建筑能源管理系統的應用實例
——綠地東村4#地塊

胡永壯，丁勇

（1.綠地集團成都蜀峰房地產開發有限公司，2.南京天溯自動化控制系統有限公司）

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建筑能源管理系統的應用實例
——綠地東村4#地塊

胡永壯1，丁勇2

（1.綠地集團成都蜀峰房地產開發有限公司，2.南京天溯自動化控制系統有限公司）

【摘要】結合綠地集團建筑能源管理系統解決方案建設導則要求，以綠地東村4#地塊建筑能源管理系統設計方案為例,介紹建筑能源管理系統在綠地商業綜合體項目中的應用,說明建筑能源管理系統在系統設計及實施過程中需要注意的事項,為今后大型商業地產建筑能源管理系統的設計實施提供參考。

【關鍵詞 】綠色建筑，商業地產，能耗模型，能源管理

Application Examples of Building Energy Management System——Greenland East Village 4#Block

HU Yong-zhuang1, DING Yong2

(1, Chengdu Shufeng Real Estate Development Co., Ltd., Greenland Group；2,Nanjing Tiansu Automatic Control System Co., Ltd.)

【 Abstract】Combined with the construction guidelines of Greenland Group building energy management system solution, taking the Greenland East Village 4# Block building energy management system design scheme as an example, this paper introduces the application of building energy management system in Greenland commercial complex, and explains the matters needing attention in the design and construction of building energy management system, providing reference for the design of building energy management system of big commercial real estates.

【Keywords】green building; commercial real estate; energy consumption model; energy management

1 引言

商業地產包括商場、酒店、寫字樓等，作為服務水平高、用能設備眾多的公共建筑，其每年單位面積能耗強度多在100～200kW?h/m2之間，為住宅能耗的10～20倍。研究表明，一方面，我國公共建筑的能耗水平近年來呈現增長趨勢，和發達國家同類建筑的能耗水平差距在不斷縮小；另一方面，我國的商業地產處于快速發展階段，建筑規模仍在迅速增長。近年來，綠色建筑和節能減排的概念在商業地產中逐漸發展，建筑能源管理系統作為建筑綠色運行管理的重要工具，得到了廣泛的應用。

本例綠地東村4#地塊項目以《綠地集團建筑能源管理系統解決方案》技術導則為設計依據，根據項目業務的自身定位，開展項目的建筑能源管理設計及實施工作，在此過程中總結了一些經驗，供今后綠地集團內部及其他商業地產建筑能源管理系統的設計實施提供參考。

2 項目基本情況

綠地東村4#號地塊項目總建筑面積179288.33m2，地上40層，裙房7層為商業。塔樓8～41層為辦公用，其中商業面積79533.77m2，辦公面積54480.85m2，配套設施建筑面積620m2，避難層1336.98m2。地下4層，為機動車庫及設備用房，面積約41019.13m2。

關于裙樓商業部分，綠地集團已與伊藤亞洲新概念店簽約，伊藤將其打造為成都最大的旗艦店，90000m2超大體量，容納超市、餐飲、電影院、美術館、主力店、櫻花廣場、空中花園等日本主題商業布局。

本例項目設計建立的建筑能源管理系統，通過末端采集智能設備完成對伊藤亞洲新概念店及塔樓辦公的電力及能源數據的實時動態采樣，并以此準確詳實的電力及能源數據作為供電安全、能效分析、統計、診斷的基礎。

3 建設范圍及目標

3.1 建設范圍

項目建筑能源管理系統的建設范圍包括（見圖1）：

1）建筑總能耗；

2）區域分類分項能耗；

3）建筑變配電監控、租戶遠程預付費等子系統；

4）接入系統的傳感器和其他子系統等。

圖1　建筑能源管理系統建設范圍

3.2 建設目標

建筑能源管理系統的建設目標包括：

1） 提升在能源方面的綜合管理能力；

2） 實現高低壓配電房少人值守；

3） 自動生成能源使用報告及相關報表；

4） 租戶能源計費一站式管理；

5） 能源歷史數據的積累與沉淀；

6） 向綠地集團總部及四川政府主管部門上報數據。

4 系統整體架構

本例中能源管理系統的整體架構，采用主流的分層架構，將系統中不同的組成部分在物理上和邏輯上做了最優化的劃分，使之邏輯上最合理，物理上最節省；并且邏輯上定義系統層級后，對后續運行維護中出現的故障也能更準確和方便地排查。

