主播君的话
七年来,窦强带领青年研发团队在建筑数字化、智能化中赋能绿色中国,一步步实现着心中绿色中国的梦想!
7月上旬,窦强收到来自清华大学的一份录取通知书。在这个9月入学季,在时隔十七年后,他又重回本科母校清华大学攻读他的第二个博士学位。
这一次,窦强选择攻读的是自动化系电子信息专业创新领军工程博士,这与他之前所学的建筑环境与设备工程专业可谓“相隔甚远”。
而在做出继续深造的决定时,摆在窦强面前的曾是源自工作的一份“紧迫感”和“使命感”。
赋能城市建筑,从数字化到智能化
年,窦强入职博锐尚格科技股份有限公司(以下简称“博锐尚格”),这是一家基于大数据的建筑机电资产管理解决方案服务商。
“通俗而言,我们团队是利用数字智能服务每栋建筑,让人们在建筑中拥有更好的生活品质和体验,创造可持续的美好生活。”窦强说。
基于庞大的人口基数,我国是基建大国,也是公共建筑持有量大国,而在保持建筑正常运行的情况下,同样意味着我国建筑能耗总量长期居高。
在窦强看来,能源管理是建筑数字化的典型应用场景,“首先是利用物联网数据做好建筑能源的计量与分析,而后利用计算机技术实现建筑设备能耗的自动化异常诊断与工单派发,最终在数字化导向下完成整栋建筑运行策略的升级,形成建筑数字化的完整模型。”
从进入博锐尚格那天起,窦强便带领团队开启了从事建筑能耗及数智化运维相关研究、业务验证和项目落地之路。
这是一场“矛”与“盾”的持久战。
“盾”来自于现阶段及未来庞大建筑体量下对于能源的持续高位消耗,“矛”则来自于窦强团队如何通过数字智能来智慧运营管控建筑,将用电柔性化,降低能耗。
技术攻关的前提是基础数据调研。最初,窦强带领团队奔赴全国各地,他们选取商场、写字楼、酒店等各类建筑,详细考察建筑所使用的用电设备设施及用电数据,进行记录、参考。
“先有数字化,再有人工智能。”窦强说。
在调研中,窦强发现,每栋建筑所使用的用电设备类型复杂多样,甚至在一栋建筑里不同类型用电设备就可能达到成千上万,而且每种设备用电特征不尽相同。
“大到一套空调机组、一部电梯,小到一个充电器插口、一盏电灯,每种用电设备的数据提取对于之后技术攻关非常关键。”调研发现,数据标准的不统一无意中成为智能化巨大的障碍和麻烦。
没有一个统一的数据标准,就难以搭建一个共用的技术平台,也难以形成跨系统的有效对话。
为此,团队在研究过程中,首先将大量数据统一翻译成同样的口径,以促成计算机能够轻松识别。
因为涉及数据数量庞大,数字定义是一项繁复且漫长的过程。到年,一本厚重的在线数据字典初版编制形成,其包含信息点编码词汇表、地域性信息表、物理单位表、推荐能耗模型表等内容。在字典中,是对各种相关名称的对应编码、定义解释、说明备注等,一目了然。
如今,随着词条持续补充及版本更新,数据字典共收纳83类系统、类设备、类对象、个信息点。
窦强说,如果印成纸质的话,A4纸大小共有页。难能可贵的是,数据字典放置网上,完全公开且共享。
在窦强看来,将楼宇整体数字化交付,相当于楼宇的数字孪生过程,是将物理的楼变成数字化的楼。
年10月,由窦强团队研发的《基于BIM+物联感知的智能建筑机电管控技术研究及应用》,获得第七届吴文俊人工智能科技进步奖企业技术创新工程项目。这个奖项被誉为“中国智能科学技术最高奖”,这也是窦强团队应用数据字典取得科研攻关成果认可的一个重要里程碑。
窦强介绍,该项目创新性地将BIM应用引入建筑机电运维领域,融合物联网、大数据、BIM、自动控制、建筑节能等多个领域的前沿技术并加以创新,开发了基于BIM与物联网技术的智能机电管控平台,将BIM的空间关系信息和物联网的实时信息结合,实现了建筑设计参数、机电设备性能数据和实际运行数据的衔接。
该平台应用了数据字典的成果,建立建筑空间、设备、管理人员、工作流程等客观实在与云端数据的规范映射,通过智能算法实时评价建筑实际运行状态,帮助建筑管理者优化运行策略,提高运行效率,降低运行成本,防范运行风险。
“遇到火警、断电等突发情况,从报警到响应,时间会从原来的3分钟以上缩短至10秒钟以内,并且同时将造成突发情况的可能性原因经过分析推送给管理人员,效率大幅提高。”窦强说。
碳中和,一场新的挑战
一方面提高管理人员工作效率,一方面节约能源消耗,这被窦强视为实现建筑数字化的两个预期目标。
年9月,我国明确提出“双碳”目标,即在年实现碳达峰,在年实现碳中和,这彰显着我国积极应对气候变化、走绿色低碳发展道路的坚定决心。
在窦强看来,团队研发的目标一直暗合着国家“双碳”战略目标,可谓先行一步,殊途同归。
当前,我国发电方式仍以火力发电为主,这也是导致当前碳排放度较高的重要原因。同时,近年来水力、太阳能、风能、核能等新型能源发电迅速发展。
“建筑用电的核心难点在于,建筑的用能曲线与未来可再生能源的发电曲线并不一致,这就要求建筑用电需要具备可调节的能力,即‘柔性用电’,这也是团队目前正在瞄准的主攻研发方向。”窦强介绍。
窦强进一步解释,通俗地讲,当前火力发电可根据实际需要进行人为调控,而太阳能、风能等可再生能源发电因为并非完全人为可控就需要建筑等用能侧能够自动智慧调节,使得用电量与发电量能够尽最大可能精准匹配,不会影响建筑用电,也不会造成发电浪费。
对于这一目标,七年来,窦强带领团队一直在践行。
年6月,随着山东青岛海天中心三栋超高层建筑投入使用,团队研发的数字化运维管理平台入驻其中,集成了建筑内暖通空调、安品、能源、客流、消防等12个机电系统,助力建筑实现更安全、更健康、更低碳、更便捷的运行管理工作。
“一年来,初步测算,在项目上实现节能减碳20%,人效上提升超过30%。”窦强说。
在国内,类似的案例不胜枚举,万达集团、华润置地、中海商业、清华大学、环球影城、未来科学城等一众地产运营商、企事业单位在践行节能提效上都选择了与博锐尚格合作。
如今,窦强团队已将技术平台推广至全国上百座城市超过栋公共建筑,涵盖商场、办公、酒店、医院、学校、交通枢纽等各类型。仅节能效果一项,已累计实现公共建筑节电量超过12亿千瓦时。
创新永无止境,实现“双碳”战略目标亦未来可期。几年工作下来,窦强一步步实现着自己心中绿色中国的梦想,同时,也发现到自己在自动化领域知识储备上的薄弱与欠缺。
年发布的《“十四五”国家信息化规划》中提出要加快数字化绿色化协同转型发展,在这个背景下,窦强决定攻读清华大学自动化系电子信息专业创新领军工程博士,他说,“博锐尚格有条价值观,停止成长是变老的开始,挑战自我才是精彩人生的起点。”
如今,在窦强身边,是一支近人、平均年龄29岁的产品研发青年团队,他们聚在一处,通过上百项专利铺就着通向绿色中国的数字智慧之路。
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共青团新闻联播(ID:gqviewpoint)
记者/编辑|李川统筹|陈凤莉
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