大型建筑用能該如何做到自動(dòng)計(jì)量？

摘要

建筑能耗系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)大型公共建筑能源管理中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。本文基于安科瑞建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的解決方案，闡述了其背景、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用案例，分析了其對(duì)建筑節(jié)能管理的實(shí)際意義及未來發(fā)展方向。

1. 引言

隨著能源資源的日益緊張和建筑能耗占比的持續(xù)增加，國(guó)家對(duì)公共建筑的節(jié)能管理提出了更高要求。大型公共建筑的年耗電量占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，遠(yuǎn)超普通住宅。本研究旨在探討能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大型公共建筑中的實(shí)際應(yīng)用與效果。

2. 系統(tǒng)背景與政策需求

國(guó)家及地方政府已頒布相關(guān)政策，要求在大型公共建筑中安裝分項(xiàng)計(jì)量裝置并建立能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)。這些政策包括：

《關(guān)于加強(qiáng)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)施意見》（建科[2007]245號(hào)）。

地方規(guī)定，如上海市、濰坊市及成都市等對(duì)建筑面積和能耗系統(tǒng)部署的具體要求。

《關(guān)于加強(qiáng)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實(shí)施意見》（建科[2007]245號(hào)）

國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑（以下簡(jiǎn)稱大型公建）高耗能的問題突出，大型公建年耗電量約占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍，是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家同類建筑的1.5～2倍。

為推進(jìn)大型公建節(jié)能管理工作，需建立大型公建節(jié)能監(jiān)管體系，逐步建立起全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的大型公建能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，在大型公建安裝分項(xiàng)計(jì)量裝置，通過遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集分析能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型公建的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、匯總分析，在此基礎(chǔ)上，開展能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能效公示等工作，并研究制定用能標(biāo)準(zhǔn)、能耗定額和超定額加價(jià)、節(jié)能服務(wù)等制度。

這些政策的出臺(tái)為建筑能耗系統(tǒng)提供了實(shí)施依據(jù)。

3. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 技術(shù)導(dǎo)則

建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需遵循國(guó)家技術(shù)導(dǎo)則，如《分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》和《數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》。這些導(dǎo)則規(guī)范了數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

3.2應(yīng)用場(chǎng)景

大型公共建筑用能統(tǒng)計(jì)面臨的困難主要來自以下幾個(gè)方面：

3.3數(shù)據(jù)采集困難

計(jì)量設(shè)備覆蓋不足：許多建筑缺乏全的分項(xiàng)計(jì)量設(shè)備，無法很準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)電、水、燃?xì)獾炔煌茉吹木唧w使用情況。

數(shù)據(jù)采集方式落后：一些建筑仍采用人工抄表或不具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集能力，數(shù)據(jù)采集效率低且易出錯(cuò)。

能源種類復(fù)雜：大型公共建筑的能源種類多樣，包括電力、天然氣、供暖、供冷和可再生能源等，采集各類能源數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備要求較高。

2. 數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)

傳輸穩(wěn)定性差：數(shù)據(jù)傳輸依賴網(wǎng)絡(luò)，但大型建筑內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可能信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或延遲。

數(shù)據(jù)量龐大：大型公共建筑的用能數(shù)據(jù)量巨大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理對(duì)系統(tǒng)性能要求高，容易出現(xiàn)存儲(chǔ)壓力或數(shù)據(jù)丟失問題。

3. 數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)口徑不統(tǒng)一：不同能源的計(jì)量單位、分項(xiàng)類別等統(tǒng)計(jì)口徑可能存在差異，導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以對(duì)比和綜合分析。

數(shù)據(jù)分析能力不足：一些能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能單一，僅停留在數(shù)據(jù)采集階段，缺乏智能化分析功能，難以挖掘潛在的節(jié)能空間。

能效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)缺失：缺少針對(duì)大型公共建筑的能效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，無法判斷建筑能效水平和優(yōu)化方向。

4. 政策與管理問題

政策落實(shí)難：雖然國(guó)家和地方政府出臺(tái)了強(qiáng)制性要求，但實(shí)際執(zhí)行中存在監(jiān)管不力或執(zhí)行不到位的情況。

管理權(quán)限分散：大型公共建筑可能由多個(gè)部門或機(jī)構(gòu)共同管理，各方對(duì)用能數(shù)據(jù)的需求和目標(biāo)不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)管理和共享困難。

5. 技術(shù)與成本限制

技術(shù)兼容性問題：老舊建筑的計(jì)量設(shè)備可能與現(xiàn)代監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不兼容，升改造成本高。

