1、浅谈我国建筑能源监控技术的现况及发展摘要:本文通过对我国建筑能源监控技术的实际需求、国家相关技术政策规范的情况的综述,对主流的建筑能源监控系统技术的进行了简要分析,对我国建筑能源监控技术发展进行了探讨。 关键词: 建筑能源;建筑能源监控;节能减排 中图分类号:TM08 文献标识码:A 文章编号: 目前中国的大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的 4%,但总能耗却占全国城镇总耗电量的 22%,为普通居民住宅的 1020 倍。 ”十二五“规划中,国家发展节能减排工作力度越来越大,要求在单位 GDP 能耗降低20%的节能战略目标。因此,建筑物的节能问题越来越成为建设工程中关注的焦点。 1.概念及现状
2、 建筑能耗,国内外习惯上认为是使用能耗,即建筑物使用过程中用于供暖、动力、空调、照明、通风、输送、烹饪、家用电器、给排水和热水供应等的能耗。 建筑能耗监测通过在建筑物内安装分类和分项能耗计量装置,采用远程传输等手段及时采集能耗数据,实现建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。建筑能源监控是一种建筑节能的科学管理和服务的方法。其目标主旨是在于通过建立和建设能耗监控,实现对能耗的分析,并进一步提出能源使用的优化管理。 2.技术水平 能耗数据采集指标包括各分类能耗和分项能耗的逐时、逐日、逐月和逐年数据,以及各类相关能耗指标。各分类能耗、分项能耗以及相关能耗指标的如下: 分类能耗:
3、电量、水耗量、燃气量(天然气量或煤气量) 、集中供热耗热量、集中供冷耗冷量等; 分项能耗:照明插座用电(照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电) 、空调用电(冷热站用电、空调末端用电) 、动力用电(电梯用电、水泵用电、通风机用电) 、特殊用电(信息中心、厨房餐厅等其他特殊用电)等; 能耗指标建筑总能耗(折算标准煤量):总用电量、分类能耗量、分项用电量、单位建筑面积用电量、单位空调面积用电量、单位建筑面积分类能耗量、单位空调面积分类能耗量、单位建筑面积分项用电量、单位空调面积分项用电量等; 智能建筑能源监测系统的节能措施主要是由建筑设备管理系统(BAS系统)来实现的。根据国外工程经
4、验,建筑设备管理系统(BAS 系统)可为新的办公大楼节能 20%左右。然而据统计,国内智能建筑中真正达到节能目标的还不到 10%,80%以上的智能建筑内 BAS 系统仅仅作为设备状态监视和自动控制使用,造成投资的极大浪费。问题的根源就在于 BAS 系统属于工程性产品并非成套设备,需要 BAS 系统工程师在现场做二次编程才能实现控制功能,系统性能受现场工程师人为因素的影响很大,在加上很多智能建筑建设方和管理方、使用方分离,造成很少有用户真正关心到底节了多少能,用户在建筑节能方面的投入产出比是多少。事实上,由于缺乏建筑物地能源使用模型和完善的计量手段,即使有用户提出上述问题,也无法得到准确的数据。
5、因此只有在智能建筑中设置能源监控系统,对建筑物地设备能效进行监测、分析和管理,并建立建筑物的能耗模型,才能真正实现节能的目的 目前我国主流的建筑能源监控系统都是有原 BAS 的知名品牌研发的,系统结构也基本类似,分为三层:现场设备层、网络通讯层和站控管理层。各系统分层的主要功能及特点包括有: 现场设备层:是数据采集终端,主要由智能仪表组成,采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式 I/O 控制器构成数据采集终端,向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务,其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。 现场设备层获取的数据内容主要包括:建筑物环境参数、设备运行
6、状态参数、各设备能耗数据等。获取的参数越多、运行的周期越长,越容易得到准确的结论。但若参数过多,又会造成建设成本的大量增加,因此可根据各建筑物的具体情况把数据分为:系统运行所必须的基础数据和辅助数据(可选数据) ,在管理效果和建设成本间取得平衡。 通讯层主要:是由通讯管理机 RS485 总线接口、TCPIP 通信协议以太网设备及其他类型的总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁,负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时,转达上位机对现场设备的各种控制命令。数据传输应当采取一定的编码规则,实现数据组织、存储及交换的一致性。 站控管理层针对能耗监测系统的管理人员,是人机交互的直接
7、窗口,也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备,如工业级计算机、打印机、UPS 电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面,对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理,并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。 3.相关行业的现况 我国对减低建筑能耗工作非常重视,我国第一部有关公共建筑节能设计的综合性国家标准公共建筑节能设计标准已于 2005 年 7月 1 日正式实施。2007 年我国建设部及财政部联合发出的关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理的实施意见以及国家机关办公建设和大型公共建筑能源审计导则 ,已经正式将建设建筑能源监测系统列为了建筑节能的重要组成不分。随后
8、全国不少省市已经开始针对公共建筑的能耗监测系统提出了地方性的技术规程。例如:2010 年江苏省颁发的公共建筑能耗监测系统技术规程以及山东省颁发的建筑能源审计暂行管理办法 、2011 年湖南省颁发的建筑能源审计导则等。目前,从我国不断推出的关于建筑能源审计的各种技术规范、指引的文件,特别是住房和城乡建设部 2008 年推出的国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则 ,都在逐步推行建筑能源监控集中联网技术。即不仅在建筑物本地进行能源监控,而且相关数据信息将通过有线或者无线(GSM 或 GPRS)公共通讯网络,将建筑内本地的建筑能源监控系统数据上传到数据中转站或省部级数据中心,从而实现远距离集中监控公共大型建筑的能源使用情况。该导则还提出对于除部级外的城市建筑能源监控数据中心还应将各种分类汇总数据逐级上传到部级数据中心,实现更高层级的建筑能源监测。 4.结束语 总而言之,能源监测系统和 BAS 系统的完美结合,是能源控制和管理措施实现的保障。目前,能源管理和 BAS 还分属不同智能化系统,两系统的相互融合应该是智能化系统发展的方向。