2021建筑智能化应用现状调研白皮书.pdf

“十三五” 国家重点研发计划 新型建筑智能化系统平台技术 （ 2017YFC0704100） 建筑智能化 应用 现状 调研 白皮书 WHITE PAPER ON THE APPLICATION STATUS QUO OF BUILDING INTELLIGENCE BASED ON SURVEYS 主要编撰人 于 震 李 怀 吕梦一 李 立 刘 伟 吴剑林 郭建伟 刘学良 刘朋勃 邢英瑞 曹建 民 霍慧敏 主编单位 中国建筑科学研究院有限公司 建筑环境与 能源 研究院 建科环能科技有限公司 参编单位 清华大学 中国 建筑设计 研究 院 有限公司 大连理工大学 西安建筑科技大学 安徽建筑大学 致谢 依托 “十三五 ”国家重点研发 计划 项目 “新 型建筑智能化系统平台技术 （ 2017YFC0704100） ”， 课题组开展了 本 白皮书的编撰工作。 感谢清华大学赵千川教授、姜子炎 博士 、中国人民解放军 陆军工程 大学邢建春教授 、西门子楼宇科技 （天津）有限公司 楼宇能效与可持续 发展 中国区总监 徐绚明 女士 和 中国建筑业协会绿色建造与智能建筑分会 李翠萍秘书长 在编撰过程中 提出 的 宝贵 意见 和 建议 。 调研 过程 中 得到了 中国建筑业协会绿色建造与智能建筑分会和中关村现代服务产业联盟 的 大力支持，在此一并表示感谢。 目 录 1 研究背景 . 1 2 调研方式 . 5 2.1 调研范围 . 6 2.2 调研对象 . 7 3 调研问卷 . 9 4 调研结果分析 . 12 4.1 调研基本信息 . 13 4.2 建筑智能化应用现状 . 16 4.3 建筑智能化存在的主要问题 . 33 4.4 建筑智能化发展趋势 . 40 5 应用现状总结 . 45 5.1 应用现状 . 46 5.2 成本 . 47 5.3 存在问题 . 47 6 对策建议和趋势展望 . 49 6.1 对策建议 . 50 6.2 趋势展望 . 51 参考文献 . 55 引 言 过 30 多年 的发展 ， 中 国 智能建筑实现了从无到有 ，从 “新鲜事 物”到“标准配置”的蜕变。在 新技术快速发展 、 人民 生活 需求多 元化的推动 及 国家实现 双碳目标的指引下，智能建筑正向智慧 建筑升级转变。为了客观 了解 智能化 应用 现状， 探索 智慧建筑发展 方向 ， 依托 “十三五 ”国家重点研发计划 项目 ，课题组开展了建筑智能化 应用 现 状的调研研究，基于调研样本， 本 白皮书 分析 了 中国建筑智能化 系统应 用 现状 ， 梳理了 各建设阶段存在的主要问题 ， 挖掘 了 用户核心需求 ， 从 技术、 体系和政 策等维度， 探索 建筑智能化未来发展方向。 通过对 建筑智能化集成商、运维人员和用户的调研分析得到： 现阶 段建筑 智能化系统以国外或合资品牌为主 ， 尤其是楼宇自控、照明控制 等系统，国外品牌长期 占据主流市场 。智能化系统调试过程繁复，周期 长，质量不可控。 调研显示 现阶段仅有约 30%的系统实现了一定程度的 集成，但数据并未实现互 通，子系统各自独立运行 。 智能化系统投入使 用后，运 行 1 年出现软件或硬件故障 的系统约占 40%， 能够稳定 运行 5 年以上的系统 不到 10%。 约有 38%的 暖通空调系统能够正常使用 ； 50%的 系统点位数据基本准确 ， 系统平台 普遍 存在点位监控不完全，关键点位 缺失等问题 。 能够 自动远程 启停 的系统 约为 3040%， 系统优化控制 、 群控等复杂控制 逻辑由于多方面原因 使用效果不佳 。 约 50%的运维人员 基本了解 智能化系统平台 参数的意义 。 由于 运维人员专业知识 和认知 水 平 参差不齐 ，智能化系统故障不能 及时 解决， 全自动运行 控制功能无法 充分利用 。 基于 移动端 、 BIM 的运维 尚 处于起步阶段。 调研表明现阶段 我国 建筑智能化 应用 水平 层次不齐 ，系统高效节能 、 便捷使用等优势 未充分 发挥 。为解决上述问题 ， 真正发挥 建筑智能化系 统价值 ， 提出 以下建议： 体系层面 ： 1） 完善智能化系统检测、调适、 验收和后评估体系 ； 2）完善智能化系统节能量认证和奖励政策；技术 层面： 1） 建立健全智能化系统调适、运维管理和后评估相关标准； 2） 标准化运维数据收集和分析方法； 3）加强新技术的开发和应用 ； 4）提 升控制器能力； 5） 标准化点位配置要求。