在当今的商业房地产领域，高效的能源管理至关重要。据统计，仅能源和公用事业成本就消耗了商业办公楼总运营费用的约 40% 。
不断上升的能源成本和对可持续发展的日益关注使得节能实践成为战略必要性。建筑能源管理系统 (Building Energy Management Systems，BEMS)处于这一转变的前沿，为有效的能源使用管理提供先进的解决方案。 BEMS是降低能源消耗和成本的关键，在提高建筑物的整体运营效率方面发挥着至关重要的作用。
什么是建筑能源管理系统 (BEMS)？
建筑能源管理系统（BEMS）是一种用于监控、控制和优化建筑能源使用的系统。其主要目的是提高建筑的能源效率，减少能源浪费，降低运营成本，并对环境产生的影响进行优化。BEMS通常包括硬件设备、传感器、软件和通信系统，以实现对建筑内部系统的全面监测和控制。
BEMS的关键功能包括：
实时监测： BEMS通过安装传感器，监测建筑内部的能源使用情况，包括电力、照明、暖通空调系统等。这些传感器实时地收集和传输数据，使管理者能够了解建筑的能源消耗模式。
远程控制： BEMS允许运营人员通过远程控制系统对建筑内的能源设备进行调整。这样，可以根据实际需求优化设备的运行，提高能源效率，同时降低运营成本。
能耗分析： BEMS能够对历史数据进行分析，识别能源消耗的高峰时段、浪费情况和潜在的改进点。通过这种数据分析，建筑管理员可以制定更有效的能源管理策略。
自动化调度： BEMS可以通过自动化调度系统，根据建筑内部的使用情况和需求，调整设备的运行模式，实现最佳的能源利用效率。
报告和监测： BEMS生成详细的能源使用报告，用于监测建筑的能源绩效。这些报告可以提供给建筑所有者、经理和相关利益相关者，以便他们评估和改进建筑的能源管理策略。
整合可再生能源： 对于使用可再生能源的建筑，BEMS可以协调不同能源来源的使用，确保在不同条件下实现最佳性能。
BEMS的应用有助于建筑业实现可持续发展目标，提高能源效率，降低碳足迹，同时为建筑运营和维护提供更大的灵活性和智能性。因此，建筑能源管理系统 (BEMS) 理解为一种先进的框架，旨在监控、控制和优化建筑物的能源使用。与传统方法不同，BEMS 将建筑物内的各种系统（例如供暖、通风、空调 (HVAC)、照明和电力系统）集成到一个统一的平台中。这种集成允许对通常跨多个站点的能源消耗进行全面管理。
在能源成本和环保意识不断上升的时代，BEMS 发挥着至关重要的作用。它们使企业能够显着降低运营成本，同时还可以通过减少能源消耗和碳足迹来解决对环境的影响。监控和优化能源使用的能力可直接转化为性能和成本效率的提高。
在下图中，可以观察到建筑能源管理系统如何从左侧的提供商获取数据并启用右侧的结果。
BMS 和 BEMS 的区别
建筑管理系统 (BMS) 和建筑能源管理系统 (BEMS) 在功能和目标上存在一些区别，尽管它们都是用于提高建筑运行效率和优化设备的系统。例如：
功能范围
BMS（Building Management System）： BMS是一个更广泛的系统，涵盖了建筑内各种系统的监测和控制，包括照明、暖通空调、电力配电、安全系统、通风等。其主要职责是整合和协调这些子系统，确保它们协同工作，提高建筑内部设备的整体效率和协调性。BEMS（Building Energy Management System）： BEMS专注于建筑的能源管理，强调对能源使用的监测、优化和控制。它是BMS的一个子集，关注的重点更为狭窄，主要围绕降低能源成本和减少环境影响展开。目标：
BMS： BMS的目标是提高建筑内部各个系统的整体效率，优化设备的运行，提高建筑的整体性能和舒适度。它关注的范围更广，包括了整个建筑的管理和操作。BEMS： BEMS的主要目标是降低能源成本、提高能源效率以及减少碳足迹。它强调能源消耗的实时监测和控制，通过数据分析和调整来最大程度地减少能源浪费。关注点：
BMS： BMS的关注点包括建筑内各个系统的舒适度、安全性、运行状态等方面，以确保建筑的正常运行和居住者的满意度。BEMS： BEMS更关注能源消耗、能源使用模式、设备的能效等，以达到更为可持续和环保的能源管理目标。尽管BMS和BEMS有一些区别，但在实际应用中，这两者常常会相互整合使用，以实现更全面的建筑管理和能源效率优化。整合这两种系统有助于实现全面的建筑性能管理，从而达到更高水平的节能和可持续性。
