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僅能源和公用事業成本，就消耗了商業辦公樓總營運費用的 40% 左右。
建築能源管理系統（BEMS，Building Energy Management System ）用於減少能源消耗，提高大型商業建築的整體永續性。 在這篇部落格中，我們將探索 BEMS 系統的基本架構，建築能源管理系統和建築管理系統之間的區別，以及 BEMS 系統的核心優勢和關鍵特徵。
什麼是建築能源管理系統（BEMS）？
建築能源管理系統如何運作
BEMS 系統如何減少能源消耗
實施建築能源管理系統的核心好處
在 BEMS 中尋找的關鍵功能
實施和營運 BEMS 的挑戰
建築能源管理系統（BEMS）簡史
建築能源管理系統的未來
什麼是建築能源管理系統（BEMS）？
建築能源管理系統（BEMS）將商業建築的暖通冷氣機、照明、消防和工廠裝置系統，連線到單個軟體平台，以監控能源消耗和浪費。
使用 BEMS 技術，建築業主、營運業者和租戶，可以最佳化能源使用，並降低多個設施的成本，從而提高能源效率 10 - 30%。
需要注意的是，BEMS 系統由硬體和軟體元件組成，大多數 BEMS 系統依賴於建築管理系統、控制和建築物內的儀表等硬體，以大幅減少能源。
建築能源管理系統有兩個主要功能：
- 提供詳細的能源管理分析，以診斷浪費能源使用情況。
- 建立一個解決檢測到的故障，和機械效率低下的工作流程
在下圖中，你可以觀察建築能源管理系統，如何從左側提供商那裡獲取資料，並實現右側的結果。
在左側，來自建築物的建築物管理系統、公用事業供應商和供水商的資料被拉入 CIM 的 PEAK 平台等建築物分析系統。 接下來，建築分析系統可以實現一系列結果，包括減少能源和停機時間，改善室內環境溫度和流通，以及對資產（建築）效能進行基準測試。
建築能源管理系統如何運作
如前所述，為了有效，建築能源管理系統需要硬體連線和端點，提取操作資料。 如果建築物沒有任何感測器提取資料，或中央控制的 BMS，BEMS 系統將難以在有限的資料下產生任何效果。 要了解建築能源管理系統的工作原理，首先瞭解其連線點是有幫助的：建築管理系統
建築管理系統（BMS）目的在控制，集中監督建築物的各種系統，包括電梯和消防安全。 建築管理系統由監控操作功能的所有感測器、從這些感測器彙總資料的控制器、最後允許從桌面或接觸點，快速輕鬆地控制命令的人機介面組成。
大多數 BMS 系統透過有線連線（如雙絞線），將控制器連線到感測器。 由於 BMS 佈線整合到建築物的結構中，帶有 RJ25 電纜的 BMS 控制器，是建築物能源管理系統挖掘建築物資料的最自然的地方。
在下圖中，你可以看到 CIM bacer 如何用於連線到控制器，並連線存取建築物的網路。 現在，建築分析平台可以看到來自暖通冷氣機、關鍵公用設施、照明、工藝裝置和 EMS 系統的資料。
用 BEMS 增強 BMS
雖然 BMS 擅長控制建築環境，但它缺乏全面的能源管理和審查能力。 將 BMS 與 BEMS 整合，為建築管理創造了更強大的方法。 這種整合增強了 BMS 的傳統控制功能，並具有 BEMS 先進的能源監控、最佳化和故障檢測能力，從而提高了能源效率和系統健康。
這是 BEMS 的視覺表現。
在中間，你可以看到一個 CIM 基礎。 該裝置連線到 BMS，然後使用原始儀表、子儀表和裝置建立根本原因警報、分配操作、共享照片和報告進度。
BEMS 系統如何減少能源消耗
現在，你瞭解了如何設定建築能效系統的架構，看到 BEMS 工作流程，在執行是說明性的。
在 CIM 的 PEAK 建築能源管理系統的以下螢幕截圖中，熱水系統警報已被觸發。
描述
- 資料顯示鍋爐旁路閥執行器可能存在故障
- 當旁路閥從 100% 關閉到 0% 時，我們預計整個熱水系統的壓差會增加
- 然而，情況似乎並非如此，因為壓力實際上略有下降
解決方案
- 檢查 HWS 旁路閥是否損壞或執行器故障
接下來，熱水系統被定位並修復。