人员储备： 加强智能化 系统 建设和 运维人才队伍建设， 助力建筑领域早日实现 2030 碳达峰， 2060 碳中和目标 。 经 研究背景 1 1 研究 背景 建筑智能化应用现状调研白皮书 2 0 世纪 80 年代，欧美发达国家逐渐 涌现以电气控制技术为主要特征的智能建 筑。 90 年 代 初 我国 智能建筑 开始 起步，并 随着 城镇 化 率提高， 建筑规模 不断 增大、建筑 机电 设备 复杂 性增强 、 运维管理 需求增多 ， 智能建筑 逐步 得到 发展。 建筑 与 电子信息技术 、计算机技术、控制技术等 不断 融合，产生了 以 信息化与自动 化 为突出特点 的智能建筑 。 随着 信息技术和物联网的快速发展，建筑 作为人类活动 最为密切的空间单元， 正在从 “智能” 向 “智慧” 稳步 迈进。 科技和 需求 的融合推动 建筑 智能化水平 持续 提高， 为人们带来 更加安全、舒适 、 便捷 和智慧 的生活。 建筑智能化 最 早 应用于 商业办公建筑， 2000 年以后， 我国智能建筑进入了快速 发展阶段， 智能化 系统 开始 广泛 应用 于 各类建筑中 ， 并 逐渐成为公共建筑的标准配 置，在建筑安防、 火灾自动报警（ 消防 ） 、节能和 运维自动化方面发挥着积极的作用。 我国既有建筑总量 600 多亿平方米，公共建筑占比约 为 20%， 公共建筑（不含北 方地区供暖）能耗强度 22.5 kgce/m21。近几年，公共建筑终端用能需求（如空调、 设备、照明） 不断 增长 ， 用能强度进一步增加。根据 IEA 数据， 2018 年中国碳排放 约为 100 亿 tCO2， 其中建筑运行碳排放约 21 亿 tCO2，占 21%2，其中， 公共建筑运 行碳排放约为 7.84 亿 tCO2，占比 37%3。 文献 指出，建筑智能化系统参与建筑的运维 和管理，能够实现建筑节能 30%左右 4。 2020 年 我国 提出 了 “2030 碳达峰， 2060 碳中 和 ”的奋斗目标 ，在 该目标的实现 过程中， 建筑智能化系统将发挥重要作用 。 中国建筑科学研究院 有限公司 课题组 于 2013 年从信息通信技术和控制方法两个 角度，对建筑楼宇自动化技术研究进展进行了综述和 展望 5。 清华大学 67课题组于 2015 年开展了公共建筑智能化系统的现状调研，阐述 了 公共建筑智能化系统的现状 ， 总结了问题， 提出 了 解决方法。该调研 围绕 现阶段技术构架 展开 ，聚焦楼宇自控系 统实际运维现状和存在的问题，其他建筑智能化系统应用现状 和 用户需求涉及较少， 对未来技术 的 发展趋势探讨较少。 2017 年阿里巴巴智慧建筑白皮书 8发布 ， 首先 综述了智能建筑的定义， 从大 数据 和 平台模式 等 角度研究智慧建筑 ，阐述了阿里巴巴智慧建筑的概念和系统构架。 2018 年 中国智能建筑调研白 皮书 9基于霍尼韦尔智慧建筑评价体系，对 1000 多 栋建筑进行了评估 分析 ，揭示了智能建筑发展 现状，并对智慧建筑可持续发展所应 用的技术提出趋势性建议。 调研结果指出 ： 中国的智慧建筑未来会向更绿色节能的 方 向发展 ， 而产业政策、行业标准和用户体验是建筑智能升级的主要驱动力。 华为 技术有限公司发布的 智能体白皮书 (2020) 10指出 数字化 推动 未来 城市的可持续发 展 ，并将助力未来城市发展 ；同年发布的 2020 未来智慧园区白皮书 11指出 5G、 AI 和云计算正在推动各行业向数字化的转型，用户更加关注参与度 、 分享等体验诉 求，未来智慧园区将实现数字化运营，提升用户体验和满意度是智慧园区发展的核 心。 联想在 智慧城市白皮书 （ 2021） 12中 提出 ，数据是智慧城市建设的核心资源， 通过 智能建筑、智能电网等推动产业转型与节能减排 。 综上， 多场景、交互性、学 习和感知 将 成为物联网时代智慧建筑的显著特点。 2 研究背景 3 随着大数据、人工智能 、 5G、物联网 等技术的快速发展，建筑智能化 的发展 融 入了新的生命力 。 NB-IoT（ Narrow Band Internet of Things） 有 广域覆盖、超低功能和超低成本等 显 著优势 13，使其在对数据速率要求不高 、 时延不敏感的垂直应用领域具有广阔的应 用前景。 基于 NB-IoT 技术的设备可 实现 即插即用，降低了设备的安装、调试周期和 费用 。 