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關(guān)鍵詞：公共建筑；能耗監(jiān)測系統(tǒng)；分項計量；電氣設(shè)計；智能建筑設(shè)計 文獻標識碼：A
中圖分類號：TU111 文章編號：1009-2374（2016）34-0116-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.057
1 概述
隨著公共建筑數(shù)量的迅速增加，公共建筑使用過程中運行和管理不當，造成了巨大的能源浪費。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部早在2007年便頒布了近10項有關(guān)建立國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系的指導(dǎo)性文件。通過對建筑能耗數(shù)據(jù)的采集，掌握用能情況，分析用能特征，不僅能夠有針對性地對既有建筑進行節(jié)能改造，更有利于國家從宏觀層面上制定能源政策與節(jié)能措施。為指導(dǎo)和規(guī)范西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、運行及管理工作，為西安市各類公共建筑能耗統(tǒng)計、能源審計、建筑節(jié)能管理和節(jié)能改造提供科學可靠的技術(shù)支持，西安市于2015年了陜西省工程建設(shè)標準《西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》。該技術(shù)規(guī)范用于西安市各類新建、改建、擴建和既有公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、施工、驗收、運行和維護。本文以西安市某高校實訓(xùn)大樓為例，地下1層，地上12層。總建筑面積26517m2，建筑物高度48.8m。本工程屬于二類高層辦公樓。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程是新建建筑物，能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計由建筑設(shè)計院隨電氣施工圖同步考慮。對建筑的機電系統(tǒng)安裝分類、分項的能耗計量儀表，由此得到建筑物總能源消耗與不同能源種類、不同功能系統(tǒng)的分項能耗，實現(xiàn)建筑能耗的分類計量和電能耗的分項計量。
2 本工程能耗分項計量與數(shù)據(jù)設(shè)置
2.1 本工程能耗分類與分項計量
分類能耗是根據(jù)公共建筑消耗的主要能源種類劃分的能耗數(shù)據(jù)，如電、燃氣、水、集中供熱、集中供冷、其他能源（集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源）等。分項能耗是根據(jù)公共建筑消耗的電力的主要用途劃分的能耗數(shù)據(jù)。分類能耗中，電量應(yīng)分為4項分項，包括照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電和特殊用電。電量的4項分項是必分項，各分項可根據(jù)建筑用能系統(tǒng)的實際情況靈活細分為一級子項和二級子項，是選分項。其他分類能耗不應(yīng)分項。本項目建筑能耗分類、分項計量如圖1所示：
2.2 能耗數(shù)據(jù)采集點的確定
由于水、燃氣、熱的能耗計量相對簡單，電氣專業(yè)只需做好相應(yīng)的通信線路設(shè)計，故本文重點探討用電分項能耗監(jiān)測的施工圖設(shè)計方法。在設(shè)計電氣系統(tǒng)干線圖和照明/動力配電系統(tǒng)圖的基礎(chǔ)上，確定各用電回路的名稱及供電范圍、負荷性質(zhì)等，才能確定能耗數(shù)據(jù)采集點。
本項目共確定能耗數(shù)據(jù)采集點68個，其中用電分項計量采集點56個，其他分類能耗計量采集點12個。電能耗分項計量采集點分別為：10kV高壓柜4個；變壓器低壓出線柜6個；低壓柜電力線載波1個；實訓(xùn)樓第一層～第十二層照明插座配電箱12個；第一層～第十二層公共及應(yīng)急照明配電箱12個；屋頂動力配電箱8個；地下一層（車庫和設(shè)備房）照明插座配電箱2個，應(yīng)急照明配電箱2個，動力配電箱2個，熱幕配電箱1個；南/北廠房照明插座配電箱2個，動力配電箱2個，熱幕配電箱2個。其他分類能耗計量采集點分別為：實驗樓遠傳冷水表/遠傳熱水表/遠傳總?cè)細獗?遠傳總暖表各1個；南/北廠房遠傳冷水表/遠傳熱水表/遠傳總?cè)細獗?遠傳總暖表各1個。
2.3 能耗數(shù)據(jù)采集點編號與數(shù)據(jù)編碼
能耗數(shù)據(jù)編碼規(guī)則為細則層次代碼結(jié)構(gòu)，主要按7類細則進行編碼，包括行政區(qū)劃代碼編碼、建筑類別編碼、建筑識別編碼、分類能耗指編碼、分項能耗編碼、分項能耗一級子項編碼、分項能耗二級子項編碼。編碼后能耗數(shù)據(jù)由15位符號組成。若某一項目無須使用某編碼時，則用相應(yīng)位數(shù)的“0”代替。根據(jù)技術(shù)規(guī)范，制定能耗數(shù)據(jù)編碼和能耗數(shù)據(jù)采集點識別編碼，如表1所示：
3 能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
3.1 能耗監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
本項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)由用戶管理層、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場設(shè)備層三部分組成，完成能耗數(shù)據(jù)的采集、傳輸、管理等功能，見圖2。現(xiàn)場設(shè)置的電能表采用屏蔽雙紋線連接至各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器，各分區(qū)數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)分類處理后，上傳到網(wǎng)絡(luò)交換機，再通過網(wǎng)線上傳至能耗監(jiān)測系統(tǒng)主機實現(xiàn)能耗監(jiān)測管理功能。
3.2 10kV高壓配電系統(tǒng)能耗監(jiān)測
三相多功能電能儀表DSSD25用于10kV開關(guān)柜能耗的計量和監(jiān)測。用于分時計量正、反向有功/無功電能，計量有功/無功總電能，分相有功/無功電能，分時計量正、反向有功，正、反向無功的最大需量及發(fā)生時間等。
3.3 變壓器0.4/0.23kV系統(tǒng)能耗監(jiān)測
3.3.1 三項電能監(jiān)測。三相多功能電能儀表DD521用于0.4kV/10kV開關(guān)柜能耗的計量和監(jiān)測。用于測量單回路的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率及視在功率，記錄分相/總有功功率/無功功率/有功電量/無功電量。
