能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在山東某市圖書館的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
摘要：大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶，做好公共建筑節(jié)能工作，對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)全社會(huì)節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，落實(shí)“轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)”重大戰(zhàn)略具有重要意義。本文介紹山東某市圖書館綜合建筑，采用智能電力儀表采集配電現(xiàn)場(chǎng)的電能消耗數(shù)值。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)Acrel-5000型建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：大型公共建筑；能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；Acrel-5000。
1 引言
據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)建筑能耗約占全國(guó)總能耗的28%，在我國(guó)每年新建的20億平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，僅有4%采取了節(jié)能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重，具有巨大的節(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經(jīng)勢(shì)在必行，節(jié)能降耗，計(jì)量先行。
大力開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導(dǎo)城鄉(xiāng)建設(shè)，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會(huì)總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務(wù);有利于促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產(chǎn)生活條件。各級(jí)、各部門要把開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)作為大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，進(jìn)一步增強(qiáng)責(zé)任感和緊迫感，統(tǒng)籌規(guī)劃，狠抓落實(shí)，推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)走上綠色、循環(huán)、低碳的科學(xué)發(fā)展軌道，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)建筑能耗約占全國(guó)總能耗的28%，在我國(guó)每年新建的20億平方米建筑中，其中99%是高能耗建筑；而既有的建筑中，僅有4%采取了節(jié)能措施。大型公共建筑不但能耗密度高，而且能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重，具有巨大的節(jié)能空間，建筑節(jié)能的推廣已經(jīng)勢(shì)在必行，節(jié)能降耗，計(jì)量先行。
大力開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)，以綠色、循環(huán)、低碳理念指導(dǎo)城鄉(xiāng)建設(shè)，有利于提高資源能源使用效率，緩解資源能源供需緊張矛盾；有利于降低社會(huì)總能耗，減少污染物排放，確保完成節(jié)能減排任務(wù);有利于促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，培育節(jié)能環(huán)保、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè);有利于提高建筑舒服性、健康性，改善群眾生產(chǎn)生活條件。各級(jí)、各部門要把開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)作為大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容，進(jìn)一步增強(qiáng)責(zé)任感和緊迫感，統(tǒng)籌規(guī)劃，狠抓落實(shí)，推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)走上綠色、循環(huán)、低碳的科學(xué)發(fā)展軌道，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。
2 設(shè)計(jì)依據(jù)
GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》
《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則GB》
《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》
《企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則-GB》
GBT23331-2009《能源管理體系要求》
GB-50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
能耗計(jì)量裝置國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
DL/T 645-1997 多功能電能表通信規(guī)約
DL/T 645-2007 多功能電能表通信規(guī)約
CJ/T 188-2004 戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范
GB-T 15587-2008 《工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則》
《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則GB》
《企業(yè)節(jié)能規(guī)劃編制通則》
《企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則-GB》
GBT23331-2009《能源管理體系要求》
GB-50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
能耗計(jì)量裝置國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