在智能建筑领域， NB-IoT 技术已经崭露头角， 在 智能消防、智能路灯 和 智能 家居 等方面 都得到了成功的应用 ， 内置 NB-IoT 芯片 的 智能家居设备 无需 配置路由 和 网关 也可以一直 在线。 基于手机应用 APP，便可随时随地 遥控家 中 带有 NB-IoT 芯片 的家电。 LoRa（ Long Range Radio） 是一种面向低功耗 、 广覆盖 、 多 应用场景的物联网 通信技术 14。 LoRa 采用星状 拓扑 （ TMD组网方式），网关星状连接终端节点， 易于网 络拓展 15。 突出特点为传输距离 远 、灵敏度高， 组网灵活、 应用场景丰富，安全性 能 高。美国 Semtech 公司是全球 LoRa 技术应用的主要推动者，目前 LoRa 联盟在全球 拥有超过 500 个会员。中国市场是 LoRa 全球生态建设中非常重要的部分，阿里巴巴、 腾讯、京东等 几大 互联网 公司 相继加入 LoRa 联盟 。 在物联网快速发展时代， LoRa 物 联网技术 在智慧城市、智能园区、智慧建筑、智慧安防等垂直领域也有了大量落地 的行业应用。 蓝牙 Mesh 通过设备彼此间连接，将信号传递给附近另一个装置，形成元数据传 输的互联装置网络或网格，实现了无线设备多对多的通信 。 此外，设备能够将数据 中继到不在初始设备直接无线电覆盖范围内的其他设备，突破了仅依靠蓝牙网络实 现的一对一的关系 。 Mesh 网络是一种无线组网方案，在 Mesh 网络中，所有的节点 彼此通信连接，形成一个整体的网络。与传统无线网络相比， Mesh 网络更加稳定， 可以有效避免单点故障。 Mesh 解决方案可用于智能家电、智能照明、智能音箱、语 音机器人、智能穿戴设备等领域。 基于蓝牙 Mesh 协议的建筑智能化产品也 大量 涌现 ， 如基于蓝牙 Mesh 的智能开关、智能插座、智能灯具、温湿度传感器、亮度传感器等。 阿里巴巴、小米等 公司 加入全新蓝牙技术 联盟 16，将进一步 推动 Mesh 网络技术在智 能家居市场的发展。 人工智能 在建筑建设和运维管理中发挥着重要的作用。 如 大家熟知的 人脸识别 门禁 、人流分析 、语音交互、运维管理 机器人 等 。阿里未来酒店充分应用人工智能 技术， 实现 了 智能酒店 无人管理，人脸识别系统自动 办理入住 ，进入房间之后，可 通过天猫精灵 控制 房间温湿度、灯光、窗帘、电视等，餐厅采用机器人提供用餐服 务。 城市信息模型 （ CIM， City Information Modeling） 以建筑信息模型（ BIM）、地 理信息系统（ GIS）、物联网（ IoT）等技术为基础，整合城市地上地下、室内室外、 历史现状未来 等 多维多尺度信息模型和城市感知数据，构建起三维数字空间的城市 信息有机综合体 17。 CIM 广泛融合了 信息基础设施新基建 ，具有协同性强、智能性高、 建筑智能化应用现状调研白皮书 4 模拟性好、要素表达精细等特点，在推动城市治理智慧化和城市管理自动化，进而 实现城市高质量发展方面将发挥越来越重要的作用 18.。 IBM 公司于 2007 年底宣布了云计算 （ Cloud Computing） 计划 19。在 IBM 的技 术白皮书中“ Cloud Computing”20定义为“ 云计算一词用来同时描述一个系统平台或者 一种类型的应用程序 ”。云计算具有可扩展性和高可用性。 可扩展性表达了云计算能 够无缝地扩展到大规模的集群之上，甚至包含数千个节点同时处理 。 高可用性代表 了云计算能够容忍节点的错误，甚至有很大一部 分节点发生失效也不会影响程序的 正确运行 21。云计算在建筑智慧化过程中发挥越来越重要的作用。 依托科 技部重点研发专项，清华大学等国内高校和科研机构研发了“群智能建筑 智能化平台技术” 22。该系统是基于群 智能 理念 的 分布式并行自组织 建筑智能化系统 平台。 2021 年 7 月，中国建筑科学研究院 有限公司 和 华为 技术有限公司 共同发布了 “建筑能效云”解决方案 ， 致力于推动双碳战略在建筑和园区领域落地，支撑社会可持 续发展 23。 新技术的发展一日千里，相比于智能家居，传统的建筑智能化系统 与新技术融 合 相对缓慢。现阶段的建筑智能化系统 应用现状 如何？ 是否 达到设计要求并 满足用 户需要 ？ 发展过程中存在 哪些 问题？建筑 运营 方、集成商、用户的迫切 需求 是什么？ 在信息化和物联网时代，建筑智能化 如何借力 得到更好的 发展 和应用效果， 需要科 学的 指引 。 