根據(jù)配電柜的出線數(shù)量可選用三相多回路電能監(jiān)測儀表DD504（4回路），DD505（5回路），DD507（7回路），DD509（9回路）用于0.4kV配電柜能耗的計量和監(jiān)測。能夠測量每回路的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、頻率及視在功率，記錄分相/總有功功率/無功功率/有功電量/無功電量。
3.3.2 電力能耗終端采集器。三相載波智能采集終端DDJ03對建筑能耗監(jiān)測末端有載波型計量和監(jiān)測儀表進行采集。安裝在低壓0.4kV進線柜。終端通過電力載波接口可以實現(xiàn)對電能表的召測、抄收及暫存電能表數(shù)據(jù)，并用以太網(wǎng)通訊的方式將儲存的數(shù)據(jù)按主臺的命令發(fā)向主臺。
電力能耗采集器DDJ01是對建筑能耗監(jiān)測末端的監(jiān)測儀表計進行采集，安裝在每個低壓0.4kV出線柜，主要用于采集各種類型的能耗儀表的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)對電能表的召測、抄收及暫存電能表數(shù)據(jù)，并將儲存的數(shù)據(jù)向上一級的采集器。
3.4 能耗數(shù)據(jù)采集
電力能耗采集器DDJ02對電力能耗終端采集器的數(shù)據(jù)進行采集，安裝于開關(guān)柜。通過RS485接口對電力能耗采集器的數(shù)據(jù)進行采集或直接采集電能儀表的數(shù)據(jù)，抄收并暫存電能表數(shù)據(jù)，并將儲存的數(shù)據(jù)向監(jiān)控主機發(fā)送。
水、氣型智能采集器DDJ04用于對供暖、冷水、熱水、燃氣等能耗終端的數(shù)據(jù)進行采集，對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控主機。通過RS485接口可以實現(xiàn)對各類能耗監(jiān)測表的召測、抄收及暫存能耗監(jiān)測表數(shù)據(jù)，并將儲存的數(shù)據(jù)向上一級的采集器。能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖（部分）如圖3所示：
4 結(jié)語
本文以西安市某高校實訓(xùn)大樓為工程實例，根據(jù)國家和地方相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則和技術(shù)規(guī)范，確定該建筑能耗分類和分項計量的設(shè)置范圍。能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計隨電氣施工圖同步考慮，完成了能耗監(jiān)測系統(tǒng)的電氣設(shè)計。
參考文獻
[1] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于加強國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實施意見（建科[2007]245號）[S].
[2] 陜西省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳.西安市公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（DBJ61/T97-2015）[S].2015.
關(guān)鍵詞：大型公共建筑;分項計量;能耗監(jiān)測系統(tǒng)
Abstract: Based on the Chongqing city large scale public building energy metering situation investigation, combined with the current situation of Chongqing city energy monitoring, energy consumption monitoring system in existing public buildings in the application are discussed, through the analysis of actual cases of energy consumption monitoring system for energy management function.
Key words: Large scale public building; sub-metering; energy consumption monitoring
中圖分類號：G267 文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
根據(jù)《2009年中國統(tǒng)計年鑒》08年我國的能源消費總能耗為29.1億噸標準煤，其中建筑能耗約占27%。大型公共建筑約占總建筑面積的4%，但能耗量卻占到了建筑能耗的22%。因此開展建筑節(jié)能工作的首要任務(wù)是加強對大型公共建筑的能耗監(jiān)管。根據(jù)對重慶市各類大型公共建筑的不完全統(tǒng)計，電能消耗在建筑能耗中的比例超過了80%， 燃氣、燃油以及水資源的占比較少且結(jié)構(gòu)單一，只需要對總表進行計量即可，而電氣系統(tǒng)則結(jié)構(gòu)復(fù)雜，支路眾多，因此電力系統(tǒng)的分項計量是能耗監(jiān)測系統(tǒng)的重點和難點。
1 重慶市能耗計量現(xiàn)狀
重慶市屬于夏熱冬冷地區(qū)，年平均氣溫19℃，夏季超過30℃的時間超過3個月，空調(diào)負荷在整個電力消耗中占較大的比重，然而我市的公共建筑大都只對總量進行計量和統(tǒng)計，沒有對能耗的用途即照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電以及特殊區(qū)域用電進行分項計量，所以無從了解建筑用能的實際構(gòu)成。并且主要依靠人工抄錄進行統(tǒng)計，電力參數(shù)的測試主要是機械式電流、電壓表，這種統(tǒng)計方式有較大缺陷：一是表計精度對測量結(jié)果影響大； 二是能耗數(shù)據(jù)計量的頻率不足，一般情況是按月度進行，無法詳細、深入分析用能狀況；三是對能耗狀況的分析和節(jié)能建議依賴管理人員的專業(yè)素質(zhì)和工作態(tài)度，大多數(shù)的建筑業(yè)主尚不具備這樣的條件。
2.能耗監(jiān)測系統(tǒng)
能耗監(jiān)測系統(tǒng)是指通過對國家機關(guān)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?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)重點建筑能耗的在線監(jiān)測和動態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。
分項計量是指根據(jù)國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑消耗的各類能源的主要用途劃分如：空調(diào)用電、動力用電、照明用電、特殊用電等，進行能耗數(shù)據(jù)的采集和整理。