BMS犹如中央控制器
建筑管理系统 (BMS) 旨在进行控制，集中监督建筑物的各种系统，包括电梯和消防安全。其主要作用是确保所有组件正常运行，从而保持操作的完整性和安全性。
BEMS等同于能源效率专家和健康监测器
相比之下，建筑能源管理系统 (BEMS) 专注于能源，专门对建筑物的能源消耗进行监控、分析和优化。它们提供有关能源使用和低效率的全面见解，使设施管理者能够实施节能和可持续发展战略。此外，BEMS 对于主动故障检测和诊断、及早识别机械问题以防止小故障演变成大问题、确保系统健康和运营效率至关重要。
可以通过BEMS增强 BMS
虽然 BMS 擅长控制建筑环境，但缺乏全面的能源管理和审计功能。将 BMS 与 BEMS 集成可创建更稳健的楼宇管理方法。这种集成通过 BEMS 的先进能源监控、优化和故障检测功能增强了 BMS 的传统控制功能，从而提高了能源效率和系统健康状况。
下图是BEMS的直观表示。在中间，可以看到一个底座。该设备连接到 BMS，然后使用原始仪表、子仪表和设备来创建根本原因警报、分配操作、共享照片和报告进度。
建筑能源管理系统 (BEMS) 简史
我们今天所知的建筑能源管理系统是一项相对较新的技术。通常，排放量最低的商业建筑正在使用 BEMS、热泵和其他新技术来降低排放。例如，在美国当今排放量最低的建筑每平方英尺的能源密集度降低了 38%，并且 82% 都是用电的。要了解 BEMS 如何改变商业房地产市场，让我们回顾一下他们的发展历史。
集成和集中化
在 20 世纪 80 年代和 90 年代，随着商业建筑变得越来越复杂，对集成解决方案的需求也越来越大。这个时代见证了建筑管理系统 (BMS) 的出现，它将照明、HVAC 和安全等各种子系统整合到一个集中式界面中。这种集成标志着今天复杂的 BEMS 发展的初始阶段。
数字化和数据的黎明
20 世纪 90 年代末和 2000 年代初预示着建筑管理领域的数字化转型。传感器的激增和互联网的出现使 EMS 能够利用实时数据，从而实现更精确的监控、提高效率以及预测性维护功能的出现。
绿色运动和可持续发展：
2000 年代全球对可持续发展的推动重新定义了 EMS 的目的。除了节省成本之外，EMS 还开始在减少建筑物碳足迹、与 LEED 和其他绿色建筑认证保持一致方面发挥不可或缺的作用。
物联网和智能建筑：
2010 年代，物联网 (IoT) 的融合将 BEMS 推向了新的高度。 “智能商业建筑”时代已经到来，其特点是互连设备无缝通信，以基于实时数据进行更详细的控制、自动化和能源优化。
人工智能和预测分析：
如今，最先进的 BEMS 利用人工智能 (AI) 和机器学习。这些系统能够进行预测分析，不仅可以响应即时需求，还可以根据历史数据、天气模式和占用趋势预测未来的能源需求。这代表了一种积极主动的能源管理方法，旨在最大限度地减少浪费并最大限度地提高效率。
从手动控制系统的最早阶段到当前人工智能驱动的预测性 BEMS 时代，这些系统的演变反映了技术进步和社会优先事项的转变，特别是在可持续性和智能建筑设计方面。
实施建筑能源管理系统的核心好处
实施建筑能源管理系统 (BEMS) 可以带来显着的好处。特别值得一提的是，HVAC 系统将受益，因为它们占能源消耗的 40%，专家估计，由于故障、性能下降或控制不当而浪费了 1/3 的 HVAC 能源使用。以下是使用 BEMS 系统的核心优势。
能源效率和成本节约：
BEMS优化资源利用，大幅降低能源消耗。由于最大限度地减少了能源浪费，运营成本得以降低。实时能源监控可以主动调整以提高效率。增强建筑性能
BEMS 保持最佳环境条件，提高舒适度和生产力。根据占用情况和使用模式进行自动调整，确保性能一致。预测性维护功能可减少昂贵的维修和停机时间。故障检测和诊断（FDD）：
传统的建筑维护通常依赖于手动排查，这可能会遗漏或错误识别问题。强大的 BEMS 可以准确查明问题，准确识别根本原因。人工智能生成的建议会提供给工程和设施团队，以进行有针对性的修复，简化修复流程。对环境造成的影响：