聚焦以上问题， 基于 “十三五” 重点研发专项的科研任务，课题组 开展了中国建筑 智能化 应用 的现状调研 。 白皮书 简要 介绍了建筑智能化 应用 现状调研的问卷编制 、 调研 对象 和调研范围等 基本情况 ； 基于调研结果，分析了建筑智能化 应用 现状， 剖 析当前发展遇到的技术壁垒 和 市场挑战 ， 梳理用户核心需求 ；在 此基础上 尝试提出 建筑智能化发展对策及建议， 探索未来建筑智能化技术发展趋势 。 调研方式 5 2 调研方式 建筑智能化应用现状调研白皮书 6 “ 十 三 五 ” 国 家 重 点 研 发 计划 项目 “ 新 型 建 筑 智 能 化 系 统 平 台 技 术 （ 2017YFC0704100） ”支持 下 ， 自 2017 年 7 月 ，课题组 连续四年 开展了现 阶段 建筑智能化 应用 现状与需求分析 的 调研和 研究 ， 旨在分析中国建筑智 能化 应用发展 现状、存在的问题、用户需求 ， 探索 未来建筑智能化发展 趋势 。 调研 工作通过 微信、网站 和现场 调研 等方式开 展 （ 图 2-1） 。 图 2-1 调研方式 2.1 调研范围 智能建筑设计标准 GB50314-2015 规定，智能化系统工程的 系统配置应以 信 息化应用系统、智能化集成系统、信息设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系 统、机房工程 等要素展开 24。 此次 调研 围绕与 建筑安全 、 节能 和舒适 密切 相关的 系 统 。 调研范围 如 图 2-2 所示 ， 暖通空调 自 控 系统 、能源管理 系统 、 智能照明 系统 、 火灾自动报警 系统 、视频 安防 监控 系统 、停车 场管理系统 和 入侵自动 报警 系统等 为 本次 调研 重点关注内容 。电子 巡查 系统 、人流统计 系统 和 电梯 监控 系统 三 部分 对建 筑节能和舒适度影响相对较小 ，问卷调研内容涉及较少。 在线调研 （微信公众号、 小程序） 现场调研 （现场问卷填写） 专项调研 （专项访谈） 在 调研方式 7 图 2-2 建筑智能化 问卷调研范围 2.2 调研对象 调研对象为 使用智能化系统的新建和既有建筑 ， 包含办公建筑、商业建筑、 酒 店 建筑 和学校建筑 等 不同类型 建筑 。 现阶段 建筑智能化 系统 从 前期 策划到投入 使用 包括 五个阶段： 1）方案 策划 阶段 ： 确定 建筑智能化 系统 定位和功能； 2）初设和施工图深化 阶段 ：设计院、供应商对智 能化图纸进行设计 和 深化 ； 3）设备招采 阶段 ： 建设单位 进行 设备和施工 单位 的 招标 和采购 ； 4） 施工 和调试 阶段 ：施工 单位 、 智能化集成商和设备厂家 等完成 智能化系 统的 施工 和调试； 5）运维和管理 阶段 ：运维管理团队 负责 智能化系统 的 运维和管理。 建筑智能化系统 暖通空调自控系统 能源管理系统 智能照明系统 视频安防监控系统 入侵报警系统 火灾自动报警系统 停车场管理系统 出入口控制系统 电梯监控系统 人流统计系统 电子巡查系统 建筑智能化应用现状调研白皮书 8 调研被访对象主要为深度参与上述 各 阶段工作的建筑智能化集成商和运维管理 人员，同时对建筑 用户 进行了调研， 从不同角度 梳理 我 国建筑智能化 的 应用 现状 。 建筑智能化 问卷调研的主要内容 如 图 2-3 所示 。 图 2-3 建筑智能化 问卷调研 主要内容 调研问卷 建筑类型 办公 商业 学校 . 调研内容 现状 成本 需求 问题 发展趋势 问卷对象 集成商 施工单位 运维人员 用户 调研问卷 9 3 调研 问卷 建筑智能化应用现状调研白皮书 10 研 问卷 主要 被访 对象为 建筑智能化产品集成商 、 运维管理 人员 和 建筑 用户 。 基于客观严谨、 目标明确、 条理清晰、 调研内容可 回答 、填写时间可 控制、 涵盖内容基本一致的原则，编制问卷。 调研问卷 主要 包含 基本情况、 智能化 应用 现状、 成本组成、 客户需求、存在的 问题 和 发展方向 六 方面 内容 。针对不同用户， 调研问卷侧重点和 询问方式有所不同。 智能化产品集成商处于建设一线，熟悉市场智能化产品特点 和 施工安装 调试 过 程。针对集成商的调研 共计 24 题， 聚焦智能化发展现状和存在的问题 （ 表 3-1） 。成 本是 推动 智能化 系统 应用的重要因素， 并 受到诸多因素和环节影响，本次调研 主要 从人员投入和建设周期角度对成本 展开 调研。 