“双碳”目标下的严峻转型挑战。
多年来，施耐德电气始终坚持深耕楼宇行业，今年年初，施耐德电气凭借其对建筑行业痛点的深入理解和针对痛点打造的数字楼宇解决方案，荣获《智能建筑》杂志（现改名为《绿色建造与智能建筑》）评选的2022年度中国智能建筑行业建筑园区智慧管控平台十大匠心产品品牌、建筑设备管理系统十大匠心产品品牌、建筑能效监管系统十大匠心产品品牌、信息及物联网系统十大匠心产品品牌四项大奖，充分验证了施耐德电气在智能建筑领域的深厚积淀。
随着“双碳”目标期限的不断临近，各行各业都面临着紧迫的减碳任务。对此，魏琨表示：“当前多种前沿技术的快速迭代，为楼宇的数字化转型奠定了技术基础。长期以来，施耐德电气致力于通过数字化创新，为包含楼宇行业在内的多领域客户，打造高效可靠的绿色能源管理和智能运营解决方案，满足其差异化需求。未来，我们将持续把握数字技术变革新机遇，以高品质的产品和解决方案，引领行业数字化转型和能效提升，助力中国市场进入高质量发展的崭新时代。”
