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一．概述
建筑能耗分析管理系統(tǒng)是指通過(guò)對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)建筑能耗的在線監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。
二。背景
2008年01月03日，北京市建委和市*公布了去年北京實(shí)施能源審計(jì)的部分北京市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑平均電耗、水耗。其中進(jìn)行審計(jì)的20個(gè)單位的國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑，每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度（年平均85.4kWh／m2） ，人均年耗電量為3072.5度（年平均3072.5kWh／人） 。國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍。是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家同類建筑的1.5～2倍。北京的大型公共建筑每單位平方米年耗電量在50度到300度之間，這個(gè)數(shù)字較普通建筑要高出3到5倍。
針對(duì)能源浪費(fèi)現(xiàn)象，國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)文件。
*總理簽署的中華人民共和國(guó)*令第531號(hào)《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》已經(jīng)2008年7月23日*第18次常務(wù)會(huì)議通過(guò)，自2008年10月1日起施行?！稐l例》第十四條明確指出：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí)行能源消費(fèi)計(jì)量制度，區(qū)分用能種類、用能系統(tǒng)實(shí)行能源消費(fèi)分戶、分類、分項(xiàng)計(jì)量，并對(duì)能源消耗狀況實(shí)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象。
建質(zhì)〔2006〕277號(hào)文《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——節(jié)能專篇 電氣分冊(cè)》提出電氣回路要加裝電能計(jì)量裝置。
江蘇、上海分別推出蘇建科〔2007〕217號(hào)文《江蘇省公共建筑用能計(jì)量設(shè)計(jì)規(guī)定》和滬建交〔2008〕828號(hào)文《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)本市民用建筑設(shè)備專業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)管理的通知》。
進(jìn)一步明確提出對(duì)主要用電設(shè)施分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)辦公樓、商場(chǎng)、宿舍等應(yīng)計(jì)量到經(jīng)濟(jì)核算單元；對(duì)醫(yī)療病房、賓館客房、學(xué)校教室應(yīng)按樓層或功能分區(qū)計(jì)量等等，并納入審圖和竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之中。
滬建交〔2008〕828號(hào)文提出從2009年1月1日起，建筑面積大于2萬(wàn)平方米的大型公共建筑、市（區(qū)）兩級(jí)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑、申請(qǐng)國(guó)家和本市的建筑節(jié)能示范項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)設(shè)置能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
*建科[2008]114號(hào)文（2008-06-24）《關(guān)于印發(fā)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的通知》實(shí)施，具體實(shí)施內(nèi)容參見(jiàn)[2008]114號(hào)文附件，附件名稱如下：
附件1：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》；
附件1：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》；
附件2： 《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則 》；
附件3：《 國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》；
附件4：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》；
附件5：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范 》。
附件3：《 國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》；
附件4：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》；
附件5：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范 》。
2010年6月*下發(fā)《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)政府辦公和大型公共建筑節(jié)能管理工作的通知》，要求各地結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況，深入推進(jìn)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，抓緊建立健全政府辦公建筑和公共建筑室溫監(jiān)控及空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行管理體系，積極探索建立公共建筑節(jié)能運(yùn)行管理激勵(lì)制度。要求繼續(xù)深入做好國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)及能效公示等工作，并在此基礎(chǔ)上選擇重點(diǎn)建筑安裝用能分項(xiàng)計(jì)量裝置，推進(jìn)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)，為既有建筑節(jié)能改造，建立能耗定額和超定額加價(jià)制度奠定基礎(chǔ)。
114號(hào)文根據(jù)建筑的使用功能和用能特點(diǎn)，將國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分為8類。
（1）辦公建筑；
（2）商場(chǎng)建筑；
（3）賓館飯店建筑；
（4）文化教育建筑；
（5）醫(yī)療衛(wèi)生建筑；
（6）體育建筑；
（7）綜合建筑；
（8）其它建筑。
其它建筑指除上述7種建筑類型外的國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑。
（1）辦公建筑；
（2）商場(chǎng)建筑；
（3）賓館飯店建筑；
（4）文化教育建筑；
（5）醫(yī)療衛(wèi)生建筑；
（6）體育建筑；
（7）綜合建筑；
（8）其它建筑。
其它建筑指除上述7種建筑類型外的國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑。
分類能耗應(yīng)當(dāng)包括：
（1）耗電量
（2）耗水量
（3）耗氣量（天然氣量或者煤氣量）
（4）集中供熱耗熱量
（5）集中供冷耗冷量
（6）其他能源應(yīng)用量（如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等）。
電量分項(xiàng)能耗應(yīng)當(dāng)包括：
照明插座用電：為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。
空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。
動(dòng)力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電。
