【摘(zhāi)要】：針(zhēn)對大型(xíng)公共(gòng)建築能耗高且能源管理(lǐ)不(bù)合(hé)理的(dí)問題，利用(yòng)計(jì)算(suàn)機網絡技術，通訊技術，計量控製技(jì)術等信(xìn)息(xī)化(huà)技術(shù)，實現(xiàn)能(néng)源資(zī)源分類分(fēn)項計量(liáng)和能源(yuán)資(zī)源(yuán)運行監(jiān)管(guǎn)功(gōng)能，清(qīng)晰(xī)描(miáo)述建築(zhù)內(nèi)總的用能(néng)現(xiàn)狀(zhuàng)；實時監(jiān)測(cè)各供(gōng)電回(huí)路的電壓(yā)，電流和功率(shuài)等電力參數，識別有效負荷與無效能(néng)耗，從而(ér)可(kě)通(tōng)過技(jì)術或行為節能方式(shì)，實現(xiàn)建築(zhù)的有效節能。

【關鍵詞】：學(xué)校(xiào)；大型公共建築；節能；能(néng)耗(hào)；綠色建築(zhù)；

0    引(yǐn)言(yán)

  隨(suí)著社會(huì)的發展，能源(yuán)的消耗(hào)量(liáng)也(yě)在迅(xùn)速(sù)增長(cháng)，特別是(shì)建築能耗的增長特別迅(xùn)速(sù)，已(yǐ)經成(chéng)為除工業，交(jiāo)通外(wài)的第三大能源消(xiāo)耗。按照當(dāng)建築(zhù)業的(dí)發(fā)展趨(qū)勢，在若幹(gān)年後社會的能源(yuán)產出(chū)將(jiāng)無(wú)法滿足能源的需求，所以減(jiǎn)小(xiǎo)能(néng)源的消耗量是(shì)一個(gè)十(shí)分(fēn)重要(yào)的且需(xū)要盡(jìn)早(zǎo)解決(jué)的(dí)問(wèn)題。在建(jiàn)築能(néng)耗中，大型公(gōng)共(gòng)建築(zhù)的能源消耗量(liáng)占據(jù)了很大(dà)的份(fèn)額(é)，雖(suī)然其總(zǒng)能耗(hào)量(liáng)遠(yuǎn)不如住(zhù)宅建築消耗量(liáng)大(dà)，但是(shì)單(dān)位麵(miàn)積(jī)的能耗(hào)消耗(hào)量十分(fēn)巨大，所以大(dà)型(xíng)公(gōng)共建築(zhù)的(dí)節(jié)能(néng)工作具(jù)有很大(dà)的(dí)潛(qián)力。大(dà)型公(gōng)共建築能耗(hào)監測係(xì)統的(dí)建(jiàn)設使得(dé)人(rén)們(mén)可(kě)以充分(fēn)了(liǎo)解大型公(gōng)共(gòng)建築(zhù)的(dí)能(néng)耗使(shǐ)用情(qíng)況，為提出(chū)有(yǒu)效(xiào)的(dí)節能減排政策與決(jué)策(cè)奠定基礎，隨著中國城市化(huà)進程的推(tuī)進，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展(zhǎn)，我國(guó)建築能耗(hào)總(zǒng)量(liáng)呈(chéng)持續(xù)增長的態勢，並(bìng)且(qiě)增長速度(dù)有越來越快的(dí)趨勢(shì)。如(rú)果(guǒ)任由建(jiàn)築(zhù)能(néng)耗(hào)照此(cǐ)速(sù)度增長，必然給中國(guó)能源供應安(ān)全帶(dài)來極(jí)大(dà)的壓力，因此建(jiàn)築節能(néng)勢在(zài)必行。

本(běn)文以北(běi)師大(dà)杭(háng)州中學為例，通過能(néng)耗在綫監(jiān)測係(xì)統數據傳(chuán)輸網絡的(dí)搭(dā)建，數(shù)據采(cǎi)集與(yǔ)分析(xī)等(děng)，介紹(shào)了能(néng)耗在(zài)綫(xiàn)監測係統在(zài)大型共建以(yǐ)及學(xué)校中的應用(yòng)。

1   項目(mù)概述及建設(shè)目標

  北京(jīng)師範(fàn)大(dà)學(xué)附屬中(zhōng)學杭州中(zhōng)學位於浙(zhè)江(jiāng)省杭(háng)州(zhōu)市上城區銀鼓路5號，整個(gè)學校(xiào)包(bāo)括(kuò)1~3#教學(xué)樓，圖書館，風雨操(cāo)場，報告(gào)廳行(háng)政(zhèng)綜(zōng)合樓，體育(yù)場(cháng)看台以(yǐ)及地下配(pèi)電室(shì)等(děng)。

