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淺析建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計要點

更新時間:2021-05-07 點擊次數(shù): 914次

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要:本文介紹了福建省建筑能耗監(jiān)測工作開展和福建省公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺建設(shè)情況,從能耗監(jiān)測范圍、數(shù)據(jù)上傳要求、系統(tǒng)安裝驗收等三個方面,闡述了建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計要點,后說明了平臺數(shù)據(jù)上傳流程及建筑能耗監(jiān)測的意義。通過以上內(nèi)容的闡述,以期在今后的工程項目中,可以積極地促進能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、施工與運行更加規(guī)范化發(fā)展。

關(guān)鍵詞:公共建筑;能耗監(jiān)測;分項能耗;分類能耗

 

0 引言

    近年來,家辦公建筑和大型公共建筑高耗能的問題日益突出。福建省“十三五”節(jié)能目標(biāo)中關(guān)于能耗增量控制要求是到2020年全省控制在2320萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以內(nèi)。提升建筑節(jié)能監(jiān)管和運行維護管理水平是深化建筑節(jié)能的重要途徑之。

    在政策方面,我省陸續(xù)發(fā)布了《福建省公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》(DBJ/T13-158-2012)、《福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于開展公共建筑能耗監(jiān)測工作的通知》(閩建科[2018]7號)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文件,明確建筑能耗監(jiān)測的范圍、數(shù)據(jù)對接、安裝驗收等內(nèi)容。

    福建省公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺(以下簡稱“省級平臺”)于2017年12月底建成并投入使用。目前已接入609棟建筑能耗,45個項目的可再生能源系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)(包括太陽能熱水系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)),平均每天的接入量為1~2棟建筑。省級平臺的主要功能是能耗監(jiān)測與統(tǒng)計,具備建筑能耗的實時監(jiān)測、能耗分類對比、異常報警等匯總與分析能力。此外,省級平臺還包括綠色建筑、可再生能源、能耗統(tǒng)計和能源審計等其他功能。省級平臺向上可與住建部建筑能耗平臺對接,完成數(shù)據(jù)上報;向下可與各地市市級平臺完成數(shù)據(jù)交互,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

1 能耗監(jiān)測系統(tǒng)概述

    建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)是指通過在建筑物內(nèi)安裝分類和分項能耗計量裝置,采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù),實現(xiàn)建筑能耗的在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)遠程傳輸和動態(tài)分析功能的硬件和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。該系統(tǒng)主要由計量裝置設(shè)備層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)存儲處理展示層、數(shù)據(jù)上傳層五大部分組成。每棟建筑通過建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)將能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞〖壠脚_。

    能耗分項計量與監(jiān)測系統(tǒng)通過對建筑能耗的實時計量、分析,清楚地了解建筑內(nèi)的能耗。管理人員可通過比較分析建筑能耗數(shù)據(jù)后得到建筑當(dāng)前所存在的問題。該系統(tǒng)建成后將主要實現(xiàn)以下功能:

      (1)用能實時監(jiān)測:實現(xiàn)對本建筑主要能耗的計量總量的實時監(jiān)測功能。

      (2)用能統(tǒng)計:實現(xiàn)對建筑用能數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和比較,并以表格或圖表形式輸出,為用能運行管理提供依據(jù)。

      (3)數(shù)據(jù)上報:向省平臺上報總體能耗數(shù)據(jù)。

      (4)數(shù)據(jù)共享:實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的資源共享。

2 能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2.1能耗監(jiān)測范圍

    根據(jù)建筑物規(guī)模和性質(zhì),明確本建筑物是否需要設(shè)置能耗監(jiān)測系統(tǒng)。按照《福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于開展公共建筑能耗監(jiān)測工作的通知》(閩建科[2018]7號)文件要求,自2018年2月1日起,下列類型的公共建筑應(yīng)同步設(shè)計、安裝能耗在線監(jiān)測分項計量裝置并上傳數(shù)據(jù):

      (1)重點公共建筑項目:按照《福建省綠色建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ13-197-2017)第9.2.17條規(guī)定進行設(shè)計的新建家辦公建筑、1萬m2以上的公共建筑;

      (2)建筑節(jié)能示范項目:由省、市建設(shè)主管部門公布的公共建筑節(jié)能改造示范項目、可再生能源建筑應(yīng)用示范項目;

