主播君的話
七年來,竇強帶領青年研發團隊在建築數字化、智能化中賦能綠色中國,一步步實現着心中綠色中國的夢想!
7月上旬,竇強收到來自清華大學的一份錄取通知書。在這個9月入學季,在時隔十七年後,他又重回本科母校清華大學攻讀他的第二個博士學位。
這一次,竇強選擇攻讀的是自動化系電子信息專業創新領軍工程博士,這與他之前所學的建築環境與設備工程專業可謂“相隔甚遠”。
而在做出繼續深造的決定時,擺在竇強面前的曾是源自工作的一份“緊迫感”和“使命感”。
賦能城市建築,從數字化到智能化
2015年,竇強入職博鋭尚格科技股份有限公司(以下簡稱“博鋭尚格”),這是一家基於大數據的建築機電資產管理解決方案服務商。
“通俗而言,我們團隊是利用數字智能服務每棟建築,讓人們在建築中擁有更好的生活品質和體驗,創造可持續的美好生活。”竇強説。
基於龐大的人口基數,我國是基建大國,也是公共建築持有量大國,而在保持建築正常運行的情況下,同樣意味着我國建築能耗總量長期居高。
在竇強看來,能源管理是建築數字化的典型應用場景,“首先是利用物聯網數據做好建築能源的計量與分析,而後利用計算機技術實現建築設備能耗的自動化異常診斷與工單派發,最終在數字化導向下完成整棟建築運行策略的升級,形成建築數字化的完整模型。”
從進入博鋭尚格那天起,竇強便帶領團隊開啓了從事建築能耗及數智化運維相關研究、業務驗證和項目落地之路。
這是一場“矛”與“盾”的持久戰。
“盾”來自於現階段及未來龐大建築體量下對於能源的持續高位消耗,“矛”則來自於竇強團隊如何通過數字智能來智慧運營管控建築,將用電柔性化,降低能耗。
技術攻關的前提是基礎數據調研。最初,竇強帶領團隊奔赴全國各地,他們選取商場、寫字樓、酒店等各類建築,詳細考察建築所使用的用電設備設施及用電數據,進行記錄、參考。
“先有數字化,再有人工智能。”竇強説。
在調研中,竇強發現,每棟建築所使用的用電設備類型複雜多樣,甚至在一棟建築裏不同類型用電設備就可能達到成千上萬,而且每種設備用電特徵不盡相同。
“大到一套空調機組、一部電梯,小到一個充電器插口、一盞電燈,每種用電設備的數據提取對於之後技術攻關非常關鍵。”調研發現,數據標準的不統一無意中成為智能化巨大的障礙和麻煩。
沒有一個統一的數據標準,就難以搭建一個共用的技術平台,也難以形成跨系統的有效對話。
為此,團隊在研究過程中,首先將大量數據統一翻譯成同樣的口徑,以促成計算機能夠輕鬆識別。
因為涉及數據數量龐大,數字定義是一項繁複且漫長的過程。到2017年,一本厚重的在線數據字典初版編制形成,其包含信息點編碼詞彙表、地域性信息表、物理單位表、推薦能耗模型表等內容。在字典中,是對各種相關名稱的對應編碼、定義解釋、説明備註等,一目瞭然。
如今,隨着詞條持續補充及版本更新,數據字典共收納83類系統、613類設備、3000類對象、41400個信息點。
竇強説,如果印成紙質的話,A4紙大小共有2700頁。難能可貴的是,數據字典放置網上,完全公開且共享。
在竇強看來,將樓宇整體數字化交付,相當於樓宇的數字孿生過程,是將物理的樓變成數字化的樓。
2017年10月,由竇強團隊研發的《基於BIM+物聯感知的智能建築機電管控技術研究及應用》,獲得第七屆吳文俊人工智能科技進步獎企業技術創新工程項目。這個獎項被譽為“中國智能科學技術最高獎”,這也是竇強團隊應用數據字典取得科研攻關成果認可的一個重要里程碑。