  整個(gè)學(xué)校智能(néng)化係統建(jiàn)設滿足目(mù)應用為基(jī)礎，同(tóng)時考(kǎo)慮到今(jīn)後智能(néng)化技術(shù)的發展趨勢，北京師(shī)範(fàn)大(dà)學附屬中學杭(háng)州(zhōu)中學智能化(huà)係(xì)統需(xū)具(jù)備技(jì)術(shù)先(xiān)進性，經濟實(shí)用性(xìng)，結(jié)構(gòu)合理性(xìng)，使用(yòng)可靠(kào)穩(wěn)定(dìng)性，可(kě)擴(kuò)展性(xìng)。分項計量係統的總(zǒng)體架(jià)構由一個節能(néng)監(jiān)管中(zhōng)心，若幹個現場(cháng)采(cǎi)集(jí)計量係(xì)統(tǒng)組(zǔ)成，各采集計量係統之間通過(guò)局域(yù)網進(jìn)行(háng)通(tōng)訊。設(shè)置能源管理中心(xīn)，將各(gè)棟樓(lóu)宇現(xiàn)場讀取(qǔ)的(dí)能(néng)源計量(liáng)數(shù)據通過局域(yù)網傳(chuán)至(zhì)數據(jù)中心，校領導(dǎo)和能源(yuán)管理專員依(yī)據(jù)不同權限可訪問(wèn)中(zhōng)心(xīn)服務(wù)器，實(shí)時查(chá)看(kàn)能(néng)耗(hào)情(qíng)況(kuàng)。係(xì)統管(guǎn)理(lǐ)平台軟(ruǎn)件采(cǎi)用C/S結(jié)構(gòu)，可(kě)以(yǐ)實現完(wán)整(zhěng)的(dí)管理(lǐ)，操作(zuò)功(gōng)能，對(duì)客戶端的用(yòng)戶(hù)，在(zài)通(tōng)過多(duō)種授權驗證後(hòu)，同樣(yàng)提(tí)供查(chá)詢，數據(jù)分析結果(guǒ)展示，管(guǎn)理(lǐ)，監控等功(gōng)能。並為後(hòu)期綠色建築(zhù)的(dí)申(shēn)辦打下(xià)堅(jiān)實(shí)的基(jī)礎(chǔ)。

2  能耗在綫監測係統的設計

  整(zhěng)個能耗在綫監(jiān)測係(xì)統(tǒng)的(dí)設(shè)計是(shì)以《辦(bàn)公建(jiàn)築和(hé)大(dà)型公(gōng)共(gòng)建(jiàn)築(zhù)能耗監測係(xì)統(tǒng)分項能(néng)耗數據(jù)傳(chuán)輸(shū)技(jì)術導(dǎo)則(zé)》，《浙(zhè)江省辦(bàn)公(gōng)建(jiàn)築和大(dà)型公(gōng)共(gòng)建(jiàn)築(zhù)用(yòng)電分項計(jì)量設計標準》等相(xiāng)關技(jì)術導則為基(jī)礎，建設符合(hé)用戶實際需(xū)求的能耗在(zài)綫(xiàn)監測係統，係統(tǒng)完(wán)成了(liǎo)整個(gè)學校內(nèi)部能耗(hào)計量(liáng)儀表(biǎo)和(hé)能耗數(shù)據采(cǎi)集(jí)裝(zhuāng)置的安(ān)裝，實現從建築采(cǎi)集(jí)能(néng)耗數據(jù)，遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)，數據(jù)統(tǒng)計與展示的功(gōng)能。整(zhěng)個(gè)係(xì)統包括能耗數(shù)據(jù)的原始(shǐ)采(cǎi)集，能耗數據(jù)的(dí)在(zài)綫(xiàn)傳輸，能(néng)耗數(shù)據的(dí)在(zài)綫分(fēn)析診斷等，通(tōng)過能(néng)耗計量裝置的安(ān)裝，實(shí)現能(néng)耗數(shù)據的原始(shǐ)采(cǎi)集(jí)；通過通(tōng)訊管(guǎn)理機(jī)的安裝(zhuāng)，實現(xiàn)能耗(hào)數(shù)據(jù)的在綫(xiàn)傳輸；通(tōng)過(guò)能(néng)耗數據的(dí)采集(jí)存數，形(xíng)成可(kě)視化趨勢，確定較高能(néng)耗(hào)範圍(wéi) 診(zhěn)斷(duàn)形成(chéng)高耗原因；通(tōng)過後期(qī)的(dí)配置節(jié)能(néng)節(jié)電(diàn)產(chǎn)品(pǐn) 改進運營管(guǎn)理模式(shì)，進(jìn)行節(jié)能(néng)降(jiàng)耗(hào)；通過節(jié)能降耗後數(shù)據對比，查(chá)看節能降(jiàng)耗(hào)實施效果。

