用于减少建筑工地能源浪费的人工智能系统

作为消费者，我们经常被提醒离开房间时要关灯，不用暖气时要关掉，避免让所谓的“待机设备”处于待机状态，以免它们消耗掉少量电力，而这些电力最终可以累积成大量的金钱和碳排放节省。

但就工作场所（尤其是建筑工地）而言，尽管建议可能相同，但电力专家表示，在实践中，很少有人采取措施来阻止建筑工人在他们甚至没有使用的电器设备上浪费数千美元和数吨二氧化碳。

建筑工地能源管理系统可以帮助承包商节省数千美元的燃料费用。图片：Adobe Stock

英国科技初创公司 Measurable Energy 的商务总监 Adam Wright 表示，建筑工地是浪费少量电力（他称之为“小功率”）的罪魁祸首之一，该公司专门帮助承包商和其他人员减少工地小屋的电力消耗。

“建筑工地电力供应不足是个大问题，因为工人们来上班，完成自己的工作就走了，”他说。“他们很少有人负责。他们只负责完成当班的工作，然后就去忙下一件事。工地就是这样运作的。每个人都专注于做好自己的工作，然后就离开。但这也就意味着，有人可能因为天气有点冷就打开了暖气，并且无视了所有控制暖气开关的装置，然后就离开了。这些暖气就这样一直开着，直到晚上和周末，最终我们就会遇到这样的情况：盛夏时节，工棚里暖气开着，所有的窗户都敞开着，因为太热了。”

此外，赖特指出，与几乎总是连接到更便宜、更环保的国家电网的永久性建筑不同，临时建筑工地办公室通常需要通过昂贵且碳排放量大的柴油发电机组来产生能源。

为什么承包商在施工现场浪费这么多电力？

“对于一级承包商来说，他们同时会拥有数百个工地，每个工地都有四到五十个这样的简易房，”赖特说道。“很多建筑公司都很难将这些简易房接入电网。他们会申请并网，试图获得电网供电，但等到电网接入时，项目可能已经完工了，所以他们通常只能使用柴油发电机。这意味着，我们讨论的不是几便士的电费，而是每月数千英镑的燃料费。所有这些工地加起来，每年浪费的柴油价值可能高达数十万英镑。而当你考虑到由此产生的碳排放时，数字还会更高。”

赖特表示，为了应对这种情况，Measurable Energy 是众多绿色科技初创公司之一，这些公司生产人工智能赋能的能源管理系统，以监控现场小屋内的能源使用情况，并帮助提高能源效率。

以 Measurable Energy 公司为例，该公司在工地小屋的电源插座中安装了“智能”插座。每个插座都连接到一个基于云的系统，该系统使用人工智能算法分析哪些插座正在使用，哪些插座虽然开着但未使用。然后，系统利用这种智能分析结果切断后者的电源。

2021年，该公司与Kier公司达成协议，在两个试点建筑工地安装新型插座。Measurable Energy公司在便携式住宿公司Wernick Group提供的舱室中安装了37个插座，这些舱室用作厨房、卫生间、淋浴间和公共区域。该公司还设置了舱室干燥室的除湿机，使其仅在雨天启动。

Measurable Energy 智能插座。图片来源：Measurable Energy

赖特表示，Kier公司利用人工智能识别已开启但未使用的设备并自动将其关闭，从而减少了4566千瓦时的电力浪费，相当于减少了3.9吨二氧化碳排放，并为公司节省了3031英镑的年度电费。此外，通过监测能源使用高峰，该技术还识别出一台故障加热器，并在其引发火灾隐患之前将其移除。

2022年，承包商摩根辛德尔（Morgan Sindall）在英国一所新建学校进行的一项类似试验结果更为显著。该承包商每月柴油燃料费用从1万英镑降至5000英镑，二氧化碳排放量减少了5.5吨。

赖特表示，最大的能源浪费来自工地小屋的烘干室——这些房间实际上装满了多达十台 2kW 的加热器，用于烘干潮湿的衣物和设备，防止发霉。

“我们的想法是，工人们下班回家前，如果遇到下雨天，他们会把衣服晾在烘干室里，然后暖气会开到最大功率，让他们第二天回来之前把衣服烘干，”赖特说。“但结果是，没人愿意穿着湿衣服回来，所以这些暖气就一直24小时开着，不管天气好坏。”

