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建筑能耗監(jiān)測對建筑節(jié)能的研究

安科瑞直發(fā) ? 來源:jf_31793424 ? 作者:jf_31793424 ? 2024-10-23 09:36 ? 次閱讀
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摘要:基于建筑能耗監(jiān)測技術(shù),融合建筑能源審計(jì)技術(shù)與工程建筑能耗等級評價技術(shù),研究既有建筑能耗,提出節(jié)能改造方案。該研究思路可應(yīng)用于我國既有建筑節(jié)能工作,為未來既有建筑節(jié)能項(xiàng)目提供更合理可靠的技術(shù)解決方案,開辟既有建筑節(jié)能新路徑。

關(guān)鍵詞:工程建筑;能耗監(jiān)測;建筑節(jié)能項(xiàng)目;能源審計(jì)

0 引言

我國早期對建筑物節(jié)能重視不足,導(dǎo)致過去 30 年建成的建筑多為高能耗工程建筑,未來幾十年這些建筑將消耗大量能源。我國將大力發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù),如不同氣候條件下的節(jié)能墻、節(jié)能房頂、綠色節(jié)能門窗等,綜合利用太陽能、地下熱量、降水、風(fēng)速、電力能源等可再生資源,使新建筑滿足節(jié)能要求,并逐步對既有工程建筑進(jìn)行節(jié)能改造,使其符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

1 建筑能耗監(jiān)測的特點(diǎn)與應(yīng)用

通過對近 10 年城市相關(guān)政策和信息的研究,發(fā)現(xiàn)工程建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)可為工程建筑耗能管理提供能耗研究,經(jīng)數(shù)據(jù)比對和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)用能節(jié)約、降低成本投入,提升建筑用能耗水平,減少碳排放。現(xiàn)將能耗監(jiān)測特性總結(jié)如下。

1.1 實(shí)時掌握用能動態(tài)計(jì)量

依據(jù)我國分項(xiàng)目測量指南要求,工程建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)將建筑總耗能分為照明電源插座、空調(diào)、動力和特殊用電量四個項(xiàng)目。通過對各分項(xiàng)目用電量的實(shí)時監(jiān)控,可了解能源應(yīng)用狀況及分項(xiàng)目用電量實(shí)際情況。

1.2 及時監(jiān)測能耗管理漏洞

系統(tǒng)可進(jìn)行分鐘級甚至秒級的數(shù)據(jù)采集,具有數(shù)據(jù)分析功能。通過增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)控與提醒功能,能及時提示建筑業(yè)主能源使用異常情況。此外,系統(tǒng)可通過移動終端應(yīng)用開發(fā),以 APP、信息、郵件、短信等方式推送給工作人員,幫助其及時發(fā)現(xiàn)施工用能異常區(qū)域,提高施工用能合理性,降低勞動強(qiáng)度,提升工作效率。

1.3 挖掘節(jié)能潛力,進(jìn)行用能對比

結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)與工程建筑控制,利用智能化信息技術(shù),通過不同階段、不同支路的綜合能源應(yīng)用研究,發(fā)現(xiàn)設(shè)備搭配不合理之處,實(shí)現(xiàn)節(jié)能管控與優(yōu)化控制,為能源消耗管理者提供能源應(yīng)用分析工具,實(shí)施線上節(jié)能管控,充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)作用。

1.4 高效利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)信息增效

結(jié)合能耗監(jiān)測特點(diǎn),充分運(yùn)用 5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等新手段,強(qiáng)化工程建筑能耗監(jiān)測應(yīng)用,準(zhǔn)確把握工程建筑能耗數(shù)據(jù),協(xié)助節(jié)能人員通過交互進(jìn)行改造,挖掘更合理的節(jié)能建筑改造方案。同時,利用工程建筑時間、總建筑面積、建筑裝飾材料、能耗等基本信息,從大數(shù)據(jù)層面挖掘不同類別工程建筑的能耗特點(diǎn),借助人工智能和大數(shù)據(jù),從人工轉(zhuǎn)型為系統(tǒng)轉(zhuǎn)型,提高工程建筑能耗效率。

