智能大型公共建筑節(jié)能的分析及探討（上）

　　目前，超過70%的大型公共建筑沒有專職的節(jié)能管理人員，企業(yè)內部普遍沒有建立相應的能源管理制度，不能及時掌握能源的整體消耗情況，對主要用能設備的運行情況和節(jié)能狀況也未能及時把握?？偟膩碚f，大多數大型公共建筑業(yè)主的用能設備管理僅僅是從安全使用的角度考慮，建立企業(yè)內部的節(jié)能管理體系已經變得非常的迫切。

2 　大型公共建筑節(jié)能需求

　　大型公共建筑的用電設備數量與種類眾多，主要包括：中央空調、照明、電梯、給排水、電加熱負載，變壓器和其他混合負載等。而各種機電設備的能耗具有較大的節(jié)能空間。同時，面向建筑內的機電設備實施節(jié)能，相對于改變建筑的墻體、窗體結構而言，更具有見效快、對建筑正常使用影響小等優(yōu)勢

　　(1)中央空調能耗現狀

　　一般地，在大型公共建筑中，中央空調系統的能耗約占總能耗的40%以上，而大部分建筑的中央空調實際熱負載在絕大部分時間內遠比設計負載低，且主機、輔機和末端舒適度三者未能實現合理動態(tài)調節(jié)，導致系統效率較低，電能浪費嚴重。

　　(2)照明系統能耗現狀

　　目前，許多公共建筑都是全封閉空間模式，完全依靠人工照明進行采光，在上班時間段，照明系統通常都是連續(xù)照明，所消耗的能量大，也增加了室內熱負荷。可以根據實際需求選擇不同的照明節(jié)能措施，對提高光效、節(jié)約能量是非常重要的。

　　(3)電梯系統及其他動力設備能耗現狀

　　目前，大型公共建筑節(jié)能電梯僅占全國電梯保有量的2%，節(jié)能潛力巨大。而公共建筑中給排水等其他能耗設備通過采取一定的控制手段，也能有一定的節(jié)能空間。

　　(4)供配電系統能耗現狀

供配電系統通過導線、開關、變壓器等設備進行傳輸的過程中，會產生功率損失(有功、無功功率)，并在相應的時間內產生能量損失(有功、無功電量)。

3 　大型公共建筑用能結構特點

對珠三角地區(qū)的公共建筑進行能源審計時發(fā)現，大型公共建筑功能的實現是以各類機電設備系統運行為基礎，空調、給排水、照明的能耗要占建筑運行能耗的70%，僅空調系統的運行能耗就占各系統總能耗的40%以上。所以，在進行大型公共建筑節(jié)能研究時，解決機電設備的節(jié)能問題是核心。

4 　大型公共建筑節(jié)能解決方案

4.1系統結構

建筑能耗監(jiān)測系統的拓撲結構如圖3，系統多采用分布式結構，按功能或區(qū)域進行劃分，模塊化設計。整個系統一般分為三層，即主控層（站控管理層）、中間層（網絡通訊層）和現場層（現場設備層）。

  圖3 系統拓撲結構圖

1）站控管理層

站控管理層針對能耗監(jiān)測系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業(yè)級計算機、打印機、UPS 電源等組成。監(jiān)測系統軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。

監(jiān)控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。

打印機：系統召喚打印或自動打印圖形、報表等。

模擬屏：系統通過通訊方式與智能模擬屏進行數據交換，形象顯示整個系統運行狀況。

UPS：保證計算機監(jiān)測系統的正常供電，在整個系統發(fā)生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。

2）網絡通訊層

通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。

通訊管理機：是系統數據處理和智能通訊管理中心。它具備了數據采集與處理、通訊控制器、前置機等功能。

以太網設備：包括工業(yè)級以太網交換機。

通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。

3）現場設備層

現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O 控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的建筑能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務，其監(jiān)測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。

4.2軟件實現與系統功能

上位機軟件為Acrel-5000能耗監(jiān)測系統組態(tài)軟件，該軟件是對現場能耗數據進行采集與監(jiān)測的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)形式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的采集與監(jiān)測功能。Acrel-5000能耗監(jiān)測系統具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現場設備各參量及開關量狀態(tài)，并將采集到的數據上傳給數據中心存儲。系統還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統可以實現所有回路能耗的采集和統計，實現了遠程自動抄表、能耗監(jiān)測功能。

1）運行狀態(tài)監(jiān)測：通訊異常報警提示。

2）用戶管理：不同用戶權限具備不同操作功能，各級權限的口令修改操作功能，具有權限防誤功能。

3）能耗報表、棒圖：實現了所有能耗報表的按時間查詢，分為日、月、年報表等，任意分類、分項實時能耗棒圖顯示。

4）打印及導出：所有報表及界面可打印，或以EXCEL、WORD 格式進行導出。

4.3大型公建電能計量宜采用智能電力監(jiān)控儀表

大型公共建筑電能計量宜采用電力儀表作為內部管理電表，不宜用收費電表。兩者主要特點歸納如下（見表1）。