DL/T 645-1997 多功能電能表通信規(guī)約
DL/T 645-2007 多功能電能表通信規(guī)約
CJ/T 188-2004 戶用計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件
GB/T 19582-2008 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范
3 項(xiàng)目概況
山東某市圖書館地上9層，地下1層，建筑高度44.96米，屬于二類高層建筑。地下室停車575輛，屬于III類車庫(kù)。
該項(xiàng)目配電箱里的安科瑞DTSD1352電能表均接入Acrel-5000能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電能消耗的情況進(jìn)行監(jiān)管，隨時(shí)掌握能耗情況，提高節(jié)能意識(shí)。
山東某市圖書館地上9層，地下1層，建筑高度44.96米，屬于二類高層建筑。地下室停車575輛，屬于III類車庫(kù)。
該項(xiàng)目配電箱里的安科瑞DTSD1352電能表均接入Acrel-5000能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)電能消耗的情況進(jìn)行監(jiān)管，隨時(shí)掌握能耗情況，提高節(jié)能意識(shí)。
4 系統(tǒng)架構(gòu)
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，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)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：山東某市圖書館項(xiàng)目能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡(luò)通訊層。
安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以工作站主機(jī)、通訊設(shè)備、測(cè)控單元為基本工具，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)。該系統(tǒng)主要采用分層分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示：山東某市圖書館項(xiàng)目能耗系統(tǒng)站控管理層及網(wǎng)絡(luò)通訊層。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
5 系統(tǒng)軟件模塊
5.1綜合能耗主界面
5.1綜合能耗主界面
反映建筑物當(dāng)年用能各分類能耗和折算為標(biāo)準(zhǔn)煤的綜合能耗，并計(jì)算得到單位面積能耗；
通過(guò)表計(jì)計(jì)量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當(dāng)日逐時(shí)用能曲線；單擊每個(gè)分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)到該分類能耗的用能分析主界面；
可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據(jù)項(xiàng)目要求替換；
5.2分類能耗主界面
通過(guò)表計(jì)計(jì)量的主要為電能消耗，界面下方顯示電能的當(dāng)日逐時(shí)用能曲線；單擊每個(gè)分類能耗的上部區(qū)域，可跳轉(zhuǎn)到該分類能耗的用能分析主界面；
可通過(guò)下拉框切換建筑物，建筑物圖片可根據(jù)項(xiàng)目要求替換；
5.2分類能耗主界面
反映某分類能耗（例如電）當(dāng)日及昨日同期、當(dāng)月及上月同期、當(dāng)年及上年同期的用能及對(duì)比，增長(zhǎng)百分比及增加值；
反映某分類能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢(shì)；
反映某分項(xiàng)能耗的當(dāng)月用能餅圖；
反映某分類能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖；
5.3分類能耗支路用能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
反映某分類能耗過(guò)去48小時(shí)、過(guò)去31天、過(guò)去12個(gè)月、過(guò)去3年的用能趨勢(shì)；
反映某分項(xiàng)能耗的當(dāng)月用能餅圖；
反映某分類能耗當(dāng)年各月用能同比分析圖；
5.3分類能耗支路用能統(tǒng)計(jì)報(bào)表
可靈活選擇支路，并統(tǒng)計(jì)某段時(shí)間內(nèi)支路用能的日、月、周、季、年用能；
通過(guò)透視表功能強(qiáng)大，用戶可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序；
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；
5.4分類能耗支路非工作日用能
統(tǒng)計(jì)對(duì)各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統(tǒng)靈活設(shè)置
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；
5.6分類能耗支路用能集抄
查詢各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計(jì)讀數(shù)，并計(jì)算出差值；
時(shí)間精度到分鐘；
5.7分類能耗支路分時(shí)段用能趨勢(shì)分析
通過(guò)透視表功能強(qiáng)大，用戶可進(jìn)行多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合排序；
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可通過(guò)柱狀圖、點(diǎn)線圖、堆積圖、餅圖等多種圖表展示；
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；
5.4分類能耗支路非工作日用能
統(tǒng)計(jì)對(duì)各支路工作日和非工作日用能，非工作日可通過(guò)系統(tǒng)靈活設(shè)置
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel；
5.5分類能耗支路同比分析
統(tǒng)計(jì)各支路當(dāng)年每月用能及去年同期用能；
5.6分類能耗支路用能集抄
查詢各支路任意兩個(gè)時(shí)間的表計(jì)讀數(shù)，并計(jì)算出差值；
時(shí)間精度到分鐘；
5.7分類能耗支路分時(shí)段用能趨勢(shì)分析
可查詢?nèi)我恢纺扯螘r(shí)間內(nèi)的用能參數(shù)（例如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等），具體可查詢的參數(shù)與安裝的儀表和系統(tǒng)配置有關(guān)，查詢時(shí)不可跨月；