赖特表示，Measurable Energy公司另辟蹊径，开发了一套系统，将部分服务点的烘干室电路与当地气象站的数据连接起来。这样一来，加热器就被设定为只在下雨时启动，并在设定的小时数后自动关闭。

人工智能如何减少现场能源浪费？

“虽然理论上柴油发电机的成本应该在每千瓦时 60-70 便士，但由于运行效率低下，我们经常看到实际成本高达每千瓦时 5 英镑。所以，如果你的发电机每小时浪费 20 千瓦时，而且柴油燃料成本高达每千瓦时 5 英镑，你可以想象，一周、一个月、一年下来，这笔费用会累积得多么惊人。”

赖特表示，自该公司于 2022 年成立以来，已在英国各地的工地小屋和建筑公司办公室安装了约 10,000 个智能插座，每年总共减少了约 444 吨的碳排放。

每个插座的价格在 25 英镑到 45 英镑之间，此外每个插座每月还要支付 1.68 英镑的月租费，不过对于承包商来说，这笔费用可以包含在小屋提供商的总租赁费用中。

该公司的承包商客户包括 Kier、Morgan Sindall、Balfour Beatty、Galliford Try 和 Balfour Beatty Vinci。此外，该公司还与工地住宿专家 Algeco（Modulaire 旗下公司）、Wernick Group 和 Sunbelt Rentals 合作，在工地小屋交付到工地前为其安装智能插座。Measurable Energy 目前也在开发一种与欧盟插座兼容的欧洲插座，并计划推出美国版本。

Measurable Energy 只是众多致力于为建筑工地设计能源管理系统的绿色科技初创公司之一。

Eco Lync能源利用系统由Invisible Systems公司与Sunbelt Rentals和Balfour Beatty公司合作开发。图片：Sunbelt Rentals

自 2020 年以来，Balfour Beatty 与 Sunbelt Rentals 和物联网 (IoT) 专家 Invisible Systems 合作，在其建筑工地推广 Eco Lync 能源管理系统。

Invisible System 的 Eco Lync（有时也称为 EcoNet）并非连接到智能插座，而是通过小屋外部的配电箱运行，这使得该系统不仅可以监控现场小屋内设备的能耗，还可以监控整个现场使用的电器设备的能耗。

虽然这意味着系统难以精细地关闭单个未使用的加热器或监控器，但也意味着人工智能能够优先考虑现场所有用电设备的电力需求，并在电力受限的场所管理用电需求。这意味着，在液压升降机或塔式起重机运行的短暂时间内，系统可以降低烘干室或员工餐厅的用电量，从而使工地完全依靠更便宜的电网电力或更少数量的柴油发电机运行，降低整体燃料消耗和碳排放。当有多个电源可用时，该技术能够选择效率最高的电源。

人工智能系统优化建筑工地电力

贝尔福·贝蒂公司在其东利兹环线项目的工地小屋中开始试用该系统，并在六个月内报告称，由于能够切换到电网供电、主动管理电动汽车充电以及优化供暖、热水和外部照明的运行时间表，整个工地的碳排放量减少了83%。该公司正在其所有拥有六个以上工地小屋的工地推广该系统。

“我们与Sunbelt和Balfour Beatty的合作成果将成为整个建筑行业的标杆，”Invisible Systems首席执行官Pete Thompson表示。“我们的解决方案利用物联网技术，使建筑行业能够朝着碳中和的目标迈进。”

与此同时，布依格表示，该公司已在其多个办公地点安装了由科技公司 Gaia Group 开发的基于传感器的能源管理自动化系统 AutoMate。

Gaia集团的AutoMate能源管理系统。图片：Gaia集团

与 Eco Lync 类似，AutoMate 系统也利用人工智能技术，将电力从非必要用途转移出去，并在需要时提供额外的电力。为此，它采用了一系列高科技传感器和设备，包括地理围栏技术，以便在员工离开工作场所时关闭照明和供暖系统，并在检测到员工返回工作场所时重新开启。传感器还能检测降雨，并自动启动烘干设施。

回到 Measurable Energy 公司，Wright 表示，越来越多的承包商开始在现场使用能源管理系统，通常会结合多个供应商的产品，以获得最大的节省。

“我认为我们目前面临的最大障碍是，我们是在向人们讲述一个他们原本并不认为是问题的问题——或者充其量只是略有耳闻——所以需要时间才能获得他们的认同。”