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1、公共机构建筑能耗监管中心方案同方股份有限公司2010-4-9公共机构建筑能耗监测监管中心方案目 录1 监管中心方案概述11.1 系统总计架构11.2 监管中心方案主要特色31.2.1 采用统一，合理的分项能耗模型定义31.2.2 规范合理的方法，保证数据的准确性31.2.3 独有的能耗审计数据录入，复用能耗审计工作数据（可选）41.2.4 独有的基于分项能耗数据的诊断平台（可选）52 监管中心采用的分项能耗模型设计62.1 定义分项能耗模型的基本思想62.2 能耗分项模型的定义62.2.1 底层能耗节点的定义72.2.2 上层能耗节电的定义92.2.3 能耗模型设计的原则和特点93 后台处理软
2、件及WEB服务器软件系统设计113.1 软件系统组成113.2 软件系统主要技术特点123.3 系统软件功能介绍143.3.1 总体框架143.3.2 原始计量数据采集与存储软件及服务器153.3.3 分项能耗数据计算软件153.3.4 建筑配电支路信息配置软件163.3.5 分项拆分计算后台软件163.3.6 后台运行维护软件173.3.7 公示管理软件174 监管中心数据容量设计和网络带宽设计184.1 数据容量设计184.2 网络带宽设计195 监管中心软硬件配置20插图目录图表 1XX省公共机构建筑能耗监管中心总体架构示意图1图表 2能耗审计数据的复用5图表 3能耗模型树形图7图表 4
3、软件系统组成11图表 5拆分计算软件示意图13图表 6诊断软件平台示意14图表 7软件总体框架14图表 8系统中的数据处理流程15图表 9数据在拆分软件模块中的处理流程16图表 10公示软件能耗总揽页17211 监管中心方案概述1.1 系统总计架构数据中心数据库服务器的构架见图1所示，该部分的功能是通过互联网将各楼网关转发的数据收集入数据库，即数据采集数据服务器，然后通过数据挖掘和计算整理，将能耗公示数据导入能耗公示服务器中，此时互联网各地各类型用户可通过软件或者网页访问能耗公示服务器，获知能耗信息。图表 1公共机构建筑能耗监管中心总体架构示意图l 数据获取监管中心获取能耗监测范围内公共建筑的
4、能耗数据或下一级能耗监管中心转发的数据。因此有两种方式实现数据获取：1) 直接接收监测范围内公共建筑的数据采集器发送的计量仪表原始数据2) 接收下一级能耗监管中心定时转发的已经处理完成的能耗数据l IBS 后台软件平台及WEB服务器本方案采用清华大学建筑节能研究中心和同方股份有限公司联合开发的能耗监管软件平台。即第三代政府机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗在线监测和实施分析系统（IBS 建筑节能管理平台）软件。IBS 建筑节能管理平台后台软件包括1) 通讯系统软件：用于获取数据采集器采集的计量仪表原始数据或下一级数据中心转发的处理后的能耗数据。2) 分精度计算软件：原始数据采集的频率一般为11
5、5分钟，对原始数据进行分精度整理，形成整点数据；数据单调性检查。3) 支路能耗计算软件：将累计值转换为实际能耗；单相表处理；数据完整性处理；4) 分项能耗计算软件：将支路能耗转化为分项能耗；IBS 建筑节能管理平台 WEB服务器软件。基于B/S架构的服务器端软件，下辖各区县的能耗演示、横向比较；多建筑的一级分项能耗演示、横向比较；能耗图形和报表。l IBS 建筑节能管理平台能耗审计数据服务器（可选部分）鉴于全国各省市包括XX省已经开展能耗审计工作。能耗审计工作主要通过人工采集数据的方式对建筑总能耗，水、电、热等分类能耗，空调用电、照明和插座用电、动力用电等用电一级分项进行统计。此外，也统计建筑
