1建筑能耗管理系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)及應(yīng)用框架

某學(xué)院是某市屬一所全日制普通本科高等院校，學(xué)校占地面積64.9×10m，建筑面積44.7x10m，擁有教學(xué)樓、辦公樓、體育館、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、圖書館、教學(xué)實(shí)驗(yàn)先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳感和采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)了建筑能耗監(jiān)管綜合平臺(tái)，高校建筑能耗管理系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)包括設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)層、基礎(chǔ)平臺(tái)層、開放接口層、應(yīng)用系統(tǒng)層和交互層。采用此能耗管理系統(tǒng)可對(duì)某學(xué)院的幾十棟校園建筑進(jìn)行遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)的能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采集，從而進(jìn)行能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析、診斷，為全面實(shí)施校園能耗管理的可視化監(jiān)測(cè)、數(shù)字化管理、定額管理、量化評(píng)價(jià)等提供了強(qiáng)有力的支撐平臺(tái)。建筑能耗管理系統(tǒng)平臺(tái)從2014年開始建設(shè)，現(xiàn)水、電、供熱等初期工程已經(jīng)建設(shè)完畢并開始正式運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。

2高校建筑能源管理系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用的總體框架和實(shí)現(xiàn)功能

某學(xué)院建筑能源監(jiān)管綜合服務(wù)平臺(tái)近、遠(yuǎn)期規(guī)劃主要包含如下若干子系統(tǒng),該平合應(yīng)用的總體框架和實(shí)現(xiàn)功能如圖2所示

1. 建筑電能計(jì)量管理系統(tǒng)

建筑電能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用電管理、費(fèi)用結(jié)算、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、指標(biāo)執(zhí)行情況監(jiān)督等多項(xiàng)功能。主要用于為各樓宇及用電部門進(jìn)行電能數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)的分析對(duì)比，為實(shí)現(xiàn)各部門用電的量化管理提供了基礎(chǔ)條件。

1. 建筑給水計(jì)量監(jiān)管系統(tǒng)

給水計(jì)量監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集用水管網(wǎng)各部位的積算水量,供控制中心及有關(guān)部門分析制定指標(biāo)決策使用還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)，為故障檢修爭(zhēng)取時(shí)間并*大限度的減少浪費(fèi)提高水資源使用效率和用水管理水平，從而實(shí)現(xiàn)給水管理的信息化、現(xiàn)代化。

1. 建筑供熱計(jì)量管理系統(tǒng)

基于溫度面積法的供熱計(jì)量管理系統(tǒng)，具有計(jì)量、系統(tǒng)管理兩大功能,系統(tǒng)由計(jì)*系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)組成可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)每棟樓供熱的即時(shí)數(shù)據(jù),如采暖房間溫度、供水、回水溫度等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)分析，為供熱管理部門的科學(xué)供熱管理提供依據(jù)。

1. 網(wǎng)預(yù)付費(fèi)管系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)管理系統(tǒng)采用基于校園網(wǎng)的實(shí)時(shí)通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，結(jié)合內(nèi)嵌加密通信協(xié)議的智能預(yù)付費(fèi)水、電表該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)操作實(shí)時(shí)計(jì)量監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)售退、實(shí)時(shí)通斷，有效地解決了收費(fèi)難的問題，并對(duì)用戶節(jié)約用水用電起到促進(jìn)作用。

1. 能效綜合分析系統(tǒng)

經(jīng)過大量基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)的積累后，通過能效綜合分析系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)提取與模型化處理可進(jìn)一步結(jié)合氣候變化等因素，實(shí)現(xiàn)能源指標(biāo)的合理度評(píng)價(jià)、能耗走勢(shì)的科學(xué)預(yù)測(cè)。該系統(tǒng)的應(yīng)用將為節(jié)能管理中長(zhǎng)期部署提供專家化的決策支持,為減少碳排放，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展提供全面的信息支撐。

1. 能源計(jì)管理系統(tǒng)

主要用于為校內(nèi)各樓宇及用能部門分配月度季度、年度用能計(jì)劃指標(biāo)，并以分配的指標(biāo)作為能耗使用情況超標(biāo)預(yù)警、用能考核及獎(jiǎng)懲的依據(jù)其中能耗數(shù)據(jù)模擬預(yù)測(cè)可實(shí)現(xiàn)功能:根據(jù)往期能源計(jì)劃指標(biāo)完成情況及增長(zhǎng)數(shù)據(jù),模擬生成當(dāng)期及未來能耗指標(biāo)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，為管理層提供決策支持。

1. 能耗公系統(tǒng)

能耗公示分為社會(huì)公示和校園內(nèi)部公示兩部分。提供單位的用能情況診斷信息;針對(duì)建筑、設(shè)備、部門等的用能情況評(píng)估。針對(duì)單體建筑單位面積能耗量、分類能耗量、人均能耗量等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)管，動(dòng)態(tài)展示能耗排名、能耗成本排名等;提供能耗成本、年度節(jié)能率等報(bào)告，公示單位內(nèi)部能耗情況及排名,以及本年度和上年度的能耗對(duì)比信息。

3用水、用電能耗監(jiān)測(cè)與分析

3.1用水用電能監(jiān)測(cè)

