建筑能耗監測對既有建筑節能的研究分析

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：在建筑能耗監測技術的基礎上，融合建筑能源審計技術性和工程建筑能耗等級評價技術，研究現有建筑的能耗，明確提出節能改造計劃方案。在未來，該研究思路還可以運用于我國既有建筑的節能工作，為未來既有建筑的節能項目提供更為合理和可靠的技術解決方法，并指出既有建筑節能工作的新方法。

關鍵詞：工程建筑；能耗監測；建筑節能項目；能源審計

0 引言

由于我國在早期沒有高度重視建筑物的環保節能，造成了過去30年內竣工的建筑絕大多數是高能耗工程建筑，這類工程建筑在未來幾十年里將耗費許多能源供應。在未來，我國將重點發展建筑節能技術性，重點發展在不同氣候情況下使用的節能墻、節能房頂、綠色節能門窗等，合理綜合利用太陽能、地下熱量、降水、風速、電力能源等可再生資源，使新建筑滿足環保節能要求，另外，逐步開始對既有工程建筑進行節能改造，使既有建筑的環保節能符合節能標準。

1 建筑能耗監測的特點和運用

根據對近10年城市相關政策和信息進行研究，發現工程建筑能耗監測系統可以為工程建筑耗能管理給予能耗研究，同時根據數據比對和提升，完成用能，降低成本資金投入，進一步提高建筑用能耗水準，同時減少碳排放，現歸納總結能耗監測特性，具體如下。

1.1 掌握用能動態性的計量

依據我國分項目測量指南的規定，工程建筑能耗監測系統將建筑的總耗能分為4個項目：照明電源插座、空調、動力和特殊用電量。根據對各分項目用電量的實時監控,可以掌握電力能源應用狀況，掌握分項目用電量的實際情況。

1.2 對能耗管理漏洞進行實時監測

系統軟件可采用分鐘級乃至二級對監控支路開展數據信息收集，另外具有數據信息分析作用。根據提升系統軟件監控與提醒作用，可以立即提示建筑業主應用能源的異常狀況，發覺應用能源出現的異常狀況。此外，系統軟件可根據移動終端的應用開發設計，及其APP、信息內容、電子郵件、短消息等方法推送給工作人員，協助工作人員立即發覺工程施工用能出現異常的地區，提升工程施工用能的合理性，另外，降低工作人員的勞動強度，提升工作效能。

1.3 挖掘節能潛力，用能對比

根據互聯網與工程建筑控制結合的方法，可以利用智能化信息科技，根據不同階段、不同支路的綜合能源應用研究，發現機器設備搭配的不合理性，完成節能管控+提升操縱，不但可以為能源消耗管理者給予能源應用分析工具，同時執行線上節能管控方式，限度地發揮監控系統的功效。

1.4 靈活運用大數據的信息提質增效

結合上述能耗監測的特點，靈活運用5G、物聯網技術、人工智能技術等新方式，加強工程建筑能耗監測的運用，牢牢把握工程建筑能耗數據信息，協助節能人員根據交互進行更新改造，發掘出更合理的節能建筑改造方案。除此之外，工程建筑時間、總建筑面積、建筑裝飾材料、能耗的基本信息，如工程建筑時間、總建筑面積、建筑裝飾材料、樓房數、窗墻比、工程建筑方向、活動人數、床位數、電力能源設備等信息，從互聯網大數據方面發掘不同類別工程建筑的能耗特點，運用人工智能技術和互聯網大數據，從人工轉型發展到系統轉型，進一步提高工程建筑能耗效率。

2 案例改造介紹

中國工商銀行鎮江分行營業性辦公樓興建于1994年，位于江蘇省鎮江市解放路81號，是城市鬧市區的繁榮地段。

很多的交通噪聲、車輛有機廢氣、大古建筑群的城市熱島效應均會影響辦公樓的一切正常運作。在改造前沒有建筑節能對策，工程建筑面積為17647.31m2,工程建筑地下1層，地面上22層，工程建筑總高度為17m，工程建筑結構為磚混結構，工程建筑級別為三級，抗震烈度為7度。改造前運用2臺水冷器螺桿空調作為冷源，61臺分體式空調或一拖多空調作為其他區冷熱源，1臺天然氣鍋爐作為大工程建筑熱源。依據項目的初始建筑設計圖紙，工程建筑的主體結構部分沒有采取任何環保節能對策。原來的平屋面做法為：細石混凝土（內部結構結構加固）（50mm）+混合砂漿（20mm）+輕骨料混凝土澆筑搗固（平屋面找坡）（30mm）+混凝土結構（120mm）+石灰粉混凝土水泥砂漿（20mm）；原先的墻體做法為：混合砂漿（20mm）+混凝土結構（20mm）+混合砂漿(20mm）,原來的窗扇建筑幕墻是鋁框單面窗框+單面夾層玻璃。LED綠色照明設備未用于建筑物里面的過道、公司辦公室、會議廳、服務廳等公共區域。