初始投資高：分項(xiàng)計(jì)量裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)需要高昂的期投入，部分建筑運(yùn)營(yíng)方可能缺乏資金支持。

6. 人員與意識(shí)問題

業(yè)人員缺乏：缺少熟悉建筑能耗統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和節(jié)能管理的業(yè)技術(shù)人員。

節(jié)能意識(shí)不足：部分建筑管理者對(duì)能耗統(tǒng)計(jì)和節(jié)能的重要性認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集和分析工作被忽視。

這些問題的存在對(duì)能耗監(jiān)測(cè)和節(jié)能管理的有效開展構(gòu)成了阻礙，但通過政策引導(dǎo)、技術(shù)改進(jìn)和管理優(yōu)化，可以逐步克服這些

?困難，實(shí)現(xiàn)建筑用能的精細(xì)化管理和節(jié)能目標(biāo)。

3.4建筑能耗分類分項(xiàng)模型

3.5 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用三架構(gòu)：

省管理平臺(tái)：統(tǒng)一管理與決策。

市/區(qū)平臺(tái)：數(shù)據(jù)匯總分析。

建筑能耗監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：支持多種能源（電、水、燃?xì)?、冷熱能源）的自?dòng)采集與管理。

建筑能耗監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：

建筑中電、水、燃?xì)?、集中供熱、集中供冷及可再生能源等能耗?yīng)采用自動(dòng)采集方式；當(dāng)無法采用自動(dòng)方式采集時(shí)，可采用人工采集方式；

數(shù)據(jù)采集器應(yīng)支持對(duì)多種類型的能源計(jì)量裝置進(jìn)行采集；具備向多個(gè)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)的能力；支持自動(dòng)校時(shí)；支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳；支持遠(yuǎn)程配置和管理；支持?jǐn)?shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證；支持本地存儲(chǔ)；

能耗監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)應(yīng)用層宜采用B/S架構(gòu)；能耗原始數(shù)據(jù)應(yīng)保存1年以上；

4.建筑能耗管理系統(tǒng)

AcrelCloud-5000具備Acrel-5000中針對(duì)單體建筑能耗在線監(jiān)測(cè)的功能，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑群的能耗進(jìn)行集中在線監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析，可以做為市、區(qū)政府能耗在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)使用，并將區(qū)域內(nèi)能耗數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)要求上傳至上政府能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可廣泛應(yīng)用于園區(qū)、高校、集團(tuán)企業(yè)等需要對(duì)大量建筑的能耗進(jìn)行集中統(tǒng)一管理的場(chǎng)景。

4.1總結(jié)

基于Acrel-5000和AcrelCloud-5000的系統(tǒng)功能包括：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：能耗參數(shù)的動(dòng)態(tài)采集與展示。

能耗統(tǒng)計(jì)與分析：基于時(shí)間、區(qū)域及設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持環(huán)比和同比分析。

異常報(bào)警：對(duì)超限能耗和設(shè)備故障的即時(shí)警報(bào)。

碳排放監(jiān)測(cè)：核算建筑在運(yùn)行階段的碳排放。

能源費(fèi)用管理：多種計(jì)價(jià)模式下的費(fèi)用統(tǒng)計(jì)。

5.系統(tǒng)特點(diǎn)

5.應(yīng)用案例

系統(tǒng)已在多地實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用：

醫(yī)療衛(wèi)生建筑：如江蘇徐州市中心醫(yī)院。

政府機(jī)關(guān)：如天津市公安局建筑能耗系統(tǒng)。

學(xué)校建筑：如南京理工大學(xué)江陰校區(qū)。

商業(yè)建筑：如上海陽光濱江中心。

這些案例表明，建筑能耗系統(tǒng)可有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。

6.實(shí)施效果與意義

建筑能耗系統(tǒng)的實(shí)施帶來如下收益：

提高能源利用效率：通過監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)，為節(jié)能優(yōu)化提供依據(jù)。

支持政策監(jiān)管：系統(tǒng)數(shù)據(jù)直接上傳至政府監(jiān)測(cè)平臺(tái)，確保節(jié)能政策落實(shí)。

推動(dòng)碳中和目標(biāo)：通過分析能源消耗和碳排放數(shù)據(jù)，助力碳減排。

7. 結(jié)論與展望

建筑能耗系統(tǒng)在大型公共建筑中的廣泛應(yīng)用，不僅推動(dòng)了建筑節(jié)能的精細(xì)化管理，也為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了技術(shù)支撐。未來，隨著技術(shù)的不斷更新，該系統(tǒng)將進(jìn)一步整合人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為智能化能源管理提供更多可能。

審核編輯 黃宇