建筑節(jié)能設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1、建筑節(jié)能設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用夏麗平上海安科瑞電氣股份有限公司 嘉定 2018011 概述隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平不斷提高，建筑能耗持續(xù)上升。其原因，一是建筑面積增加，二是居民家用設(shè)備快速增長(zhǎng)，建筑照明條件也愈益改善，三是人們對(duì)建筑熱舒適性要求越來越高，空調(diào)制冷面積不斷擴(kuò)大，時(shí)間也在延長(zhǎng)，能源消耗隨之增加。目前普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是節(jié)能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張、解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)不足這對(duì)矛盾的最有效措施之一。因此，采取建筑節(jié)能技術(shù)措施不僅能改善室內(nèi)熱環(huán)境、減少空調(diào)耗能量，還能減少空調(diào)機(jī)排放的廢熱廢氣等改善大氣環(huán)境，且對(duì)削減用電高峰負(fù)荷意義重大。為了貫徹國家有關(guān)

2、能源規(guī)定和政策，提高設(shè)備和能源利用效率，提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平，使建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員更好地掌握節(jié)能設(shè)計(jì)方法、熟悉節(jié)能設(shè)備選用。Acrel(安科瑞)公司研發(fā)的Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)，可以通過ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表、諧波表、導(dǎo)軌式電能表，對(duì)商場(chǎng)、賓館、學(xué)校、醫(yī)院、銀行、體育館、政府機(jī)關(guān)等大型公建進(jìn)行電能分項(xiàng)計(jì)量和能耗分析管理。希望能對(duì)人們的建筑節(jié)能意識(shí)起到引導(dǎo)作用，為建筑設(shè)計(jì)人員提供參考，使建筑與節(jié)能一體化設(shè)計(jì)，達(dá)到更好的節(jié)能效果。在建筑節(jié)能設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用中應(yīng)大力利用可再生能源，如利用地下水作為空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水和熱源水，用制冷（熱泵）從低品位熱源中提取所需的冷（熱）量為建筑供冷（熱）；又如

3、太陽能是清潔而且用之不盡的可再生能源，不僅可提供生活熱水，還可進(jìn)行光伏發(fā)電，為建筑的照明系統(tǒng)提供光源。另外將太陽能應(yīng)用于空調(diào)技術(shù)，可以有效降低由于使用常規(guī)機(jī)械壓縮制冷設(shè)備帶來的大量電力消耗，從而減輕由于燃燒化石能源發(fā)電所帶來的環(huán)境污染。所以設(shè)計(jì)人員在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)該努力探索可再生能源與建筑的結(jié)合方式，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。2 基本知識(shí)2.1建筑能耗設(shè)備建筑設(shè)備包括建筑電氣、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、消防、給排水、樓宇自動(dòng)化等。建筑內(nèi)的能耗設(shè)備主要包括空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)設(shè)備等。南方地區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的耗能在大多數(shù)的民用建筑能耗中占主要份額，空調(diào)系統(tǒng)的能耗更達(dá)到建筑能耗40%60%，成為建筑節(jié)能的主要

4、控制對(duì)象。2.2建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，必須依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的氣候條件，首先保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，同時(shí)，還要提高采暖、通風(fēng)、空調(diào)和照明系統(tǒng)的能源利用效率，以實(shí)現(xiàn)國家的節(jié)能目標(biāo)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略。1）合適、合理地降低設(shè)計(jì)參數(shù)合適、合理的降低設(shè)計(jì)參數(shù)不是消極被動(dòng)地以犧牲人類的舒適、健康為前提?？照{(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)，夏季空調(diào)溫度可適當(dāng)提高一點(diǎn)如2526、冬季的供暖溫度可適當(dāng)?shù)鸵稽c(diǎn)。2）建筑設(shè)備規(guī)模要合理建筑設(shè)備系統(tǒng)功率大小的選擇應(yīng)適當(dāng)。如果功率選擇過大，設(shè)備常部分負(fù)荷而非滿負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致設(shè)備工作效率低下或閑置，造成不必要的浪費(fèi)。如果功率選擇過小，達(dá) 不到滿意的舒適度，勢(shì)必要改造、

