公共建筑以能耗數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的節(jié)能管理方法探究
——評《圖說公共建筑能耗的數(shù)據(jù)挖掘與模型方法》

許 立 (河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院)

當(dāng)前我國公共建筑能耗在社會(huì)總能耗中所占比例較大，成為節(jié)能降耗工作的重點(diǎn)領(lǐng)域。近年來，隨著我國公共建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，公共建筑能耗總量不斷攀升，給不可再生能源與環(huán)境帶來了一系列問題。為落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀，滿足公共建筑節(jié)能需要，公共建筑行業(yè)需要探究出一套粗放管理方法，對公共建筑能耗進(jìn)行預(yù)測與分析，通過公共建筑能耗數(shù)據(jù)的挖掘，建立起公共建筑能耗預(yù)測建模方法和節(jié)能管理模型方法。例如，可以運(yùn)用電子和信息技術(shù)加強(qiáng)對建筑能耗的管控，從而實(shí)現(xiàn)整體社會(huì)公共建筑節(jié)能運(yùn)行目標(biāo)；還可以運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘的能耗分析算法構(gòu)建公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)，通過影響公共建筑能耗因素分析和實(shí)地調(diào)研，總結(jié)歸納公共建筑的能耗構(gòu)成及耗能特點(diǎn)。確定公共建筑能耗采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集指標(biāo)，對公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)功能需求進(jìn)行分析，并構(gòu)建出設(shè)計(jì)能耗監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)。根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)記錄的歷史能耗數(shù)據(jù)分析公共建筑的建筑屬性如何影響耗能，利用隨機(jī)森林算法預(yù)測建筑的年均能耗。應(yīng)用公共建筑能耗分項(xiàng)計(jì)量收集和存儲(chǔ)公共建筑的能耗數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)角度客觀準(zhǔn)確地分析能耗，為公共建筑能耗管理提供節(jié)能決策支持。還要對公共建筑能耗特點(diǎn)和現(xiàn)有能耗進(jìn)行分析，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的公共建筑能耗的監(jiān)測、預(yù)測和評價(jià)模型，通過開發(fā)公共建筑能耗分析系統(tǒng)，以方便公共建筑管理人員對能耗進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)測和評價(jià)，構(gòu)建通用性和實(shí)時(shí)性的公共建筑能耗分析模型，能夠有效應(yīng)用于實(shí)際能耗分析，從而提高運(yùn)行效率和實(shí)現(xiàn)公共建筑節(jié)能。

由譚洪衛(wèi)撰寫的《圖說公共建筑能耗的數(shù)據(jù)挖掘與模型方法》一書，對公共建筑以能耗數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的節(jié)能管理方法探究具有一定的參考價(jià)值。作者依托過去十多年的建筑節(jié)能監(jiān)管實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及在公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)領(lǐng)域的科研成果積累，聚焦公共建筑在線運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，通過對一些典型的公共建筑運(yùn)行電耗監(jiān)管平臺(tái)，諸如辦公、酒店、商場、醫(yī)院和學(xué)校等公共建筑，以及數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研和分析，結(jié)合實(shí)際案例，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有針對性地提出了解決公共建筑能耗數(shù)據(jù)的識(shí)別和建模方法，旨在為公共建筑領(lǐng)域管理者理解公共建筑運(yùn)行能耗規(guī)律提供參考，從而更好地掌握公共建筑能耗數(shù)據(jù)分析方法及數(shù)據(jù)應(yīng)用。作者認(rèn)為公共建筑能耗在社會(huì)終端能耗中占比過大，對我國能源的開發(fā)利用與自然環(huán)境保護(hù)影響巨大，為解決這種巨大壓力和所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需要大力發(fā)展綠色建筑，這將成為我國社會(huì)生態(tài)文明建設(shè)中的重要一環(huán)。為實(shí)現(xiàn)低碳社會(huì)的國家發(fā)展戰(zhàn)略，建筑節(jié)能將成為目前我國現(xiàn)階段碳減排的重要一環(huán)；同時(shí)，還要提升建筑運(yùn)行管理水平和能效水平，建設(shè)科學(xué)合理的公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系和公共建筑群平臺(tái)，發(fā)揮監(jiān)測系統(tǒng)采集的大量能耗數(shù)據(jù)的預(yù)期作用，充分利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)大力提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)運(yùn)營管理能力。作者還為能耗預(yù)測、需求管理和能效評價(jià)等數(shù)據(jù)應(yīng)用場景，提供了有力的基礎(chǔ)支撐。

