摘 要：目前全國大部分省市都已建立節能監管平臺，已積累了大量建筑的能耗數據，這些數據未能在建筑節能中得以有效應用。從能耗數據分析、應用兩方面入手，對節能監管平臺數據在建筑節能中的實際運用進行剖析。再針對節能監管平運行過程中出現的問題，提出一些改進建議。
關鍵詞：節能監管平臺;能耗分析;數據應用
0引言
自住建部2007年10月發布《關于加強機關辦公建筑和大型公共建筑節能管理工作的實施意見》后，各省市開始了不同規模的建筑節能監管平臺建設。截至2015年末，全國33個省市(含計劃單列市)已累計對9000余棟公共建筑進行能耗動態監測。盡管節能監管平臺建設的主要目的是促使此類建筑提高節能運行管理水平，為節能改造提供數據參考。但對于節能監管平臺中的建筑能耗數據具體如何應用，當前討論的是少之又少。對此，本文通過對節能監管平臺能耗數據的分析，探討研究節能監管平臺下的能耗數據在建筑節能中的運用以及對采集和應用能耗數據時出現的問題提出相應的建議。
1節能監管平臺簡介
依據《國家相關技術導則及規范，節能監管平臺系統架構可歸納為三部分:終端儀表、數據采集傳輸層、應用展示層。
其中終端儀表層為計量水、電、氣等各個分類分項的計量表以及計量表安裝的拓撲結構，主要負責計量電量、水量、氣量、集中供熱耗熱量、集中供冷耗冷量等能耗數據; 數據采集傳輸層包括數據采集器、數據傳輸網絡，主要負責采集終端儀表的用能數據，并將數據通過有線或無線網絡打包上傳至數據中心，負責接收上報的數據包，同時對數據包進行數據解析、存儲、展示。
通過節能監管平臺應用展示層發布的站點(見圖2)，登陸后即可查看納入節能監管平臺的建筑能耗數據。
2建筑能耗數據分析
通過節能監管平臺站點內各個功能模塊可查看到的數據，分別對建筑能耗各項數據進行分析。
2.1 分項能耗分析
通過分項能耗分析，可統計該建筑各個分項的用能情況。查看能耗曲線，能直觀體現各個分項用能每時、每日、每月的趨勢(見圖3)，可通過觀察曲線判斷用能是否正常。
從圖3對辦公建筑G的能耗統計報表看出，該建筑主要能耗來自于空調用電和特殊用電。建筑內設有數據機房，其中的用能設備每日24h不間斷運行，
因此屬于特殊用電分項的數據機房用電曲線很平穩，若報表曲線中該分項在某個時間點出現突變，則表明數據機房中用能設備出現故障，需要進行故障排查。
觀察辦公建筑G的空調用電，日報表中空調能耗在非工作時段每小時依然有超過100 kW·h的耗電，判斷原因可能為空調系統中存在設備在非工作時段依然在運行，需對用于監測空調系統下的各個用能設備計量表數據做進一步排查。
2.2單表能耗分析
通過單表能耗分析，可統計該表各個時段的用能情況。也可根據各個時段的用能情況，判斷該表所監測的用能是否正常。
圖3出現空調用電不合理情況，接下來對建筑空調用電分項計量表進行排查。該分項下安裝有風機盤管用電、冷卻泵、冷水機組計量回路。對這些計量表當日逐時能耗進行查詢(見表1及圖4)，發現風機盤管、冷卻泵已關閉，但冷水機組依然在運行，造成用電浪費。與管理維護人員溝通，這是由于操作人員疏忽，忘記關閉冷凍泵、冷卻泵電源所致，為此造成每日約185kW·h的額外電耗。
2. 3 能耗指標分析
根據錄入的建筑面積、人數、空調使用面積等參數，平臺自動計算出該建筑的各項能耗指標，該指標可與本地的能耗定額進行對比，業主可以根據對比結果來確定建筑當前用能情況，是否需要對建筑進行節能改造。
節能監管部門可看到每類建筑能耗指標的排名以及對標情況(見圖5)，可督促用能高的單位進行節能改造或其他降低建筑能耗的工作。
3建筑能耗數據應用
3.1 能耗異常報警
對節能監管平臺和能耗監測項目運行的全過程進行監測并對異常情況進行報警，異常報警類型主要有:能耗數據采集器及各計量點等設備故障報警、用能監測報警(如能耗異常追蹤)、電平衡率報警、用能超限報警。
報警信息可通過郵件、短信、手機APP等方式向相關管理、維護人員進行發送，通知相關人員，可幫助維護人員及時發現用能設備異常原因，做出對應的處理。如某用能設備發生故障可及時進行檢修、更換;人離開用能設備未關閉，維護人員收到提醒可返回及時關閉，避免用能浪費，從而提升使用者的節能意識。
同時，節能監管平臺也會對報警事件進行分析，主要為系統的異常運行狀態或故障原因診斷分析提供依據和分析手段。節能監管平臺運行過程中所產生的各種報警時間均會被自動記錄和存儲，通過對事件的發生時間、范圍對象、事件的類型、事件的等級以及事件描述關鍵字搜索查詢，即可快速地實現對目標事件的查詢和分類。
