【绿建讲堂】室内环境质量与物联网（绿建之窗微信群2015年3月19日第30期讲座）

【主讲人】何森

 

【简介】1984年本科毕业于华东理工大学化工机械系；1987年硕士毕业于南京工业大学化工机械系；1987-2004年于北京化工大学机械系教学、科研、设计。现担任瑞芬德（北京）环境科技有限公司总经理、北京建筑装饰协会绿色建筑委员会特聘专家、中国金属协会辐射供冷供热委员会特聘专家、中国新风行业联盟常务理事、中关村绿色建筑创新技术联盟（筹）运营官兼“绿色建筑创新技术微信学院”校长。

 

    【讲座导读】本期【绿建大讲堂】是由瑞芬德（北京）环境科技有限公司总经理何森教授担任主讲人，为大家介绍互联网时代下的室内空气质量管理——室内空气质量与物联网。

 

【讲座实录】

室内环境参数处于一个不断变化的状态，如果不能得到有效控制，就会影响建筑室内人员的舒适性和健康。目前设备的空气处理效果只是在实验中测试所得，建筑本身的情况和安装条件会很大程度的影响实际使用效果。物联网空气管理系统是从空气质量这个终极目标出发来设计、集成整个系统，以达到用户要求的空气质量目标，是一个创新的系统。

 

一"室内环境质量

    室内环境质量：《绿色建筑评价标准》GB/T50378对室内环境要求包括：室内噪声限制、照明质量、热湿舒适度、室内空气质量等四部分。主要对应是暖通空调设备。

 

    暖通空调与人体的感受直接相关，也是建筑耗能大户。目前暖通空调存在的主要问题有：

•     评价体系不直接：以设备性能为主，而不是实际运行环境参数；
•     信息管理不到位：暖通空调是一个系统，但目前设计、供货、安装、验收、运行、售后各环节都是单独存在的，这样许多信息碎片化，信息丢失、信息失真情况严重，只能做到单阶段的优化管理，而无法做到全生命周期的优化管理；
•     效益和效率不佳：由于各环节配置效率低，因此在用户和供应商之间存在严重的信息不对称，造成效率差、效益低的情况。
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二、互联网

“互联网+”代表一种新的经济形态，即充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领2之中，提升实体经济的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。

 

“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新，发展壮大新兴业态，打造新的产业增长点，为大众创业、万众创新提供环境，为产业智能化提供支撑，增强新的经济发展动力，促进国民经济提质增效升级。

 

2015年3月5日李克强总理在政府工作报告中首次将“互联网+”行动计划提升为国家战略。

 

何为互联网的本质？互联网对人们有何帮助？对传统行业有何益处？

 

互联网的的本质是分享、互动、虚拟和服务。互联网出现之前，信息是稀缺的、不对称的，比如不同用户和不同的人、供应方和购买方之间信息的不对称。互联网时代信息是充分的，其最主要的作用是让信息充分流-，消除信息的不对称。

 

互联网思维，就是在（移动）互联网、大数据、云计算等科技不断发展的背景下，对市场、对用户、对产品、对企业价值链乃至对整个商业生态的进行重新审视，传统企业应思考如何快速发展，提高企业效益，而不是被淘汰掉。

 

三、互联网新技术

互联网新技术表现在四个技术的快速发展：移动互联网、物联网、云计算和大数据。以上四项就是新一代的互联网，或者叫移动互联网阶段的技术特征。

 

物联网和互联网有何区别？互联网是人与人之间的沟通，而物联网是物与物之间的沟通、是物物相连的互联网、是互联网的延伸。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

 

云计算也叫云平台，是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算或得到服务，以前用户软件应用及存储在电脑里操作，到了云阶段，却可以通过网络在“云”上进行，使服务容量、范围、时间得以扩展，增加了服务内容。

 

大数据指的是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。“大数据”是需要>处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

 

而大数据不能应用传统处理模式，需要一种新的模式——数据挖掘。数据挖掘一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程。数据挖掘通常与计算机科学有关，并通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习、专家系统和模式识别等诸多方法来实现上述目标。

 

四、互联网对室内环境行业的影响

互联网+，这个+是什么？个人认为就是传统行业。传统暖通行业要用互联网思维去打破、去改变、去发展。互联网的第一个作用是平等信息对称，用户可以通过物联网得到实际效果的数据，首选效果而不是品牌；其次是可以完整传递信息，克服了传统运行方式产生的信息不连续，信息失真的情况，可以以云服务的方式提高设计水平、安装质量、售后服务；第三是可以在行业内资源重新配置，提高行业运行效率，降低成本和售价，提升商家效益。互联网是提升暖通行业效益和效率的有效工具，将在未来几年中彻底改造暖通行业司帧

 

互联网改变行业，很多传统行业已经被互联网改变，如传统服务业、零售业、线下商店等。据统计家居和房地产是被互联网影响最慢的，暖通行业受影响也不大，属于互联网时代的落后行业。因为这是由行业特点（除了设备或系统交付之外，有全生命周期的管理和服务，需要前期的设计及用户的选择）决定的，不能用一个简单的模式去衡量，互联网要改变该行业需要慢长的时间。

