建筑能源管理與能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、建筑能源管理與能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引言隨若我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑高耗能的問(wèn)題日益突岀。目前，我國(guó)每年竣 工建筑面枳約為20億m2,-k中公共建筑約有4億m2。2力m2以上的大型公共建筑面積占城鎮(zhèn)建筑面 積的比例不到4% ,但是能耗卻占到建筑能耗的20%以上，其中單位而積耗電量更是普通民宅的1 0到 15倍。在公共建筑（特別是大型商場(chǎng)、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等）的全年能耗中，大約50%60% 消耗丁空調(diào)制冷與采暖系統(tǒng)，20% 30%用丁照明。目前，智能建筑的能源管理主要是山建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（bas系統(tǒng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。bas系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù) 先編排的時(shí)間程序?qū)﹄娏?、照明、空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行

2、最優(yōu)化的管理，從而達(dá)到節(jié)能的目的。然而據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó) 內(nèi)80%以上的智能建筑內(nèi)bas系統(tǒng)僅僅作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和自動(dòng)控制使用，造成投資的極大浪費(fèi)。1智能建筑能源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)科能建筑是指以建筑物為平臺(tái)，兼?zhèn)湫畔⒃O(shè)施系統(tǒng)、倍息化應(yīng)用系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、公共安全 系統(tǒng)等，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、 健康的建筑環(huán)境。智能建筑的節(jié)能通常包括：建筑節(jié)能、設(shè)備節(jié)能和管理節(jié)能。能源管理系統(tǒng)是基于自動(dòng)化控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上套計(jì)算機(jī)智能化的管理軟件平臺(tái)。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)建筑物 內(nèi)各類(lèi)能耗參數(shù)的收集、分析，運(yùn)用科學(xué)算法發(fā)出合理的操控指令，通過(guò)樓宇控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其動(dòng)作。t

3、kd-ems能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基木工具，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采 集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程管理與控制提供了叢礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一般分為三層：站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，如 圖1所示。（和屮，電沖s旳忡監(jiān)徑左厲從列沖機(jī)kf/ipi業(yè)以氐網(wǎng)代金史wuhjtsttf圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.1站控管理層站控管理層針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的最上層部分。監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界而，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)數(shù)抓信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音 等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的

4、運(yùn)行狀況。打印機(jī):系統(tǒng)召喚打印或自動(dòng)打印圖形、報(bào)表等。模擬屏：系統(tǒng)通過(guò)通訊方式與智能模擬屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，形彖顯示整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。ups：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn) 行。監(jiān)控主機(jī)：川丁數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和 分析工作。1.2網(wǎng)絡(luò)通訊層該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁,負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備i川送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類(lèi)和傳送等工作的同時(shí)， 轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。以太網(wǎng)設(shè)備：包括工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)。通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無(wú)線通訊等。通訊管理機(jī)：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和智能通訊管理

5、中心。它具備了數(shù)據(jù)采集與處理、通訊控制器、前置機(jī) 等功能。1.3現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主耍由豬能儀農(nóng)組成，測(cè)量?jī)x農(nóng)擔(dān)負(fù)著最基層的數(shù)擁釆集任務(wù)，其監(jiān)測(cè) 的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至數(shù)據(jù)中心。2智能建筑能源管理與能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能2.1能源管理功能2.1.1數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)是整個(gè)系統(tǒng)的皋礎(chǔ)，沒(méi)有大量的數(shù)據(jù)就無(wú)法進(jìn)行有效的分析，沒(méi)有有效的分析就無(wú) 法得到正確的能源管理措施c數(shù)據(jù)可通過(guò)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（bas系統(tǒng)）采集。2.1.2建筑物參照模型和能耗計(jì)算ei前在實(shí)際工程中常見(jiàn)下列兒種方式：類(lèi)比法：以類(lèi)型、規(guī)模、功能相仿的建筑的能耗作為參照。主耍適用于連鎖酒店、連鎖

6、超市、連鎖商 場(chǎng)等建筑條件相仿，管理模式相同的同一集團(tuán)或管理公司旗下的建筑物。測(cè)試法：通?？梢栽谙?、冬兩季各選擇數(shù)天，采取隔日測(cè)試法，即第一天，測(cè)試采取能源管理措施日 能耗量；第二天，關(guān)閉能源管理軟件測(cè)試日能耗量；以此類(lèi)推。這種方式缺陷是測(cè)試的時(shí)間跨度偏長(zhǎng)。計(jì)算法：通過(guò)為建筑建立模型，設(shè)定參數(shù)，模擬計(jì)算出該建筑物的能耗。通過(guò)模型能對(duì)建筑物的各設(shè) 備能耗全面計(jì)算，為能耗管理提供方向性指導(dǎo)。但采用不同的軟件計(jì)算出的能耗值有差距，冃前對(duì)計(jì)算出 的能耗值的準(zhǔn)確性和權(quán)威性均存在爭(zhēng)議，計(jì)算結(jié)杲能否作為節(jié)能合同內(nèi)的節(jié)能率計(jì)算依據(jù)是主要的分歧點(diǎn)。2.1.3能耗數(shù)據(jù)分析通過(guò)對(duì)建筑的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)汁、分析，結(jié)合模型建