表 3-1 针对集成商的问卷调研内容 编号 问题分类 问题数量 比例 1 基本情况 3 12.50% 2 智能化 应用 现状 5 20.83% 3 成本组成 3 12.50% 4 客户需求 2 8.33% 5 存在的问题 6 25.00% 6 发展方向 2 8.33% 7 填表人信息 3 12.50% 合计 24 运维管理人员通过建筑智能化管理系统实现对建筑设备设施等的运维管理 ， 了 解 系统 的 使用流程、 运维特点 及效果。 针对 运维管理人员的 调研 问卷共计 34 题， 聚 焦智能化 应用 现状和存在的问题 （ 表 3-2） ， 两部分内容占比约为 56%。 表 3-2 针对运维管理人员的问卷调研内容 编号 问题分类 问题数量 比例 1 基本情况 5 14.71% 2 智能化 应用 现状 11 32.35% 3 客户需求 4 11.76% 4 存在的问题 8 23.53% 5 发展方向 2 5.88% 6 填表人信息 4 11.76% 合计 34 针对建筑 用户 的 调研 问卷 共计 16 题 ， 聚焦建筑使用人员对智能化现状的认知、 调 调研问卷 11 建筑声光热 环境 及其他方面满意度的调研 （ 表 3-3） 。 表 3-3 针对用户的问卷调研内容 编号 问题分类 问题数量 比例 1 智能化现状 7 43.75% 2 满意度调研 4 25.00% 3 填表人信息 5 31.25% 合计 16 建筑智能化应用现状调研白皮书 12 4 调研 结果 分析 调研结果分析 13 研 历时 四 年， 现场问卷 主要来源于 2018 至 2021 年 的 四 届 中国国际 智能建 筑大会 、典型项目现场调研和主流品牌集成商调研。 网络 调研在 问卷星、 微信公众号 等平台常年 开展 。 针对 智能化集成商的调研 共计 回收问卷 477 份， 其中 网络调研 310 份 ，现场填 写 问卷 167 份 ； 基于 建筑 运维管理人 员 的调研共计回收 问卷 260 份 ，其中 网络调研 208 份 ，现场填写 问卷 52 份 ； 建筑用户的调研 共计 回 收 问卷 331 份 ，其中，网络调 研回收 150份，其余为用户现场填写 。 基于回收的问卷，开展 我国 建筑智能化现状、 需求、发展趋势的分析 和展望 。 4.1 调研基本信息 参与调研的 集成商基本情况如图 4-1 和图 4-2 所示。其 中 66%的被访者 为软 /硬 件工程师， 13%为销售代理， 21%为其他人员。 从事该项 工作 10 年以上 的被访者 占 37%， 有 510 年 工作经验的被访者占比 28%， 工作时间 不足 5 年的 被访者占比 35%。 图 4-1 被 访 人员职务 硬 /软件工程师 66% 销售代理 13% 其他 21% 调 建筑智能化应用现状调研白皮书 14 图 4-2 被 访 人员 工作年限 被访运维管理人员负责的建筑 类型 分布如 图 4-3所示， 主要为商业和办公建筑， 其中商业建筑占比 37%， 办公 建筑占比 43%。 图 4-3 建筑类型分布 如 图 4-4 所示， 运维 建筑 面积大于 50000 平米 的 人员 占 57%， 运维建筑面积介于 500050000 平米之间的人员占 30%。建筑体量越大意味着涉及更多的智能化子系统， 被访者更易回答问卷的相关内容。 2年 11% 2-5年 24% 5-10年 28% 10年以上 37% 政府办公 19% 普通办公 24% 宾馆酒店 3% 商业 37% 学校 4% 医院 3% 其他 10% 调研结果分析 15 图 4-4 运维 不同建筑面积的 管理人员分布 接受问卷调研的建筑用户中， 2040 岁 人员 占 比 88%， 40 岁以上人员 占 11%。 62% 的工作场所为办公建筑，其余为医院、学校和酒店等建筑。 详见 图 4-5 和 图 4-6。 图 4-5 被访建筑用户年龄分布 5000 运维人员： 13% 5000-20000 运维人员： 19% 20000-50000 运维人员： 11% 50000 以上 运维人员： 57% 40岁以上 11% 20岁以下 1% 20-30岁之间 50% 30-40岁之间 38% 建筑智能化应用现状调研白皮书 16 图 4-6 被访 用户所在建筑类型 4.2 建筑智能化 应用 现状 从建筑智能化系统集成商、运维管理人员和建筑 用户 角度，围绕 建筑 智能化涉 及 的 子系统、智能化 产品 品牌、系统集成度 和 日常 运维管理 情况等 方面， 对建筑智 能化 应用 现状进行调研 。 