什么是建筑能源管理系统 (BEMS)？

通过综合运用传感器、智能电表和自动化技术，公司的 BEMS 网络可实现节能，并带来其他附加效益。 BEMS 是一个基于计算机的系统，用于监控和控制建筑物的机械和电气设备，例如暖通空调、照明、电力、消防系统和安防。

具体来说，BEMS 具备以下核心功能：

• 全面实时监控建筑物的能耗
• 通过收集关键指标跟踪建筑物的能源性能，发现低效之处并减少浪费
• 自动执行并管理供暖、制冷、照明及其他系统的相关任务
• 生成用于能源审计和排放合规的合规报告

在部署 建筑能源管理系统 (BEMS) 后，遍布建筑物的传感器和电表会将数据馈送至一个中央软件平台。设施管理人员可以设定规则、时间表和阈值——然后系统会自动操作设备，或在某些情况超出正常参数时向员工发出警报。

具体而言，BEMS 通过以下四个步骤完成其工作：

1. 数据收集：首先，BEMS 从传感器、智能电表（向服务提供商提供总公用事业用量数据）和分项计量表（测量建筑物内各部门的具体信息）收集信息。这些数据涵盖一系列测量值，例如电力消耗、温度、湿度和二氧化碳水平。 
2. 趋势分析：能源管理软件随后审查通过实时监控收集的数据，并检查使用情况与历史数据及最佳性能基准的对比。 
3. 决策：接着，各种算法开始工作，研究建筑物的运行需求，并利用人工智能 (AI) 计算一种节能的方式，使建筑物的各个子系统（如暖通空调和照明）按要求工作，同时不在此过程中造成能源浪费。
4. 行动：最后，BEMS 根据对相关传入数据的分析以及算法所规定的最佳行动方案，采取纠正措施。 

这些步骤悄无声息地自动进行。突然之间，原本有点穿堂风的办公室变得暖和了一两度，而员工无需动一根手指去调节恒温器。 

但是，这些由不同制造商生产的各种设备系统如何相互通信呢？这时 BACnet（建筑自动化和控制网络）就发挥作用了。BACnet 是用于建筑自动化和控制网络的全球数据通信标准。它在 BEMS 功能中充当通用语言协议，让不同品牌和类型的设备系统能够相互“对话”。 

通过使用 BEMS，公司可借助高级诊断和预测性维护，延长供暖和制冷设备的使用寿命：

• 节约成本：美国能源部估计，通过审慎的能源管理和采纳设施可持续发展举措，能源成本可降低 30%。
• 合规报告：BEMS 通过生成温室气体 (GHG) 核算报告、碳合规报告和绿色认证报告来维护法规合规性。
• 运营可见性：通过使用 仪表板，BEMS 可提供直观的多维度视图，精确展示公司的能源消耗情况。
• 设备保护：通过使用 BEMS，公司可以借助高级诊断和预测性维护来延长其供暖和制冷设备的寿命。
• 公共关系：当公司能够展现其对节能的承诺时，便可将自身塑造为值得公众信赖的负责任企业公民。 

尽管公司采用 BEMS 收获颇丰，但这一过程也涉及一些可观的投资和不少需要克服的障碍： 

• 前期成本：公司在实施 BEMS 时面临一些初期资本支出，这些投入可能十分高昂，例如传感器和智能电表的成本。
• 复杂的集成：通常，现代 BEMS 需与来自老旧遗留系统的暖通空调或照明设备配合，这种组合往往需要硬件改造和软件升级。
• 安全问题：许多公司选择在云环境中运行其 BEMS，这使其更容易遭受数据泄露和网络攻击。
• 员工参与度：若设施员工对新安装的 BEMS 缺乏足够经验，系统可能无法得到充分利用。
• 投资回报：BEMS 对企业而言是一项明智的投资，但通常不会很快收回成本。企业所有者可能需要等待多年才能看到显著的投资回报。

BEMS 始于引入建筑管理系统 (BMS)，该系统利用基于计算机的控制系统来跟踪商业建筑的电气、机械和安防设备。所有这些受监控的功能——如暖通空调、照明和安防装置——都汇入一个仪表板，用户可在一瞥之间全面掌握。控制系统的使用有助于减少能耗，而仪表板则帮助提高运营效率。

尽管 BMS 能够在机械层面做很多事情，但它确实存在局限。例如，BMS 并非真正为更高层次的思考而设计。为此，您需要 BEMS，它会获取所有收集到的信息，并应用复杂的算法来分析公用事业和传感器数据，进而推断出降低能源成本的方法。 

BEMS 还借助能源管理软件 (EMS) 的力量，该软件通过对能源密集型活动进行实时能源监控，持续检查能耗情况。EMS 支持对设施性能进行基准测试并建立基线性能标准。它还能简化环境、社会和治理 (ESG) 报告的跟踪工作。

通过这种方式，企业能源管理系统发挥着监督的作用。通过自动化以及对能源的持续监控，当 BEMS 开始检测到能耗模式中的异常行为时，它们随时准备向设施管理人员发出警报。通过对能源数据应用诊断，BEMS 能够找出低效之处并消除浪费的能源。从运营角度来看，使用实时数据有助于鼓励做出更明智的决策。

美国典型办公楼每年每平方英尺消耗约 22.5 千瓦时的电力。以下是典型办公楼使用能源的各种方式，可细分为五大类建筑运营：

• 制冷和供暖：制冷和供暖通常占办公楼能源运营成本的最大份额（30–40%），具体取决于建筑规模和员工入驻率。
• 通风和空气处理：大型通风风扇及其他暖通空调系统设备将暖气和空调输送至整栋建筑，这占建筑能源成本的 10–20%。 
• 照明：另一部分必要设备涉及建筑内安装的照明，该项支出占建筑能源预算的 10–15%。
• 其他运营成本：约 5–10% 的能源成本与电梯、卫生间设备、热水器及部分辅助设备产生的杂项能源费用相关。 
• 插座供电设备：建筑能源需求的 15–30% 用于办公室内可能插入墙壁插座的一切设备。这些电器包括个人计算设备、台灯、办公“便利设施”（例如自动售货机、咖啡机和微波炉），以及物联网 (IoT) 设备的电源。 

希望减少碳足迹并将节能努力提升到新水平的前瞻性公司和利益相关者，目前正在利用可再生能源带来的机遇。

许多公司通过设计和建造采用可持续发展原则的智能建筑来优化这些机遇。与此同时，现有办公楼可加装可再生能源收集装置，如太阳能电池板。这些电池板产生的电力可高效地输入蓄电池，在后续时段调用，以替代昂贵的电网用电。

对于希望了解当前能源消耗方式并探索未来更策略性用能方法的企业，已有现成工具可供使用。一种叫做《Constellation 商业公用事业估算指南》，另一种《Energy Elephant 能源预算资源》则帮助公司改善建筑性能、设定可实现的可持续发展目标，并建立随着业务持续发展与繁荣而展现最佳可扩展性的系统。