2 案例改造介紹

中國工商銀行鎮(zhèn)江分行營業(yè)性辦公樓建于 1994 年,位于江蘇省鎮(zhèn)江市解放路 81 號,地處城市鬧市區(qū)繁華地段。

交通噪聲、車輛廢氣、城市熱島效應(yīng)等會影響辦公樓正常運(yùn)行。改造前該建筑未采取節(jié)能措施,建筑面積為 17647.31m2,地下 1 層,地上 22 層,建筑總高度 17m,磚混結(jié)構(gòu),建筑等級為三級,抗震烈度為 7 度。改造前采用 2 臺水冷式螺桿空調(diào)作為冷源,61 臺分體式空調(diào)或一拖多空調(diào)作為其他區(qū)域冷熱源,1 臺天然氣鍋爐作為建筑熱源。根據(jù)項(xiàng)目原始建筑設(shè)計(jì)圖紙,建筑主體結(jié)構(gòu)未采取任何節(jié)能措施。原屋面做法為:細(xì)石混凝土(內(nèi)部加固)(50mm)+水泥砂漿(20mm)+輕骨料混凝土澆筑搗固(屋面找坡)(30mm)+混凝土結(jié)構(gòu)(120mm)+石灰水泥砂漿(20mm);原墻體做法為:水泥砂漿(20mm)+混凝土結(jié)構(gòu)(20mm)+水泥砂漿(20mm),原窗扇幕墻為鋁框單面窗框+單面玻璃。建筑物內(nèi)過道、辦公室、會議室、大廳等公共區(qū)域未使用 LED 綠色照明設(shè)備。

3 建筑能耗監(jiān)測技術(shù)

3.1 工程建筑能耗監(jiān)測技術(shù)概述

工程建筑能耗計(jì)量技術(shù)是通過遠(yuǎn)程傳輸?shù)确绞剑媒ㄔO(shè)工程子計(jì)量設(shè)備收集能耗數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)建筑耗能在線監(jiān)控和動態(tài)變化的方法。該技術(shù)主要通過安裝多功能儀表(電度表、智能水表、氣體表)、遠(yuǎn)程傳輸回收器對電氣、水、氣等能耗進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,并將檢測值上傳至工程建筑區(qū)域能耗監(jiān)測核心網(wǎng)絡(luò)平臺。業(yè)主可通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)在線查詢能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.2 應(yīng)用改造實(shí)例

在滿足《能源分項(xiàng)測量指南》規(guī)定的類別和分項(xiàng)目測量條件下,實(shí)現(xiàn)了對改造前中國工商銀行寫字樓一般照明電、空調(diào)耗電、動力用電量、鍋爐用供氣量和建筑用水量的實(shí)時監(jiān)控。中國工商銀行寫字樓耗能分項(xiàng)目測量系統(tǒng)共安裝收集電度表 27 臺,總供電安裝 DN150 渦輪流量計(jì) 1 臺,遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)采集器 1 臺,蒸汽表 2 臺,空調(diào)室安裝冷熱量計(jì) 1 臺。照明和空調(diào)耗電是老寫字樓的主要耗能來源,非電氣能耗占老寫字樓綜合能耗的比例較小。經(jīng)計(jì)算,2014 年老寫字樓綜合能耗為 44.72kgce/(m2·a),不符合寫字樓綜合能耗指標(biāo)值中有效值范圍≤25kgce/(m2·a)的要求。

4 安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

4.1 概述

Acrel-5000web 建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng),在電能管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等的集中采集與分析,通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理耗能習(xí)慣,有效節(jié)約能源,為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源審計(jì),分析現(xiàn)狀,查找問題,挖掘節(jié)能潛力,提出切實(shí)可行的節(jié)能措施,并向縣級以上人民政府管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源審計(jì)報(bào)告。

4.2 應(yīng)用場所

適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

4.3 系統(tǒng)架構(gòu)

Acrel-5000 建筑能耗分析系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式,為大型公共建筑的實(shí)時數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供基礎(chǔ)平臺,可和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。采用開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的面向?qū)ο蠓謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu),建立如下層次結(jié)構(gòu):

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4.4 系統(tǒng)功能

1)系統(tǒng)概況

平臺運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航,各能耗逐時、逐月曲線,當(dāng)日,當(dāng)月能耗同比分析滾動顯示。

2)用能概況

對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比,支持當(dāng)日逐時趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗同環(huán)比對比。

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3)用能統(tǒng)計(jì)

對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì),支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成柱狀圖。

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4)復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

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5)同比分析

對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

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6)能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑指定時段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標(biāo)值查看。

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7)配電監(jiān)測/管網(wǎng)圖

以變電站配電結(jié)構(gòu)一次圖或建筑水、燃?xì)夤芫W(wǎng)圖展示結(jié)構(gòu)中各重要節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),方便用戶掌握能源運(yùn)行時參數(shù)。

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8)夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指定時段工作時間與非工作時間用能統(tǒng)計(jì)對比,支持導(dǎo)出報(bào)表。

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9)三維展示

通過3D圖形方式展示項(xiàng)目現(xiàn)場模擬圖,以更直觀的方式對項(xiàng)目中建筑或設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)展示。

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10)設(shè)備管理

設(shè)備管理包括,設(shè)備類型、設(shè)備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備,確保設(shè)備的運(yùn)行。

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11)用戶報(bào)告

用戶報(bào)告針對選定的建筑自動統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢,并提供簡單的能耗分析結(jié)果,針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析,報(bào)告可編輯。

