分享 | 3 个提高能源效率的建筑管理系统

随着建筑及其运营越来越复杂，支持它们的技术也越来越先进。对于任何高性能项目或组合，知识就是力量。如今的楼宇管理系统(BMS)和楼宇自动化系统(BAS)可以为业主、工程师和设施管理人员提供信息和控制。

总部位于马萨诸塞州沃本的 MEP 工程公司Fitzemeyer & Tocci Associates的能源和基础设施服务负责人 Nathaniel Fanning 说：“只要源信息准确且输出可用，分析就非常宝贵。”可以执行分析的系统，例如故障检测和诊断……可以让最终用户有时间做出反应并进行更正。例如，如果没有建筑居住者对温度的投诉，同时供热和制冷等问题可能代价高昂，而且很容易被忽视。”

理想的 BMS 或 BAS 取决于项目、工作和您在其中的角色。印第安纳大学楼宇自动化项目经理内森·沃特金斯 (Nathan Watkins) 说：“设施经理可能会要求 [提供] Web 界面或 [通过] 手机或平板电脑访问。”“指定系统的工程师可能更关心它的操作和执行方式；业主可能需要……24/7 全天候支持。”

另一个重大决定：是否采用专有、开源或开放系统的解决方案。专有的闭源解决方案被锁定。开源解决方案允许用户查看、修改和扩展软件代码。开放系统虽然类似，但不允许用户修改或扩展代码；它确实具有可能来自不同供应商的通信基础设施、联网设备和控制算法，但能够以集成方式协同工作。

“没有明显更好的选择，”Fanning说。闭源解决方案“通常是一种更精致的产品，具有更好的客户体验，但这通常是有代价的。如果只有选定的一群人可以开发产品，那么获得服务……可能会很困难。”与其他解决方案平台的互操作性可能很困难，而且定制不是一种选择。

Fanning 指出，开源解决方案可以解决其中一些问题，但它们也可能会产生一些新问题。例如，当出现问题时，所有权和问责制的问题可能是模糊的。但是，开源控件确实允许自定义。

今天，我们分享三个BAS/BMS系统的特性、好处和应用——两个是开源的，另一个是拥有一个开放系统框架的专利。

TheBetter Efficiency Targeting Tool for Energy Retrofits软件工具包可帮助建筑运营商通过现成的数据确定改进。该系统将建筑物或投资组合的能源使用与其他人进行基准比较；量化能源、成本和温室气体减排潜力；并推荐能源和运营效率措施。

主要用例和好处：BETTER 无需实地考察或复杂建模即可提供能源性能比较，“以帮助确定立即、节省成本的能源效率改进，并集中进一步的审计和研究，”劳伦斯伯克利国家实验室建筑技术和城市系统部的项目经理 Carolyn Szum 说。用户可以“将建筑物的性能与内置数据集或他们自己的建筑物组合进行比较。”

目标用户：工程师和设施管理人员。“BETTER 拥有 20 多个 API 用户，包括企业、大学、能源信息提供商和 ESCO [能源服务公司]，”Szum 说。“一个 ESCO 正在使用 BETTER 的 API 来寻找机会，在新英格兰的低收入社区中用高效泵替换使用高污染供暖和燃油的锅炉和熔炉。”

值得注意的是：BETTER 利用开源分析引擎和 Web 界面来分析每月的能源使用情况。BETTER 不要求建筑特征，如大小、类型和位置，而是使用回归技术来分析有多少能源使用是天气敏感的（加热和冷却）与天气无关的（照明和插座负载）。它将标准化数据与温度模式相匹配，以确定项目的加热和冷却设定点是否合适以及设备是否运行最佳。总部位于旧金山的Energy Resources Integration的负责人 Eric Noller认为 BETTER 的建议“很有价值，尤其是在现场评估不切实际或不可行的情况下”。

平台：BETTER 可与环境保护署的能源之星投资组合管理器和美国能源部的建筑能源资产评分结合使用，对结构和运营能源绩效进行多层次分析。该工具包由 Web 应用程序、API 和分析引擎源代码组成。

