城市機關辦公建筑及大型公共建筑耗能監測平臺建設

陳 寧

（新疆建筑科學研究院  830000  烏魯木齊）

    為貫徹落實《關于加強大型公共建筑工程建設管理的若干意見》（建質〔2007〕1號）文件精神，全面推進新疆建筑節能管理工作，烏魯木齊市率先開展國家辦公建筑和大型公共建筑節能監管體系建設。其中，能耗監測平臺建設是節能監管體系建設的基礎，是實現能耗管理重要的環節。目前我國剛開始這項工作，平臺結構、監測方案、用能分析、展示方法等方面的問題處于探索研究階段。

一、建筑能耗監測平臺的總體框架

    烏魯木齊市建筑能耗監測平臺屬于城市節能監管平臺，平臺建設包括四大部分內容：硬件建設：包括數據中心設備（服務器、存儲器等）、網絡基礎設施、供電系統等；軟件建設：主要由數據中心軟件系統、監測平臺應用軟件系統構成；分類分項計量裝置安裝：包括用電（照明插座電耗、空調電耗、動力電耗、特殊電耗）；采暖能耗、水耗三大類；配套能力建設：包括組織機構、技術支撐、管理辦法制度建設、人員培訓等。（見圖1）

    通過監測平臺建設，直觀了解全市建筑用能的總體狀況，對不同建筑的用能構成、能耗比例等進行統計分析，對不同區域建筑的能耗進行對分比析，確定用能指標及經濟指標，從行政考核、經濟、技術方面對全市建筑用能進行標準化管理，特別是量化大型公共建筑和國家辦公建筑的用能，對高能耗建筑進行公示、審計，提出優化的節能改造方案及運行管理建議，促進政府開展建筑節能改造工作，提高管理水平和方法。 

二、建筑能耗監測平臺的結構

    烏魯木齊市建筑能耗監測平臺結構總體分為四部分：

    采集部分：包括建設分類分項計量設備（水、電、暖，其中電包括照明用電、空調用電、動力用電、特殊用電四類）和采集裝置；

    傳輸部分：由通訊傳輸模塊，以太網絡，中轉設備構成，實現能耗原始數據匯總打包上傳；

    管理部分：包括數據中心設備，監測軟件，數據庫，由數據存儲、分析、安全等功能構成，實現能耗實時在線監測。

    應用部分：由數據分析、結果展示、信息查詢功能構成，直觀反映建筑能耗情況及用能指標。

    按照建設部建筑能耗節能監管平臺的體系構成要求，烏魯木齊市建筑能耗監測平臺是自治區能耗監測平臺的組成部分，其建設方法、標準必須納入自治區建筑能耗監測管理體系范疇內。因此，烏魯木齊市平臺建設是以建設部制定的相關技術導則為建設標準，從平臺建設的能耗采集、傳輸系統到用能分析管理、展示應用系統的建設在滿足國家技術要求的條件下，研究標準化模式，保證整個大體系的共享性、兼容性。如：

    (1) 計量、采集設備和軟件研發采用國際通用的標準和協議、規約，如水表、熱表采用TCP/IP協議，MDBAS規約標準等。

    (2) 設備統一編號，對應管理部分的識別，并具有唯一性。

    (3) 在監測點擴展或更新時，監測平臺管理部分能識別收到數據，具有聯動性。

三、能耗監測數據采集、傳輸系統

    1、監測對象的確定

    監測對象的確定是平臺建設最基礎的。由于市區建筑數量大，建筑規模不同，監測平臺的覆蓋面以辦公建筑和大型公共建筑為重點。因此烏魯木齊市建筑能耗監測平臺首先制定監測對象的確定原則：