3 建筑能耗監測技術性

3.1 工程建筑能耗監測技術性簡述

工程建筑能耗計量檢定技術性指的是運用遠程控制傳送等方式，根據建設工程子計量檢定設備搜集能耗數據信息，完成工程建筑耗能的在線監控和動態變化的方式方法。該工藝主要是根據組裝多功能儀表（電度表、智能水表、氣體表）、遠程控制傳送回收器對電氣工程、水、氣等能耗開展實時監測，并將檢測值上傳到工程建筑地區工程建筑能耗監測核心的網絡平臺上。小區業主根據能耗監測系統線上查詢能耗監測數據信息。

3.2 運用更新改造實例

在達到《能源分項測量指南》規定的類別和分項目測量的條件下，完成了對更新改造前中國工商銀行寫字樓一般照明電、空調耗電、驅動力用電量、加熱爐用供氣量和工程建筑需水量的實時監控系統。中國工商銀行寫字樓耗能分項目測量系統共組裝收集電度表27臺，總供電組裝DN150渦輪流量計1臺，遠程控制傳送數據采集器1臺，蒸汽表2臺，空調室組裝冷熱量計1臺。照明燈具和空調耗電是老寫字樓較大的耗能由來，非電氣設備耗能占老寫字樓綜合能耗的比率較小。依據測算，2014年老寫字樓綜合能耗為44.72kgce/（m2·a），與寫字樓綜合能耗指標值中的有效值范疇不符合≤25kgce/（m2·a）的要求。

4 安科瑞建筑能耗分析系統

4.1 概述

Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、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計，以直觀的數據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慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照有關規定實施能源審計，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，并向縣級以上人民管理節能工作的部門報送能源審計報告。

4.2 應用場所

適用于公共建筑、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

4.3 系統架構

Acrel-5000建筑能耗分析系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建筑的實時數據采集及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測設備構成任意復雜的監控系統。開放性、網絡化、單元化、組態化的采用面向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構：

4.4 系統功能

1）系統概況

平臺運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。

2）用能概況

對建筑、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗同環比對比。

3）用能統計

對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進行生成柱狀圖。

4）復費率統計

復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

5）同比分析

對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進行用能數據同比分析。

6）能源流向圖

能源流向圖展示單棟建筑指ding時段內各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標值查看。

7）配電監測/管網圖

以變電站配電結構一次圖或建筑水、燃氣管網圖展示結構中各重要節點數據，方便用戶掌握能源運行時參數。

8）夜間能耗分析

夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在指ding時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。

9）三維展示

通過3D圖形方式展示項目現場模擬圖，以更直觀的方式對項目中建筑或設備數據進行動態展示。

10）設備管理

設備管理包括，設備類型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。

11）用戶報告

用戶報告針對選定的建筑自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，并提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

4.5 系統硬件配置

5結語

建筑能耗監測可以提升建筑管理者的管理能力，發現建筑耗能的片面性，提醒建筑業主及時開展節能管理，限度地降低管理者的數量,提高效率。據統計，僅根據工程建筑耗能管理，就可以節約8%的建筑物能耗。同時,可以充分運用5G、物聯網技術、人工智能技術等新的數據方式全面提高耗能管控的高效性，完善節能建筑的管理方法，運用互聯網數據的共享特性，為城市規劃建設的互聯共享目標給予合理的執行方式。除此之外，當建筑能耗引進其他方式開展交互時，如碳交易市場方式，可以全面提高能耗的節能發展潛力，合理降低城市碳排放的形成，為城市完成低碳節能目標給予有效的幫助。

參考文獻：

【1】周曉理.既有采暖居住建筑節能改造研究及軟件開發[D].天津：河北工業大學，2006.

【2】程云.夏熱冬冷地區既有公共建筑節能改造技術研究[D].寧波：寧波大學,2014.

【3】孫海jun.重慶市酒店類建筑能耗特性及節能策略研究［D].重慶：重慶大學,2008.

【4】趙陽，楊峰敏，呂大豐.淺談夏熱冬冷地區住宅建筑的外圍護結構節能技術改造[J].科技信息,2012,29（4)：323

【5】孫超.基于GPRS技術的智能網關在大型公共建筑能耗監測系統中的研究與應用[D].合肥：合肥工業大學,2011

【6】江蘇省工程建設標準站.公共建筑節能設計標準：DGJ32/J96—2010[S].南京：江蘇科學技術出版社,2010.

【7】中華人民共和國住房和城鄉建設部.公共建筑節能設計標準：GB50189—2015[S].北京：中國建筑工業出版社,2015.

【8】王彪.建筑能耗監測對既有建筑節能的研究

【9】安科瑞建筑能耗分析系統

作者介紹：
任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。