針對(duì)某學(xué)院的建筑實(shí)際情況，對(duì)具備設(shè)備安裝條件的17幢建筑樓宇進(jìn)行水、電能耗監(jiān)測(cè)，并完成每棟樓宇的用水量、用電*總計(jì)量,對(duì)具備分類分項(xiàng)條件的樓宇進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量。水、電能耗監(jiān)測(cè)的建筑類型包括:教學(xué)樓、食堂、學(xué)生公寓、行政樓、圖書館、后勤樓、鍋爐房、變電所等。該系統(tǒng)于2014年12月開始試運(yùn)行。

圖3(A)(B)分別是某學(xué)生公寓2015年6月25日~6月27日3(分別是星期四星期五星期六)的照明插座逐時(shí)用電量和逐時(shí)用水量變化柱狀圖。工作日6月25和26日和星期六27日的日用電*和日用水量均差別不大,3d平均的照明插座日用電量為77.0kW·h;3d平均的日用水量為34.4m。

圖4(A)(B)分別是某學(xué)生公寓2015年8月6日~8月8日3d(分別是星期四星期五、星期六)的照明插座逐時(shí)用電量和逐時(shí)用水量變化柱狀圖。此三天是暑假期間,3d平均的照明插座日用電*為32.1kw·h;3d平均的日用水量為5.54m與圖3中2015年6月25日~6月27日3d用電和用水相比分別減少58.3%和83.4%。

3.2用水、用電能耗對(duì)比分析

能耗管理系統(tǒng)可以對(duì)各建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行同比、環(huán)比對(duì)比分析[圖56分別為行政樓從2014年12月~2016年4月的月用電用水量對(duì)比圖對(duì)比分析圖中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)2016年3月和2015年3月相比用水和用電分別減少39.3%和19.4%兩的4月份節(jié)能率與3月份類似。經(jīng)過調(diào)研，行政樓節(jié)電主要是因?yàn)椴捎昧诵滦偷腖ED節(jié)能燈具學(xué)校正在對(duì)各棟樓的燈具陸續(xù)進(jìn)行更換。學(xué)校后勤維修部門對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的一些可能漏水點(diǎn)進(jìn)行排查,發(fā)現(xiàn)并修復(fù)了一些漏水點(diǎn)，與往年相比,系統(tǒng)同期的用水量也有所降低圖56中2015年2月和2016年1月的月用電量和月用水量都為0是因?yàn)榉藕倨陂g沒有管理人員值班，關(guān)閉了水電能耗管理系統(tǒng)，已向相關(guān)工作人員反映此問題，以后會(huì)有所改進(jìn)。

4供熱能耗監(jiān)測(cè)與分析

4.1供熱計(jì)量管理系統(tǒng)組成及在線監(jiān)測(cè)

供熱計(jì)量管理系統(tǒng)應(yīng)用在某學(xué)院的17幢教師住宅中，供熱計(jì)量的總建筑面積為197241該系統(tǒng)從2015年10月中開始調(diào)試行供熱計(jì)量管理系統(tǒng)平臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)控,系統(tǒng)可眉夜監(jiān)控記錄各用戶的情況并實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)管理員通過計(jì)算機(jī)界面顯示數(shù)據(jù)，可以直觀地觀察所有用戶熱能使用量、繳費(fèi)信息、室內(nèi)溫度等系統(tǒng)運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)，一且發(fā)生異常情況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提供警告信息，實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)測(cè)和管理[8]供熱計(jì)量管理系統(tǒng)由測(cè)溫、計(jì)量系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)兩部分組成。測(cè)溫、計(jì)量系統(tǒng)組成及功能實(shí)現(xiàn)如下:

1)在每個(gè)單元高低供熱區(qū)的熱入口安裝熱計(jì)量表,計(jì)量該區(qū)域的采暖耗熱量;

2)在每戶的代表房間安裝溫度傳感器，用于測(cè)量室內(nèi)溫度;

3)溫度傳感器將室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給無線數(shù)據(jù)接收器，無線數(shù)據(jù)接收器安裝在熱用戶門外的管道井內(nèi);

4)無線數(shù)據(jù)接收器把溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集集中器中

5)數(shù)據(jù)采集集中器根據(jù)各個(gè)用戶的溫度數(shù)據(jù)、面積數(shù)據(jù)及供熱區(qū)熱計(jì)量表的熱能數(shù)據(jù)分?jǐn)偀崃恐担瑢?shí)現(xiàn)前臺(tái)分?jǐn)?

6)數(shù)據(jù)采集集中器通過GPRS方式將數(shù)據(jù)傳至遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程終端管理系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)采集集中器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)每棟樓供熱的即時(shí)數(shù)據(jù)如房間溫度、供水、回水溫度,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)、分析和管理。

供熱計(jì)量管理系統(tǒng)還可以對(duì)各區(qū)和各戶的實(shí)時(shí)供熱情況分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)圖7為各區(qū)供熱監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)截圖圖7中各列表示熱計(jì)量表編號(hào)、熱計(jì)景表通訊狀態(tài)、供暖分?jǐn)倖?dòng)時(shí)間、黑計(jì)分?jǐn)偀崃抗┧疁囟取⒒厮疁囟葦?shù)據(jù)接收時(shí)間等。

參考文獻(xiàn)

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