2.1 能耗數據(jù)的(dí)原(yuán)始采(cǎi)集

  能耗數(shù)據(jù)的原始(shǐ)采集(jí)是整(zhěng)個能耗在綫(xiàn)監(jiān)測係統(tǒng)的(dí)基礎，是(shì)整個能耗(hào)在綫(xiàn)監(jiān)測(cè)係統(tǒng)的(dí)基本構(gòu)成元素(sù)，指(zhǐ)依據(jù)辦公(gōng)建(jiàn)築(zhù)和大型公共建(jiàn)築消耗的主(zhǔ)要能源種類的(dí)劃(huá)分，分(fēn)項能耗(hào)數(shù)據是(shì)指(zhǐ)分類(lèi)能耗數據中的(dí)一(yī)類或多類再細分為若(ruò)幹項。如電能(néng)又可以分(fēn)為(wéi)4類(lèi)分項，插(chā)座(zuò)照明用電(diàn)，空調(tiáo)用電，特(tè)殊用(yòng)電和(hé)動力(lì)用電(diàn)，且(qiě)每一個分項又(yòu)可再分為若幹子項(xiàng)。插(chā)座照明用(yòng)電包(bāo)括了建(jiàn)築內部(bù)主(zhǔ)要工作(zuò)區域照(zhào)明，普通設(shè)備用(yòng)電等。可細分為插(chā)座照(zhào)明(míng)用(yòng)電(diàn)，應急照(zhào)明(míng)及(jí)走廊(láng)用電，室(shì)外照(zhào)明用(yòng)電三個子(zǐ)項(xiàng)。空調用電(diàn)主要是(shì)指(zhǐ)為建築(zhù)內部提供(gōng)製(zhì)冷和(hé)製(zhì)熱所消(xiāo)耗的(dí)電能，其也(yě)包(bāo)括(kuò)兩個子項，冷(lěng)熱(rè)站電能(néng)使(shǐ)用(yòng)和空調末端電能使用。動力用電(diàn)是(shì)為建築內提(tí)供動力服(fú)務使(shǐ)用的電能，包(bāo)括電梯用電，水泵(bèng)用電(diàn)，通風機用電(diàn)三(sān)個子(zǐ)項。這些分類分(fēn)項(xiàng)數(shù)據(jù)要在采(cǎi)集器內(nèi)部進行計(jì)算(suàn)和(hé)存(cún)儲，並(bìng)定(dìng)時與(yǔ)數(shù)據中心建(jiàn)立(lì)連接發(fā)送原(yuán)始(shǐ)數據(jù)。本項(xiàng)目中(zhōng)，涉及到(dào)的(dí)能耗信息主(zhǔ)要包括耗電量，耗水量(liáng)，按照(zhào)分類，分項計量(liáng)係統的設(shè)計(jì)要(yào)求，本(běn)建(jiàn)築(zhù)中用電計量采用多功能電度表(biǎo)，在各樓(lóu)層(céng)照(zhào)明配電(diàn)箱，空調(tiáo)配(pèi)電箱(xiāng)，動力配(pèi)電(diàn)箱以(yǐ)及其(qí)他特殊用(yòng)電(diàn)配電箱安裝(zhuāng)多功(gōng)能電(diàn)表(biǎo)，實(shí)現電能的(dí)分(fēn)項采(cǎi)集；水主(zhǔ)要采用(yòng)遠(yuǎn)傳(chuán)式水表以及(jí)超(chāo)聲(shēng)波流量(liáng)計。

多功能(néng)電表采用交(jiāo)流采(cǎi)樣技(jì)術，能分別測量(liáng)電(diàn)網中的電流，電(diàn)壓(yā)，功(gōng)率(shuài)，功率因數和(hé)電(diàn)能(néng)等參數，可通過麵板(bǎn)薄膜(mó)開關(guān)設置倍(bèi)率。帶(dài)RS-485通訊接口，采用Modbus-RTU通(tōng)信協議(yì)，所有多(duō)功能電(diàn)表(biǎo)有(yǒu)功(gōng)電度計量精度(dù)達(dá)到(dào)0.5級(jí)    