由以上國家相關(guān)導(dǎo)則對能耗監(jiān)測系統(tǒng)及分項計量的定義可以知道：
(1)能耗監(jiān)測系統(tǒng)需要對分類和分項能耗進行分別統(tǒng)計，分類能耗主要指能源的種類如：電力、燃油、燃氣和水資源，分項能耗以能源的主要用途來劃分，涵蓋四個大項，也可根據(jù)業(yè)主的要求建設(shè)更深入、細致的分戶計量采集端，從而實現(xiàn)對科室對基層組織用能的有效監(jiān)管。
（2）能耗監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)當具備遠程傳輸和及時采集能耗數(shù)據(jù)的能力，通過遠程傳輸可以組成更大的網(wǎng)絡(luò)，形成系統(tǒng)內(nèi)甚至市級、部級、國家級的能耗監(jiān)測平臺，可以對能耗數(shù)據(jù)進行傳輸、存儲、分析、監(jiān)管；及時采集數(shù)據(jù)的能力保證了數(shù)據(jù)的真實、可靠和完整性。
根據(jù)對重慶地區(qū)8000棟建筑的調(diào)研情況，實施了能耗監(jiān)測分項計量工程的建筑有210棟，僅占2.63%，能耗監(jiān)測系統(tǒng)尚未在重慶得到普及。
3 能耗監(jiān)測系統(tǒng)在既有公共建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用
既有公共建筑的節(jié)能改造指對已建成的公共建筑采取一項或多項節(jié)能措施如：墻面、屋頂?shù)谋馗脑欤淮敖Y(jié)構(gòu)或材質(zhì)的改造；電力系統(tǒng)改造；水泵變頻調(diào)速；空調(diào)系統(tǒng)能效改造；高效照明燈具的替換等。
下面通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)典型案例探討如何建筑管理者利用能耗監(jiān)測系統(tǒng)找出能源使用的某些利用效率不高的環(huán)節(jié)，對癥下藥開展節(jié)能改造工作。
3.1幫助管理層進行決策分析
建筑能耗主要是電力、燃氣，極少量建筑采用煤炭、燃油作為鍋爐及食堂炊事用能。不同類型的建筑電力和燃氣的所占比例不同，根據(jù)對重慶地區(qū)20棟機關(guān)辦公建筑的調(diào)研，電力約占建筑能耗的80%，燃氣約占20%；學校建筑中電力約占48%，燃氣約占52%；醫(yī)院建筑電力69%，燃氣約占31%。因此管理層在做出節(jié)能改造之前，首先要弄清楚在整個建筑能耗當中那類的能源消耗最大，然后判斷此類能源中哪項能耗最多，節(jié)能空間最大，從而采取針對性節(jié)能技術(shù)和節(jié)能措施。
3.2 實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)能耗問題
能耗監(jiān)測系統(tǒng)有實時在線、遠程同步瀏覽的特點，由于建筑能耗受用能設(shè)備的裝機功率、工作時間、工作效率影響，也呈現(xiàn)規(guī)律性變化。如安裝有空調(diào)的建筑，夏季和冬季的制冷和采暖負荷將導(dǎo)致空調(diào)用能在總能耗中的占比大大提高；如工作時間能耗量比下班時間大等。
由于能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以記錄每天每個小時的能耗量，所以能夠明確各個時間段的用電情況，作為節(jié)能分析的必要依據(jù)。
表1 辦公樓某日全天分項能耗統(tǒng)計
時間 照明能耗 空調(diào)能耗 動力能耗 特殊能耗 總能耗
0:00 53.70 2.80 0.90 2.70 60.10
1:00 24.38 0.30 0.30 0.90 25.88
2:00 19.23 0.59 0.30 0.90 21.02
3:00 12.38 1.91 0.60 0.90 15.79
4:00 24.16 0.60 0.30 1.20 26.26
5:00 18.53 1.89 0.30 0.60 21.32
6:00 18.30 0.30 0.30 5.10 24.00
7:00 25.73 0.60 0.60 10.20 37.13
8:00 34.14 1.91 1.50 9.90 47.45
9:00 57.92 0.59 2.40 12.60 73.51
10:00 40.63 1.91 1.80 14.70 59.04
11:00 72.25 208.30 2.10 9.90 292.55
12:00 40.88 144.60 2.10 10.80 198.38
13:00 37.16 147.50 0.90 9.30 194.86
關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；能耗統(tǒng)計；數(shù)據(jù)庫
中圖分類號：TU111.195
1 引言
1.1 研究背景
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和社會的進步，能源需求與供給之間的矛盾日益嚴峻，節(jié)能成為我國面臨的重要工作。調(diào)查顯示，消耗在建筑運行過程中的電能約為4000～4500億度/年，占我國總發(fā)電量的23%左右。并且伴隨城市化進程的不斷推進和人民生活水平的提高，建筑能耗在全國能源消耗總量中所占的比例將最終達到33%[2]。建筑業(yè)現(xiàn)已和工業(yè)及交通業(yè)并為我國節(jié)能的三大領(lǐng)域。
1.2 建筑能耗數(shù)據(jù)庫國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
數(shù)據(jù)庫是最新型有效的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。建立針對某一地區(qū)或具備某些功能的能耗數(shù)據(jù)庫，是建筑節(jié)能工作進一步開展的基礎(chǔ)。
美國在這方面已經(jīng)取得了豐碩成果。美國能源部開發(fā)的CBECS和加利福尼亞州的CEUS是目前使用廣泛的數(shù)據(jù)庫[3]，在其大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的Energy Star等軟件，已是建筑能耗基準評價的重要工具。
清華大學建筑節(jié)能研究中心在多年建筑節(jié)能診斷測試的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了公共建筑能耗數(shù)據(jù)庫[4]。直至2006年，該數(shù)據(jù)庫已收錄了484棟公共建筑的能耗檔案。建立這一建筑能耗統(tǒng)計平臺的目標是收集我國各類建筑物能耗的具體數(shù)據(jù)，以描述各類建筑的用能特點。
從長遠的角度考慮，研究開發(fā)一個面向福建省，并基于Internet的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)管理平臺，并通過該平臺收集和管理大量建筑的基本信息和能耗數(shù)據(jù)是十分必要的工作。
2 數(shù)據(jù)庫功能分析
2.1 需求分析
在對建筑業(yè)主、建筑能耗信息管理部門和統(tǒng)計人員進行走訪后，總結(jié)該數(shù)據(jù)庫的需求信息：