整個系統分為3層，分別是終端層、網絡傳輸層和監控層，系統由數據采集硬件系統、數據傳輸硬件系統和軟件系統組成。如圖2所示。

1） 數據采集系統：由終端計量表具(電表、水表、冷熱量表、微機保護及其他電力智能設備等)、傳感器（室內外溫濕度、照度、CO2、CO、壓力等）和數據采集器等組成。

2） 數據傳輸系統：由服務器、計算機終端、網絡通信系統（工業交換機、光電轉換器、UPS）等組成。

3） 數據展示系統：由數據分析軟件、交互展示軟件、展示屏幕、打印機等組成。

圖2　建筑能源管理系統架構

5 能耗模型設計

能耗模型的設計要遵循兼容性、可比性及先分戶再分項原則，準確的模型建立是能源管理系統針對性和適用性的基礎。所以，建立合理的能耗模型，對建筑實際運營中的能源管理將起到至關重要的作用。

綠地東村4#地塊主要包括裙樓商業及寫字樓辦公兩種業態，結合集團技術導則，針對項目建筑特點，將建筑總能耗按照用戶和設備類型的不同進行分類、分項，進而建立能耗模型。見圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8。

5.1商業能耗模型

1）用電能耗模型

圖3　商業用電能耗模型

2）用水能耗模型

圖4　商業用水能耗模型

3）冷熱量能耗模型

圖5　商業冷熱量能耗模型

5.2辦公能耗模型

1）用電能耗模型

2）用水能耗模型

3）冷熱量能耗模型

圖6　辦公用電能耗模型

圖7　辦公用水能耗模型

圖8　辦公冷熱量能耗模型

6 點位選擇設計

點位選擇設計的核心是計量表數量及位置的確認。以第5章的能耗模型為指導，充分考察能源系統拓撲結構及末端用能設備類型，同時兼顧東村4#地塊項目預算、現場施工條件等因素，完成本例項目計量點位的選擇。

6.1點位選擇原則

1）充分調研基礎信息

應結合設計圖紙，充分調研建筑能源系統的拓撲結構及末端用能設備類型，以此為基礎開展具體的點位選擇。

2）合理控制選點數量

選點數量與項目預算密切相關。計量點位選擇的一條重要原則是：用盡可能少的表計數量，對能耗模型中規定的每一個分項進行完整、準確的計量。

3） 合理選用拆分計算

當變配電房低壓配電回路中包含分屬于兩個或多個不同分項的設備時，應優先考慮在下級支路（一般在樓層強電間或設備機房的配電柜）加裝電表，通過直接計量的方式得到各分項能耗；對于沒有條件在下級支路裝表的支路，應采用拆分計算的方式將能耗分解。

4） 其他

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耗能極低的設備支路：如消防風機、消防水泵等設備所在支路，原則上不列入選點范圍（含有其他耗能設備，或消防風機兼作通風機使用的除外）。

6.2能耗總量計量點位選擇

建筑能耗總量的計量點位包括以下幾類。

1）電、水、冷、熱、燃氣、燃油、可再生能源等輸入建筑的一次能源總支路（其中，電表能安裝在高壓側的，同時在高壓、低壓兩側安裝；在高壓側不具備安裝條件的，只在低壓側安裝。當系統中有高壓冷機等設備時，應計量這些設備用電量并計入能耗總量）。