特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。
空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。
動(dòng)力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電。
特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。
建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和。
總用電量＝∑各變壓器總表直接計(jì)量值
分類能耗量＝∑各分類能耗計(jì)量表的直接計(jì)量值
分項(xiàng)用電量＝∑各分項(xiàng)用電計(jì)量表的直接計(jì)量值
單位建筑面積用電量＝總用電量/總建筑面積
單位空調(diào)面積用電量＝總用電量/總空調(diào)面積
能耗數(shù)據(jù)采集方式包括人工采集方式和自動(dòng)采集方式。通過(guò)人工采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑基本情況數(shù)據(jù)采集指標(biāo)和其它不能通過(guò)自動(dòng)方式采集的能耗數(shù)據(jù)，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過(guò)自動(dòng)采集方式采集的數(shù)據(jù)包括建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)和分類能耗數(shù)據(jù)，由自動(dòng)計(jì)量裝置實(shí)時(shí)采集，通過(guò)自動(dòng)傳輸方式實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心。
三．典型建筑能耗分析管理系統(tǒng)
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線通訊中的一種或多種結(jié)合的*化的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，它可以和檢測(cè)、控制設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開(kāi)放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分?jí)、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)；由站控管理層（系統(tǒng)管理層）、網(wǎng)絡(luò)通訊層（中間層）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層三部分組成。
如下圖為安科瑞Acrel-5000應(yīng)用于上海浦東圖書(shū)館項(xiàng)目
該圖書(shū)館能耗分析管理系統(tǒng)可以查詢各類能耗的使用狀況，用電趨勢(shì)分析，各類能耗對(duì)比及報(bào)表分析，分項(xiàng)能耗采用餅圖形式，直觀而清晰地顯示出分項(xiàng)用電量的百分比，而由系統(tǒng)繪制出的分類能耗柱形圖，可以形象地看出分類能耗的使用情況。
1）站控管理層
站控管理層針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理人員，是人機(jī)交互的直接窗口，也是系統(tǒng)的zui上層部分。主要由系統(tǒng)軟件和必要的硬件設(shè)備，如工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、UPS電源等組成。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件具有良好的人機(jī)交互界面，對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)各類數(shù)據(jù)信息計(jì)算、分析與處理，并以圖形、數(shù)顯、聲音等方式反映現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。
監(jiān)控主機(jī)：用于數(shù)據(jù)采集、處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。為系統(tǒng)內(nèi)或外部提供數(shù)據(jù)接口，進(jìn)行系統(tǒng)管理、維護(hù)和分析工作。
打印機(jī)：系統(tǒng)召喚打印或自動(dòng)打印圖形、報(bào)表等。
模擬屏：系統(tǒng)通過(guò)通訊方式與智能模擬屏進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，形象顯示整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。
UPS：保證計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常供電，在整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設(shè)備的正常運(yùn)行。
2）網(wǎng)絡(luò)通訊層
通訊層主要是由通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)設(shè)備及總線網(wǎng)絡(luò)組成。該層是數(shù)據(jù)信息交換的橋梁，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備回送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分類和傳送等工作的同時(shí)，轉(zhuǎn)達(dá)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種控制命令。
通訊管理機(jī)：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和智能通訊管理中心。它具備了數(shù)據(jù)采集與處理、通訊控制器、前置機(jī)等功能。以太網(wǎng)設(shè)備：包括工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)。
通訊介質(zhì)：系統(tǒng)主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無(wú)線通訊等。
3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現(xiàn)場(chǎng)總線連接的分布式I/O控制器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集終端，向數(shù)據(jù)中心上傳存儲(chǔ)的建筑能耗數(shù)據(jù)。測(cè)量?jī)x表?yè)?dān)負(fù)著zui基層的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，其監(jiān)測(cè)的能耗數(shù)據(jù)必須完整、準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)傳送至數(shù)據(jù)中心。
該系統(tǒng)上位機(jī)軟件為安科瑞Acrel-5000組態(tài)軟件，該軟件是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與監(jiān)測(cè)的軟件，zui大的特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)捷的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)功能。系統(tǒng)具有友好的人機(jī)交互界面，可實(shí)時(shí)和定時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各參量及開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳給數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)。系統(tǒng)還提供了實(shí)時(shí)曲線和歷史趨勢(shì)曲線分析，符合用戶設(shè)計(jì)需要的報(bào)表、事件記錄和故障報(bào)警等功能。整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有回路能耗的采集和統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、能耗監(jiān)測(cè)功能。
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