高效的能源管理可以减少碳足迹，支持可持续发展目标。BEMS 与绿色倡议保持一致，有助于获得 LEED、WELL 和 BREEAM 等认证。遵守法规和标准：
BEMS可以确保遵守节能标准和法规。他们协助记录能源使用和效率措施，以符合各种法规要求的最低标准。通过集成 BEMS，建筑运营商不仅可以节省能源，还可以提高运营效率、可持续性和合规性。精确故障检测和诊断的附加优势强调了该系统在现代主动建筑管理中的作用。此外，BEMS 系统有助于能源基准测试，并表明建筑物的能源性能与类似结构的比较情况。
BEMS 的关键特征
在考虑建筑能源管理系统 (BEMS) 时，确保其拥有与建筑物的运营目标和技术基础设施相一致的关键功能至关重要。以下是需要寻找的基本功能：
故障检测和诊断（FDD）能力：
复杂的BEMS的核心在于其故障检测和诊断能力。此功能使系统不仅可以监控能源使用情况，还可以查明建筑物表现不佳的位置和原因。 FDD 通过在问题升级之前识别问题来实现主动维护，从而节省成本并防止系统停机。
与现有系统集成
BEMS 应能够与建筑物内的现有系统无缝集成。这包括与 BACnet 协议的兼容性，确保它可以与各种楼宇自动化系统通信。集成确保 BEMS 可以访问和分析所有连接系统的数据，这对于全面能源管理至关重要。
实时监控和分析
持续监测和分析能源数据至关重要。此功能可以立即洞察能源消耗模式和低效率。实时分析支持快速决策和调整，以提高能源效率。
用户友好的界面和辅助功能
BEMS 应具有直观的界面，使所有用户都可以使用它，无论其技术专业知识如何。
移动和远程访问增强了系统的便利性和可用性，使设施管理人员能够从任何地方监视和控制系统。
实施和运营 BEMS 的挑战
实施 BEMS 会带来一系列挑战，但理解和解决这些挑战可以带来成功的集成和运营：
与现有BMS的兼容性
主要挑战之一是确保 BEMS 与现有的建筑管理系统 (BMS) 兼容。许多 BMS 已经过时或未连接到关键系统，这可能会影响 BEMS 的有效性。确保 BEMS 能够与 BACnet 兼容的 BMS 结合对于实现完整功能至关重要。它允许全面收集和分析来自所有端点的数据。
数据质量和系统覆盖范围
BEMS 要发挥其全部价值，需要访问高质量数据并覆盖建筑物中的每个关键端点。不完整的数据可能导致分析不准确并错失提高效率的机会。可能需要升级或改造 BMS 的某些部分，以确保完整的系统覆盖范围和数据完整性。
用户采用和专业知识发展
另一个挑战是确保现场团队完全采用 BEMS 并将其纳入日常管理策略中。这通常需要培训和持续的支持。
培养团队内部使用 BEMS 的专业知识对于保持最佳性能至关重要。需要定期与系统互动来进行监控、向工程师分配任务以及做出明智的决策。
通过预测这些挑战并制定应对策略，BEMS 可以成为能源管理的宝贵工具，提供更高的效率和预测性维护能力，并最终促进更可持续和更具成本效益的建筑运营。
建筑能源管理系统的未来
建筑能源管理系统 (BEMS) 的格局正在迅速发展，一些新兴趋势和技术进步塑造了其未来：
可再生能源的整合：未来的 BEMS 预计将越来越多地与太阳能和风能等可再生能源整合，从而促进更可持续的能源结构。高级数据分析：通过更复杂的传感器和物联网集成，增强的数据分析将为能源使用、效率和潜在节省提供更深入的见解。预测性维护：人工智能和机器学习算法将提高预测性维护能力，在潜在的系统故障发生之前识别它们。用户偏好：用户将期望建筑能够降低碳和能源消耗。世邦魏理仕最近的一项调查发现，84% 的受访者认为减少能源消耗会影响房地产决策。总之，建筑能源管理系统已从简单的手动系统转变为复杂的人工智能驱动的解决方案，可优化能源使用并增强建筑运营。主要优点包括能源效率、节省成本、增强建筑性能以及遵守法规。随着技术不断进步，BEMS 将在高效、可持续地管理建筑能源方面变得更加不可或缺。
因此，我们鼓励建筑运营商和设施管理者考虑实施或升级他们的 BEMS。这样做不仅可以带来立竿见影的运营效益，还可以让建筑适应未来的技术进步。
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