成本：根据某些条款，Web 应用程序和 API目前对早期采用者免费。GitHub 上提供的分析引擎源代码可以在开源许可下自由采用、重新开发和重新分发。

这个分布式控制和传感软件平台分析建筑数据流并将其转换为可操作的信息，以改善运营、管理能源消耗并实现电网集成。Eclipse VOLTTRON由 PNNL 于 2012 年在美国能源部建筑技术办公室的资助下开发，可以管理一系列系统，包括 HVAC 组件和电动汽车充电站。

Eclipse VOLTTRON 可以通过代理和驱动程序与本地或供应商资源交互。代理是代表用户执行一组任务的软件。驱动程序充当 VOLTTRON 平台上的代理与特定设备之间的接口。

例如，Ecobee 智能恒温器设备的驱动程序通过连接 Ecobee 云 API 来收集数据，该 API 提供基于 Web 的界面来控制和访问 Ecobee 恒温器。对于连接Weather Underground 站点并检索与平台上运行的其他代理共享的信息的气象代理也是如此。由于服务和应用程序之间的代码分离，为该平台编写的应用程序可以在其他开源系统中重用。

主要用例和优势：Eclipse VOLTTRON 支持与能源部门内外的物联网系统和子系统进行安全交互。可扩展的平台可以监测和控制能源性能，将分布式能源资源整合到电网中，并支持分布式控制系统，供指定设备上的用户进行信息交易。它的驱动程序可以与通过 BACnet、Modbus 和其他协议进行通信的设备接口。

目标用户：研究人员和商业用户“希望以与协议无关的方式与建筑物进行安全交互，”PNNL 项目经理 Jereme Haack 说。Eclipse VOLTTRON 的开源特性使其能够在商用硬件上运行。

值得一提的是：就像 1980 年代的卡通系列“战神记”中机器人联合起来发挥作用一样，战神战机是各个独立部分协同工作的总和。该系统利用代理（称为“V-agents”）或执行数据收集和控制物联网和工业控制系统设备等功能的软件模块。在 VOLTTRON 的 30 多个公共和私营部门用户中，还有另外两个国家实验室，NREL和Oak Ridge。

平台：与语言无关的平台支持 Modbus 和 BACnet 协议，以及 Intel 和非 Intel CPU。

费用：在GitHub免费。

WEBs-N4 软件平台利用其Niagara 框架（一种具有开放系统的专有技术）为建筑系统提供了一个连接的运行框架。虽然在技术上不是开源的，但开放系统框架可以将大多数机械系统集成到商业建筑中。

WEBs-N4 具有 HTML5 界面，减少了对浏览器插件的依赖。WEBs-N4 设计为快速且用户友好，允许最终用户访问、分析和处理广泛的运营数据。几乎任何系统，包括来自其他 HVAC 设备制造商和技术提供商的系统，都可以引入。用户可以充分利用物联网技术和高级工具来增强可视化、搜索、安全和导航。

主要用例和优势：WEBs-N4 可以管理所有楼宇控制系统，将包括 HVAC、水、照明、声学和访问控制在内的系统整合在一起。它具有“基于标签的导航、内置搜索功能、数据清理功能、可定制的图表和增强的数据可视化、基于角色的访问控制和安全性以及可插入的身份验证方案，”霍尼韦尔建筑技术BMS 高级产品经理 Scott Jacobs 说。“该平台还具有实时故障排除功能。”

目标用户：必须通过技术培训和认证计划的系统集成商，以及必须满足特定要求的霍尼韦尔 WEBS 承包商。

值得注意的是：WEBs-N4 仅限于霍尼韦尔客户和供应商。“它不是开源的，但它是一个开放的系统，”Jacobs 指出。“[A]ny WEBs 承包商能够支持任何 WEBs 安装，我们的工具集由业主/设施经理保管。”

平台：该应用程序专为集成而设计，几乎可以与任何其他通信协议一起使用。即使本机不支持特定协议，该框架也允许用户创建自己的驱动程序。

成本：霍尼韦尔不直接向建筑业主销售该解决方案，而是向授权的系统经销商销售。价格信息可通过当地霍尼韦尔经销商获得。