 

到移动互联网阶段，互联网可能会在三个层次上改变暖通空调行业。第一个层次是评判的标准，以前用户选择系统，首先考虑的可能是设备的品牌、a料、性能或施工人员的质量；第二个层次是信息，传递信息的不同环节可能不到位（如果使用云平台，每一个环节都是一个链条，所有的信息都放在云服务器上，形成一个完整的信息链，信息传递的缺少，传递过程中失真就不会出现）。信息管理良好可以提高整个系统的安装质量、服务质a 、设计水平；第三个层次，因为有了云服务，有了大数据，有了移动互联网，移动通讯，各个环节可以形成一个平台，在平台上可以重新配置，谁的价值高，在配置过程中得到相应的回报，对用户来说得到最高的价值。

图1

  图1是互联网在三个层面对暖通环境或室内环境行业的影响。1、颠覆：数据改变行业的评价标准。原来都是实验室性能，重设计，不重视使用效果；而现在注重实际性能，由于有了物联网的传感器，随时可以得到现场参数，会关注参数能不能达标，会要求供应商达到这个参数的舒适度要求，进而改变行业的评价标准，对行业的影响是颠覆性的。

 

以前经常会发现这样的问题，用户反映使用效果没有达到，用户联系厂家会出现各种推诿，用户会非常无助。现在用户可以对供应商提出一个针对效果的要求，供应商只要明确测量方法，物联网传感器可以放在任何地方来测量，非常方便，通讯成本也低，技术上就解决了这个问题。

2、重构：行业信息管理。从信息流管理方面来看，建立信息记录、存储、质量、评价系统，提供云服务，指向最终用户。

3、再生：S业社区平台。在云平台基础上，在新互联网时代平台之下用户、厂商、物流、设计、工程、检测、服务各方会资源重组，得到更大价值。物联网是行业社区平台，有行业的特点，有行业关系，全生命周期服务，设计、规范来满足行业的要求。

 

五、物联室内环境管理简介

在室内环境、空气质量方面，可以进行物联网、云计算及未来大数据的尝试——物联室内环境管理。

 

首先要解决数据（即数据评价、连续记录及存储）的问题，供分析使用。而建立平台存储数据效果较好，一旦数据产生即存到平台上。数据一旦记录，不光是能检测设计要求，还可以对服务信息提供帮助，比如c来效果能达到，现在达不到了，可能是需要维护，需要更换滤网或者机械性能下降，由参数数据很容易判断因何造成的。

 

管理分成第三个层次，第一、把所有的传感器 、所有的设备都连到网络上；第二、把数据传出去或把数据往下传，数据可能是个参数、可能是运行参数、也可能是控制命令，它要在下端和云之间产生一个有保证通讯的通道；第三、是管理，用数据信息做服务、做控制。

 

图2

图2是使用传感器连续监测污染浓度，当浓:变化超过标准限定值时要进行介入，以保证室内空气质量。也可以通过对室内空气质量数据的分析处理，判断出需要更换滤网的准确时间，可以使用物联网空气管理系统来保证室内空气质量达标，将达标作为服务内容提供给用户，避免了用户的后顾之忧。让用户可以看到空气质量的实时变:，监督供应商的技术和服务水平。更适用于商业场所，如幼儿园、营业厅、病房、高级酒店及办公场所等地方。

图3

图3是物联室内环境管理系统。传感器和设备通过安装具有身份标识的物联网模块，接入系统。显示、控制和信息服务都是软件化操作。可以使用各种参数传感器，各种类设备。因此整个平台具有极其强大的服务能力。

 

而做节能，需要加计量表，把计量表作为物联的一个单元，可以进行网络显示、控制、数据服务，这属于第一个层次；第二个层次就是云平台，一个是服务器，主要是做云计算，还有一个是数据库，数l用云来做存储；第三个层次实际上就是管理，用数据信息作服务及控制，这个层面是属于应用，跟传统的系统是不一样的。

 

在这种架构下设备运行可以是智能的，不一定要人为介入，只要设定运行参数，有软件、算法可以保证自动达到这个参数。而且数据在整个体系中是随处可以到达的，能不能达到效果，各方都可以看到，一旦达不到效果，用户发现会马上通知相关人员来处理。可以想象，在这样一个架构下，在他的全生命周期，效益和效率芏ㄒ比传统的系统要高得多。

 

物联室内环境管理分为以下几个部分：

1、传感器参数：数据获得、传递、分析

2、设备：状态、控制运行、故障报警、使用统计

3、使用效果：保证比例、平均值、排名、使用建议

4、控制与服务：远程手动和自动控制、售后总包服务

5、数据分析和挖掘：优化控制模式、连带关系、行业数据统计和分析

物联管理=巨大用户+众多设备+多参数传感器+任意地点+任意时间

 

在这种体系下，这种架构使用下来可以积累很多运行数据。比如积累诸多测量室内外pm2.5浓度的资料，我们就可以知道，家里没有装室内净化器的情况下，室内外大概的比值的范围是多少？比值高意味着什么？比值底意味着什么着就要用大数据分析，得到结论。