（1）數(shù)據(jù)庫的對象涵蓋居住建筑和公共建筑。按住建部要求，居住建筑分為低層、多層、中高層和高層建筑；公共建筑按面積是否超過2000m2分中小型公共建筑和大型公共建筑，按功能分為辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑等。
（2）要收集的數(shù)據(jù)有2個方面：建筑基本信息和建筑能耗數(shù)據(jù)。建筑基本信息包括建筑名稱、建筑面積、使用人數(shù)等；能耗類型包括水、電、柴油、天然氣和可再生能源等。
（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備分析處理功能，如計算單棟建筑的能耗指標，某一地區(qū)不同類型建筑總能耗的分類累加等。這些分析結(jié)果以圖表的形式進行展示，并以Excel等軟件的格式導(dǎo)出。
（4）數(shù)據(jù)庫面向建筑業(yè)主及管理人員，設(shè)置多種不同權(quán)限的用戶。管理員可設(shè)置其他用戶的操作權(quán)限，升級系統(tǒng)等；建筑業(yè)主可查看自己的能耗數(shù)據(jù)，打印相關(guān)數(shù)據(jù)圖表；各級主管部門可查看地區(qū)內(nèi)所有建筑基本信息和能耗情況，在得到系統(tǒng)管理員授權(quán)情況下更改某些數(shù)據(jù)。
2.2 功能設(shè)計
總結(jié)需求，設(shè)計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有如下功能模塊：
（1）用戶管理：根據(jù)職責分為省、市、縣3級管理型用戶，每一級管理型用戶又分為管理員和審核員。加上建筑業(yè)主，系統(tǒng)一共七類用戶。用戶的功能分為業(yè)務(wù)功能和管理功能：業(yè)務(wù)功能包括錄入建筑信息和能耗數(shù)據(jù)、審核建筑信息和能耗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)上報、生成本級報表等；管理功能包括查看公告、編輯業(yè)主用戶賬號信息等。
（2）區(qū)域管理：對各行政區(qū)域進行管理，行政區(qū)域的信息包括區(qū)域名稱、上級區(qū)域等。
（3）建筑基本信息管理。
（4）能耗數(shù)據(jù)管理：統(tǒng)計上報的建筑能耗逐月數(shù)據(jù)。建筑能耗數(shù)據(jù)上傳過程中需要各級審核員逐級審核，減少數(shù)據(jù)庫內(nèi)的錯誤數(shù)據(jù)。
（5）統(tǒng)計報表圖表管理：在完成的建筑基本信息和建筑能耗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，生成相關(guān)的統(tǒng)計報表圖表，如：單棟建筑的年度逐月能耗圖、年度總能耗圖；建筑基本信息分類匯總表；年度能耗統(tǒng)計匯總表；建筑能耗統(tǒng)計分類綜合表等。
3 數(shù)據(jù)庫管理工具的選擇
用于建立數(shù)據(jù)庫的工具眾多，應(yīng)用較為廣泛的有桌面數(shù)據(jù)庫Access、FoxPro，和應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)庫的Oracle、SQL Server等。其中，SQL server等大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，把面向?qū)ο蠹夹g(shù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相結(jié)合，從而建立對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ORDBMS）。ORDBMS數(shù)據(jù)庫都基于客戶機/服務(wù)器模式，具有較高的靈活性、通用性和兼容性，用戶界面方便靈活、功能強大；具有網(wǎng)絡(luò)連和分布式處理功能及良好的開放性；擁有跨平臺的開發(fā)接口及開發(fā)軟件的支持。SQL Server 2005是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能（BI）工具提供數(shù)據(jù)管理，是市場上的主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一。福建省建筑能耗數(shù)據(jù)庫的建成目標是基于網(wǎng)絡(luò)的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，選用SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫較合適。
4 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計和建立
4.1 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計
概念結(jié)構(gòu)設(shè)計就是將用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)（概念模型）的構(gòu)建。該數(shù)據(jù)庫模型采用比較實用的“實體-聯(lián)系方法”（Entity-Relationship-Approach）構(gòu)建概念模型，簡稱E-R方法。以本數(shù)據(jù)庫的建筑基本信息和建筑能耗信息為例，其局部E-R圖如圖1和圖2所示。
4.2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計
邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。本數(shù)據(jù)庫采用的是關(guān)系模型，將概念模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系結(jié)構(gòu)模型，即設(shè)計一系列二維表。該數(shù)據(jù)庫的基本表包括：用戶信息表、用戶角色表、行政區(qū)域劃分代碼表、建筑基本信息表、分類分項能耗字典表、分類分項能耗拆分結(jié)果逐年匯總表、分類分項能耗逐地區(qū)匯總索引表及分類分項能耗逐地區(qū)匯總值表。以建筑基本信息表為例，如表1所示。
圖1 建筑基本信息實體E-R圖 圖2 建筑能耗信息實體E-R圖
4.3 數(shù)據(jù)庫的建立
該數(shù)據(jù)庫采用IBM 3850X5作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫前，先創(chuàng)建一個SQL Server注冊以便連接到要管理的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。然后在創(chuàng)建好的服務(wù)器上創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。創(chuàng)建好數(shù)據(jù)庫之后，使用表設(shè)計器建立了數(shù)據(jù)表，并定義相應(yīng)主鍵。在表的基礎(chǔ)上可建立相應(yīng)的視圖，該數(shù)據(jù)庫中，以視圖的形式存放不同建筑的基本信息、能耗數(shù)據(jù)和統(tǒng)計圖表。
