高校公共建筑能耗監測系統建設實例的研究與策略

張勃

摘要：在資源節約型社會建設進程中，高校公共建筑能耗管理存在問題已經成為辦學成本加大、社會資源浪費的桎梏。在各級政府的推動下，高校公共建筑能耗監測系統建設在探索中發展，依托互聯網+大數據技術逐步實現能耗管理信息化的實踐，為高校乃至全社會公共建筑用能穩步向微能耗、零能耗發展提供可能和基礎，促使綠色建筑快速發展。

關鍵詞：高校；公共建筑；能耗監測系統；項目實例；研究；策略

1976年丹麥技術大學TorbenV.Esbensen等人首次提出“零能耗建筑”。隨著世界能源短缺問題的日益突出，建筑節能逐漸成為全球關注的焦點。美、日、德等國家在建筑節能研究與實踐等方面均取得了較大的發展，零能耗建筑是未來發展趨勢。20世紀80年代中期，我國開啟建筑節能戰略的全面推進，與發達國家相比還要歷經能耗監測、節能減排、微能耗逐步到零能耗的發展。高校作為耗能大戶之一，其公共建筑的節能減耗尤為重要，舊的分散式能耗測量已不能滿足需要，提出新的能耗監測途徑迫在眉睫。

一、能耗監測系統和能效管理存在問題

1.人們對能耗監測系統建設的認識水平亟待提升

節能減排是一項國家戰略工程。各級政府出臺了推進的相關政策與導向，但是由于前期建設投入較大、短期內經濟效益不十分明顯。許多建設項目在設計上仍被忽略，建設單位處于觀望狀態。能耗監測系統建設是節能降耗逐步向微能耗、零能耗發展的基礎性項目和必由之路。它是指通過對國家機關辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，實現重點建筑能耗的在線監測和動態分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱，主要由數據采集子系統、數據中轉站和數據中心組成。

2.高校公共建筑能效管理粗放亟待改善

隨著各行各業節能減排的推進，當前高校公共建筑現有能源管理存在著設備陳舊、節能技改資金不到位、能耗監測手段落后、用能分析缺乏科學依據。常常呈現教室、圖書館、實驗樓等公共建筑的“長明燈”；供水供暖設備陳舊、破損發現滯后，“跑冒滴漏”現象突出；供電線路老化、電力負荷超標、管理監測手段簡單等問題，歸根到底是能耗監測信息采集渠道不暢，導致嚴重的能源浪費，和能耗支出劇增。

3.能耗管理建設的投入“瓶頸”亟待破解

近年來，高校普遍擴招發展，辦學基礎設施建設項目增多，但后勤管理服務部門的能源管理水平與系統化、智能化、科學化的目標相距甚遠。依舊是人工為主的被動式管理狀態，能耗監測的信息化程度較低，設備更新緩慢、技術監測手段落后、管理水平粗放，許多能耗設備長期“帶病運行”，致使正常辦學運行的能耗計量受阻，急需借助互聯網技術進行改善。

二、高校能耗監測系統建設實例分析

1.項目概況

某高校工程技術訓練中心大樓為框架結構，地上七層，地下一層，建筑面積5萬平方米，屬二類高層建筑，滿足綠色建筑設計標準。該工程需要配套建設能耗監測系統子項目，通過用能系統的實時計量，建立建筑能耗數據庫，為此公共建筑提供可靠的能耗分析、節能診斷等技術服務。針對該工程的實際使用情況，進行分類、分項能耗計量，實現其中電量、水量、熱量消耗的在線監測，從而實現能耗的網絡化管理，建成該工程的節能監管數據中心，從功能上滿足能耗監測與分項計量的要求，為建設節約型校園提供數據信息平臺。

2.能耗監測系統點位分布設計

按照住建部《國家機關辦公建筑及大型公共建筑分項能耗數據采集技術導則》《國家機關辦公建筑及大型公共建筑分項能耗數據傳輸技術導則》，并結合實際管理使用需要，整棟建筑能耗監測點位設計既要以水、電、暖監測為主，電耗分項至照明插座、空調用電、動力用電、特殊用電等四個必分項以吻合國家技術規范要求，又要適度考慮監測點位預留延展性、系統兼容性，還要契合當地能耗監測系統建設的扶持政策標準。為此，該監測系統的點位分布設計就成為項目建設的核心指標之一。依據該工程施工設計圖紙，共安排了70個點位，其中預留2個監測點位。