竇強介紹,該項目創新性地將BIM應用引入建築機電運維領域,融合物聯網、大數據、BIM、自動控制、建築節能等多個領域的前沿技術並加以創新,開發了基於BIM與物聯網技術的智能機電管控平台,將BIM的空間關係信息和物聯網的實時信息結合,實現了建築設計參數、機電設備性能數據和實際運行數據的銜接。
該平台應用了數據字典的成果,建立建築空間、設備、管理人員、工作流程等客觀實在與雲端數據的規範映射,通過智能算法實時評價建築實際運行狀態,幫助建築管理者優化運行策略,提高運行效率,降低運行成本,防範運行風險。
“遇到火警、斷電等突發情況,從報警到響應,時間會從原來的3分鐘以上縮短至10秒鐘以內,並且同時將造成突發情況的可能性原因經過分析推送給管理人員,效率大幅提高。”竇強説。
碳中和,一場新的挑戰
一方面提高管理人員工作效率,一方面節約能源消耗,這被竇強視為實現建築數字化的兩個預期目標。
2020年9月,我國明確提出“雙碳”目標,即在2030年實現碳達峯,在2060年實現碳中和,這彰顯着我國積極應對氣候變化、走綠色低碳發展道路的堅定決心。
在竇強看來,團隊研發的目標一直暗合着國家“雙碳”戰略目標,可謂先行一步,殊途同歸。
當前,我國發電方式仍以火力發電為主,這也是導致當前碳排放度較高的重要原因。同時,近年來水力、太陽能、風能、核能等新型能源發電迅速發展。
“建築用電的核心難點在於,建築的用能曲線與未來可再生能源的發電曲線並不一致,這就要求建築用電需要具備可調節的能力,即‘柔性用電’,這也是團隊目前正在瞄準的主攻研發方向。”竇強介紹。
竇強進一步解釋,通俗地講,當前火力發電可根據實際需要進行人為調控,而太陽能、風能等可再生能源發電因為並非完全人為可控就需要建築等用能側能夠自動智慧調節,使得用電量與發電量能夠盡最大可能精準匹配,不會影響建築用電,也不會造成發電浪費。
對於這一目標,七年來,竇強帶領團隊一直在踐行。
2021年6月,隨着山東青島海天中心三棟超高層建築投入使用,團隊研發的數字化運維管理平台入駐其中,集成了建築內暖通空調、安品、能源、客流、消防等12個機電系統,助力建築實現更安全、更健康、更低碳、更便捷的運行管理工作。
“一年來,初步測算,在項目上實現節能減碳20%,人效上提升超過30%。”竇強説。
在國內,類似的案例不勝枚舉,萬達集團、華潤置地、中海商業、清華大學、環球影城、未來科學城等一眾地產運營商、企事業單位在踐行節能提效上都選擇了與博鋭尚格合作。
如今,竇強團隊已將技術平台推廣至全國上百座城市超過2000棟公共建築,涵蓋商場、辦公、酒店、醫院、學校、交通樞紐等各類型。僅節能效果一項,已累計實現公共建築節電量超過12億千瓦時。
創新永無止境,實現“雙碳”戰略目標亦未來可期。幾年工作下來,竇強一步步實現着自己心中綠色中國的夢想,同時,也發現到自己在自動化領域知識儲備上的薄弱與欠缺。
2021年發佈的《“十四五”國家信息化規劃》中提出要加快數字化綠色化協同轉型發展,在這個背景下,竇強決定攻讀清華大學自動化系電子信息專業創新領軍工程博士,他説,“博鋭尚格有條價值觀,停止成長是變老的開始,挑戰自我才是精彩人生的起點。”
如今,在竇強身邊,是一支近500人、平均年齡29歲的產品研發青年團隊,他們聚在一處,通過上百項專利鋪就着通向綠色中國的數字智慧之路。
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共青團新聞聯播(ID:gqviewpoint)
記者/編輯|李川 統籌|陳鳳莉
來源:共青團新聞聯播