3.2 能源平衡及損耗統計分析
能源平衡及損耗統計分析主要為建筑的電、水等各項能源在使用過程中的各個環節提供能量平衡分析，及時發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等能源浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。通過分別統計重要用能環節的能源供給量和能源消耗量并計算兩者之間的差值損耗量，來評估各環節的用能損耗程度。比如對用水系統的干管計量和各個支管的計量消耗量之和進行損耗分析，有利于及時發現是否存在水管漏水或者違規用水的情況;對用電系統的低壓進線計量和各饋線回路的計量消耗量之和進行損耗分析，來評估判斷是否存在違規用電、竊電等異常用電現場，幫助用戶發現并糾正能源使用過程中的能源浪費問題，降低能源綜合運行成本。
3.3 節能策略
根據節能監管平臺大量的能耗數據積累，結合以往的節能診斷、節能改造案例，在節能監管平臺中集成一套具有推廣價值的節能策略方案，對納入節能監管平臺的各個監測項目給出對應的節能降耗建議。
圖6為節能監管平臺針對某地方行政中心實施的能耗監測項目給出的節能策略。
節能策略采用的方法為通過錄入的建筑結構信息，給出維護結構的改造建議，以此達到隔熱保溫、降低能耗的效果;通過對建筑各分項能耗進行統計，對占比較重的用能項給出相應的節能降耗建議。節能策略詳細流程如圖7所示。
節能策略中給出的一些常用節能技術有: (1) 照明系統節能技術: ①換燈，使用同等照度但功率更低LED節能燈具替換當前功率較大的燈具;
②增加控制器，照度和人體感應相結合，當滿足一定照度和有人的情況下才可開啟燈具。
(2)空調節能技術:①增加節能控制器，時間、溫度和人體感應三者結合，當滿足設定的時間段，設定的溫度范圍和有人在的情況下才可開啟空調;②對于其他改造成本較高的例如更換能效等級更高的分體空調、推薦。
(3)建筑維護結構改造:①外墻內保溫，外墻內層增加或更換隔熱性能更好的保溫材料; ②屋面保溫隔熱技術，增加屋面保溫隔熱層，或采用屋面種植系統;③門窗保溫隔熱技術，更換熱反射鍍膜玻璃、Low-E中空玻璃等節能玻璃，增設外遮陽裝置，外窗玻璃貼膜。
對節能策略中給出的節能降耗建議，業主可從建筑的實際情況出發，綜合考慮技術先進性及適宜性、經濟合理性以及節能改造技術措施實施的易操作性根據，通過多方比較，選擇易于改造、便于施工、對正常辦公生產干擾相對較少的適宜節能改造技術。
4建筑能耗數據存在問題和解決辦法
4.1 建筑信息不全
節能監管平臺中需要錄入每一棟建筑的相關信息，主要包括建筑地址、建筑功能屬性、建筑總面積、空調系統形式、建筑玻璃類型、辦公人員人數等。多數公共建筑屬于單一功能建筑，但一些單功能建筑中通常會附帶少量的其他功能區域，例如某辦公樓1層臨街部分當做門面出租，或者部分樓層作為下屬酒店運營。這些附加功能區域的能耗如果不加以區分，會使得能耗監管平臺統計的該建筑能耗與實際情況偏離較遠，對能耗指標的計算和節能策略帶來影響。而建筑總面積、辦公人員人數等量化信息的統計若與實際偏差太大，則計算出來的單位面積能耗、人均能耗也就會與實際產生較大偏差，計算所得到的指標值也失去了參考價值。
4.2 分項計量回路安裝不完整
能耗監測項目在前期的現場勘察、設計分項計量表安裝方案時，若調研不充分、設計不完善，則會出現支路計量不完善，漏監測某些分項用能;或對同一個分項進行了二級和三級的計量，又把三級表當二級表進行計算。從而導致總能耗與分項能耗總和相差較大，或會出現分項能耗總和大于總能耗的情況，也讓分項計量工程失去了它的意義。因此在建筑能耗監測系統勘察設計階段，詳細調研供配電分項計量回路設備的工作對節能監管平臺數據統計的有效性顯得尤為重要。
4.3 數據傳輸網絡不穩定
節能監管平臺的初衷是匯聚大量建筑用能數據，綜合分析這些歷史數據的能耗特征，為制定相關節能政策標準、為建筑節能降耗提供數據支撐。因此，能耗數據的長期有效、高質量對建筑能耗分析、診斷和節能策略都至關重要。而在一些能耗監測項目運行過程中，項目單位對內部網絡進行調整但未通知維護單位，使得采集設備無法連接服務器進行數據上報；而項目維護單位也未及時對此問題進行處理，致使該建筑能耗數據上報中斷。