5、改建，也是一種浪費(fèi)。建筑物的供冷范圍和外界熱擾量基本是固定的，出現(xiàn)變化的主要是人員熱擾和設(shè)備熱擾，因此選擇空調(diào)系統(tǒng)時(shí)主要考慮這些因素。同時(shí)，還應(yīng)考慮隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新電氣產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，應(yīng)注意在使用周期內(nèi)所留容量能夠滿足發(fā)展的需求。3）建筑設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮建筑設(shè)備之間的熱量有時(shí)起到節(jié)能作用，但是有時(shí)候則是冷熱抵消。如夏季照明設(shè)備所散發(fā)的能量將直接轉(zhuǎn)化為房間熱擾，消耗更多冷量。而冬天的照明設(shè)備所散發(fā)的熱量將增加室內(nèi)溫度，減少供熱量。所以，在滿足合理的照度下，宜采用光通量高的節(jié)能燈，并能達(dá)到冬夏季節(jié)能要求的照明燈具。4）建筑能源管理系統(tǒng)自動(dòng)化建筑能源管理系統(tǒng)（EMS，Building Auto

6、mation System）是建立在建筑自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS，Building Automatic System）的平臺(tái)之上，是以節(jié)能和能源的有效利用為目標(biāo)來控制建筑設(shè)備的運(yùn)行。它針對(duì)現(xiàn)代樓宇能源管理的需要，通過現(xiàn)場(chǎng)總線把大樓中的功率因數(shù)、溫度、流量等能耗數(shù)據(jù)采集到上位管理系統(tǒng)，將全樓的水、電力、燃料等的用量由計(jì)算機(jī)集中處理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)表生成。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化管理，最大限度地提高能源的利用效率。BAS系統(tǒng)造價(jià)相當(dāng)于建筑物總投資的0.51，年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約率約為10，一般45年可回收全部費(fèi)用。5）建筑物空調(diào)方式及設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源情況，充分考慮節(jié)能、環(huán)保、合理等因素，通過經(jīng)

7、濟(jì)技術(shù)性分析后確定。3 Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)3.1系統(tǒng)構(gòu)成能耗分析管理系統(tǒng)是指通過對(duì)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(shí)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(cè)和動(dòng)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)狻⑺?。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(dòng)力用電、特殊用電。3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)建筑物能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)計(jì)量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù)，通過RS4

8、85接口，并采用TCPIP通信協(xié)議自動(dòng)并實(shí)時(shí)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(shí)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(chǔ)及交換的一致性。3.3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(chǔ)其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)建筑的能耗數(shù)據(jù)，并對(duì)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(shí)間間隔，訪問歷史數(shù)據(jù)，報(bào)警，打印報(bào)表，實(shí)時(shí)與歷史曲線，圖表的繪制，并預(yù)留相應(yīng)擴(kuò)展功能。3.4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(cè)控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)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(shí)

9、數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)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?jí)、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：3.5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(dòng)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(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。通過自動(dòng)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(dòng)計(jì)量裝置實(shí)時(shí)采集，通過自動(dòng)傳輸方式實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。3.6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

10、界面，可對(duì)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(hào)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：1、辦公建筑 2、商場(chǎng)建筑3、賓館飯店建筑 4、文化教育建筑5、醫(yī)療衛(wèi)生建筑 6、體育建筑7、綜合建筑 8、其它建筑能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)查詢能耗監(jiān)測(cè)情況。3.6.2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(shí)，將建筑能耗進(jìn)行分類分析，該部分功能符合114號(hào)文的定義，即將建筑能

11、耗分類為如下六類：1、耗電量2、耗水量3、耗氣量（天然氣量或者煤氣量）4、集中供熱耗熱量5、集中供冷耗冷量6、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）3.6.3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?？照{(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。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

