摘要：本文基于建筑全生命周期的概念，從規(guī)范建筑運(yùn)行能耗管理的角度，提出通過(guò)建設(shè)校園能耗監(jiān)管平臺(tái)收集、上傳、存儲(chǔ)、分析能耗數(shù)據(jù)，提高校園能耗管理水平，為節(jié)約生態(tài)校園的建設(shè)提供一定的支持。

1.引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化和工業(yè)化步伐加快，我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段，建筑全生命周期能耗增加。根據(jù)2020年中國(guó)建筑能耗研究報(bào)告，2005年至2018年。全國(guó)建筑全生命周期能耗從2005年的9.34億t標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2018年的21.41億t標(biāo)準(zhǔn)煤，年均增長(zhǎng)6.6%。2018年全國(guó)建筑全生命周期能耗總量為21.47億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國(guó)能耗總量的46.5%。建筑運(yùn)行階段能耗為10億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占建筑全生命周期能耗的46.6%，占全國(guó)能耗總量的21.7%?；谖覈?guó)人均能源份額嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，除了開(kāi)發(fā)以清潔能源為主的“開(kāi)源"節(jié)能外，采取減少能源浪費(fèi)、提高能效等措施的“節(jié)能"節(jié)能也發(fā)揮著重要作用。在當(dāng)前能源和環(huán)境的巨大壓力下，建筑業(yè)作為能源消耗巨tou，迫切需要從建筑全生命周期的角度走出綠色健康發(fā)展之路。

2..建筑全壽命周期能耗監(jiān)督

建筑全生命周期是指從建筑材料生產(chǎn)、建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑施工運(yùn)輸、運(yùn)行維護(hù)到拆除處理的全過(guò)程。近年來(lái)，對(duì)低碳排放建筑材料、綠色建筑設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能設(shè)備等早期建筑設(shè)計(jì)和施工階段進(jìn)行了大量的節(jié)能建筑研究，但建筑完成后的運(yùn)行階段缺乏相應(yīng)的管理模式和管理平臺(tái)。與建筑施工期間的一次性能耗相比，建筑運(yùn)行能耗長(zhǎng)期，受建筑用戶和建筑管理水平的影響較大，是節(jié)約潛力較大的一部分。建立和完善建筑能耗監(jiān)督控制平臺(tái)收集、上傳和存儲(chǔ)能耗數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行后續(xù)節(jié)能規(guī)劃，對(duì)完善建筑全生命周期管理，降低建筑運(yùn)行能耗具有重要意義。

3.校園數(shù)字監(jiān)督平臺(tái)建設(shè)

校園數(shù)字監(jiān)管平臺(tái)通過(guò)安裝在校園內(nèi)的智能能耗計(jì)量表獲取校園內(nèi)各類(lèi)建筑的子能耗數(shù)據(jù)，并傳輸回監(jiān)管平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)校園能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)控。根據(jù)數(shù)據(jù)中心的歷史數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向分析和評(píng)價(jià)，提出適當(dāng)?shù)男@節(jié)能目標(biāo)，并對(duì)系統(tǒng)故障和異常能耗進(jìn)行預(yù)警。

3.1設(shè)備安裝及數(shù)據(jù)采集

在早期建筑安裝智能采集量表之前，量表數(shù)據(jù)采集主要是人工復(fù)制后輸入的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)有建筑大多安裝了智能量表，不僅實(shí)現(xiàn)了能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和記錄，還包括測(cè)量電器的實(shí)時(shí)功率、總功率等數(shù)據(jù)。智能量表的出現(xiàn)和大面積的安裝和使用保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，為數(shù)字監(jiān)管平臺(tái)的建設(shè)提供了基本的數(shù)據(jù)支持。

3.2能耗分項(xiàng)計(jì)量

雖然校園建筑屬于公共建筑，但各種建筑功能不同，能源水平差異明顯。為方便系統(tǒng)識(shí)別和建筑分類(lèi)，《高校校園建筑節(jié)能監(jiān)督系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)指南》按16種編碼方法將建筑分為13類(lèi)，如表所示。

不同的建筑消耗不同種類(lèi)的能源，如教學(xué)樓、科研樓等。，主要消耗電能，學(xué)生宿舍消耗水電，鍋爐房消耗煤氣。通過(guò)安裝不同類(lèi)型的能耗，實(shí)現(xiàn)了校園能耗的分類(lèi)計(jì)量和統(tǒng)計(jì)分析。然而，每種能耗的消耗地點(diǎn)和消耗的電器不能通過(guò)單一的量表來(lái)反映。要實(shí)現(xiàn)校園節(jié)能，只有一個(gè)龐大的單一能耗數(shù)據(jù)是不夠的。還需要對(duì)建筑內(nèi)每個(gè)房間的能耗甚至房間內(nèi)每個(gè)電器的能耗進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量。根據(jù)《國(guó)家辦公樓和大型公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)指導(dǎo)》

那么，電耗可以分為四類(lèi):照明插座用電、空調(diào)用電、動(dòng)力用電和特殊用電，以便后續(xù)分析每個(gè)房間和電器的節(jié)能潛力。

3.3數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)

量表利用有線或無(wú)線端口與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)連接。基于已建成的校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和WEB技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)建筑能耗的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。能耗數(shù)據(jù)將在數(shù)據(jù)中心完成分類(lèi)、分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)和存儲(chǔ)，形成學(xué)校能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，保護(hù)數(shù)據(jù)安全。