正如你在下圖中看到的，熱水旁路閥現已修復。
實施建築能源管理系統的核心優勢
實施建築能源管理系統（BEMS）帶來了巨大的好處。 特別是，暖通冷氣機系統受益匪淺，因為它們佔能源消耗的 40%，專家估計，由於故障、效能下降或調整控制不當，多達通冷氣機能源消耗的 1⁄3 是浪費的。 以下是使用 BEMS 系統的核心優勢。
能源效率和成本節約：
建築能源管理系統（BEMS）對於最佳化資源利用，和減少能源消耗非常重要，特別是在佔建築能源使用量約 40% 的暖通冷氣機系統中。 透過即時能源監控，BEMS 允許立即進行營運調整，大大降低了能源消耗和營運成本。 這種主動管理，有助於始終如一地保持能源效率。
增強的建築效能
透過確保最佳環境條件，BEMS 提高了建築內的舒適度，並提高了生產力。 系統根據即時佔用和使用情況自動調整設定，提供一致的效能。 此外，BEMS 的預測性維護功能，在潛在問題發生之前就預測了這些問題，從而減少了對昂貴的維修需求，並最大限度地減少了裝置停機時間。
故障檢測和診斷（FDD）：
BEMS 透過使用高階分析，來準確定位和解決問題，比傳統的手動檢查提供卓越的故障檢測和診斷。 這種人工智慧的整合提供了精確、可操作的解決方案，簡化了維護流程，並減少了對手動故障排除的需要。
環境影響：
透過 BEMS 進行高效的能源管理可以減少碳足跡，支援更廣泛的永續性目標。 實施 BEMS 可以幫助建築物獲得綠色認證，如 LEED、WELL 和 BREEAM，加強環境合規性和永續性報告，這有利於監管合規性和利益相關者溝通。
遵守法規和標準：
BEMS 確保遵守節能標準和法規。
它們協助記錄 TCFD、SASB 和 CDP 等合規和報告框架，或 MEES 等最低標準的能源使用和效率措施。 透過整合 BEMS，建築營運業者不僅節約能源，而且提高了營運效率、永續性和合規性。 精確故障診斷和診斷的額外優勢，凸顯了該系統在現代、主動建築管理中的作用。 此外，BEMS 系統有助於能源基準測試，並表示建築物的能源效能與類似結構的比較情況。
在 BEMS 中尋找的關鍵功能
在考慮建築能源管理系統（BEMS）時，確保它具有與建築的營運目標和技術基礎設施，一致的關鍵功能非常重要。 以下是需要尋找的基本功能：
故障檢測和診斷（FDD）能力
複雜的 BEMS 的核心在於其故障檢測和診斷能力。 此功能不僅允許系統監控能源使用情況，還可以確定建築物效能不佳的位置和原因。FDD 透過在問題升級之前辨識問題，從而實現主動維護，從而節省成本並防止系統停機。
工作流程自動化
工作流程自動化是 BEMS 的一個關鍵功能，它使系統能夠根據特定的標準和條件實現各種流程的自動化。 此功能確保根據即時資料和預定義規則，自動執行能源管理任務，如調整溫度設定、切換燈光，以及啟動或停用系統。 這不僅提高了營運效率，還減輕了設施經理的負擔，使他們能夠專注於其他關鍵任務。
與現有系統整合
BEMS 應該能夠與建築物內的現有系統無縫整合。 這包括與 BACnet 協議的相容性，確保它可以與各種建築自動化系統通訊。 整合確保 BEMS 能夠連線和分析，來自所有連線系統的資料，這對全面的能源管理非常重要。
即時監控和分析
持續監測和分析能源資料非常重要。 此功能允許立即瞭解能源消耗模式和低效率。 即時分析支援快速決策和調整，以提高能源效率。
使用者友好的介面和可連線性
BEMS 應該有一個直觀的介面，讓所有使用者都能訪問它，無論他們的技術專長如何。 行動和遠端可連線性增強了系統的便利性和可用性，允許設施管理員從任何地方監控和控制系統。
實施和營運 BEMS 的挑戰
實施 BEMS 會帶來一系列挑戰，但瞭解和解決這些問題可以導致成功的整合和操作：
與現有 BMS 的相容性
主要挑戰之一是確保 BEMS 與現有的建築管理系統（BMS）相容。 許多 BMS 已經過時或沒有連線到關鍵系統，這可能會阻礙 BEMS 的有效性。 確保 BEMS 能夠與 BACnet 相容的 BMS 繫結，對於完整功能非常重要。 它允許從所有端點全面收集和分析資料。
資料品質和系統覆蓋範圍