 

基于空气数据的服务模式：

• 数据监测：物联网传感器实时将数据传至服务器；

• 数据分析：最大最小值、平均数据、达标评价；

• 数据显示：显示在任何位臵的显示器和移动终端；

• 质量控制：自动运行设备保证空气参数指标；

• 维护提醒：效果监测分析给出滤网更换提示；

• 其他服务：基于PM2.5浓度的吸烟报警等；

• 服务方式：短信/电邮/自助/人工服务等。

 

不同场合物联网的应用：

•幼儿园学校教室：儿童的健康与未来发展密切相关，一切为了孩子。教室应该有最好的空气保障。配臵液晶显示器及家长手机，实时显示教室的空气质量，让家长一百个放心。

•月子会所医院病房：康复的特殊要求，对空气质量的要求非常高，需要24小时充分保证。除公共区域液晶显示器外，还配臵值班电脑，设臵吸烟报警，由值班人员随时监控。

•商场展厅专卖店：大液晶显示屏，把良好的空气质量显示给顾客，展示产品和服务a档定位的本色。智能控制让业主省心。

•酒店别墅住宅：尊贵的用户当然要极致的服务，酒店大堂实时显示各房间的空气质量参数，让客户感受到家的顶级服务。服务台集中监控，根据入住情况开关管理设备运行。

•高档办公场所：空气质量好带来工作高效率，低病假，公司对员工的关怀全面体现。

 

物联管理特征：

1、可以接纳海量的用户

2、可以接纳众多的设备

3、各种参数的传感器,温度、湿度、pm2.5、二氧化碳、气味、亮度、噪声等。可以放在任意地点（只要是网络能接上），能够任意时间服务。

 

    举个例子：从室内空气监测服务来说，可以作数据监测，实时传上去，把数据实时分析，最大值是多少，最小值是多少，平均值是多少，达没达标，数据显示可以放在任何地方，在任何时间都能看到。那么质量控制效果是否达到，何时系统应该维护、更换滤网、检查设备抑>其它服务，基于数据分析基础上的，还可以提供各类型的服务，比如短信，微信，电话人工查询都可以做，丰富了服务的内容。

 

    而空气质量管理该如何做？需何种流程？第一，客户要了解，要求信息对称，需要把数据测出来马上显示出来、公布；第二，传感器要保证其效果，还要考虑控制方式，是手动控制还是自动控制；第三、传感器要测什么，要保证什么定下来，要选择什么样的设备，什么样的系统来达到效果，这就是系统设计，还要考虑系统控制和设备集成之间的关系。另外，可以给客户提供各种层次的服务，还可以总包，剩诘木褪欠务期限。

 

图4

    图4是某银行营业厅160m2配置物联网空气管理系统。首先要选择显示器，比如一台42英寸液晶显示器挂在营业厅、滚动播放数据；第二要选择传感器（要室内外都有，因为要做对比），比如4（室内）+1（室外）个温湿度、PM2.5、CO2传感器；第三做设计，要做设计，选什么机器能满足这个效果，选机器要看参数。有些东西如比如加湿，家电类的加湿器和净化器是可以达到效果的，如果要降低二氧化碳不容易达到效果，比如2台瑞芬德热回收净化新风机安装在吊顶上；第四是控制，以确定控制权，比如就地控制器+网络自动控制相结合；第五服务是否有附加要求，比如服务商网络接口、数据测，每年换滤网保修服务；第六要达到何种效果，比如达标时间>90%使用时间

 

Q：什么叫信息不对称？

A：比如不同用户和不同的人、供应方和购买方获得的信息是不相同的，供应方懂得多获益较多，就属于信息不对称。

 

Q：为什么互联网能消除信息不对称？

A：互联网信息是充分的，其最主要的作用是让信息充分流动、公开、扩散，以消除信息s不对称。

 

Q：暖通行业为什么现在受互联网影响不大？

A：是由暖通行业特点（除了设备或系统交付之外，有全生命周期的管理和服务，需要前期的设计及用户的选择）决定的，互联网也有一个发展阶段，之前做不到的，现在可以做到。

 

Q：物联网能如何改变对暖通系统的评价方式？

A：把服务扩展到全建筑生命周期，用互联网服务作-筑延伸。

 

Q：绿色建筑强调过程还是结果？绿建评价指标与之前的各种建筑标准有什么区别？

A：绿建从之前注重过程，到注重结果，从专业要求到整体要求，绿建重新整合各专业，可以做到节能，效果更高。比如绿建要求比节能标准还要高30%，这就要各e专业打破壁垒，整体方案达标。

Q：什么是互联网思维？

    A：互联网的本质是分享、互动、虚拟、服务。物联网，可以追溯到源头；云数据，提供真实可信的相关数据。云计算的源头是不掺假，让数字说话，让人信服。暖通行业、家居行业、地产行业离互联网远，是因为没有互联网思维。口碑就是移动互联网的特点。