5 福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)簡介
在上述數(shù)據(jù)庫建立的基礎(chǔ)上，進一步研究開發(fā)了福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2009年7月初部署完成，并投入使用。系統(tǒng)登錄后的主界面見圖3，系統(tǒng)基本信息錄入界面見圖4，建筑逐月能耗展示見圖5，區(qū)域分類能耗展示見圖6。
圖3 系統(tǒng)登錄后主界面
圖4 系統(tǒng)建筑信息管理界面
圖5 建筑年度逐月能耗圖
圖6 區(qū)域年度總能耗對比圖
6 小結(jié)
闡述了福建省建筑能耗數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程，介紹了數(shù)據(jù)庫需求分析、管理工具選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并介紹了在其基礎(chǔ)上開發(fā)的福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在建筑節(jié)能監(jiān)管體系的背景下開發(fā)，利用該系統(tǒng)可以采集分析福建省各類建筑的基本信息及能耗數(shù)據(jù)，有利于掌握本區(qū)域建筑的用能情況，分析福建省各類建筑的用能特點。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：大型公共建筑；用電分項計量；能耗監(jiān)測
0 引言
隨著大型公共建筑節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，分類能耗數(shù)據(jù)的計量作為建筑節(jié)能的一項重要工作在各地開展起來。目前，據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計，國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度，約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米耗電量是普通居民的10～20倍，是歐洲、日本等發(fā)達國家同類建筑的1.5～2倍。耗電密度高是這類建筑的特點之一，也是節(jié)能重點。
實踐中發(fā)現(xiàn)，我國大型公共建筑中普遍僅安裝1～3塊收費電表，從這些電表獲取的信息無法為節(jié)能工作提供完整基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，目前面臨的主要問題有：1）電耗分拆數(shù)據(jù)不可靠；2）供電局提供數(shù)據(jù)缺乏實時性；3）無法客觀反映實際節(jié)能效果。為了推動大型公共建筑分項能耗系統(tǒng)建設(shè)的發(fā)展，結(jié)合我國大型公共建筑用電分項計量設(shè)計的安裝要求，本文在總結(jié)國內(nèi)已有成果和經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對建筑用電數(shù)據(jù)分類模型、建筑用電分項計量系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)展開研究。
1 建筑用電數(shù)據(jù)分類模型
圖1.1 用電分項計量模型
建筑能耗分類模型最重要的原則是統(tǒng)一性，即所有建筑采用同樣的標準。為了實現(xiàn)統(tǒng)一性，必須在各個建筑之間建立統(tǒng)一的用能分類方法。本文將建筑的用電分為：暖通空調(diào)、一般照明插座設(shè)備、一般動力設(shè)備、特殊功能設(shè)備4大類。其中，從實用性出發(fā)，對暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)點進行了較為細致的劃分。通過調(diào)研和試驗，結(jié)合國家導(dǎo)則要求，建立了我國大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)模型，如圖1.1所示。
2 建筑用電分項計量回路設(shè)計方法
為了獲得用電原始數(shù)據(jù)，需要安裝用電計量表。在充分利用現(xiàn)有配電設(shè)施和低壓配電監(jiān)測系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，合理設(shè)置計量表計、計量表箱和數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量和位置。需要設(shè)置分項計量表計回路包括：變壓器低壓側(cè)出線回路、單獨計量的外供電回路、特殊區(qū)供電回路、制冷機組主供電回路、單獨供電冷熱源系統(tǒng)泵回路、集中供電的分體空調(diào)回路、照明插座主回路、電梯回路、其他應(yīng)單獨計量的用電回路。
以上配電回路是一般常見的配電方式，所供電設(shè)備為單一功能。而有些回路配電是將不同類別的用電設(shè)備混合一起，這樣就給分項計量帶來困難，這時需要根據(jù)樓宇配電情況靈活配置，使配置的分項計量系統(tǒng)盡可能正確真實的反應(yīng)各分項能耗，又將其配置成本控制在預(yù)算的合理范圍內(nèi)。方法如下：
（1）根據(jù)建筑物所配變壓器數(shù)量考慮設(shè)置多功能電能表數(shù)量，設(shè)置多功能電能表的變壓器應(yīng)是負載率最大且長時間投入運行，負載率低于20%的變壓器原則上不設(shè)置多功能電能表，考慮到分項計量系統(tǒng)的成本，若變壓器數(shù)量為2臺，則均設(shè)置多功能電能表，若變壓器數(shù)量大于2臺，則選擇負載率最高的以照明為主的變壓器和以空調(diào)為主的變壓器各1臺，安裝2塊多功能電能表，其余變壓器安裝普通三相電能表。
（2）三相平衡設(shè)備應(yīng)設(shè)置單相普通電能表，照明插座供電回路宜設(shè)置三相普通電能表。一般風機、水泵等380V供電的用電設(shè)備都是三相平衡設(shè)備，這種設(shè)備運行時每相電流大小基本一樣，變化很小，其消耗的總電能可以用單相電能表數(shù)據(jù)乘以3而得到。而照明插座主回路不是三相平衡回路，需要設(shè)置三相電能表。
（3）總額定功率小于10kW的非空調(diào)類用電支路不宜設(shè)置電能表。此規(guī)定主要目的是限制表計設(shè)置的數(shù)量，盡量減少分項計量成本。但若小于10KW的回路是具有代表性的典型回路，對分項計量數(shù)據(jù)有非常重要意義，則根據(jù)需要設(shè)置。
（4）當無法直接安裝電能表時，應(yīng)采用加法或減法原則，間接獲取電耗數(shù)據(jù)，其他無法直接獲取電耗數(shù)據(jù)的回路均應(yīng)采用間接獲取的方法。
