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浅析基于建筑全寿命周期的校园能耗监管平台及产品应用

文章更新时间:2023-07-04 点击量:213

摘要:本文基于建筑全生命周期的概念,从规范建筑运行能耗管理的角度,提出通过建设校园能耗监管平台收集、上传、存储、分析能耗数据,提高校园能耗管理水平,为节约生态校园的建设提供一定的支持。


1.引言

随着我国经济的发展,城市化和工业化步伐加快,我国建筑业进入快速增长阶段,建筑全生命周期能耗增加。根据2020年中国建筑能耗研究报告,2005年至2018年。全国建筑全生命周期能耗从2005年的9.34亿t标准煤增加到2018年的21.41亿t标准煤,年均增长6.6%。2018年全国建筑全生命周期能耗总量为21.47亿t标准煤,占全国能耗总量的46.5%。建筑运行阶段能耗为10亿t标准煤,占建筑全生命周期能耗的46.6%,占全国能耗总量的21.7%。基于我国人均能源份额严峻的现状,除了开发以清洁能源为主的“开源"节能外,采取减少能源浪费、提高能效等措施的“节能"节能也发挥着重要作用。在当前能源和环境的巨大压力下,建筑业作为能源消耗巨tou,迫切需要从建筑全生命周期的角度走出绿色健康发展之路。


2..建筑全寿命周期能耗监督

建筑全生命周期是指从建筑材料生产、建筑规划设计、建筑施工运输、运行维护到拆除处理的全过程。近年来,对低碳排放建筑材料、绿色建筑设计、建筑节能设备等早期建筑设计和施工阶段进行了大量的节能建筑研究,但建筑完成后的运行阶段缺乏相应的管理模式和管理平台。与建筑施工期间的一次性能耗相比,建筑运行能耗长期,受建筑用户和建筑管理水平的影响较大,是节约潜力较大的一部分。建立和完善建筑能耗监督控制平台收集、上传和存储能耗数据,通过数据分析进行后续节能规划,对完善建筑全生命周期管理,降低建筑运行能耗具有重要意义。


3.校园数字监督平台建设

校园数字监管平台通过安装在校园内的智能能耗计量表获取校园内各类建筑的子能耗数据,并传输回监管平台的数据中心,实现校园能耗的实时监控。根据数据中心的历史数据,对当前数据进行纵向分析和评价,提出适当的校园节能目标,并对系统故障和异常能耗进行预警。

3.1设备安装及数据采集

在早期建筑安装智能采集量表之前,量表数据采集主要是人工复制后输入的。随着技术的进步,现有建筑大多安装了智能量表,不仅实现了能耗数据的实时采集和记录,还包括测量电器的实时功率、总功率等数据。智能量表的出现和大面积的安装和使用保证了数据的及时性和准确性,为数字监管平台的建设提供了基本的数据支持。

3.2能耗分项计量

虽然校园建筑属于公共建筑,但各种建筑功能不同,能源水平差异明显。为方便系统识别和建筑分类,《高校校园建筑节能监督系统建设技术指南》按16种编码方法将建筑分为13类,如表所示。

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不同的建筑消耗不同种类的能源,如教学楼、科研楼等。,主要消耗电能,学生宿舍消耗水电,锅炉房消耗煤气。通过安装不同类型的能耗,实现了校园能耗的分类计量和统计分析。然而,每种能耗的消耗地点和消耗的电器不能通过单一的量表来反映。要实现校园节能,只有一个庞大的单一能耗数据是不够的。还需要对建筑内每个房间的能耗甚至房间内每个电器的能耗进行分项计量。根据《国家办公楼和大型公共建筑分项能耗数据采集技术指导》

那么,电耗可以分为四类:照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电,以便后续分析每个房间和电器的节能潜力。

3.3数据传输和存储

量表利用有线或无线端口与数据网关连接。基于已建成的校园网络基础设施和WEB技术,可实现高效的数据采集和数据传输,实现建筑能耗的实时远程监控。能耗数据将在数据中心完成分类、分项统计和存储,形成学校能耗基础数据库,保护数据安全。