      (3)節(jié)約型校園:根據(jù)《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、教育部關(guān)于印發(fā)<節(jié)約型校園節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)示范項目驗收管理辦法(試行)>的通知》(建科〔2014〕85號)有關(guān)節(jié)能監(jiān)管平臺驗收要求,獲得財政資金補助的節(jié)約型示范高校,包括廈門大學(xué)、福州大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)、福建師范大學(xué)、集美大學(xué)、福建工程學(xué)院等。

2.2數(shù)據(jù)上傳

2.2.1分類能耗

    根據(jù)建筑用能類別,分類能耗數(shù)據(jù)采集指標(biāo)有6項:水耗、電耗、燃氣、集中供熱耗熱、集中供冷耗冷和其他,其他包含燃油、煤、集中熱水、可再生能源等。

2.2.2分項能耗

    新建建筑與既有建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的分項能耗設(shè)置要求有所區(qū)別。主要是考慮到,既有建筑配電線路已安裝完畢并運行,如果為了拆分分項,而進行線路改造的話,經(jīng)濟成本比較大,對建筑正常運行也有定的影響。比如用電的分項中,既有建筑安裝監(jiān)測系統(tǒng),只要求照明插座系統(tǒng)用電數(shù)據(jù)上傳即可,但對于新建建筑,則要求把照明插座系統(tǒng)用電為室內(nèi)照明、室內(nèi)插座、公共區(qū)域照明和應(yīng)急照明、室外景觀照明等進行分項上傳。分項要求具體詳見表1。

表1 能耗分項表

2.2.3其它技術(shù)要求

    除了以上規(guī)定外,能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計時還應(yīng)注意以下幾點:

      (1)設(shè)計時需標(biāo)注計量裝置的安裝位置,簡述系統(tǒng)的構(gòu)成,明確表具數(shù)量和系統(tǒng)配置。

      (2)電能表選型應(yīng)符合以下規(guī)定:①電能表精度等級應(yīng)不低于1.0及;②電能表性能參數(shù)應(yīng)符合《多功能電度表》(DL/T614)、《交流電測量設(shè)備》(GB/T17215)的規(guī)定,或由具有計量鑒定資格的電力設(shè)備檢測單位檢驗合格。③電流互感器精度等級應(yīng)不低于0.5級。

      (3)數(shù)字水表選型與配置應(yīng)符合以下規(guī)定:①數(shù)字水表精度等級不應(yīng)低于2.5級;②數(shù)字水表性能參數(shù)應(yīng)符合《封閉滿管道水流量的測量飲用冷水水表與熱水水表》(GB/T778)的規(guī)定。

2.3安裝驗收

    重點公共建筑項目應(yīng)嚴格按照《福建省建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》(DBJ/T13-83-2013)進行節(jié)能分部工程驗收,建設(shè)單位應(yīng)同步出具《福建省樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)建筑基本信息和能耗數(shù)據(jù)確認表》作為能耗監(jiān)測系統(tǒng)安裝和數(shù)據(jù)上傳完成的證明材料。

    公共建筑節(jié)能改造、可再生能源建筑應(yīng)用等示范項目按設(shè)計要求安裝完成建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)并實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳功能,建設(shè)單位在申請示范驗收時應(yīng)出具經(jīng)市級平臺審核通過的《福建省樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)建筑基本信息和能耗數(shù)據(jù)確認表》。

3 數(shù)據(jù)上傳

3.1基本要求

    為了確保能耗數(shù)據(jù)有效對接,必須規(guī)范數(shù)據(jù)上傳程序,統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,以及按時上傳能耗數(shù)據(jù)。

      (1)規(guī)范數(shù)據(jù)上傳程序:樓宇、市級公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺、省級公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺3個層級順序進行能耗數(shù)據(jù)上傳。

      (2)傳輸標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議:樓宇和市級平臺之間能耗數(shù)據(jù)上傳協(xié)議按《福建省樓宇能耗數(shù)據(jù)和市級公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺通信協(xié)議》要求。市級平臺和省級平臺之間能耗數(shù)據(jù)上傳按《福建省市級和省級公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺能耗數(shù)據(jù)通信協(xié)議》要求。

3.2上傳流程

    樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)安裝完畢后,根據(jù)家、省市級平臺相關(guān)文件、《福建省公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約等技術(shù)要求,進行平臺數(shù)據(jù)傳輸對接,數(shù)據(jù)上傳流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)對接流程圖

    主要包括以下幾個方面:

      (1)平臺技術(shù)人員審核實施單位提交相關(guān)材料準(zhǔn)確性,并為對接建筑提供對接協(xié)議和對接端口;