4.2.1 系统构成 对建筑智能化各子系统 在运维管理中的 重要 性进行了调研 ， 结果 如 图 4-7 所示 。 被访者认为 暖通空调自 控、 火灾自控报警 、视频 安防 监控、能源管理和智能照明系 统 与 其他系统相比， 重要 性较高 。 普通 办公建筑 47% 宾馆酒店 10% 医院 建筑 11% 政府办公建筑 15% 学校 建筑 12% 其他 5% 调研结果分析 17 图 4-7 智能化 系统 重要 程度 4.2.2 应用品牌 建筑智能化从工业自动化发展而来，早期智能化产品主要为国外或合资品牌， 随着我国电子信息产业的快速发展，国产产品的功能 和 性 能 不断 完善和 加强，且产 品价格相对较低，国产智能化产品的市场占有率不断提高。在 系统品牌多样 、 设备 性能参差不齐 、市场 竞争激烈的 环境 下 ， 不同智能化子系统国产品牌应用 现状 如何 ？ 基于集成商 的 调研 如 图 4-8 所示 ， 国产品牌在视频 安防 监控、 出入口控制 和停车场 管理系统 中 应用较为普遍，而 在 暖通空调自控系统 中应用 占比不高 。 图 4-8 智能化子系统国产 品牌 应用情况 1.08 1.26 2.34 2.74 3.26 3.32 4.47 4.88 6.49 8.60 9.41 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 人流统计系统 电子巡查系统 停车场管理系统 电梯监控系统 出入口控制系统 入侵报警系统 智能照明系统 能源管理系统 视频安防监控系统 火灾自动报警系统 暖通空调自控系统 10.91% 14.55% 29.09% 30.45% 53.18% 58.86% 68.86% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 暖通空调自控系统 变配电系统 火灾自动报警系统 入侵报警系统 停车场管理系统 出入口控制系统 视频安防监控系统 建筑智能化应用现状调研白皮书 18 建筑运 维管理人员反馈 的 参与运维的暖通空 调自控系统品牌占比 如 图 4-9 所示。 其中， 霍尼韦尔 21%、西门子 19%、江森自控 15%，未列入选项的其他品牌占比 27%。 品牌占比表明， 目前合资品牌 市场份额 超过 60%， 竞争力较强 。 图 4-9 暖通空调 自控 系统品牌占比 暖通空调系统 国产品牌市场占有率偏低，集成商反馈的主要原因是 ： 1） 主流智 能化产品长期占有市场 ； 2）现阶段国产品牌 缺乏优势明显的技术体系或者性能更高 的硬件设备 。 各主要因素 反馈情况如 图 4-10 所示。 图 4-10 国产智能化系统品牌问题分析 上述调研结果 表明 虽然 国内 品牌大量涌现 ， 价格相对较低， 但平台 构架仍然 沿 袭了主流品牌 ， 无突破性的变化和优势 。 基于 主流 品牌 建立的 长期市场信任 ， 建筑 所有者还是更倾向于使用成熟的合资品牌。 西门子 19% 霍尼韦尔 21% 施耐德 9% 江森自控 15% 清华同方 9% 其他 27% 缺乏优势明显的 技术体系 35% 缺乏更高性能的 硬件设备 29% 主流品牌市场占 有率高 32% 其他 4% 调研结果分析 19 4.2.3 系统集成 为了打破子系统 相互独立 ，信息孤岛的问题 ， 建筑 智能化子系统 通过数据接口 或者通讯协议集成，通过数据交互实现多系统协同工作，保障智能化系统 的 高效、 节能和安全运行。 各子系统并行并基于通讯协议的集成是目前采用较多的集 成 方式 25。 目前建筑智能化产品 常见接口 通讯协议 有 OPC、 ModBus、 Web Service、 BACnet、 SQL 等。调研结果如 图 4-11 所示， 排名前三的 通讯协议 为 ModBus、 BACnet 和 OPC。 图 4-11 智能化系统常用接口或协议 对 现有 智能化系统 的集成情况 进行 了 调研 ， 结果显示（ 图 4-12） ： 32%的集成商 认为 不足 20%的 项目 实现了集成， 29%的集成商认为 仅有 2040%的项目 实现了集成。 图 4-12 智能化 各子系统集成情况 -集成商 根据 上述调研结果 均值 加权 估计 得到，被调研项目 中 约 23%实现了集成 。 多数项 目的子系统独立工作。