3.4数据处理与分析

基于校园能耗监管平台建立的能耗数据库可以实现各类建筑、房间、电器能耗的横向比较和历史数据的纵向比较,从而掌握校园建筑能耗的基本状态和随时空变化的特点。根据分析结果,管理者针对不同建筑、不同能耗类型制定相应的能耗基线和节能措施,优化有针对性的能耗。此外,基于数据库的海量数据可以预测校园未来的能耗趋势,为校园节能提供目标参考。

3.5数据交通与系统联动

校园能耗监督平台收集的能耗数据可与上级能源管理部门沟通。通过对校园能耗水平和城市能耗水平的分析,比较能耗差异,探索能耗潜力,实现能源利用和能效水平的化。同时,校园能耗监督平台可以扩展到数字校园的OA、学生工作、公寓管理等相关子系统通过多平台数据交换显示、指标宣传、节能宣传等方式实现多系统合作,督促师生参与校园节能,加强环保节能意识。


4.高校综合能效解决方案

4.1校园电力监控与运维

集成设备所有数据、综合分析、协同控制、优化运行、集中监控、集中监控、数字检查、移动运维、团队优化整合,减少人力配置。


4.2后勤计费管理

采用先进的网络抄表支付管理技术,实现电、水、气等能源综合收费,实现远程抄表、费率设置、账单统计汇总等,支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式,可设置补贴方案。通过能源支付管理,培养能源群体和部门的节能意识。

4.2.1宿舍用电管理

学生宿舍用电管理控制:基本用电量和定期通断功能可批量发放;可识别恶性负荷,检测非法电气,获得非法用电跳闸记录。

4.2.2店铺水电收费

对校园超市、商铺、食堂等个人水电用能进行预付费管理。

4.2.3充电桩管理平台

充电桩在“源、网、荷、储、充"的信息能源结构中是必不可shao的。充电桩的应用管理也是校园生活服务不可缺shao的一部分。

4.2.4智能照明管理

通过对高校路灯的全面监控,提供灵活智能的路灯管理,实现校园内任何线路、任何路灯的定时开关、强制开关、亮度调节和定时控制方案的灵活设置,确保路灯照明的智能控制和高效节能。

4.3能源管理系统

对校园水、电、气等接入能源进行统计分析,包括同比分析、环比分析、损耗分析等。了解总能耗和能源流量。

根据校园建筑的分类,收集和统计各种建筑功耗数据。如办公建筑、教学建筑、学生宿舍等,分析数据分类,提供领导决策,提高管理效率。

构建符合校园节能监管内容和要求的数据库,自动完成能耗数据采集,自动生成各种形式的报表、图表和系统的能耗审计报告,监控能耗设备的运行状态,设置控制策略,实现节能目标。

4.4智能消防系统

基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,智能消防云平台连接分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智能烟雾探测器、智能消防水等设备形成网络,智能感知、识别、定位,实时动态收集消防信息,通过云平台数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格管理、实施多责任监督等目标。实现无人值守智能消防,实现智能消防“自动化"、“智能化"、“系统化"需求。从火灾预防,到火灾报警,再到控制联动,在统一的系统平台上运行,用户、安全人员、监管单位可以通过平台直观地看到各种消防设备和传感器的运行,在细节、火灾等紧急和非紧急情况下,在几秒钟内,相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、电子邮件提醒和应用推送,可以快速通知相关人员。


5.平台部署硬件选型

5.1电力监控与运维平台




5.2后勤计费管理

5.2.1宿舍/商业预付费平台




6.结束语

校园监管平台的建成和运营实现了高校能耗的数字化采集储存和分析,提升了高校能耗管理水平,为技术节能、管理节能和行为节能提供平台和数据支撑,积极响应国家提出的节约型校园建设号召。校园监管平台作为建筑全寿命周期体系中重要的一环,在实现校园能耗管理数字化、科学化、规范化的同时也存在宣传、数据挖掘不到位的情况。当前我国建设绿色校园、节约型校园工作正稳步向前。通过前期试点高校的探索实践,建立健全校园能耗监管平台使用管理体系并推广,实现绿色校园目标任重而道远。


【参考文献】

【1】侯婧雯,乔宇.基于建筑全寿命周期的校园能耗监管平台浅析[J].能源科技,2020,14(1):123-125.

【2】中国建筑节能协会.中国建筑能耗研究报告2020[J].建筑节能(中英文),2021,49(2):1-6.

【3】高校综合能效解决方案2022.5版.

【4】企业微电网设计与应用手册2022.05版.