6、功能、面积、人数等建筑基本状况。通过在线录入，能耗审计数据服务器可以存储并处理所有的通过能耗审计获取的数据。并通过WEB能耗演示平台进行演示。l IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台（可选部分）能耗诊断平台具有以下功能：1) 建筑能耗的评分系统建立2) 建筑能耗问题自动诊断l IBS 建筑节能管理平台运行管理子系统运行管理子系统安装于能耗监管中心工作站。用于监管中心运行维护人员对IBS 建筑节能管理平台运行情况进行监管。其主要功能有：1) 各计量仪表原始数据查看2) 各支路能耗数据查看3) 分项计算后，各分项能耗数据查看4) 报警功能，包括通讯异常报警，数据异常报警5) 用户添加、删除、权限管
7、理6) 配电支路倒闸情况下的适应性处理1.2 监管中心方案主要特色1.2.1 采用统一，合理的分项能耗模型定义l 标准的分项能耗模型，满足建设部导则，申请ISO标准IBS 建筑节能管理平台对水、电、气等能耗进行分类计量。对大型公建中构成复杂，难以表述清楚的用电进行分项计量。对电耗分成32个分项进行计量。包括19个底层分项和13个上层符合分项。该模型满足住房和城乡建设部国家机关办公建筑及大型公共建筑楼宇分项计量技术导则。国际标准化组织ISO/TC163技术委员会，成立WG3工作组，研究建立刻画建筑物实际用能状况的ISO标准。该工作组由清华大学建筑节能研究中心主持，即推荐此分项能耗模型。该能耗模型
8、特点：1) 分项详细，便于进行数据分析，寻找大型公建能耗漏洞，指出其节能潜力和节能方法。2) 功能性：按照终端用能设备用能的不同特点，进行能耗划分。3) 通用性：完全覆盖建筑中所有常见的用能设备4) 可比性：通过横向比较比较不同建筑的分项能耗指标，得到清晰结论。l 支持多样化的能耗模型对政府能耗监测平台来说，往往不需要监测很详细的分项能耗。比如只监测水、电、气分类能耗，建筑总用电，和导则要求的用电一级分项即可。用电一级分项包括：1) 暖通空调用电2) 照明和插座设备用电3) 动力用电4) 特殊功能设备用电IBS 建筑节能管理平台可以采用以上简单的能耗模型。便于政府监测平台降低单建筑监测造价，在
9、同样的预算下，将更多的建筑纳入监测范围。对某些业主来说，不仅想获取分项能耗数据，还想获取分户能耗数据。IBS 建筑节能管理平台也可以根据具体需求对能耗模型进行调整。1.2.2 规范合理的方法，保证数据的准确性l 建筑实际配电系统与分项能耗不一致从建筑电气的角度，大型公共建筑的电力负荷一般分为照明负荷和动力负荷两种。照明负荷包括灯具、插座设备、计算机等220V单相电设备。动力负荷包括使用380V三相电机的大功率设备，如电梯、冷机、水泵、风机等。配电支路的划分与分项能耗模型的划分不一致，这就造成需要将某一“混合支路”中不同类型的用电设备的能耗拆分开。如某“照明支路”，包括室内照明、插座设备、厨房炊
10、事设备、信息机房、空调末端风机盘管等多种设备用电。l 规范合理的能耗拆分计算方法如何将“混合支路”中不同类型用电设备的能耗拆分开，是建筑能耗监测的重点和难点。一般有两种办法：1) 多装表。这种方法不仅造成造价大幅度提高，在实际工程中也被证明是基本不可行的。因为要通过装表将“混合支路”中不同类型的用电设备的能耗分开，需要大量的电表，同时末端楼层配电箱也往往需要进行电路改造，工作量相当大。很多厂家往往为了工程实施下去，对一些无法拆分的“混合支路”不作处理。如“照明插座用电”往往包括“空调用电”“特殊功能设备用电”等。造成数据错误，无法进行后面的能耗监管和节能分析。2) 间接计量方式。在全国范围内，