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4.5 系統(tǒng)硬件配置

應(yīng)用場景 型號 圖 片 保護(hù)功能
建筑能耗管理系統(tǒng) Acrel-5000web

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采用泛在物聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。
智能網(wǎng)關(guān) ANet-1E2S1 wKgaoWcYUyCAWr29AAA_5tmrV2I186.png 采用嵌入式硬件計(jì)算機(jī)平臺,具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口,作為信息采集系統(tǒng)中采集終端與平臺系統(tǒng)間的橋梁,能夠根據(jù)不同的采集規(guī)約進(jìn)行水表、氣表、電表、微機(jī)保護(hù)等設(shè)備終端的數(shù)據(jù)采集匯總,并使用相應(yīng)的規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)給平臺系統(tǒng)。
高壓重要回路或低壓進(jìn)線柜 APM810

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具有全電量測量,電能統(tǒng)計(jì),電能質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)通訊等功能,主要用于對電網(wǎng)供電質(zhì)量的綜合監(jiān)控診斷及電能管理。該系列儀表采用了模塊化設(shè)計(jì),當(dāng)客戶需要增加開關(guān)量輸入輸出,模擬量輸入輸出,SD卡記錄,以太網(wǎng)通訊時,只需在背部插入對應(yīng)模塊即可。
APM520 wKgaoWcYUyKAFJ0rAAA_c9CHVCE301.png 三相全電量測量,2-63次諧波,不平衡度,需量,支持付費(fèi)率,越限報(bào)警,SOE,4-20mA輸出。
低壓聯(lián)絡(luò)柜、
出線柜
AEM96

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三相多功能電能表,均集成三相電力參數(shù)測量及電能計(jì)量及考核管理,提供上 24 時、上 31 日以及上 12 月的電能數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)。具有 63 次分次諧波與總諧波含量檢測,帶有開關(guān)量輸入和繼電器輸出可實(shí)現(xiàn)“遙信” 和“遙控”功能,并具備報(bào)警輸出,可廣泛應(yīng)用于多種控制系統(tǒng),SCADA 系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)中。
動力柜 ACR120EL

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測量所有的常用電力參數(shù),如三相電流、電壓,有功、無功功率,電度,諧波等,并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能,非常適合于實(shí)時電力監(jiān)控系統(tǒng)。
DTSD1352

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DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu),體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時鐘、費(fèi)率時段等參數(shù)設(shè)置,精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
AEW100

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三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費(fèi)率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。
照明箱 DTSD1352

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DIN35mm導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu),體積小巧,能測量電能及其他電參量,可進(jìn)行時鐘、費(fèi)率時段等參數(shù)設(shè)置,精度高、可靠性好、性能指標(biāo)符合國標(biāo)GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T614-2007對電能表的各項(xiàng)技術(shù)要求,并且具有電能脈沖輸出功能;可用RS485通訊接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
DDSD1352

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DDSD1352 單相電子式電能表主要用于計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的單相有功電能,同時可測量電壓、電流、功率等電量, 具有紅外通訊功能,并可選配 RS485 通訊功能,方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi), 實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量,統(tǒng)計(jì)和分析。
DDS1352

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單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,正反向電能計(jì)量,紅外及RS485通訊,電流規(guī)格10(60)A,有功電能精度1級。無功精度2級,尺寸:1P
ADW300/4G

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計(jì)量低壓網(wǎng)絡(luò)的三相有功電能,具有RS485通訊和470MHz無線通訊功能,方便用戶進(jìn)行用電監(jiān)測、集抄和管理。可靈活安裝于配電箱內(nèi),實(shí)現(xiàn)對不同區(qū)域和不同負(fù)荷的分項(xiàng)電能計(jì)量,統(tǒng)計(jì)和分析。
ARCM300T-Z-4G

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三相全電量測量,剩余電流、2-63次諧波,支持付費(fèi)率,量值、電纜溫度,可選2G/4G通訊。
給水管道 水表 wKgZoWcYUyiARq_jAACNHKsyrWE558.png 計(jì)量流經(jīng)給水管道用水的體積總量,適用于單向水流,采用電子直讀技術(shù),通過RS485總線直接輸出表盤數(shù)據(jù)。

5 結(jié)語


建筑能耗監(jiān)測可提升建筑管理者的管理能力,發(fā)現(xiàn)建筑耗能的片面性,提醒建筑業(yè)主及時開展節(jié)能管理,降低管理者數(shù)量,提高效率。據(jù)統(tǒng)計(jì),僅通過工程建筑耗能管理,就能節(jié)約 8%的建筑物能耗。同時,可充分運(yùn)用 5G、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等新的數(shù)據(jù)方式,全面提高耗能管控的高效性,完善節(jié)能建筑的管理方法,利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享特性,為城市規(guī)劃建設(shè)的互聯(lián)共享目標(biāo)提供合理的實(shí)施方式。此外,當(dāng)建筑能耗引入其他方式進(jìn)行交互時,如碳交易市場方式,可全面提高能耗的節(jié)能潛力,有效降低城市碳排放,為城市實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能目標(biāo)提供有效幫助。


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審核編輯 黃宇

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    的頭像 發(fā)表于 03-28 14:27 ?398次閱讀
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