北京建院C座科研楼：既有建筑综合智慧能源改造典型样板

 报道：相关统计显示，2018年，我国建筑运行占全社会总能耗的比例为23%，既有建筑面积的存量已达到601亿平方米，对既有建筑开展综合节能改造将对双碳目标的实现具有重要意义。

北京市建筑设计研究院有限公司（以下简称北建院）成立于1949年，是与共和国同龄的大型国有建筑设计咨询机构，坐落其院区的C座科研楼总建筑面积8651.9平方米，从上世纪八十年代便投入使用，承载着北建院光辉发展的时代记忆。

但由于建造年代久远，基础条件差，北建院C座科研楼亟需进行智能化节能改造以满足现代化办公需求。2018年10月，北建院C座科研楼改造项目综合智慧能源项目正式开工建设，并于2019年初完成改造工作，2020年10月前完成整体峻工结算。

该项目改造成为国内首个既有建筑被动式超低能耗改造项目，除对既有建筑的节能减排有显著提升外，同时对建筑中的空气、水、照明、冷/热、声环境进行监控，提升了环境的健康指数与用户满意度，现已获得绿色三星、既有建筑超低能耗示范项目、美国LEED铂金奖项等众多荣誉奖项。

“主动+被动”改造方式

北建院C座科研楼作为办公建筑，共12层，总建筑面积8651.9平方米，该项目改造示范面积为C座科研楼地上7420平方米建筑面积，该项目以电为能源，并在屋面设置300m2太阳能光伏板，光伏并网使用。通过智慧建筑操作系统，实现建筑内各个机电系统根据室外气象条件、人员行为，办公模式，主动为使用人提供服务，自动调配能源。

北建院C座科研楼改造项目采用主动+被动方式，对建筑外围结构、暖通、给排水、照明、动力、消防系统各类传感器等进行了全方位的智能化改造。其智慧建筑操作系统可通过对系统的数据采集、融合、共享，实现建筑系统根据室外气象环境、人员行为、设计工况，主动为用户提供健康、舒适的工作环境，并通过屋顶光伏，提供照明系统供电。 

在被动式设计方面：一是项目的通风充分利用北京地区的主导风向，在过渡季充分利用自然通风。项目方案采用STREAM软件进行建筑自然通风模拟，通过自然通风模拟可以对建筑的开口通风效果进行整体分析。二是体现在围护结构的节能改造上，主要包含非透明围护结构、外窗及外门、关键热桥的处理以及加强气密性四个方面。

在主动式设计方面，该项目主要做了以下几项工作：

一、项目的建筑日照采用建筑电动外遮阳，作为必要的节能措施。充分结合建筑日照条件确定建筑遮阳和照明的相关控制策略，优化建筑节能措施利用效果。采用模拟软件英国Square One公司开发的生态建筑设计软件Ecotect,全面模拟建筑的环境性能。

二、智能设备方面，办公区域灯具均采用DALI控制器，控制器支持每个灯具独立控制调光、反馈灯具实时数据。建筑二层至十二层南侧、东侧每扇窗户均设置电动外遮阳，每樘电动遮阳采用百叶形式，每樘遮阳可以进行高度和角度调节。

三、智慧建筑操作系统方面，项目采用智慧建筑操作系统作为建筑智慧大脑，南向接入建筑内各个机电设备或系统，北向支撑建筑各项运行、运维服务。智慧建筑操作系统采用中科院软件所自有知识产权实时数据库Agilor,自主开发系统平台，通过对系统的数据采集、融合、共享，实现建筑系统根据室外气象环境、人员行为、设计工况，主动为使用人提供健康、舒适的环境。搭建智慧建筑操作系统对南向系统/设备进行实时监控，统筹管理建筑的外围护结构、内部机电设备设施，实现整体节能。智慧建筑操作系统采用B/S架构，运维人员、使用人员可以在网页端，对系统进行操控。

四、在其他设备选择上，该项目水泵、风机、相关用电设备按照节能降耗的相关要求配置如下:水泵效率不低于80%；风机单位风量耗功率比标准限制降低20%；用电设备均不低于一级能效；项目空调循环泵等采用变频调速运行；项目风机变频调速运行。

有效节约运行和维护成本

该项目电费按北京当地商业电价收取。采暖由于采用空气源热泵模式，无市政供暖费用。光伏并网系统总容量远小于改造系统用电容量，因此以并网自用为主，当确需上网时，按0.3元/度售卖给国家电网公司。

从经营模式上看，该项目中使用的智慧建筑操作系统为北京市建筑设计研究院与北京深睿科技有限责任公司联合开发。在项目的实施阶段，支付深睿公司相关费用，项目应用在北京市建筑设计研究院自持物业中，节约了自持物业的运行、运维成本。

根据相关部门统计，建筑的运维费用占建筑全生命周期费用的70%。该项目在改造建筑中搭建智慧建筑操作系统，可自动地完成楼内的外维护结构、机电系统根据室外气候、人员行为、工作模式进行自动调节。智慧建筑操作系统将项目中的各个机电系统的历史数据、实时数据进行数据处理，数据分析，并将分析结果用于修正控制逻辑，在充分满足使用人需求的前提下，最大程度的节约系统整体能耗。

从运营情况来看，该项目能够有效节约运行成本和运维成本，通过搭建智慧建筑操作系统，整合建筑各个系统的历史、实时数据，控制建筑实时能耗，对标参考建筑节能60%，对标单一系统控制，节能17%，节约物业人员数量20%。