分項用電計量表設(shè)置的加減法原則：A1～m、B1～n、C1～k分別代表a、b、c三種類型用電量相關(guān)的所有配電支路，支路數(shù)量分別為m，n，k。如果目的是獲得a類型用電量：一種方法是在A1、A2、…Am各支路上安裝電能表，并求和獲得，這就是加法原則；另一種方法是在總用電支路、B1、B2、…Bn及C1、C2、…Ck各支路上安裝電能表，在總用電中減去b類及c類用電量，即可獲得a類能耗量，這就是減法原則。若只為獲得a類用電量，則按加法原則和減法原則設(shè)計方案的優(yōu)劣可以通過裝表總數(shù)多少來評價。
3 建筑用電分項計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程
建筑用電分項計量系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)采集傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與存儲子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)展示分析子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)等各子系統(tǒng)構(gòu)成。
（1）數(shù)據(jù)采集傳輸子系統(tǒng)
能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括硬件防火墻、路由器、交換機、通信前置機、Internet網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)采集器等組成。建筑能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)從該系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器中取得數(shù)據(jù)，同時可以接收來自區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站轉(zhuǎn)發(fā)的能耗數(shù)據(jù)。建筑能耗數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)使用國家標準數(shù)據(jù)協(xié)議，接收通過Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸來的建筑能耗數(shù)據(jù)，并存儲其數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
（2）數(shù)據(jù)處理與存儲子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)處理與存儲子系統(tǒng)是建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件的核心部分，對數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)接收到的有效數(shù)據(jù)包進行校驗、解析和處理，對采集時間進行統(tǒng)一規(guī)范，根據(jù)各配電支路安裝的計量儀表情況建模，并根據(jù)構(gòu)造的用能模型對原始數(shù)據(jù)進行拆分計算，從而得到分項能耗數(shù)據(jù)，將原始的能耗數(shù)據(jù)和通過計算得來的分項能耗數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中。
（3）數(shù)據(jù)展示分析子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)展示分析子系統(tǒng)主要由WEB服務(wù)器和工作站組成。其中，WEB服務(wù)器主要是為客戶端的瀏覽服務(wù)；工作站供監(jiān)測中心工作人員配置建筑信息以及查詢各個監(jiān)測中建筑的能耗消耗情況以及能耗對比情況。
（4）數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)主要通過定時任務(wù)調(diào)度自動從數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫中提取能耗分類分項數(shù)據(jù)，合并整理打包后發(fā)送到上一級的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)交換格式為壓縮的XML數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)上報子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)上傳、接收反饋結(jié)果等功能。
4 建筑用電分項計量應(yīng)用實例
下面就某大學為例，詳細說明用電分析計量監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)選擇、具體實施以及在實際建筑中是怎樣實現(xiàn)其各種功能的。
（1）計量裝置的安裝
根據(jù)現(xiàn)場需求配置相應(yīng)表計；對重要和有節(jié)能潛力的回路要配置多功能電力監(jiān)控終端（測量電壓、電流、電度、功率等參數(shù)，有遙控、遙信、遙測及定時控制功能）。在變電所低壓配電柜及樓層配電箱上嵌入式安裝多功能電力監(jiān)控終端；在宿舍集中安裝單相多功能電力監(jiān)控終端。
（2）軟件顯示界面
所有綜合樓分項計量顯示界面和宿舍樓每個宿舍的實時功率和本月電度。
（3）電能質(zhì)量監(jiān)測
以實時監(jiān)測的有功功率、電量、功率因數(shù)等實時數(shù)據(jù)為依據(jù)，進行變壓器負荷率分析、配電網(wǎng)各級負荷和線損分析，有效防止偷電、漏電等情況的發(fā)生，并且有針對性的對配電系統(tǒng)進行優(yōu)化。圖4.1顯示的是管理樓變電所1#低壓總進線的電能質(zhì)量監(jiān)測界面：
5 總結(jié)
本文分析了我國用電分項系統(tǒng)建設(shè)在發(fā)展中存在的問題，提出了建筑用電數(shù)據(jù)分類模型、分項計量回路設(shè)計方法以及分項用電計量表設(shè)置的加減法原則。研究了建筑用電分項計量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架，分析了數(shù)據(jù)采集、輸送、分析、儲存系統(tǒng)的組成及原理。本文研究成果可應(yīng)用于全國的大型公共建筑節(jié)能領(lǐng)域，對建筑節(jié)能具有重要的意義。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：電氣 ， 系統(tǒng)，大型公建，節(jié)能
【 abstract 】 this article through to the energy consumption in the large public monitoring application, analysis of the system in the electrical function and influence.