7、筑物能耗對(duì)比，確定建筑物能耗對(duì)比，從而捉供建筑 物能源管理優(yōu)化措施。能耗數(shù)據(jù)分析模塊是能耗管理軟件的精髓所在，目前市場(chǎng)上各家軟件的算法不盡相 同，其效果還需市場(chǎng)驗(yàn)證。然而，以模糊語(yǔ)言變量及模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)的發(fā)展將 極大推動(dòng)能源管理水平。2.1.4能源控制和管理建筑物的節(jié)能措施主要通過(guò)建筑設(shè)備管理系統(tǒng)（bas系統(tǒng)）來(lái)執(zhí)行。能源管理平臺(tái)和bas系統(tǒng)的完 美結(jié)合，是能源控制和管理措遍實(shí)現(xiàn)的保障。目前，能源管理和bas還分屬不同智能化系統(tǒng)，兩系統(tǒng)的相 互融合應(yīng)該是智能化系統(tǒng)發(fā)展的方向。2.1.5能源管理報(bào)表川農(nóng)格和圖片的形式體現(xiàn)建筑物的能源使川情況、設(shè)備能耗、設(shè)備運(yùn)行效率、能耗歷

8、史曲線等，以適 應(yīng)不同人群的需求。系統(tǒng)一般應(yīng)能提供web服務(wù)，獲得授權(quán)許可的遠(yuǎn)程用戶(hù)能通過(guò)瀏覽器了解建筑物的 能源使用狀況。2.2能耗分析軟件功能tkd-ems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(dòng)采集方式。通過(guò)人工 采集方式采集的數(shù)據(jù)包折建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過(guò)動(dòng)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。2.2.1大型公建或樓宇建筑的信息管理系統(tǒng)支持乎工錄入歷史能耗數(shù)據(jù)的功能;捉供標(biāo)準(zhǔn)的手工信息錄入界面，可對(duì)各棟監(jiān)控建筑的基本信 息進(jìn)行整理利錄入。tkd-ems建筑能耗分析管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)建立也完全依據(jù)114號(hào)文，根據(jù)建筑的使用功能

9、和用能特 點(diǎn)，將國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大熨公共建筑分為：辦公建筑、商場(chǎng)建筑、賓館飯店建筑、文化教育建筑、頁(yè) 療衛(wèi)生建筑、體育建筑、綜合建筑、其它建筑。2.2.2系統(tǒng)采集站定時(shí)采集各監(jiān)控點(diǎn)的儀表參數(shù)并上傳至木地建筑能耗分析管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),用戶(hù)可于當(dāng)?shù)?實(shí)時(shí)査詢(xún)能耗監(jiān)測(cè)情況。圖2能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2.2.3建筑分類(lèi)能耗分析系統(tǒng)在完成數(shù)擁處理與上傳的同時(shí)，將建筑能耗進(jìn)行分類(lèi)分析，該部分功能符合伯4號(hào)文的處義，即 將建筑能耗分類(lèi)為：耗電量、耗水量、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）-仝；- : tmt：-jl-.n«

10、; -l.-rjt -l.rm-<t建請(qǐng)分型能共統(tǒng)計(jì)二”-iln l./a-liflj.k|p”血 dcl«，“ic31：人夕.ok-p.h jh.aju.".if'w-11»升;sl*5； xw農(nóng)*屮:j7胡_ . . , _ -：x3.y 0<4/!« 1 片尸“：.* ”口. ” it kws.門(mén)!1衛(wèi) 二"血二，圖3能耗分類(lèi)圖2.2.4電量分項(xiàng)能耗分析照明插座用電：為建筑物主耍功能區(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)急照明川電、室外景觀照明川電?？照{(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電

11、。動(dòng)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：主耍包括信息中心、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(lèi)能耗（除水耗量外）所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和?？傆秒妋 = z各變壓器總表直接計(jì)杲值分類(lèi)能耗量=各分類(lèi)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)量值單位建筑面枳用電量=總用電量/總建筑而積單位空調(diào)血積用電竝=總丿ij電竝/總空調(diào)血積土1吏糾么tt汛-xyburr«-<:joi ji切g(shù)f r * xz、2：weve：初as «.*c 加；"亠用“仃入miv*'x刃: “ 2010年分換徘就分

12、護(hù)d.m-玄5八.寅驚g.41圖4分項(xiàng)能耗圖2.2.5用能情況的同、環(huán)比分析卄乍釦q 1j.；, i :-lulj：；:；aww1-.ik-：w kj :c1hl¥r«k-. n.建筑分項(xiàng)能社環(huán)比同比w "me. ."»：*；統(tǒng)計(jì)建筑或片區(qū)能耗的時(shí)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。%多*1 kit汛=； r gxrr raiftti| 刪”f、空l(shuí)uva.70 二va.3/11* di只.# *. a1.i；3/m1 r-i o1i.m.1ip 1 pg歹1 c“5： .3|底*-*無(wú)1恥-hw -w 一 i.:.tai-* i % * . r、k -i tm圖5建筑分項(xiàng)能耗環(huán)比同比圖2.2.6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(duì)