綠色建筑的能效監測系統構建

何婷婷 史志鵬

摘 要：基于《綠色建筑評價標準》中節能與能源利用的相關條款，構建出綠色建筑全生命周期的全面能效監測系統，旨在為綠色建筑能效綜合監測平臺的開發提供參考依據，也為綠色建筑能效測評系統的進一步開發提供基礎。

關鍵詞：綠色建筑;能效監測;拓撲結構

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）02-0094-03

Construction of Energy Efficiency Monitoring Systemfor Green Building

Abstract： Based on the relevant clauses of energy conservation and energy utilization in the Green Building Evaluation Standard， a comprehensive energy efficiency monitoring system for green buildings throughout the life cycle w constructed. The purpose is to provide a reference for the development of the comprehensive monitoring platform for energy efficiency of green buildings， and also to provide a basis for the further development of the energy efficiency evaluation system of green buildings.

Keywords： green building;energy efficiency monitoring;topological structure

隨著生活水平的不斷提高，人們對自身居住的建筑也提出了更高的要求，傳統的高能耗建筑已經不能滿足其對居住舒適度和環境的基本要求，綠色建筑應運而生[1，2]。綠色建筑是實施建筑由傳統高消耗型發展模式轉向高效綠色型發展模式的必由之路，是當今世界建筑發展的必然趨勢[3]。2014年，我國頒布實施了《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）和《綠色建筑評價技術細則》（GB 50378—2014），對綠色建筑的發展和評價給出了指導性的文件，然而《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）中的建筑節能評價指標也依然采用國標中的打分形式，并沒有建立具體的能效測評體系和方法，而能效測評體系建立的基礎就是進行建筑物能效監測[4，5]。

分析前人的研究結果發現，雖然國內很多學者也對建筑能耗的監測進行過相關研究，然而這些研究大多都只是選擇建筑能耗中的某一部分作為切入點[6-8]，譬如暖通空調系統和照明與電氣系統，所選擇的建筑也大多是北方典型的集中供暖節能改造項目，而且監測時間大多只有一個采暖周期，這就使得其研究成果的應用受到了一定限制[9，10]。隨著綠色建筑的不斷發展，針對綠色建筑構建全面的能效監測系統，進而構建綠色建筑能效測評體系將是今后發展的主要方向。本文結合現行國家標準《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）中的節能與能源利用，構建適合綠色建筑全生命周期的、全面的能效監測系統，旨在為綠色建筑實時能效監測系統平臺開發提供參考依據，也為進一步構建綠色建筑能效測評體系提供基礎。

1 系統構建框架

根據《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）中關于綠色建筑節能與能源利用的相關評價指標，結合綠色建筑的特點，將指標細化分解為可實時監測的量化指標，分別從建筑與圍護結構，供暖、通風與空調，照明與電氣和能量綜合利用四個方面進行量化指標構建，具體如圖1所示。

2 監測方法與監測周期

2.1 建筑與圍護結構相關參數

因建筑是一次性產品，并且其相關屬性在一定周期內具有相對穩定性，因此，建筑與圍護結構的相關參數采用基本資料收集的方法，不進行實時監測，通過相關公式計算所需參數，并和規范數值進行對比即可。

2.2 供暖、通風與空調相關參數監測

因為空調能耗幾乎占據建筑總能耗的35%以上，因此該系統監測是整個能效監測系統的核心部分。主要監測內容包括電量、流量、熱量、溫度和水量，監測指標包括熱交換站總電量、管道總熱量、循環水泵耗電量、管道水流量、單元樓樓道入口處的管道總熱量和水流量、用戶家中溫度和室外溫度。

本監測系統的數據采集間隔不大于30min，數據采集節點依據采集數據類型而定，數據傳輸采用通信方式支持RS-485總線和GPRS無線傳輸協議的方式。所采集數據采用XML格式打包進行數據處理和遠程傳輸，并配備外置TF卡用以對數據的存儲。

2.3 照明與電氣相關參數監測

該子系統的監測內容包括照明插座用電、空調用電、動力用電和其他特殊用電四個方面。采用分類分項的計量原則設計監測指標，分一級子項和二級子項兩個層次設計。數據采集采用分類分項的方法，利用各種智能化儀表完成采集工作，采集點的布置遵守建筑總能耗分類分項結構圖，參照建筑系統能耗模型結構圖完成，采用標準化數據通訊接口RS485進行數據傳輸。

2.4 能量綜合利用

該模塊主要考慮新風系統、排風系統和可再生能源利用三個方面。采集的參數包括新風系統送風量、新風系統與排風系統的溫差、可再生能源所產生的能量利用在整個建筑能耗中的占比。將參數監測結果與《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）中的參數限制進行比較，評價建筑能量綜合利用程度。

3 系統結構設計

綠色建筑能耗監測系統的拓撲結構如圖2所示。

從圖2可知，綠色建筑能耗監測系統主要分為數據采集層、通訊層和主站層。

數據采集層主要負責分類分項數據的采集，利用各類智能儀表實時采集數據。通訊層主要是負責將數據采集層采集的數據進行傳輸，該層主要包括數據采集器、網絡交換機和通訊管理機，以及各種有線和無線設備?？梢詫⒉煌愋?、不同格式的主句進行統一轉換并共享，傳輸到數據庫中進行數據分析和結果展示。主站層主要包括信息發布屏幕、平臺管理站、應用服務器和數據庫服務器及Web服務器、防火墻等各類網絡設備。平臺各個用戶可以進行統一身份認證后，登錄平臺查看當前建筑能耗情況，也可以將數據進行統一格式轉換后打包上傳到數據中心，進行數據的深度分析和建筑總耗能的統計。

4 結論和討論

本文基于《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378—2014）中節能與能源利用的相關條款，構建出綠色建筑全生命周期的全面能效監測系統，旨在為綠色建筑能效綜合監測平臺的開發提供參考依據，為綠色建筑能效測評系統的進一步開發提供基礎。

本文只是構建了綠色建筑能效監測系統的參數體系，并對該系統的拓撲結構進行設計，并沒有進行平臺的進一步開發和設計，今后將主要從這方面進行深入研究。

參考文獻：

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