      (2)能耗數(shù)據(jù)上傳過程中,技術(shù)人員觀察分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)異常情況,及時聯(lián)系反饋給接入方。

      (3)數(shù)據(jù)對接成功后,出具《福建省樓宇能耗監(jiān)測系統(tǒng)建筑基本信息和能耗數(shù)據(jù)確認表》,作為驗收依據(jù)。

4 安科瑞能耗監(jiān)控系統(tǒng)介紹

    Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng),在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析,通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計,以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣,有效節(jié)約能源,為用戶進步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照家有關(guān)規(guī)定實施能源審計,分析現(xiàn)狀,查找問題,挖掘節(jié)能潛力,提出切實可行的節(jié)能措施,并向縣級以上人民管理節(jié)能工作的部門報送能源審計報告。

4.1平臺結(jié)構(gòu)

    Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)以計算機、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具,根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式,為大型公共建筑的實時數(shù)據(jù)采集及遠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、分布式智能體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu):

圖2 能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.2平臺功能

    (1)系統(tǒng)可按使用年份統(tǒng)計建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量,自動折算成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量,從而反映建筑物當(dāng)年各分類能耗用能和綜合能耗。系統(tǒng)以餅圖形式展示建筑4大用電分項能耗的占比情況。系統(tǒng)以曲線圖形展現(xiàn)各類能耗的消耗的消耗趨勢,便于業(yè)主方實時直觀掌握能源消耗情況。

    (2)系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況,顯示當(dāng)日和當(dāng)月的用能峰值。顯示當(dāng)日用能、當(dāng)月用能、當(dāng)年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時、31天、12個月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鐘曲線(電表顯示功率曲線,流量表顯示流速曲線)。

    (3)系統(tǒng)依據(jù)建筑物能源消耗的分布情況進行能耗計量點的選取和設(shè)置,使得能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以覆蓋整個建筑物。系統(tǒng)使用者可通過相關(guān)界面調(diào)取該建筑物各能耗節(jié)點的能耗統(tǒng)計報表,減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計量誤差。

    (4)系統(tǒng)依據(jù)住建部分類分項能耗數(shù)據(jù)采集導(dǎo)則,將建筑物耗電分為照明插座、空調(diào)、動力和特殊用電進行計量裝置選型和設(shè)置,并按用能區(qū)域或功能區(qū)域等劃分并進行統(tǒng)計,以報表和同、環(huán)比棒圖形式展現(xiàn)該區(qū)域的能源消耗。

    (5)系統(tǒng)可針對能源消耗量大的設(shè)備或區(qū)域進行準(zhǔn)確定位,便于管理層制定節(jié)能績效考核制度,推動節(jié)能降耗的有效執(zhí)行。為用能重點設(shè)備建立運行記錄檔案,長期跟蹤記錄設(shè)備運行過程中的能效分析評估結(jié)果,結(jié)合設(shè)備維護保養(yǎng)記錄,為設(shè)備的運行維護提供依據(jù)。

    (6)系統(tǒng)提供分級權(quán)限管理功能,對具備權(quán)限用戶提供開放的信息維護接口,用戶可自行對建筑和系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)計量點的信息進行增、刪、改和查詢,建筑物信息包括建筑類型、建設(shè)年代、建筑面積、建筑物人員數(shù)量等。系統(tǒng)還對無法自動采集的計量信息提供手動錄入功能,便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。

4.3數(shù)據(jù)上傳

    安科瑞能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)按照重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺接口協(xié)議規(guī)范的要求,將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級或家平臺,上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過HTTPS協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或超時(網(wǎng)絡(luò)故障),將重發(fā)數(shù)據(jù),直至接收成功反饋消息。

4.4能源計量表具選型

5 結(jié)論

    抓好新建建筑節(jié)能,發(fā)展綠色建筑,實施既有建筑節(jié)能改造,推廣可再生能源建筑應(yīng)用,發(fā)展裝配式建筑都是為了實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。建設(shè)分項計量與能耗監(jiān)測系統(tǒng)可確保能源的髙效使用,控制建筑運營成本,對促進政策的制定、能耗定額制度的推廣、節(jié)能改造等方面具有重要的意義。

 

參考文獻:

[1]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究.中建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告2018[M].北京:中建筑工業(yè)出版社,2018.

[2]謝竹雯.福建省建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計要點解析[J].福建建設(shè)科技,2020(03):99-101.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

 

作者簡介:劉細鳳,女,本科,現(xiàn)就職于安科瑞電氣股份有限公司

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