2）建筑自制的電、冷、熱等二次能源總支路。

3）向建筑外輸出的能源總支路（包括一次和二次能源）。

表1　分項能耗計量點選擇

圖9　能源管理系統建設跨專業示意圖

7 項目難點及措施

7.1管理難點及措施

本次系統的建設跨專業、跨學科，涉及業主方、機電總包、弱電總包、配電柜成套廠等多個單位（詳見圖9），給項目建設的管理增加了難度。

為了確保實現項目的安全、質量、進度和成本的控制目標，對新建建筑的能源管理項目工程進行工程實施界面劃分，具體劃分如表2所示。

7.2實施難點及措施

1）智能設備的電源供應

（1）難點：智能遠傳水表、各類傳感器、冷熱量表等智能設備及采集器需要供應不間斷工作電源，因現場智能設備分布分散，給實施帶來很多不便。

（2）措施：采用集中供電，電源由安裝采集器的采集箱提供，電源與RS485同時穿線，使用RVVSP4*1.0線材，避免傳感器在各個安裝點均要取電源的問題。

2）數據采集器的位置確定

（1）難點：數據采集器負責采集各類表計及傳感器的數據，采集器的位置確定直接影響穿管布線的數量及實施難度。

（2）措施：結合各區域、各樓層的表計數量及采集器自身特性，確定采集器安裝的弱電井位置，確保表計通信穩定、可靠。

8 系統價值

8.1 多方共贏

1）地方政府：響應政府關于國家節能減排、評選綠色建筑的需要，可作為制訂節能標準的參考。

表2　建筑能源管理系統與總包分包單位施工界面劃分

機電總包　1）負責為暖通空調每臺冷機設備、支路總管安裝智能遠傳冷量表及表計設備電源接線。2）確保表計設備調試正常弱電總包　1）負責協助平臺建設單位進行通信線纜敷設。2）確保IT設備等通信正常，整體網絡通信正常空調系統平臺建設單位1）負責供應各類傳感器；并提供各類傳感器相關使用說明、合格證或質保書、其他要求的資質證書等。2）負責指導和配合弱電總包將各類傳感器安裝至合適位置，并確保所有設備調試正常。3）負責從指定傳感器設備引出RS485信號線至能耗采集設備接駁。4）能耗采集設備及采集設備電源的安裝與接線，采集箱體的供應安裝。5）路由器、光纖收發器、交換機、服務器等IT設備安裝及網絡接線弱電總包1）負責協助平臺建設單位進行通信線纜敷設。2）負責安裝各類傳感器至合適位置。3）確保IT設備等通信正常，整體網絡通信正常整體平臺建設平臺建設單位1）負責整體平臺搭建以及調試。2）負責平臺后期整體運維，可提供運維方案、計劃安排等。3）涉及相關表計及保護售后問題，及時提供相關處理機制；其他硬件問題，協調其他廠家解決

2）集團內部：幫助集團實現對建筑能耗的實時監測和顯示、數據挖掘減低建筑能耗、量化管理提升服務品質、綠色運維塑造節能品牌。

3) 項目物業：幫助項目物業遠程抄表，節省物業人力成本；快速形成能耗報表，提高管理效率；全過程的能耗異常診斷處理，提高服務質量；機電設備故障預警，確保設備安全；結合歷史數據，進行趨勢分析，制定優化運行方案。

4） 駐戶單位：幫助客戶獲得收益，客戶能夠實施掌握能耗數據，電費心中有數；結合上個月能耗指標，預估能源費用；多指標體系的能耗分析，降低客戶能源費；量化節能管理，培養節能意識。

8.2 營銷賣點

1）降低能耗費用，進而降低物業費用，吸引客戶購買；

2）提供專業的節能服務，提升樓盤檔次和附加值；

3）保障機電系統高效運行，提升服務品質；

4）實現能耗數據可視化，讓企業領導了解能耗去向；

5）同步實現溫度、空氣品質監測，營造可感知環境。

9 結束語

當前地產行業形勢嚴峻，作為項目機電設計負責人，需要深入解讀集團總部紅頭文件的要求，與項目業務定位相結合，通過對項目建設范圍、建設目標、系統架構、模型設計、點位選擇、項目實施等多個角度綜合考慮，掌握建筑能源管理系統在項目中如何建設與使用，確保項目的安全、質量、進度和成本的控制目標，以達到最優的投入產出。

參考文獻

[1] 楊毅.能源管理系統設計與實現[J].現代建筑電氣,2013(12).

[2] 施超,徐陽.商業地產能源管理系統建設[J].智能建筑與城市信息,2015(03).