浅谈公共建筑能耗研究、分析及系统介绍，安科瑞张星

2022-05-13

张星

上海嘉定

摘要：通过对湖南省典型公共建筑能耗数据的分析研究，给出各类公共建筑的实际能耗指标，并分析原因。

关键词：能耗监测；数据分析;平台

0 简介

建筑能耗是我国三大能耗巨头之一，约占全国能耗总量的三分之一，如果控制不当，将对我国节能减排造成严重影响- 减排目标。传统建筑能耗缺乏分类和分项计量，存在数据缺失或统计不准确、实时性差、横向比较分析困难等问题。 2007年10月，住建部印发《关于加强国家办公建筑和大型公共建筑节能管理的实施意见》。此后，全国各省市相继启动了不同规模的建筑节能监管平台建设，但数据研究分析工作并未开展。不理想。

为了解全省公共建筑实际能耗情况，湖南省于2013年启动了“省级公共建筑能耗动态监测平台建设项目”，并在项目建成投产后委托笔者单位投入运行。主持课题“湖南省公共建筑能耗分析与研究”。

1湖南省能耗监测平台架构

根据《国家机关办公楼和大型公共建筑能耗监测系统建设技术导则》、《国家机关办公楼和大型公共建筑等相关技术标准的要求》作为《公共建筑能耗监测系统能耗数据分项采集技术导则》，湖南省公共建筑能耗监测平台系统架构由终端仪表层、数据采集传输层、应用展示层三部分组成.1为平台系统框图。

图1湖南省公共建筑能耗监测平台系统框图

在图 1 中，终端仪表层用于每个公共建筑。计量建筑物内水、电、气等类别和项目能耗的仪表及配套设施主要负责计量电、水、气等能源的能耗数据；数据采集​​与传输层包括数据采集器、数据传输网络，主要负责采集终端电表的能耗数据，并通过有线或无线网络将数据上传到城市、州和大学的数据中心；应用展示层是数据中心，负责接收上报的数据包，同时对数据包进行解析、存储和分析。展览。

2湖南省能耗监测平台基本信息

为获取公共建筑能耗数据，湖南省住房和城乡建设厅于2013年开始组织全省开展单体公共建筑能耗数据采集系统建设，并要求系统应具备远程数据传输功能。但从实际情况看，个别公共建筑能耗数据接入省级能耗平台并不理想。截至2020年12月，共有621座公共建筑完成能耗系统建设并接入省级监控平台。 ，总建筑面积约1929.130,000平方米。

以上621栋接入节能监测平台的建筑（按建筑功能分类）统计如表1所示。

表1湖南省公共建筑能耗监测平台的建筑接入

注：本文中所有综合性建筑均指具有一种或多种功能的综合性建筑。

3 建筑能耗数据分析

由于系统建设初期能源采集系统主要安装在既有建筑中，而建筑内原有供配电系统设置不合理，导致大部分单体建筑数据上传不完整。为确保分析结果真实有效，课题组在剔除能耗数据异常明显的建筑后，从621座公共建筑中选取长沙市具有代表性的93座建筑作为分析样本进行深入分析。 93栋样板建筑包括酒店、综合办公、党政机关办公、商业、综合建筑五类，总建筑面积765万平方米。具体如表2所示。

表 2 示例构建条件

分析平台从2015年至今收集的数据，发现监控平台系统在建设初期运行，系统不稳定，数据逻辑不够。只有2019年的系统运行比较顺利，所以以2019年的数据作为研究依据。结合样本建筑能耗数据，从建筑类别、季节效应、分类分项能耗数据等多个维度进行数据采样、整理和分析。

对表2中5大类建筑采集的数据进行整理分析后，可以得到2019年各类建筑的年单位面积能耗，如图2所示。该图为各类建筑的年均能耗。能耗值和指导值是GB/《民用建筑能耗标准》规定的各类建筑中甲级建筑的能耗指导值。

图2 2019年各类建筑单位面积年能耗实测值与指导值对比

从图2不难发现，各类建筑年能耗实测值均小于指导值。五类建筑中，商业建筑单位面积能耗（82.14kWh/m2·a），其次是酒店建筑（62.94kWh/m2·a），党政机关办公楼（39.11kWh/m2·a）。逐月拆分 2019 年数据，得到图 3。

图3 5类建筑月单位建筑能耗指数

从图3可以看出，五类建筑月用电量高峰分别出现在1月、7月和8月。从历史气象数据可以看出，1月和8月是2019年长沙市室外平均气温忽高忽低的月份。为了在这两个月内保持适宜的室内温度，空调耗电量-调节负荷将不可避免地增加。因此，可以得出结论，课题组选取的样本建筑的单位建筑能耗指标基本符合长沙地区的典型用电需求和特点。由于照明、电力等季节性负荷波动较小，图3中各建筑月总能耗的动态变化可以认为主要是由空调的月用电量变化引起的。

将样本建筑能耗数据分为空调、照明、电力和特殊用电四类，得到2019年各类建筑能耗分布树状图（图4)@ >.