系统集成的核心是数据和信息的集成和互通，只有各子系统 数据和信息实现畅通交互，智能化系统才能统一调度资源，实现全局掌控和优化管 40.23% 57.05% 75.91% 76.36% 78.86% 0% 20% 40% 60% 80% 100% SQL Web Service Modbus OPC BACnet 20% 集成商： 32% 20%-40% 集成商： 29% 40%-60% 集成商： 22% 60%-80% 集成商： 8% 80%以上 集成商： 9% 建筑智能化应用现状调研白皮书 20 理。 运维管理人员 反馈 ， 46%的被访者参与运维的系统实现了部分集成。 39%基本实 现了集成 ， 15%左右的智能化系统无任何集成，各子系统独立工作 ，如 图 4-13 所示 。 图 4-13 智能化子系统集成情况 -运维人员 由于对智能化系统集成概念的认知 不同 ，建筑运维人员和集成商反馈的建筑智 能化子系统集成程度有所不同但总体 趋势较为一致 ，现阶段建筑智能化系统 约有 30% 左右 实现集成 ，智能化系统总体集成 程度不高。 4.2.4 运维管理 智能化系统投入使用后，集成商通常会继续参与系统的日常维保。 图 4-14 为 集 成商反馈的 智能化子系统日常运行故障 发生情况。被访者认为 视频 安防 监控、 暖通 空调自控 及 出入口控制 系统 投入使用后，出现 故障 的概率和频次 较高。 视频 安防 监控、 出入口控制 和暖通空调自控系统保障建筑 的日常 安全 ，维持 正 常 使用 功能 ，是建筑智能化系统的标配 。上述三个 子系统涉及设备 种类和 数量较多， 频繁 使用 ， 因此故障发生 概率 和频次 相对较高。 基本实现 39% 部分实现 46% 无集成 15% 调研结果分析 21 图 4-14 智能化系统应用故障率 稳定运行、便捷使用和节能 运维 是评价建筑智能化系统 性能 的关键指标。 如前 所述， 暖通空调 自控 系统 日常故障频次较高 ， 作为 与建筑节能、舒适 度 密切相关的 子系统之一， 如何保障该系统稳定、高效运行是建筑设计、施工和运维管理要解决 的重要问题 。本报告从稳定使用年限、故障频次、平台点位准确性、自动运维程度、 自动化率等方面， 对 该系统 应用情况 进行了重点调研。 首先 对 系统可正常使用 5 年的情况进行调研 ，结果如 图 4-15 所示。 图 4-15 暖通空调系统可长期（ 5 年）正常使用的比例 调研结果显示， 约有 52%的 被访者 认为 不足 40%的暖通空调 自控 系统能够 在 5 年 内 正常运行； 25%的 被访者 认为 4060%的智能化子系统 满足 以上要求 ， 仅有 23%的被 访者认为 60%以上的智能化子系统 可 正常运行 5 年 以上 。 基于 调研结果进行 平均 加权 0.93 1.32 1.88 2.03 2.10 3.40 3.80 4.61 5.08 5.16 6.63 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 电子巡查系统 变配电系统 能源管理系统 电梯监控系统 智能照明系统 火灾自动报警系统 停车场管理系统 火灾自动报警系统 出入口控制系统 暖通空调自控系统 视频安防监控系统 20% 28% 20%-40% 24% 40%-60% 25% 60%-80% 14% 80%以上 9% 建筑智能化应用现状调研白皮书 22 估算 ，现阶段 暖通空调 自控 系统 能够 正常使用的 比例约为 27%。 处理系统或设备故障是运行管理人员日常工作内容之一，对暖通空调自控系统 故障 发生 频率进行调研 ， 结果 如 图 4-16 所示 。 约 44%的 被访者认为 系统平均故障 周 期不足 1 年 ， 36%认为系统 平均故障 周期 在 13 年 之间， 仅有 8%的 被访者认为 系统运 行 5 年以上 才 发生故障。 图 4-16 现有暖通空调自控系统平均故障时间 结合图 4-15 和图 4-16， 集成商反馈能够 正常 运行 5 年以上的系统仅占 9%， 结 合 仅有 8%的运维管理 人员认为系统正常运行 5 年以上 才发生故障 的调研结果 。 推断 得到 ，目前暖通空调系统能够 长期（ 5 年 以上 ） 正常 运行 不发生故障 的比例 不足 10%。 系统 的高频次故障 会 拉低运维管理人员对智能化系统的信任，若此现象 长期 无 法得到有效改善，系统 可能被 弃用。 建议 在 智能化 系统建设完成后 对所有功能进行 全面 检测，系统试运行 结束 后 进行 复盘验收 ， 及时发现并解决问题， 保障 系统稳定 运行 。 