浅谈公共建筑能耗研究分析与制度介绍

2022-01-21

浅谈公共建筑能耗研究分析与制度介绍

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

关键词：能耗监测；数据分析; 平台

0 前言

建筑能耗是我国三大能耗巨头之一，约占全国总能耗的三分之一。如果控制不当，将对我国节能减排目标造成严重影响。安排工作成为当务之急。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》。自那以后，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，但尚未开展数据研究分析工作。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“省级公共建筑能耗动态监测平台建设项目”，委托笔者单位开展“湖南省公共建筑能耗项目建成投产后的“消费项目”。消费分析研究。

1 湖南省能耗监测平台架构

按照《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能耗监测系统建设项目能耗数据采集技术导则》等相关技术标准的要求。 《国家机关办公楼与大型公共建筑》，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。图1显示了平台系统框图。

图1 湖南省公共建筑能耗监测平台系统框图

在图1中，终端仪表层是计量各个公共建筑的水、电、气等类别和项目的能源消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​​ 传输层包括数据采集器和数据传输网络，主要负责采集终端仪表的能耗数据，并通过有线或无线网络将数据上传至各市、州、高校的数据中心；应用展示层是数据中心，负责接收上报的数据。同时对数据包进行分析、存储和显示。

2 湖南省能耗监测平台基本情况

为获取公共建筑能耗数据，湖南省住房和城乡建设厅于2013年开始组织建设全省单一公共建筑能耗采集系统，并要求该系统应具有远程数据传输功能。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1.929.13万平方米。

上述621栋接入节能监测平台的建筑（按建筑功能分类）的具体统计如表1所示。

表 1 湖南省公共建筑能耗监测平台的建筑接入

注：本文中的综合体建筑均指具有两种或两种以上功能的综合体建筑。

3 建筑能耗数据分析

系统建设初期，能耗采集系统主要安装在既有楼宇，楼宇原有供配电系统设置不当，导致大部分单体楼宇数据上传不完整。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。详见表 2。

表 2 样板搭建条件

对平台从2015年至今收集的数据进行分析发现，监控平台系统在建设初期运行不稳定，数据逻辑不够完善。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，可以得到2019年各类建筑的年单位面积能耗如图2所示。图中实测值为平均值各类建筑年能耗值，指导值为GB/《民用建筑能耗标准》规定的各类建筑中甲级建筑能耗指导值。

图2 2019年各类建筑年单位面积能耗指标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/m·a），其次是酒店建筑（62.94kWh/m·a），党政机关办公楼（39.11kWh/m·a）。逐月拆分 2019 年数据，得到图 3。

图3 五类建筑月单位建筑能耗指数

从图3可以看出，五种主要建筑类型的月用电高峰分别出现在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，

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，在五种主要建筑类型中，照明能耗分别占建筑总能耗的40%、53%、35%、40%和44%，是公共建筑能耗的主要部分。建筑能耗。空调能耗占比仅次于照明能耗，占比分别为28%、22%、31%、23%和22%。

图4 2019年各类公共建筑能耗分布比例

4。结论

从以上分析可以看出，空调在五类公共建筑中占整体能耗的比重并不是很高，与常规建筑的分项计量存在偏差。课题组经过分析研究认为，主要原因有三：一是根据湖南气候特点，空调负荷为季节性负荷；二是接入湖南省公共建筑能耗监测平台的公共建筑，其中不少是在既有建筑中重新安装分表计量装置，此类建筑较为陈旧，照明要求不严格。插座和空调负载由单独的电路供电，部分分体式空调连接到照明电路；第三，由于湖南的燃气价格相对较低，大多数商业建筑和酒店建筑在冬季使用燃气作为能源，也减少了。空调能耗占年能耗的比重。总之，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工作，节能效果显着。但由于湖南省公共建筑能耗监测系统初期运行不理想，本次分析选取的样本数量较少，运行数据仅使用2019年的数据。所以，

5 安科瑞能耗监测系统介绍

Acrel-5000能耗在线监测系统是一款用户端能源管理分析系统。在电力管理系统的基础上，增加了对水、气、煤、油、热（冷）等的集中采集和分析。能耗细分统计，以直观的数据和图表向管理者或决策者展示各类能源的使用和消耗情况，便于识别高耗能点或不合理的用能习惯，有效节约能源，并为用户进一步节能改造或设备升级提供精准数据支持。用户可以按照国家有关规定进行能源审计，分析现状，发现问题，挖掘节能潜力，

5.1平台结构

Acrel-5000能耗在线监测系统以计算机、通信设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通信的一种或多种组合组网方式。建筑物的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 平台特性

（1）系统可按使用年份统计各类建筑能耗——电、水、气、集中供热、集中供冷等能源消耗，并自动折算成相应的标准煤能耗，从而反映建筑当年各类别的能耗和综合能耗，系统以饼图的形式显示建筑四大用电项目的能耗比例图表，系统以曲线图的形式显示各种能源消耗的消耗趋势，方便业主实时直观掌握能源消耗情况。

（2）系统可以根据分类能耗的分支名称查询能耗，显示当日当月的峰值能耗。同期与同期能耗对比上一年的能耗，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情况选择设置能耗测点，使能耗监测系统覆盖整个建筑。系统用户可以检索到建筑能耗通过相关接口，消费节点的能耗统计报表可以减少能耗的“跑、跑、滴、漏”和计量误差。

（4）根据住建部门的分类和逐项能耗数据采集指引，系统将建筑用电量分为照明插座、空调、用电和专用用电，用于计量器具的选择和设置，以及根据能耗区域或功能区域等进行划分统计，并以报表和链状图的形式显示该区域的能耗。

(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。建立运行记录用能设备的档案和长期跟踪记录，设备运行过程中的能效分析评价结果，结合设备维护记录能耗管理系统及平台，为设备运行维护提供依据。

（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。用户可以对系统监控范围内的建筑物和测量点的信息进行增删改查，建筑信息 包括建筑类型、建筑年龄、建筑面积、建筑人数等。系统还提供手动录入功能，对无法自动采集的计量信息进行人工录入，方便用户掌握建筑整体能耗情况。

5.3数据上传

安科瑞能耗在线监测系统将用能企业的基本信息、计量器具信息、能耗数据和能效数据上传到省级或国家级平台，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】

[1] 唐丽萍. 建筑照明的绿色照明与节能设计[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