Keywords: electric, system, large-scale public, energy saving
中圖分類號：TE08文獻標識碼：A 文章編號：
在當今世界能源日益緊缺的前提下，人類社會在更努力地開發(fā)新能源，盡可能地節(jié)約能源，降低能源的消耗。《公共機構(gòu)節(jié)能條例》中明確指出：公共機構(gòu)應(yīng)當實行能源消費計量制度，區(qū)分用能種類、用能系統(tǒng)實行能源消費分戶、分類、分項計量，并對能源消耗狀況實行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費現(xiàn)象。
能耗監(jiān)測系統(tǒng)是通過對建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸?shù)仁侄渭皶r采集能耗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)建筑能耗的實時監(jiān)測和動態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱。
該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心三部分組成。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包含兩個方面的內(nèi)容：分類能耗和分項能耗。其中，分類能耗是指根據(jù)建筑消耗的主要能源種類劃分進行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)。分項能耗是指根據(jù)建筑消耗的各類能源的主要用途劃分進行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)。
分類能耗
1. 用電量
2. 用水量
3. 燃氣量
4. 集中供熱耗熱量
5. 集中供冷耗冷量
6. 其他能源
其中分析用電量可以得到以下分項能耗：
1. 照明插座用電
2. 空調(diào)用電
3. 動力用電
4. 特殊用電
實例應(yīng)用：
某商場基本信息
建筑面積（m2）：22000
建筑層數(shù)：地下1層；地上4層
變壓器：3臺 1000KVA
功率因數(shù): 0.93/0.94/1.00
以下是供電局采集的數(shù)據(jù):
2009年：用電量7699210（kWh），單位建筑面積用電量350（kWh/（m2•a））
2010年：用電量7452783（kWh），單位建筑面積用電量339（kWh/（m2•a））
2009~2010年逐月用電量
根據(jù)分項能耗的要求，我們對3臺低壓柜的28條低壓出線回路進行了監(jiān)測。
共設(shè)了內(nèi)置多功能表3臺（可計量無功，諧波），三相電能表28臺。
冷量表1臺（本工程不涉及熱量表），數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)1臺。
將電能表箱直接設(shè)于變配電房內(nèi)，方便監(jiān)測及走線。當采集后的用能數(shù)據(jù)通過RJ-485雙絞線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)再通過網(wǎng)絡(luò)端口將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，由服務(wù)器實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的分類存儲，并能將能耗數(shù)據(jù)到互聯(lián)網(wǎng)，用能單位及上級單位可以通過遠程WEB訪問實時了解建筑用能情況。
照明插座用電：
1） 該建筑插座用電設(shè)備主要包括臺式電腦、復(fù)印機、打印機、傳真機、飲水機及其他臨時插座用電設(shè)備，上班時間由使用人員自行開啟。
2） 商場區(qū)域照明主要采用T5熒光燈和雙U型節(jié)能筒燈兩種燈具形式，T5熒光燈單管功率為14W，節(jié)能筒燈單盞功率為13W。超市區(qū)域照明采用T5熒光燈，單管功率為28W。商場內(nèi)辦公室照明采用T8熒光燈，單管功率為40W。
3） 室外照明采用射燈，室外照明總安裝功率為19.2kW。
4） 照明控制方式：商場及超市區(qū)域照明為手動控制，一般早上上班由工作人員自主開啟，晚上下班手動關(guān)閉；辦公室照明及插座用電設(shè)備一般早上上班時由員工自主開啟，下午下班時手動關(guān)閉。室外景觀照明為定時控制，不同季節(jié)根據(jù)天氣情況設(shè)定開啟時間。
空調(diào)用電：
1） 空調(diào)冷源系統(tǒng)設(shè)置在地下一層，共3臺螺桿式4機頭冷水機組，單臺機組總制冷量為1305 kW，總裝機容量為3915 kW，每臺輸入功率為4×90kW；冷凍水泵共4臺，單臺功率45kW；冷卻水泵共4臺，單臺功率45kW；冷卻塔置于屋頂，共六組，風機電機功率為7.5kW/臺。
2） 空調(diào)冷凍水系統(tǒng)為一次泵系統(tǒng)，冷凍水供回水溫度為7/12℃，冷凍水供應(yīng)商場以及超市兩個區(qū)域。系統(tǒng)采用兩管制，水平管路同程。冷水機組和水泵分別并列后通過管道相連。
3） 空調(diào)風系統(tǒng)為一次回風全空氣系統(tǒng)，每層均設(shè)置四臺空氣處理機組。其中三臺額定制冷量為458.7kW，電機輸入功率為11kW；另外一臺額定制冷量為394.8kW，電機輸入功率為11kW。四層設(shè)有新風機，新風由新風機引入，送至各樓層空調(diào)機房與回風混合，經(jīng)空氣處理機組熱濕處理后送至空調(diào)區(qū)域。全年沒有根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)新風比和新風量。
動力用電：
1） 該商場配有貨梯2臺，扶梯6臺，平板梯1臺。貨梯功率為11kW/臺；扶梯功率為11kW/臺；平板梯功率為11W/臺。所有電梯均未設(shè)變頻控制裝置。
2）該商場設(shè)有一臺生活水泵供應(yīng)商場日常用水，水泵功率為5.5kW。
從監(jiān)測結(jié)果以及供電局提供的資料分析，
該建筑為商場類建筑，建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)主要3~11月運行（其他時段根據(jù)需要開啟）而照明和電梯設(shè)備全年運行。從2009~2010年逐月用電量統(tǒng)計結(jié)果，可以看出，6~10月份用電量較高，因為這段期間空調(diào)系統(tǒng)運行時間較長，且負荷率較高。此外，1月份用電量也很高，這主要是源于節(jié)假日（圣誕、元旦、春節(jié)）商場客流量的增加帶來的用電量的增加。2~4月和11月用電量較低，因這段期間屬于非空調(diào)季，室內(nèi)外氣溫比較舒適，且節(jié)假日較少，空調(diào)系統(tǒng)開啟時間較短。
將2009~2010年逐月用電量同期相比，可以看出，該建筑用電量有增有減，這與客流量和室外氣溫有直接關(guān)系。整體來看，月用電量呈下降的趨勢，說明該建筑在節(jié)電方面實施效果較好。但2010年6~8月用電量呈增加的趨勢，這與空調(diào)系統(tǒng)用能關(guān)系較大，因此空調(diào)系統(tǒng)能耗仍為今后節(jié)能的重點。
根據(jù)以上種種分析，發(fā)展能耗監(jiān)測的意義在于通過對各種能源的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析建筑物在能源使用上的優(yōu)勢與不足，從而去完成能源的充分利用。但現(xiàn)如今能耗監(jiān)測，僅僅還處于起步階段，鑒于各方面的客觀制約，大規(guī)模去普及化，還有很長的一段路。伴隨著應(yīng)用的同時，建立一套有效的管理體制，也是當前勿需質(zhì)疑的任務(wù)之一。總之，在當今世界倡導(dǎo)綠色節(jié)能的主流下，能耗監(jiān)測可以為綠色建筑提供一種有效的評價標準，有利于推動可持續(xù)發(fā)展。
【參考文獻】
1. 工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊
