摘要:随着城市化进程的加快和能源消耗的不断增加,办公建筑和大型公共建筑作为城市能耗的主要来源之一,其能耗监测和管理变得尤为重要。本文探讨了办公建筑和大型公共建筑能耗监测的背景和现状,分析了当前面临的挑战和机遇,并提出了未来发展的方向。通过能耗监测,可以有效提高能源利用效率,降低运营成本,减少碳排放,为实现可持续发展目标提供支持。
关键词:办公建筑;大型公共建筑;能耗监测;能源管理;可持续发展
引言
根据建筑的使用功能和用能特点,将国家机关办公建筑和大型公共建筑分为8类:办公建筑、医疗卫生建筑、商场建筑、体育建筑、宾馆饭店建筑、综合建筑、文化教育建筑、其它建筑,在全球能源危机和环境问题日益严峻的背景下,建筑能耗已成为全球能源消耗的重要组成部分。办公建筑和大型公共建筑由于其规模大、功能复杂、使用频率高,能耗尤为显著。因此,对这些建筑进行能耗监测和管理,不仅有助于降低能源消耗,还能提高建筑的运营效率,减少环境影响。本文将详细探讨办公建筑和大型公共建筑能耗监测的背景和现状,分析其重要性及未来发展趋势。
一. 背景
《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》(建科[2007]245号)国家机关办公建筑和大型公共建筑(以下简称大型公建)高耗能的问题突出,大型公建年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%,每平方米年耗电量是普通居民住宅的10~20倍,是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5~2倍。
为推进大型公建节能管理工作,需建立大型公建节能监管体系,逐步建立起全国联网的大型公建能耗监测平台,在大型公建安装分项计量装置,通过远程传输等手段及时采集分析能耗数据,实现对大型公建的实时动态监测、汇总分析,在此基础上,开展能耗统计、能源审计、能效公示等工作,并研究制定用能标准、能耗定额和超定额加价、节能服务等制度。
1.1 能源危机与环境问题
全球能源需求持续增长,传统化石能源的枯竭和环境污染问题日益严重。建筑行业作为能源消耗的主要领域之一,其能耗占全球总能耗的30%以上。办公建筑和大型公共建筑由于其高能耗特性,成为节能减排的重点对象
1.2 政策与法规的推动
各国政府纷纷出台政策和法规,推动建筑节能和能耗监测。例如,欧盟的《建筑能效指令》、美国的《能源政策法案》以及中国的《公共机构节能条例》等,都要求对建筑能耗进行监测和管理,以提高能源利用效率。
1.3技术进步的支持
物联网、大数据、云计算等技术的快速发展,为建筑能耗监测提供了强有力的技术支持。通过实时数据采集和分析,可以更精准地掌握建筑能耗情况,优化能源管理策略。
二.重点能耗监测系统的普及
2.1微电网接入配电网要求
近年来,越来越多的办公建筑和大型公共建筑开始安装能耗监测系统。这些系统通过传感器、智能电表等设备,实时采集建筑的用电、用水、用气等能耗数据,并通过网络传输到中央管理系统进行分析和处理。
2.2 数据分析与应用
能耗监测系统不仅能够实时监控能耗数据,还能通过大数据分析,识别能耗异常,优化能源使用策略。例如,通过分析历史数据,可以预测未来的能耗趋势,制定相应的节能措施。
2.3 节能效果的初步显现
通过能耗监测和管理的实施,许多建筑已经取得了显著的节能效果。例如,某大型办公建筑通过安装能耗监测系统,优化空调和照明系统的运行策略,年节能率达到15%以上。
三.重点能耗监测的未来发展方向
3.1标准化与规范化
未来,建筑能耗监测领域需要制定统一的技术标准和规范,促进不同系统之间的数据互通和共享,提高监测效果和管理效率。
3.2 智能化与自动化
随着人工智能和自动化技术的发展,未来的能耗监测系统将更加智能化和自动化,能够自动识别能耗异常,优化能源使用策略,实现真正的智能能源管理。
3.3 政策支持与市场驱动
随政府应继续出台支持政策,鼓励建筑能耗监测系统的推广和应用。同时,市场机制也应发挥作用,通过经济激励和市场竞争,推动能耗监测技术的创新和应用。
四. 安科瑞重点能耗监测系统解决方案
4.1系统架构
未大型公共建筑能耗监测系统为三级架构:一级为省级建筑能耗监测管理平台, 二级为市(或区)级建筑能耗监测管理平台, 三级为建筑(建筑群)能耗监测子系统 。
建筑中电、水、燃气、集中供热、集中供冷及可再生能源等能耗应采用自动采集方式;当无法采用自动方式采集时,可采用人工采集方式;
数据采集器应支持对多种类型的能源计量装置进行采集;具备向多个平台发送数据的能力;支持自动校时;支持断点续传;支持远程配置和管理;支持数据加密、身份认证;支持本地存储;能耗监测子系统应用层宜采用B/S架构;能耗原始数据应保存1年以上。

4.2系统功能介绍
(1)能耗概况
微电网能量管理系统包括系统主界面,包含微电网光伏、风电、储能、充电桩及总体负荷情况,体现系统主接线图、光伏信息、风电信息、储能信息、充电桩信息、告警信息、收益、环境等。

(2)实时监测
实时查看各类能耗计量装置中各种参数的最新数据,提供历史参数查询、能耗数据集抄、参数报表展示等功能;