3.4數(shù)據(jù)處理與分析

基于校園能耗監(jiān)管平臺(tái)建立的能耗數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)各類(lèi)建筑、房間、電器能耗的橫向比較和歷史數(shù)據(jù)的縱向比較，從而掌握校園建筑能耗的基本狀態(tài)和隨時(shí)空變化的特點(diǎn)。根據(jù)分析結(jié)果，管理者針對(duì)不同建筑、不同能耗類(lèi)型制定相應(yīng)的能耗基線和節(jié)能措施，優(yōu)化有針對(duì)性的能耗。此外，基于數(shù)據(jù)庫(kù)的海量數(shù)據(jù)可以預(yù)測(cè)校園未來(lái)的能耗趨勢(shì)，為校園節(jié)能提供目標(biāo)參考。

3.5數(shù)據(jù)交通與系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

校園能耗監(jiān)督平臺(tái)收集的能耗數(shù)據(jù)可與上級(jí)能源管理部門(mén)溝通。通過(guò)對(duì)校園能耗水平和城市能耗水平的分析，比較能耗差異，探索能耗潛力，實(shí)現(xiàn)能源利用和能效水平的化。同時(shí)，校園能耗監(jiān)督平臺(tái)可以擴(kuò)展到數(shù)字校園的OA、學(xué)生工作、公寓管理等相關(guān)子系統(tǒng)通過(guò)多平臺(tái)數(shù)據(jù)交換顯示、指標(biāo)宣傳、節(jié)能宣傳等方式實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)合作，督促師生參與校園節(jié)能，加強(qiáng)環(huán)保節(jié)能意識(shí)。

4.高校綜合能效解決方案

4.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)、綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行、集中監(jiān)控、集中監(jiān)控、數(shù)字檢查、移動(dòng)運(yùn)維、團(tuán)隊(duì)優(yōu)化整合，減少人力配置。

4.2后勤計(jì)費(fèi)管理

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表支付管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合收費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、賬單統(tǒng)計(jì)匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過(guò)能源支付管理，培養(yǎng)能源群體和部門(mén)的節(jié)能意識(shí)。

4.2.1宿舍用電管理

學(xué)生宿舍用電管理控制：基本用電量和定期通斷功能可批量發(fā)放；可識(shí)別惡性負(fù)荷，檢測(cè)非法電氣，獲得非法用電跳閘記錄。

4.2.2店鋪水電收費(fèi)

對(duì)校園超市、商鋪、食堂等個(gè)人水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理。

4.2.3充電樁管理平臺(tái)

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"的信息能源結(jié)構(gòu)中是必不可shao的。充電樁的應(yīng)用管理也是校園生活服務(wù)不可缺shao的一部分。

4.2.4智能照明管理

通過(guò)對(duì)高校路燈的全面監(jiān)控，提供靈活智能的路燈管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任何線路、任何路燈的定時(shí)開(kāi)關(guān)、強(qiáng)制開(kāi)關(guān)、亮度調(diào)節(jié)和定時(shí)控制方案的靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。

4.3能源管理系統(tǒng)

對(duì)校園水、電、氣等接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括同比分析、環(huán)比分析、損耗分析等。了解總能耗和能源流量。

根據(jù)校園建筑的分類(lèi)，收集和統(tǒng)計(jì)各種建筑功耗數(shù)據(jù)。如辦公建筑、教學(xué)建筑、學(xué)生宿舍等，分析數(shù)據(jù)分類(lèi)，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效率。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容和要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表和系統(tǒng)的能耗審計(jì)報(bào)告，監(jiān)控能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

4.4智能消防系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，智能消防云平臺(tái)連接分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智能煙霧探測(cè)器、智能消防水等設(shè)備形成網(wǎng)絡(luò)，智能感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)收集消防信息，通過(guò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格管理、實(shí)施多責(zé)任監(jiān)督等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守智能消防，實(shí)現(xiàn)智能消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火災(zāi)報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，用戶、安全人員、監(jiān)管單位可以通過(guò)平臺(tái)直觀地看到各種消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行，在細(xì)節(jié)、火災(zāi)等緊急和非緊急情況下，在幾秒鐘內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話、電子郵件提醒和應(yīng)用推送，可以快速通知相關(guān)人員。

5.平臺(tái)部署硬件選型

5.1電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺(tái)

5.2后勤計(jì)費(fèi)管理

5.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)

6.結(jié)束語(yǔ)

校園監(jiān)管平臺(tái)的建成和運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)了高校能耗的數(shù)字化采集儲(chǔ)存和分析，提升了高校能耗管理水平，為技術(shù)節(jié)能、管理節(jié)能和行為節(jié)能提供平臺(tái)和數(shù)據(jù)支撐，積極響應(yīng)國(guó)家提出的節(jié)約型校園建設(shè)號(hào)召。校園監(jiān)管平臺(tái)作為建筑全壽命周期體系中重要的一環(huán)，在實(shí)現(xiàn)校園能耗管理數(shù)字化、科學(xué)化、規(guī)范化的同時(shí)也存在宣傳、數(shù)據(jù)挖掘不到位的情況。當(dāng)前我國(guó)建設(shè)綠色校園、節(jié)約型校園工作正穩(wěn)步向前。通過(guò)前期試點(diǎn)高校的探索實(shí)踐，建立健全校園能耗監(jiān)管平臺(tái)使用管理體系并推廣，實(shí)現(xiàn)綠色校園目標(biāo)任重而道遠(yuǎn)。

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