2.2 數(shù)據傳輸(shū)

  數據(jù)傳輸是(shì)指原始分類(lèi)分項數據經由(yóu)數據采(cǎi)集器(qì)通(tōng)過Internet或GPRS等遠程(chéng)通(tōng)訊(xùn)方式將能(néng)耗(hào)原始數(shù)據(jù)從(cóng)有(yǒu)離散(sàn)分布(bù)的(dí)建築(zhù)群上(shàng)傳到數據(jù)中(zhōng)心(xīn)，並將數據進(jìn)行處(chǔ)理，完成原始數據存儲的(dí)過程。在該過(guò)程中，數據采(cǎi)集(jí)器(qì)將定時采集(jí)到的數據(jù)進行累(léi)加，形(xíng)成可擴展標示(shì)語言（XML）格式(shì)的(dí)數據包，數據(jù)包中不僅包(bāo)含需(xū)要(yào)上(shàng)傳(chuán)的數(shù)據還包括(kuò)對應的建(jiàn)築信息和采集器信息等。采(cǎi)集(jí)器還要對(duì)要(yào)傳輸的(dí)數(shù)據包(bāo)進行加密處(chǔ)理，一般采(cǎi)用128位aes加(jiā)密處理以(yǐ)保證數據的安全並進(jìn)行(háng)上傳工作。整(zhěng)個係統(tǒng)的數據(jù)傳輸網絡包括(kuò)現(xiàn)場計量采(cǎi)集裝置與采集(jí)器(qì)之間的(dí)485網絡(luò)以及采集器(qì)與(yǔ)數(shù)據(jù)中心之間(jiān)以(yǐ)太(tài)網(wǎng)，現場計量(liáng)采集裝置(zhì)與采集器之(zhī)間(jiān)通(tōng)過(guò)RS-485的(dí)總綫(xiàn)方式，實現計(jì)量(liáng)采(cǎi)集(jí)裝(zhuāng)的(dí)手拉手(shǒu)式的連接，終接入(rù)采集器，每(měi)路(lù)485總綫(xiàn)連(lián)接計量采集(jí)裝置(zhì)的(dí)數(shù)量在20隻左(zuǒ)右(yòu)；采(cǎi)集器(qì)與數據(jù)中(zhōng)心之間通(tōng)過建築(zhù)內(nèi)部(bù)智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現數(shù)據的遠傳(chuán)傳輸，整個(gè)係統的網絡(luò)結構如下圖(tú)所示(shì)：

2.3 能耗在綫監(jiān)測(cè)係統軟件(jiàn)功(gōng)能設計

  能(néng)耗綜(zōng)合主(zhǔ)界麵

  通過綜(zōng)合(hé)能耗主(zhǔ)界麵可以反(fǎn)映醫院當年用(yòng)能(néng)各(gè)分類能耗和(hé)折(zhē)算(suàn)為(wéi)標準煤的綜合(hé)能耗(hào)，並計算得到(dào)單(dān)位麵積能耗(hào)；界(jiè)麵下(xià)方顯示這(zhè)能耗的當日逐時用能曲綫(xiàn)；單(dān)擊(jī)每(měi)個(gè)分類(lèi)能(néng)耗的上部區(qū)域(yù)，可(kě)跳轉(zhuǎn)到該(gāi)分(fēn)類能耗的用能(néng)分析主界麵；可通過下(xià)拉(lā)框切(qiē)換(huàn)建築(zhù)物(wù)。

  分(fēn)項用(yòng)電數據統(tǒng)計(jì)

  將電耗進行(háng)逐時，逐(zhú)日，逐月(yuè)，逐年統(tǒng)計。統計數據采用餅(bǐng)圖，柱狀圖，綫(xiàn)圖，區(qū)域圖(tú)等(děng)各種(zhǒng)圖(tú)形展示(shì)方式，直(zhí)觀反映(yìng)各項(xiàng)統計數據的(dí)數(shù)值，趨(qū)勢(shì)和(hé)分布(bù)情(qíng)況(kuàng)。

  用電支路(lù)趨勢分析

  統計(jì)各區(qū)域(yù)，各設備(bèi)電能消(xiāo)耗，準確(què)定位用電消耗(hào)重(zhòng)點回路，製定(dìng)節能績效考核製度，推動節能(néng)降(jiàng)耗(hào)的(dí)真(zhēn)正有效(xiào)執(zhí)行。為(wéi)用(yòng)能(néng)重點設(shè)備建(jiàn)立(lì)運(yùn)行(háng)記(jì)錄檔案(àn)，長期(qī)跟(gēn)蹤記錄設(shè)備運(yùn)行(háng)過程中(zhōng)的能(néng)效分析評(píng)估結果(guǒ)，結合設(shè)備維護保養(yǎng)記(jì)錄，為設備的運(yùn)行(háng)維護(hù)提供依據(jù)。