11、仅IBS 建筑节能管理平台采用能耗拆分计算的间接计量方式。按照一种算法，将直接计量得到的配电支路能耗，拆分为分项能耗。不仅降低装表数量，也是唯一可行得到准确分项能耗数据的方法。需要特别说明的是，虽然拆分算法有一定的不准确度，但一定比前一种在工程上不可行的方法得到的数据准确可靠。l 规范合理的系统设计方法在建筑配电系统中的哪些支路上装表，有很多可能性。哪种方案得到的数据准确度更高。这是IBS 建筑节能管理平台系统设计时需要解决的问题。好的装表方案可以在保证数据一定准确性的情况下，减少装表数量，节省项目投资。IBS 建筑节能管理平台的设计软件，可以对各种装表方案进行评价，系统设计阶段可以通过IBS
12、 建筑节能管理平台设计软件获得最有设计方案。1.2.3 独有的能耗审计数据录入，复用能耗审计工作数据（可选）将已有的建筑能耗审计工作获得的数据录入能耗审计数据服务器中，与通过实时采集获得的建筑分项能耗数据进行排名、比较。复用能耗审计工作数据，极大的扩大XX省公共机构能耗监管平台的监管范围和数据丰富程度。1.2.4 独有的基于分项能耗数据的诊断平台（可选）IBS 建筑节能管理平台提供基于分项能耗数据的能耗诊断平台。用于发现建筑能耗漏洞，提供能耗指标帮助建筑管理者进行耗能设备运行策略的调整。越来越多的人关注起建筑逐时分项能耗和逐时温湿度等测试数据，总结出通过某项特征值判断建筑物某方面问题的诊断方法
13、。但是，苦于对数据库了解甚少，很难从中取得特定项、特定时间段历史数据加以分析，无法贯彻实验自己的诊断思想，更难将这些思想推广开，运用在其它类似建筑的节能诊断工作中。在IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台的基础上，暖通工程师或其他机电设备工程师可以从通用接口调用分项能耗数据，进行能耗诊断算法编写和能耗诊断。IBS 建筑节能管理平台能耗诊断软件提供功能：l 能耗等级打分l 空调系统能效打分l 系统诊断：即依靠通过IBS 建筑节能管理平台能耗诊断平台产生的诊断算法，对建筑某系统进行能耗问题诊断。2 监管中心采用的分项能耗模型设计2.1 定义分项能耗模型的基本思想一方面，每座建筑的形式、系统、功能等都
14、不相同，另一方面政府在实施节能行政监管时，又希望统一、可比，否则“各说各话”、导致混乱。解决这一难题的思路是：l 统一地定义某种大型公共建筑能耗数据模型，实现对大型公建各种复杂的用能系统同一的刻画；l 这一能耗数据模型应当是分层次的，这样可以实现各个建筑的各种用能系统在不同层次上的可比；位于这一能耗数据模型底层的分项能耗，应当具有非常清晰、具体的定义，在实际操作中就能将各种用能设备分别划分到底层分项能耗的范畴。这样就使得不同建筑、功能相同、形式相近的用能系统或设备，实现在底层分项能耗的可比，可明确地反映具体用能状况或问题；l 位于这一能耗数据模型上层的分项能耗，往往是由底层的分项能耗合并构成，
15、具有更好的包容性，使得不同建筑、功能相同、但形式差别较大的用能系统或设备，也能实现在上层分项能耗的可比，也可在一定程度上综合反映用能状况。这样的基本思想，使得不论各个建筑物如何差异，总能在统一的能耗数据模型中找到某个层次上的可比性。基于这一基本思想，清华大学建筑节能中心根据十年来大型公建节能诊断、能耗统计等工程实践，提出了一种大型公建能耗数据模型，同一地刻画各种大型公建的用能状况和特点。需要说明的是，不论哪种能耗数据模型都无所谓“绝对的正确”，只是在大型公建能耗分项计量系统的推进过程中，需要一个能耗数据模型作为“统一的语言”。随着工程实践的深入，这一模型也会不断的改进和完善。2.2 能耗分项模型的定义本方案采用的分项能耗模型如下图所示：图表 2能耗模型树形图在上图所示的能耗模型中：l 能耗节点：建筑中功能相同的设备的总称为能耗节点，简称节点；l 同类末端设备：属于同一个节点的设备称为同类末端设备；l 所有能耗节点的定义及树状结构关系称为能耗模型；l 按