    (1) 建筑結構保溫性能差、空調性能低、能源浪費嚴重，機關辦公建筑是未來節能的主要對象，作為重點建筑進行能耗監測示范平臺建設。

    (2) 建設領域政府機關作為該項工作的組織成員，充分的認識分項計量的優點，理應起帶頭先鋒，重點配合支持能耗監測工作的推動——優選行政、文化、教育建筑。

    (3) 各種類型的建筑應有一定的數量，才能夠公平、公正和合理地提供能耗定額數據。

    2、數據采集傳輸

    建筑能耗監測平臺的前端為數據采集系統，它是監測的基礎。其中計量裝置安裝工程量大，技術方案的好壞直接影響建設成本和施工工作量。根據烏魯木齊市建筑用能特點，通過研究，本著模式統一，數據集中，軟件兼容，針對性強，投入減少，見效顯著的原則，能耗監測計量設備組成統一監測柜，監測系統采用有線+無線的傳輸組合方式，方便施工和后期管理，而且投資少，可依據監測對象的實際能耗特點和差異，靈活變動經濟。數據采集傳輸采用拓撲結構采用計量終端采集網絡為有線方式，采用RS485將多臺計量表計連接到采集器，然后采用無線遠程傳輸方式，將輸出的數據匯集到數據網關，由網關將數據打包并使用政府專網或GPRS 發送到數據中心。數據采集網關使用GPRS或以太網連接到數據中心。（見圖2）

    4、數據存儲和分析系統建設：國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測平臺建設除了數據采集和處理、數據接收、打包上傳、用戶端管理、系統維護外，還要建立監測系統數據庫，自動集成化存儲、分析系統，具有數據查詢、能耗分析和用能展示的管理功能。①數據查詢：可查詢監測建筑物的分類分項能耗數據，兩個或多個同類建筑的能耗均值，還可查詢兩個區域建筑能耗平均值，標桿建筑能耗數據，同類建筑按指定項排序公示信息。②數據分析：不同類型的公共建筑，由于使用性質和使用功能不同，能耗差異較大。采用能耗指標比較法，如總用電量、總供熱量（折成標煤），總用水量；單位面積耗能量；單位面積空調耗能量；單位面積耗熱量；單位面積耗水量；按國家辦公建筑、賓館商場建筑、學校等不同類型的建筑劃分還可取人均耗能量。采用標桿建筑比較法，由于烏魯木齊市建筑能耗監測平臺數據庫建設剛起步，標桿建筑的確定按烏魯木齊市同類建筑節能65%的能耗平均值與同類建筑的實際平均能耗值取一定的區間范圍，在這個范圍內抽取一定數量的建筑作為標桿建筑，其能耗作為參照能耗指標。③能耗分析：烏魯木齊能耗監測平臺具有市級建筑能耗管理功能，能耗分析多層面，主要包括：各類建筑的面積總數和分布，分類建筑的平均用能情況，各區建筑用能對比，標桿建筑的能耗情況，按區域或建筑物分組建筑分類能耗的最大值、最小值，單棟建筑電能分項能耗構成及用能狀況，兩個或多個分項能耗的對比。④用能展示：通過各方面數據分析，采用圖表、曲線、柱狀圖等直觀圖形將建筑能耗數據展示，可以滿足平臺建筑管理要求。

四、結束語

    國家辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統研究應用可獲取建筑樓宇各部分實時動態能耗數據，清晰了解各部分用能現狀。通過分析對比，確立節能標桿建筑，尋找能耗差距，從技術層面上對高能耗建筑節能降耗進行監管，量化節能改造的技術要求，是新疆國家辦公建筑及大型公共建筑節能監管體系建設領域的技術進步。為下一步研究國家辦公建筑及大型公共建筑能耗定額標準與用能系統運行標準，建立超定額加價制度提供技術保障，有序地推進國家辦公建筑及大型公共建筑節能監管技術進步，走系統化、制度化發展模式。

參考文獻：

[1] 住房和城鄉建設部: 國家辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則。

[2] 住房和城鄉建設部: 國家辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統軟件開發指導說明。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)