為了使 BEMS 提供其全部價值，它需要訪問高品質的資料，並覆蓋建築物中的每個關鍵端點。 不完整的資料可能會導致分析不準確，並錯過提高效率的機會。 可能需要升級或改造 BMS 的部件，以確保完整的系統覆蓋和資料完整性。
系統需要設定規則或演算法來觸發警報。 像下面的例子這樣的全面且有條不紊的系統，將為專案的成功帶來巨大的變化：
使用者採用和專業知識開發
另一個挑戰是確保現場團隊充分採用 BEMS，並將其納入其日常管理策略中。 這通常需要培訓和持續的支援。
在團隊中發展使用 BEMS 的專業知識，對於保持最佳績效非常重要。 需要定期參與系統來監控、向工程師分配任務並做出明智的決策。
透過預測這些挑戰，並準備應對這些挑戰的策略，BEMS 可以成為能源管理的寶貴工具，提供更高的效率、預測性維護能力，並最終為更永續和更具成本效益的建築營運做出貢獻。
建築能源管理系統（BEMS）簡史
構建我們今天所知的能源管理系統，是一項相對較新的技術。 通常，排放最低的商業建築使用 BEMS、熱泵和其他新形式的技術來降低其排放。 在美國，目前排放最低的建築每平方英尺的能源密集度降低 38%，電力佔 82%。 為了瞭解 BEMS 如何改變商業房地產市場，讓我們重溫一下他們的歷史。
整合和集中化：
在 20 世紀 80 年代和 90 年代，隨著商業建築變得越來越複雜，對綜合解決方案的需求越來越大。 這個時代見證了建築管理系統（BMS）的出現，它將照明、暖通冷氣機和安全等各種子系統，整合到一個集中介面中。 這種整合標誌著將演變成當今複雜的 BEMS 的初始階段。
數位化和資料的黎明：
20 世紀 90 年代末和 21 世紀初，預示著建築管理的數位化轉型。 感測器的擴散和網際網路的出現，使 EMS 能夠利用實時資料，從而實現更精確的監控、更高的效率和預測性維護能力的出現。
綠色運動和有序性：
2000 年代全球對永續性的推動，重新定義了 EMS 的目的。 除了節省成本外，EMS 開始在減少建築物的碳足跡方面，發揮不可或缺的作用，與 LEED 和其他綠色建築認證保持一致。
物聯網和智慧建築：
在 2010 年代，物聯網（IoT）的整合，將 BEMS 提升到了新的高度。 「智慧商業建築」時代已經到來，其特點是互連裝置無縫通訊，基於即時資料進行更詳細的控制、自動化和能源最佳化。
人工智慧和預測分析：
如今，最先進的 BEMS 利用人工智慧（AI）和機器學習。 這些系統能夠進行預測分析，不僅能滿足眼前的需求，還能根據歷史資料、天氣模式和佔用趨勢，預測未來的能源需求。 這代表了能源管理的積極方法，目的在儘量減少浪費和最大限度地提高效率。
從手動控制系統的最早階段，到人工智慧驅動的預測性 BEMS 的當前時代，這些系統的演變反映了技術進步和社會不斷變化的優先事項，特別是在永續性和智慧建築設計方面。
建築能源管理系統的未來
建築能源管理系統（BEMS）的格局正在迅速發展，一些新興趨勢和技術進步塑造了其未來：
- 可再生能源的整合：未來 BEMS 預計將越來越多地，與太陽能和風能等可再生能源整合，從而促進更永續的能源組合。
- 高階資料分析：透過更複雜的感測器和物聯網整合，增強的資料分析，將更深入地瞭解能源使用、效率和潛在節約。
- 預測性維護：人工智慧和機器學習演算法，將提高預測性維護能力，在潛在的系統故障發生之前辨識它們。
- 租戶偏好：預計租戶將期望建築物降低碳和能源消耗。 世邦魏理仕最近的一項調查發現，84% 的引用功能減少能源消耗，從而影響了房地產決策。
結論
總之，建築能源管理系統已經從簡單的手動系統，轉變為複雜的人工智慧驅動解決方案，最佳化能源使用並增強建築營運。 主要優勢包括能源效率、成本節約、提高建築效能和遵守法規。 隨著技術的不斷進步，BEMS 將在高效和永續地管理建築能源方面變得更加重要。
我們鼓勵建築營運業者和設施經理，考慮實施或升級他們的 BEMS。 這樣做不僅能帶來即時的營運效益，還能為你的建築定位未來的技術進步。
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