建筑能耗分析管理系統(tǒng)

1.1　背景
　　北京市建委和市發(fā)改委2008年01月公布了去年北京實(shí)施能源審計(jì)的部分北京市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑平均電耗、水耗。其中進(jìn)行審計(jì)的20個單位的國家機(jī)關(guān)辦公建筑，每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度（年平均85.4kWh／m2） ，人均年耗電量為3072.5度（年平均3072.5kWh／人）。國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(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)國家同類建筑的1.5～2倍。
　　一方面，我國大型公共建筑能耗巨大，另一方面，我們也缺乏直接數(shù)據(jù)為決策的指定提供基礎(chǔ)和參考。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建科[2008]114號文（2008-06-24）《關(guān)于印發(fā)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的通知》實(shí)施，對于能耗監(jiān)測系統(tǒng)作了具體規(guī)范。因此，必須建立大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺，對全國重點(diǎn)城市重點(diǎn)建筑能耗進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并通過能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)、能效公示、用能定額和超定額加價(jià)等制度，促使國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑提高節(jié)能運(yùn)行管理水平，為政府政策的制定和決策提供參考。

1.2　系統(tǒng)構(gòu)成
　　能耗分析管理系統(tǒng)是指通過對國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。其中，分類能耗是指根據(jù)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源種類劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，如：電、燃?xì)?、水等。分?xiàng)能耗是指根據(jù)各類能源的主要用途劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)，例如，電量分項(xiàng)能耗應(yīng)當(dāng)包括：照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電。
1.2.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
　　建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)的自動計(jì)量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù)，通過RS485接口，并采用TCP／IP通信協(xié)議自動并實(shí)時上傳給數(shù)據(jù)中心，以保證數(shù)據(jù)得到有效的管理和支持高效率的查詢服務(wù)，同時數(shù)據(jù)傳輸采取一定的編碼規(guī)則，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組織、存儲及交換的一致性。
1.2.2 數(shù)據(jù)中心
　　數(shù)據(jù)中心也就是數(shù)據(jù)庫，接收并存儲其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行處理、分析、展示和發(fā)布。數(shù)據(jù)中心具備設(shè)置數(shù)據(jù)更新的時間間隔，訪問歷史數(shù)據(jù)，報(bào)警，打印報(bào)表，實(shí)時與歷史曲線，圖表的繪制，并預(yù)留相應(yīng)擴(kuò)展功能。
1.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(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)合的最優(yōu)化的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分級、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

1.3　系統(tǒng)功能
　　Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過自動方式采集的能耗數(shù)據(jù)，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù)，由自動計(jì)量裝置實(shí)時采集，通過自動傳輸方式實(shí)時傳輸至數(shù)據(jù)中心。
1.3.1 大型公建或樓宇建筑的信息管理
　　系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的手工信息錄入界面，可對各棟監(jiān)控建筑的基本信息進(jìn)行整理和錄入，并支持手工錄入歷史能耗數(shù)據(jù)的功能。
　　Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建立也完全依據(jù)114號文，根據(jù)建筑的使用功能和用能特點(diǎn)，將國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分為如下8類：
　?。?）辦公建筑             
　　（2）商場建筑
　?。?）賓館飯店建筑            
　?。?）文化教育建筑
　?。?）醫(yī)療衛(wèi)生建筑    
　?。?）體育建筑
　?。?）綜合建筑
　?。?）其它建筑
1.3.2 能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)測
　　系統(tǒng)采集站定時采集各監(jiān)控點(diǎn)的儀表參數(shù)并上傳至本地建筑能耗分析管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，用戶可于當(dāng)?shù)貙?shí)時查詢能耗監(jiān)測情況。

1.3.3 建筑分類能耗分析
　　系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)處理與上傳的同時，將建筑能耗進(jìn)行分類分析，該部分功能符合114號文的定義，即將建筑能耗分類為如下六類：
　?。?）耗電量
　?。?）耗水量
　　（3）耗氣量（天然氣量或者煤氣量）
　?。?）集中供熱耗熱量
　?。?）集中供冷耗冷量
　?。?）其他能源應(yīng)用量（如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等）

1.3.4 電量分項(xiàng)能耗分析
　　照明插座用電：為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。
　　空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。
　　動力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電。
　　特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。

　　建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和。
　　總用電量＝∑各變壓器總表直接計(jì)量值
　　分類能耗量＝∑各分類能耗計(jì)量表的直接計(jì)量值
　　分項(xiàng)用電量＝∑各分項(xiàng)用電計(jì)量表的直接計(jì)量值
　　單位建筑面積用電量＝總用電量/總建筑面積
　　單位空調(diào)面積用電量＝總用電量/總空調(diào)面積
1.3.5 用能情況的同、環(huán)比分析
　　統(tǒng)計(jì)建筑或片區(qū)能耗的時用量、日用量和年用量，以曲線圖、柱狀圖等不同方式顯示，支持報(bào)表輸出。

1.3.6 建筑節(jié)能輔助診斷
　　系統(tǒng)可提取各能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行同、環(huán)對比分析，確立標(biāo)桿值并對各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)行能耗水平判定，對能耗改善提出一套完整的診斷流程，并給出能耗分析報(bào)告。

1.4　附表：Acrel-5000建筑能耗分析管理軟件功能模塊