數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標(biāo)操作放大、縮小、移動(dòng)；可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；
數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;
數(shù)據(jù)以圖表或表格的形式顯示，圖表可通過(guò)鼠標(biāo)操作放大、縮小、移動(dòng)；可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；
數(shù)據(jù)可導(dǎo)出至Excel;
5.8配置選項(xiàng)
依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調(diào)面積、建筑地址等，其中建筑面積等信息將用能單位面積能耗分析；
配置項(xiàng)目中使用的儀表的類型、型號(hào)、生產(chǎn)廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測(cè)參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計(jì)、分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)、參數(shù)查詢功能；
配置項(xiàng)目中使用到的所有計(jì)量?jī)x表，保存計(jì)量?jī)x表的地址、變比、對(duì)應(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測(cè)回路的名稱等信息；
配置分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)時(shí)涉及到的計(jì)量表計(jì)、所占比例、運(yùn)算方式等信息，可根據(jù)項(xiàng)目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類能耗分項(xiàng)用能分析小模塊中的功能；
配置各部門用能對(duì)應(yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例以及部門用能計(jì)劃，完成此項(xiàng)配置后將啟用部門能耗分析功能模塊；
配置建筑物中某用能區(qū)域?qū)?yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例，完成此項(xiàng)配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊
依照相關(guān)技術(shù)規(guī)范配置建筑物的基本信息，例如：建筑功能、建筑面積、空調(diào)面積、建筑地址等，其中建筑面積等信息將用能單位面積能耗分析；
配置項(xiàng)目中使用的儀表的類型、型號(hào)、生產(chǎn)廠家等基本信息，并添加該型儀表所能提供的監(jiān)測(cè)參數(shù)信息，此處配置情況影響能耗統(tǒng)計(jì)、分時(shí)段用能統(tǒng)計(jì)、參數(shù)查詢功能；
配置項(xiàng)目中使用到的所有計(jì)量?jī)x表，保存計(jì)量?jī)x表的地址、變比、對(duì)應(yīng)的采集器、代碼、監(jiān)測(cè)回路的名稱等信息；
配置分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)時(shí)涉及到的計(jì)量表計(jì)、所占比例、運(yùn)算方式等信息，可根據(jù)項(xiàng)目情況靈活配置，此處配置信息將影響各分類能耗分項(xiàng)用能分析小模塊中的功能；
配置各部門用能對(duì)應(yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例以及部門用能計(jì)劃，完成此項(xiàng)配置后將啟用部門能耗分析功能模塊；
配置建筑物中某用能區(qū)域?qū)?yīng)的計(jì)量?jī)x表、運(yùn)算方式、所占比例，完成此項(xiàng)配置后將啟用區(qū)域能耗分析功能模塊
6 前景展望
根據(jù)山東某市圖書館能耗運(yùn)行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。
建立建筑能耗計(jì)量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對(duì)性，同時(shí)通過(guò)計(jì)量收費(fèi)、績(jī)效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。
選擇節(jié)能設(shè)備。
再好的節(jié)能設(shè)備，管不住浪費(fèi)也無(wú)法發(fā)揮節(jié)能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備，制定設(shè)備運(yùn)行策略，減少人為干預(yù)，集中管控，使節(jié)能設(shè)備正在實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。
根據(jù)山東某市圖書館能耗運(yùn)行效果分析，建立典型能耗分析模型，統(tǒng)一分析。
建立建筑能耗計(jì)量體系，把脈建筑能耗，發(fā)現(xiàn)能耗黑幕，節(jié)能改造更有針對(duì)性，同時(shí)通過(guò)計(jì)量收費(fèi)、績(jī)效考核等管理措施鞏固節(jié)能改造成果。
選擇節(jié)能設(shè)備。
再好的節(jié)能設(shè)備，管不住浪費(fèi)也無(wú)法發(fā)揮節(jié)能效果，通過(guò)增加自動(dòng)化節(jié)能設(shè)備，制定設(shè)備運(yùn)行策略，減少人為干預(yù)，集中管控，使節(jié)能設(shè)備正在實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
通過(guò)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的同環(huán)比分析數(shù)據(jù)量化節(jié)能改造成果，大程度的展現(xiàn)節(jié)能效果。
7 結(jié)束語(yǔ)
大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶，做好山東某市圖書館的節(jié)能工作，對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。
大型公共建筑總面積不足城鎮(zhèn)建筑總面積的4%，但總能耗卻占全國(guó)城鎮(zhèn)總耗電量的22%，大型公共建筑單位面積年耗電量達(dá)到70～300KWh，為普通居民住宅的10～20倍。公共建筑是節(jié)能大戶，做好山東某市圖書館的節(jié)能工作，對(duì)促進(jìn)和帶動(dòng)節(jié)能工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。