還有一些監測項目中，使用的移動網絡，卻將移動設備和采集設備安裝在移動信號較弱的環境中，如建筑的負一層或負二層配電房，這就會使采集設備與服務器之間的通訊不穩定甚至中斷導致能耗數據的丟失。
對于當前能耗監測項目中出現的數據傳輸網絡不穩定情況，可采用無線網絡形式來解決。當前我國4G網絡已全面覆蓋，將采集設備安裝至移動網絡信號較強的位置，即可避免網絡不穩定的問題，也有利于項目維護，設備故障排查。
5高校綜合能效解決方案
5.1校園電力監控與運維
集成設備所有數據，綜合分析、協同控制、優化運行，集中調控，集中監控，數字化巡檢，移動運維，班組重新優化整合，減少人力配置。
5.2后勤計費管理
采用先進的網絡抄表付費管理技術，實現電、水、氣等能源綜合計費，實現遠程抄表、費率設置、賬單統計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養用能群體和部門的節能意識。
針對學生宿舍用電進行管理控制：可批量下發基礎用電額度和定時通斷功能；可進行惡性負載識別，檢測違規電氣，并可獲取違規用電跳閘記錄。
5.2.2商鋪水電收費
針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預付費管理。
5.2.3充電樁管理平臺
充電樁在“源、網、荷、儲、充"信息能源結構中是必*。充電樁應用管理同樣是校園生活服務中必*一部分。
5.2.4智能照明管理
通過對高校路燈的全局監測，提供對路燈靈活智能的管理，實現校園內任一線路，任一個路燈的定時開關、強制開關、亮度調節，以及定時控制方案靈活設置，確保路燈照明的智能控制和高效節能。
5.3能源管理系統
針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統計分析，包含同比分析、環比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。
按校園建筑的分類進行采集和統計的各類建筑耗電數據。如辦公類建筑耗電、教學類建筑耗電、學生宿舍耗電等，對數據分門別類的分析，提供領導決策，提高管理效能。
構建符合校園節能監管內容及要求的數據庫，能自動完成能耗數據的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統性的能耗審計報告，能夠監測能耗設備的運行狀態，設置控制策略，達到節能目的。
智慧消防云平臺基于物聯網、大數據、云計算等現代信息技術，將分散的火災自動報警設備、電氣火災監控設備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設備連接形成網絡，并對這些設備的狀態進行智能化感知、識別、定位，實時動態采集消防信息，通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統化"需求。從火災預防，到火情報警，再到控制聯動，在統一的系統大平臺內運行，用戶、安保人員、監管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現細節隱患、發生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內，相關報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關人員。
6.平臺部署硬件選型
節能監管平臺運行至今，已累計大量實時能耗數據，如何真正利用這些數據對建筑用能情況進行分析診斷，充分挖掘建筑節能潛力，是當前我們著重研究的方向。本文對節能監管平臺能耗數據的分析和應用進行闡述，以及對能耗數據出現問題提出解決建議，希望對節能監管平臺在建筑節能中的應用起到一定的推動作用，從而實現公共建筑節能的穩定發展。
【參考文獻】
【1】蔣義新.節能監管平臺數據的分析與應用[J]廣西壯族自治區建筑科學研究設計院.2019（5）：140-145.
【2】建筑節能與綠色建筑發展“十三五"規劃［J］．建筑監督檢測與造價，2017，10(1) : 1-9．
【3】高校綜合能效解決方案2022.5版.
【4】企業微電網設計與應用手冊2022.05版.
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