  能(néng)耗(hào)數(shù)據同(tóng)環比分析

  將各(gè)種類型和各(gè)主要(yào)耗能(néng)設備(bèi)的(dí)能耗與去(qù)年同(tóng)期(qī)值和(hé)上(shàng)月值進(jìn)行同比環(huán)比分析，檢(jiǎn)驗(yàn)節能(néng)效(xiào)果，根(gēn)據分析結果執行節(jié)能績效考核，以及節能目標(biāo)的(dí)修正。

  能耗數據分時(shí)統計

  將能源(yuán)類型(xíng)，負載(zǎi)類型(xíng)，區(qū)域能(néng)耗(hào)按(àn)照(zhào)時間(jiān)區分，按時(shí)，天(tiān)，月，年，工作日(rì)，非工作日等(děng)對用(yòng)能(néng)數據(jù)進行(háng)對(duì)比(bǐ)分析，掌(zhǎng)握能(néng)源具體(tǐ)消(xiāo)耗情況。可(kě)將(jiāng)每天用(yòng)能(néng)按(àn)時段設置峰(fēng)，平(píng)，穀，統(tǒng)計(jì)各時段能耗，降(jiàng)低閒時能耗(hào)。

  電(diàn)能數據(jù)實時監測和(hé)預(yù)警(jǐng)

  通(tōng)過智能(néng)儀(yí)表以(yǐ)技(jì)術手段實(shí)現自(zì)動化全實時，高密度(dù)的實(shí)時(shí)用能監測(cè)，減(jiǎn)少(shǎo)用能的“跑(pǎo)，冒(mào)，滴，漏(lòu)”和計(jì)量(liáng)誤差。實(shí)時監視現場儀表(biǎo)的回傳數據，對(duì)電能(néng)進(jìn)行合(hé)理(lǐ)的管控(kòng)和預(yù)警，及(jí)時發(fā)現(xiàn)並改正(zhèng)運行(háng)中(zhōng)存在的用電異(yì)常，隨(suí)時(shí)處(chǔ)理。按需(xū)設置重要(yào)設備的超標預警(jǐng)值(zhí)，超(chāo)標(biāo)時(shí)醒目提醒(xǐng)並(bìng)主(zhǔ)動(dòng)記錄(lù)。

3，能耗在綫監測(cè)係(xì)統(tǒng)建設(shè)的意(yì)義

  大(dà)型(xíng)公(gōng)共建築能(néng)耗監測係統(tǒng)是(shì)按照辦公(gōng)建築和(hé)大型公(gōng)共(gòng)建築能耗(hào)監(jiān)測係(xì)統(tǒng)建設的相關技(jì)術(shù)導則(zé)進行設計(jì)的一個(gè)多層次，多(duō)功能(néng)，跨區(qū)域(yù)，可雙(shuāng)向交(jiāo)換(huàn)信息(xī)的復雜(zá)係統。通(tōng)過搭(dā)建這樣(yàng)的(dí)能耗(hào)監測係統可以實時(shí)監測建築的(dí)能耗使用情況(kuàng)，通(tōng)過能(néng)耗(hào)數據(jù)的分類分項計(jì)算，數據的(dí)分時統計，公(gōng)共展示平台等，能促(cù)使辦公(gōng)建(jiàn)築和大型(xíng)公共(gòng)建築提高節能運(yùn)行(háng)管理水(shuǐ)平，為(wéi) 機(jī)關製定切(qiē)實有(yǒu)效(xiào)的政策(cè)和決策提供參考(kǎo)和(hé)有力的(dí)支持，並過(guò)能源(yuán)綜(zōng)合管(guǎn)理係(xì)統軟件對(duì)各(gè)電能計(jì)量(liáng)點的(dí)用(yòng)電量(liáng)實(shí)施在(zài)綫計量(liáng)，動態(tài)監測，集(jí)中(zhōng)管(guǎn)理，科學考(kǎo)核，通(tōng)過有效的(dí)末端(duān)監(jiān)控管理，綜(zōng)合性(xìng)地(dì)實(shí)現整體(tǐ)節能，為高(gāo)能耗建(jiàn)築的(dí)進一步節(jié)能(néng)改(gǎi)造(zào)提供(gōng)依(yī)據(jù)。