3.能耗監測系統功能設計

依據《公共建筑能耗遠程監測系統技術規程》JGJ/T 285-2014（2015年發）規范要求，該能耗監測系統設計功能：

（1）能耗分析及預覽即以圖表的方式直接呈現建筑的整體能耗、各分類分項能耗及能耗趨勢等信息，且具備播放功能，滿足能耗對外展示的需要。

（2）記憶查詢即具備查詢策略功能，能夠將查詢的各個關鍵參數如：能耗單元、能耗種類、時間段、圖表格式等進行組合保存，方便下次查看時直接調用。

（3）歷史數據備份與復原即系統應具備專門的數據管理功能，歷史數據可以通過光盤或者硬盤進行備份，備份可以按時間自動進行也可以由操作員手動操作?？紤]到數據的有效性和實時性，要求故障數據、操作日志、保護信號的詳細（完整數據）至少保存1年，其他數據保存6個月，統計數據至少保存3年。

（4）系統自檢功能即系統具有能對交換機、服務器、工作站等設備實時監視。若檢測到故障，即時出現報警信息。通過自檢來確定故障發生的部位，并能自動記錄故障發生時間、恢復時間。

（5）網絡管理與維護即能設置和顯示性能監視門限，存儲和顯示各種性能指標數據。通過軟件進行參數下載，數據庫更新。對網絡設備進行配置管理、參數管理、狀態查詢等等。

（6）節能量核算系統模塊即對整棟建筑的能耗狀況以及分類、分項節能潛力進行科學的數據核算，并形成報告。

（7）設備臺賬管理模塊即至少應包括資產管理、維修記錄等功能，以方便設備維護及管理。

（8）報警管理功能即報警區域劃分明確、報警類型劃分清晰、緊急報警提示明顯。

4.能耗監測系統集成

該公共建筑能耗監測系統是一個系統化集成信息平臺項目，要充分考慮項目的業態分布，包括底層網絡傳感設備設計選型、項目現場施工、能耗數據傳輸網絡、分項能耗建模、平臺軟件功能、后續可持續的節能診斷與服務等六大部分。各部分都是能源管理系統建設不可或缺的一部分，實現可視化、集成化、大平臺的綜合管理。該系統建立的能耗監測數據庫，用于分析計算而形成的大數據庫以外，并為未來社會化技術力量的介入與服務提供數據基礎。

三、高校公共建筑能耗系統的建設策略

通過對某高校工程技術訓練中心能耗監測系統建設實例的分析與實踐，我們通過實踐得出能耗監測系統建設的基本策略，以期為高校節能減排、逐步向微能耗、零能耗發展提供一定的借鑒價值。

1.高校公共建筑能耗監測系統建設勢在必行

高校是社會的重要組成部分，也是能耗管理的大戶，其節能減排的效益不僅在于降低辦學成本，還在于熏陶、養成一代年輕人的節能、降耗意識。為此，各級政府應該出臺相關政策激勵、扶持高校在公共建筑中建設能耗監測系統，利在當代、功在千秋。各高校也應在公共建筑的設計、建設預算上重視能耗監測系統的功效，以響應國家建設資源節約型社會的戰略發展。

2.公共建筑能耗監測系統建設要因地制宜

高校公共建筑設計、布局能耗監測系統時，要針對建筑的用途和管理的目標來綜合考慮。例如學生宿舍樓、職工住宅樓就必須考慮能耗的分戶計量，而辦公樓、實驗樓、體育館等只考慮水電暖的總量計取。既不要盲目追求能耗系統功能的全而大，也不要忽視能耗監測系統的延展擴容性與其他公共建筑能耗子系統間的兼容性。我們的經驗是滿足需要、適度預留、充分兼容，才能確保校園能耗監測系統發揮節能減排的作用。

3.能耗監測系統核心支撐高校綠色建筑

通過各集成用能回路和預設的控制邏輯，公共建筑能耗監測系統對各種建筑的各種能耗進行運行監測、數據分析、統一管理，遵循國家相應的標準自動節能運行，實現“能源可視”即用了多少能？“能源可知”即能源用在哪里？能源是怎么用掉的？“能源可控”即怎樣降低能耗，減少能源費用？“優化節能”即怎樣計算減少的能源損失和能源浪費？改善室內環境品質？該系統為高校公共建筑的持續使用，降能減耗、綠色環保奠定基礎和提供可能，有效支撐校園綠色建筑穩步發展。

4.搭建信息聯動平臺實現政府統籌能耗管理

依托互聯網技術，高校公共建筑能耗監測系統與政府主管部門建立信息共享、數據共享、遠程監測、聯動服務的信息管理平臺，省市政府能耗管理部門實時對各建筑用能進行統籌管理，實現快速應急處理。并利用互聯網+大數據分析，將數據的分析研究應用于各公共建筑規劃布局、能源配套建設，達到科學、高效、精細化管理社會能源。