从图4可以看出能耗集中管理系统，在五种主要建筑类型中，照明能耗占建筑总能耗的比例分别为40%、53%、35%、40%和44%。能源消耗的主要部分。空调能耗占比仅次于照明能耗，占比分别为28%、22%、31%、23%和22%。

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图4 2019年各类公共建筑能耗占比

4 个结论

从以上分析可以看出，五种公共建筑空调在整体能耗中的占比都不是很高，偏离了常规建筑的分计量。课题组分析研究，主要原因有三：一是根据湖南气候特点，空调负荷具有季节性；许多具有建筑能源监测平台的公共建筑都在现有建筑中重新安装了分表计量装置。此类楼宇比较陈旧，没有严格按照照明插座和空调负载分开供电的电路，还有一些分体式空调连接。三是由于湖南燃气价格相对较低，大部分商业建筑和酒店建筑在冬季使用燃气能源，这也降低了空调能源消耗在年能源消耗中的比例。根据实测数据和分析研究，湖南省对部分既有建筑进行了节能改造，实施了新建建筑节能改造工作。分析存在一些不足，如选取的样本数量太少，运营数据仅使用2019年的数据，因此分析结果存在一定的局限性。

5 安科瑞能耗监控系统介绍

Acrel-5000能耗在线监测系统是一个用户端的能源管理和分析系统。在电力管理系统的基础上，增加了对水、气、煤、油、热（冷）等的集中收集和分析，对客户端所有的能源消耗进行细分和统计，以及各种能源的使用和消耗。能源以直观的数据和图表展示给管理者或决策者，便于识别高耗能点或不合理的用能习惯，有效节约能源。 ，为用户进一步节能改造或设备升级提供精准数据支持。用户可按照国家有关规定实施能源审计，分析现状，发现问题，挖掘节能潜力，提出切实可行的节能措施，并向县级以上人民政府报告。节能部门提交能源审计报告。

5.1平台结构

Acrel-5000能耗在线监测系统是基于计算机、通讯设备、测控单元的工具，根据现场实际情况，采用现场总线、光纤环网或光纤环网的一种或多种组合组网方式无线通信为大型公共建筑提供实时数据。采集和远程管控提供了一个基础平台，可以与检测设备组成任何复杂的监控系统。采用开放的、网络化的、单元化的、可配置的面向对象的分层、分层、分布式的智能集成结构。创建以下层次结构：

图 5 平台结构

5.2 平台函数

(1）系统可以根据使用年份统计各类建筑的能耗——电、水、气、集中供热、集中供冷等能源消耗，并自动转换为相应的标准煤耗，以反映当年各类别建筑的能耗和综合能耗，系统以表格形式显示建筑四大用电项目的能耗比例饼状图，系统以曲线图的形式展示各种能源消耗的消耗趋势，方便业主直观实时掌握能源消耗情况。

(2）系统可以根据分类能耗的分支名称查询能耗，并显示当天和当月的峰值能耗。显示当日能耗能源消耗、当月能源消耗、当年能源消耗、昨天同期能源消耗、上月同期能源消耗、上年同期能源消耗。过去 48 小时、31 天、12 个月和 3 年的能耗以条形显示 右上角显示过去 15 分钟的曲线（功率表显示功率曲线，流量计显示流量曲线)。

(3）系统根据建筑能耗分布计算能耗测点。选择设置，使能耗监测系统覆盖整个建筑。系统用户可检索通过相关接口对建筑物各能耗节点的能耗统计报表，减少能耗的“跑、跑、滴、漏”和计量误差。

(4）根据住建部门能耗分类分项数据采集指引，系统将建筑用电量划分为照明插座、空调、电源和特殊用电等。测量设备选型设置，按能耗区域或功能区域划分统计，并以报表、柱状图等形式显示该区域的能耗情况。

(5）系统可以准确定位能耗大的设备或区域，便于管理层制定节能绩效考核体系，促进节能降耗的有效实施。建立用能设备运行记录档案，对设备运行过程中的能效分析进行长期跟踪记录，评价结果结合设备维护记录，为设备运行维护提供依据设备。

(6）系统提供分级权限管理功能，为有权限的用户提供开放的信息维护界面，可对监测范围内的测点信息进行增删改查

5.3数据上传

安科瑞能耗在线监测系统是基于能耗单位，根据能耗在线监测系统技术规范定义的系统平台接口协议规范的要求，对能耗的基本信息、计量仪表信息、能耗用能企业数据和能效数据上传省级或国家级。上传的数据通过HTTPS协议加密传输。如果数据传输失败或超时（网络故障），将重新发送数据，直到收到成功反馈消息。

5.4 电能表选择

5.5 通讯网关参数

【参考文献】

[1] 唐丽萍．绿色照明与建筑照明节能设计[J]．行业 C, 2016(2):137-137.

[2]孟力，龙海山，陈一兵。公共建筑能耗研究与分析[J].智能建筑电气技术,2021,15(05):35-37

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版