(3)能耗分析
按照时间、区域、设备、分类及分项能耗等多种维度查询所需数据,结合同比或环比分析、日/夜用能分析、工作日/节假日用能分析等手段,辅助用户挖掘节能潜力;

(4)能耗统计
按分类、分项、分户对能耗进行逐时、逐日、逐月、逐年统计,并提供单位面积能耗、单位空调面积能耗、人均能耗等能耗强度统计功能,统计结果支持以曲线、柱状图、饼图等图形或报表形式显示,并提供导出和打印功能;

(5)能耗报警
实时监测某一设备或区域等用能情况,根据预设的报警条件对某一区域或设备的用能异常情况进行报警;能耗超限、设施发生运行故障等后可通过短信 (SMS) 、邮件 或手机客户端软件 (APP) 方式及时推送给设施管理者;

(6)能源流向
以桑基图的形式直观显示公共建筑能源的分类、构成、占比情况,反应公共建筑在能源输入及分配输送方面的平衡关系;

(7)能源计费
提供能源费用统计报表,支持对电能按照单一制电价、复费率统计电费;

(8)碳排放监测
统计建筑在运行阶段包括暖通空调、生活热水、照明及电梯等系统产生的碳排放量;

(9)碳可再生能源统计
对分布式光伏、风力这类的可再生能源的发电量进行统计;

(10)数据上传
按照各地能耗设计标准或实施细则中关于数据上传的规定,将建筑能耗数据加密、定时上传至政府能耗监测平台。

4.3系统特点
(1)部署方便,支持Windows、Linux及国产麒麟操作系统;
(2)全面兼容,采集器同时提供RS-485、M-bus、以太网接口,支持通过Modbus、DLT645、CJ/T 188、0/GDW 376.1、DL/T698.45等协议采集各类水、电、气、冷(热)量表数据;
(3)安全可靠,数据加密上传,断点续传,失电报警;
(4)标准规范,严格按照国家标准及各地实施细则开发对接过多个省份的政府监管平台;
(5)组网方便,支持有线、Lora无线数据采集,支持以太网有线上传、4G无线上传;
(6)访问方便,手机APP访问;B/S架构,支持浏览器。


五. 典型案例列举
5.1 办公建筑
山东省知识产权中心能耗监测系统
阳光保险通州后援中心能耗监测系统
永昌传媒中心能耗监测系统
南京金融城建筑能耗监测系统
上海阳光滨江中心能耗监测系统
中国人民银行贵阳中心支行能耗监测系统
天津滨海文化商务中心能耗监测系统
5.2 商场建筑
成都优客城市广场能耗管理系统
济南路港商业广场能耗监测系统
大连万科生活广场项目能耗监测系统
南通南山湖水街建筑能耗监测
北京大钟寺方恒国际商业广场能耗监测系统
东莞利丰广场能耗监测系统
青岛保利广场能耗监测系统
无锡恒隆广场能耗监测系统
5.3 体育建筑
金阊体育馆能耗管理系统
长春市全民健身活动中心游泳馆改造工程
海门体育中心能耗监测系统
青浦区体育中心能耗监测系统
2021年FIFA世俱杯决赛上海体育馆应急改造工程项目能源管理系统
5.4 综合建筑
上海博物馆浦东东馆能耗监测系统
徐汇滨江综合商务区项目能耗系统
嘉隆国际广场能耗监测系统
上海临港国际会议中心能耗管理系统
天鹅湖奥斯塔娜中心广场能耗管理系统
虹桥D19能耗监测系统
永春/德化/安溪东/南安北高铁站能耗监测系统
天津地铁六号线能源管理系统
5.5 医疗卫生建筑
江阴市人民医院东院工程能耗管理系统
攀枝花市中西医结合医院能耗监测系统
上海皮肤病医院能耗监测系统
山西孝义人民医院能耗监测系统
天津滨海中医医院能耗管理
苏州中医院建筑建筑能耗监测
许昌市中心医院新院区能耗监测系统
福建省福州市儿童医院能耗监测系统
广州增城人民医院能耗监测系统
银川中医院能耗监测系统
济南中心医院能耗监测系统
兰陵县人民医院能耗监测系统
5.6 学校高校建筑
南京理工大学江阴校区能耗监测系统
苏州技师学院综合实训楼能耗监测系统
曲阜师范大学能耗监测系统
天津大学滨海工业研究院孵化中心能耗监测系统
新疆大学新校区能耗监测系统
清华大学综合实验楼能耗监测系统
合肥市第九中学能耗监测系统
常熟理工学院能耗监测系统
西北大学长安校区体育馆能耗监测系统
5.6 政府机关
新疆吉昌市政务中心能耗监测系统
天津市公安局能耗监测系统
昆山某安局基地能耗监测系统
海南省气象局能耗监测系统
蒲城县政务中心办公大楼能耗监测系统
常熟公安局刑侦大队能耗监测系统
延安市市级行政中心能耗监测系统
六. 结 语
办公建筑和大型公共建筑能耗监测是提高能源利用效率、降低运营成本、减少碳排放的重要手段。尽管目前面临一些挑战,但随着技术的进步和政策的支持,能耗监测系统的普及和应用将越来越广泛。
展望未来,通过标准化的规范流程、智能化的数据分析以及持续有力的政策支持,建筑能耗监测必将发挥更为显著的作用。标准化能够确保不同建筑之间的数据具有可比性和通用性,为行业的整体发展提供统一的参照标准;智能化则能深度挖掘数据背后的潜在价值,实现对能源消耗的精准预测和优化调控;而政策的支持将为能耗监测的推广和应用营造良好的外部环境。