12、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3.6.4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(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。 3.6.5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)比分析，確立標(biāo)桿值并對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)的能耗情況進(jìn)行能耗水平判定，對(duì)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。4 系統(tǒng)報(bào)價(jià)建筑能耗分析軟件(Acrel-5000)單位：元(RMB)大類子項(xiàng)解釋價(jià)格登錄與注銷服務(wù)器配置標(biāo)配40000登陸注銷退出日志與用戶管理日志管理標(biāo)配添加用戶用戶權(quán)限

13、控制用戶密碼更改建筑信息建筑基本信息標(biāo)配建筑群基本信息建筑建筑群關(guān)系數(shù)據(jù)中心基本信息支路及電表信息監(jiān)測(cè)儀表參數(shù)標(biāo)配監(jiān)測(cè)儀表產(chǎn)品信息電表基本信息支路設(shè)備BA參數(shù)配置BA點(diǎn)配置標(biāo)配信息配置向?qū)畔⑴渲孟驅(qū)?biāo)配設(shè)備監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)能耗標(biāo)配BA參數(shù)分析建檔設(shè)備運(yùn)行記錄設(shè)備開關(guān)機(jī)時(shí)間統(tǒng)計(jì)環(huán)境監(jiān)控建筑環(huán)境溫度標(biāo)配分項(xiàng)能耗分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)標(biāo)配分項(xiàng)能耗比較環(huán)比同比分析數(shù)據(jù)處理原始數(shù)據(jù)查詢標(biāo)配異常數(shù)據(jù)分析報(bào)表制作簡(jiǎn)易報(bào)表 標(biāo)配幫助 用戶手冊(cè) 標(biāo)配在線幫助 支路能耗支路能耗統(tǒng)計(jì)選配7000支路能耗分時(shí)統(tǒng)計(jì)環(huán)比同比分析報(bào)表制作報(bào)表定制選配5000氣象數(shù)據(jù)氣象數(shù)據(jù) 選配5000度日數(shù)分析供電局契約限額申請(qǐng)選配11000MD值

14、分析月賬單核對(duì)查詢支路電費(fèi)查詢電價(jià)查詢能耗指標(biāo) 最大累計(jì)產(chǎn)冷(熱)量 選配1000平均制冷(熱)量冷水機(jī)組運(yùn)行效率COP選配2000冷站能效比選配4000空調(diào)系統(tǒng)能效比冷凍站房制冷機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率選配7500冷凍站房冷卻水泵運(yùn)行負(fù)荷率冷凍站房冷凍水泵運(yùn)行負(fù)荷率冷凍站房冷卻塔運(yùn)行負(fù)荷率空調(diào)機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率冷凍站房制冷機(jī)組有效利用率選配7500冷凍站房冷卻水泵有效利用率冷凍站房冷凍水泵有效利用率冷凍站房冷卻塔有效利用率空調(diào)機(jī)組有效利用率冷卻水泵能量傳輸力選配2000設(shè)備負(fù)載率選配3000冷水機(jī)組能效比選配2000冷凍水系統(tǒng)輸送系數(shù)選配2000冷卻水系統(tǒng)輸送系數(shù)單位建筑面積能耗選配1000單位空調(diào)面積能耗 注：1.本報(bào)價(jià)單監(jiān)控軟件價(jià)格為只針對(duì)本公司產(chǎn)品，涉及第三方產(chǎn)品的價(jià)格另議； 2.本報(bào)價(jià)為含稅價(jià)，不含通訊電纜架設(shè)費(fèi)用。5 結(jié)束語隨著能源的日益緊張，節(jié)能降耗成為大型公共建筑智能化建設(shè)的必然選擇，本文介紹Acrel-5000能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，不僅能監(jiān)控供配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，還能監(jiān)測(cè)用水量、燃?xì)獾绕渌茉吹氖褂脿顩r，