在書中作者首先系統(tǒng)梳理了公共建筑能耗數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求與現(xiàn)狀，介紹了公共建筑電耗分項(xiàng)計(jì)量原理，闡述了各色各樣的公共建筑在線電耗監(jiān)測平臺(tái)和公共建筑能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用，分析了我國公共建筑能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求與指向。其次，論述了我國公共建筑電耗數(shù)據(jù)的畫像與特征辨識(shí)，具體闡述了典型公共建筑電耗數(shù)據(jù)的型與狀、數(shù)據(jù)挖掘的方，并為基于數(shù)據(jù)挖掘的典型公共建筑電耗數(shù)據(jù)進(jìn)行了畫像。第三，論述了公共建筑的能耗建模與應(yīng)用，對建筑能耗的建模方法進(jìn)行了簡述，闡述了白箱模型方法和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的應(yīng)用與局限性、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型建模方法與實(shí)踐、孿生模型的概念與拓展應(yīng)用等問題。最后，對公共建筑能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)的未來發(fā)展進(jìn)行了展望，在解說了IT界概念基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了數(shù)據(jù)科技在建筑領(lǐng)域的作用、公共建筑能效管臺(tái)技術(shù)前沿和未來的發(fā)展趨勢等。作者以圖說方式簡潔直觀地概述了我國公共建筑節(jié)能問題，重點(diǎn)闡述了建筑節(jié)能監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)與發(fā)展、能耗數(shù)據(jù)現(xiàn)狀和既有模型方法等問題，并聚焦了數(shù)據(jù)挖掘和建模方法，解說了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建模技術(shù)。作者采用圖文并茂的形式將枯燥的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘方法解說得通俗易懂，通過能耗數(shù)據(jù)畫像和數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)模型，形象地呈現(xiàn)建筑能耗的類與型，并提煉出建筑能耗的特征與規(guī)律。通過方法論與實(shí)踐案例結(jié)合的方法以彰顯數(shù)據(jù)的可視性、有型、易讀與可用等特點(diǎn)，這種利用圖解的書寫方式，既給讀者閱讀帶來了輕松愉快的體驗(yàn)，也給從事相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)工作者提供了專業(yè)參考。

當(dāng)前我國公共建筑節(jié)能考核方式已經(jīng)發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，過去針對技術(shù)措施控制方式逐步轉(zhuǎn)向用能總量的控制方式，這種建筑節(jié)能考核方式的深刻轉(zhuǎn)變是我國能源形勢的迫切需要。為此，公共建筑能耗限額與基準(zhǔn)線相關(guān)研究得以興起，學(xué)術(shù)界積極倡導(dǎo)了“能耗總量控制”節(jié)能路線。數(shù)據(jù)成為公共建筑運(yùn)行管理的基礎(chǔ)，獲取公共建筑物的能耗數(shù)據(jù)，可以廣泛開展各項(xiàng)建筑節(jié)能工作，可以用來分析節(jié)能潛力和制定節(jié)能目標(biāo)，還可以落實(shí)節(jié)能責(zé)任、分解節(jié)能目標(biāo)、測算碳排放、開展節(jié)能量考核和交易等工作。尤其《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》的制定，為推動(dòng)公共建筑節(jié)能管理工作提供了基準(zhǔn)線。隨著公共建筑節(jié)能工作的積極開展，各地開始探索各自能耗限額的相關(guān)研究，《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》為推動(dòng)公共建筑節(jié)能管理工作發(fā)揮了重要作用，也為既有建筑節(jié)能降耗起到了重要作用，為公共建筑全過程節(jié)能管理提供了技術(shù)支持，對合同能源管理機(jī)制的創(chuàng)新起到了推進(jìn)作用，有力推動(dòng)了建筑能源管理水平與建筑能效的提升，也為建筑合同能源管理模式的推進(jìn)創(chuàng)造了良好的條件。筆者認(rèn)為還應(yīng)該建立數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的節(jié)能管理系統(tǒng)，構(gòu)建數(shù)據(jù)分析方法可以有效分析建筑能耗特征，對公共建筑節(jié)能對象進(jìn)行選擇，還可以進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃、目標(biāo)確定、建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和效果檢驗(yàn)等。建立以智能化管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理，運(yùn)用動(dòng)態(tài)博弈運(yùn)行機(jī)制對公共建筑能源節(jié)能管理模式進(jìn)行研究，在公共建筑節(jié)能管理方面進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐創(chuàng)新。