运维管理人员 对平台各项参数 意义 的正确理解是实现高效运维的基础，调研结 果（ 图 4-17）显示 47%的被访者 基本了解 平台各 参数的意义， 约 36%的被访者了解 平 台 50%以上 参数 的意义，尚有 17%的运维人员对 平台 参数意义 不甚 了解。 故障发生周期 1年 44% 故障发生周期 1-3年 36% 故障发生周期 3-5年 12% 故障发生周期 5年 8% 调研结果分析 23 图 4-17 暖通空调系统点位意义 的 理解率 运维管理人员反馈 约有 47%的建筑暖通空调自控平台参数基本准确， 33%的 平台 大部分参数准确 ， 尚 有 15%的平台各项参数准确率不足 50%， 详见 图 4-18 所示 。 调 研结果 说明 ， 现阶段 暖通空调系统的点位准确率亟待提高。 图 4-18 暖通空调系统点位准确率 对自控平台 点位 的正常使用 情况 进行了调研，结果如 图 4-19 所示 。 53%的 被访 者 认为 所在建筑的 暖通空调系统点位基本正常， 27%的 被访人员 认为 系统 大部分 点位 能够 正常 使用 ， 19%的智能化系统控制点位 正常使用 率 不足 50%。 基本都了解 47% 大部分了解 28% 了解 一半 8% 仅了解 小部分 12% 不了解 4% 不知道 1% 基本准确 47% 大部分准确 33% 一半准确 5% 小部分准确 8% 基本都不准确 2% 不知道 5% 建筑智能化应用现状调研白皮书 24 图 4-19 暖通空调系统点位 正常使用率 空调自控系统参数的正确性和 正常 使用率决定了系统是否正常运行，自控功能 是否能够准确执行。从上述 调研 结果判断：由于 平台 参数准确率不高，正常使用率 不高，运维人员理解 差异 ，导致暖通空调自控系统正常运行比例偏低，且使用自控 逻辑的系统占比不高。可能导致暖通空调系统实际运行时舒适度和节能性偏离设计 目标， 也在 一定 程度上 增加了 运维人力成本。 对暖通空调系统的自动化运行现状进行了调研 ，结果如 图 4-20 所示 ， 39%的 运 维管理人员 认为现阶段暖通空调自控系统基本实现自 动 运行，但无优化； 27%的系统 基本实现自控，并可实现 一定程度的优化 运行 ； 19%的系统实现部分自控， 6%的系统 只监不控， 9%的系统自控功能完全失效，只能通过手动控制完成运行管理工作。 图 4-20 暖通空调自控系统自动运维现状 暖通空调 自控 系统 自动化率的高低 一定程度 反映了 系统智能化程度的高低。 如 图 4-21 所示 ， 32%的 被访者认为 建筑暖通空调自控 系统 中设备 基本实现 了全 自动 运 行 ， 42%的被访者 认为 自控平台中 大部分 设备 可实现自动化运行，尚有 22%的 被访者 基本正常使用 53% 大部分点位正常 使用 27% 一半 正常使用 5% 小部分正常使用 9% 没有 5% 不知道 1% 自控失效，完全手动控制 9% 只监不控 6% 部分自控 19% 基本实现自动控制 39% 基本自控，并可 优化运行 27% 调研结果分析 25 认为 暖通空调自控系统自动运行比例不足 50%。 图 4-21 暖通空调系统自动化率 智能手机的 普及 改变了人们 的 生活方式 和 工作 模式，更多的系统交互界面从 PC 端向移动端扩展 。 课题组 对 建筑 智能化 和移动端设备的 融合 情况 进行了调研， 集成 商反馈如 图 4-22 所示： 出入口控制系统 、智能照明、 入侵 报警等 系统 移动端 APP 应 用较多 ， 其他系统移动端 APP 应用 相对较少 。 运维管理人员反馈 表明 46%的建筑 尚 无 移动端 APP的 应用 ，仅有 1020%的建筑中移动端 APP有不同程度的应用，如 图 4-23 所示。 图 4-22 智能化子系统 移动端 APP 使用情况 基本全自动 32% 大部分设备可自动运行 42% 一半 设备可自动 运行 4% 小部分设备可自 动运行 11% 没有 8% 不知道 3% 6.82% 24.77% 33.18% 35.00% 40.45% 47.05% 48.86% 50.00% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 均无 火灾自动报警系统 暖通空调自控系统 能源管理系统 停车场管理系统 入侵报警系统 智能照明系统 出入口控制系统 建筑智能化应用现状调研白皮书 26