關(guān)鍵詞：機關(guān)辦公建筑 公共建筑 能耗監(jiān)測
中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0109-01
1 概述
目前全國在廣泛推進節(jié)能減排工作，隨著社會的發(fā)展全社會對能耗需求越來越高，節(jié)能的意識也從國家貫徹到各級政府及每個公民。社會生產(chǎn)生活需要有能耗，如何在全面保障社會生產(chǎn)生活的前提下降低能耗，讓能耗更加合理，這就是當下要做的事情。
天津市的所有公共建筑需要進行能耗的監(jiān)控與監(jiān)測。如果要做好能耗的管理與控制，就需要對這些建筑的耗能情況進行采集與分析。隨著公共建筑的不斷出現(xiàn)，能耗的監(jiān)控與檢測越來越重要，未來的發(fā)展趨勢將是對所有公共建筑及設(shè)施進行能耗的監(jiān)控與管理。
2 建設(shè)目標
運用計算機控制、通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、智能計量和采集等計算機技術(shù)，以服務(wù)于天津機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗采集和分析為主要目的，通過對各類能耗數(shù)據(jù)的采集，建立一個分布于天津市行政區(qū)域內(nèi)所有機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗采集網(wǎng)絡(luò)，為公建能耗的分析和節(jié)能趨勢分析提供服務(wù)的，具有先進水平的建筑能耗監(jiān)控分析系統(tǒng)。
系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下目標：（1）設(shè)計、建立能耗監(jiān)控數(shù)據(jù)庫；（2）建設(shè)各類數(shù)掘傳輸系統(tǒng)；完成信息中心與各監(jiān)控點的網(wǎng)絡(luò)連接；（3）搭建建筑能耗采集的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運行狀況監(jiān)控系統(tǒng)；（4）搭建建筑能耗采集設(shè)備的預(yù)警及報警系統(tǒng)及應(yīng)用平臺；（5）輸出工作所需的文字報告和數(shù)據(jù)報告；（6）實現(xiàn)對建筑所屬單位開放的能耗查詢系統(tǒng)；（7）對現(xiàn)有系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)進行保留，并轉(zhuǎn)化到新系統(tǒng)中；（8）最大限度的保證原有投資。
3 設(shè)計、開發(fā)原則
（1）實用性與先進性的統(tǒng)一；（2）緊密圍繞能耗監(jiān)測管理的業(yè)務(wù)；（3）注重系統(tǒng)易操作與標準化的特點；（4）保證系統(tǒng)具有開放性、可擴充性和較長的使用期；（5）遵循安全性、保密性和共享性的原則；（6）繼承性原則：系統(tǒng)在設(shè)計過程中要充分考慮繼承不臥利用己有的硬件設(shè)備和開發(fā)完；（7）成的軟件系統(tǒng)，在原有基礎(chǔ)上進行整合，在整合的基礎(chǔ)上提高；（8）系統(tǒng)設(shè)計需要遵循可持續(xù)、可操作的原則，系統(tǒng)采用分級結(jié)構(gòu)逐級上傳數(shù)據(jù)，并由各中心及區(qū)縣二級平臺匯總后上傳到數(shù)據(jù)中心。
4 編制依據(jù)
（1）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》；（2）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》；（3）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項計量設(shè)計安裝技術(shù)導(dǎo)則》；（4）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護技術(shù)導(dǎo)則》；（5）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、驗收與運行管理規(guī)范》；（6）《國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》。
5 業(yè)務(wù)需求
（1）監(jiān)控系統(tǒng)軟件提供建筑能耗信息、查詢實時監(jiān)控情況、歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)測點信息。（2）采用基于B/S架構(gòu)的設(shè)計和開發(fā)，客戶端使用瀏覽器完成全部操作。（3）支持預(yù)警和報警，報警方式包括短信報警、郵件報警，報警范圍和對象可自由設(shè)定。（4）具備獨立的能耗數(shù)據(jù)采集平臺，數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容及格式符合國家要求及天津市關(guān)于建筑能耗的有關(guān)規(guī)定。（5）以動態(tài)圖形方式實現(xiàn)公共建筑能耗狀況。（6）支持與GIS系統(tǒng)的接口，將建筑能耗信息傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)中。
6 系統(tǒng)體系構(gòu)架
（1）硬件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)。雖然從能耗監(jiān)測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)上看，全系統(tǒng)分為現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、區(qū)縣級數(shù)據(jù)中心、市級數(shù)據(jù)中心，但考慮到區(qū)縣級數(shù)據(jù)中心與市級數(shù)據(jù)中心之間數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)簡單，因此硬件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)主要考慮的目標集中于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、區(qū)縣級數(shù)據(jù)中心層面。（2）軟件體系構(gòu)架。能耗監(jiān)測應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用成熟、標準的J2EE企業(yè)平臺架構(gòu)搭建，具有高擴展性、可用性、安全性、可伸縮性、可靠性及跨平臺運行等優(yōu)點。為了適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、業(yè)務(wù)規(guī)則變化、系統(tǒng)擴展的需要，采用多層次松耦合結(jié)構(gòu)、組件復(fù)用技術(shù)、一體化的安全模型以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)引擎，使得系統(tǒng)具備良好的適應(yīng)性及彈性。應(yīng)用軟件系統(tǒng)自底向上可分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)層、表現(xiàn)層四個層次，各個層次間通過標準化的程序接口、服務(wù)接口實現(xiàn)，達到系統(tǒng)松耦合及模塊復(fù)用的目的。系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)參見“圖1能耗監(jiān)測系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)圖”。
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）12021702
1引言
建筑能耗與工業(yè)能耗、交通能耗為我國社會能源消費的三大領(lǐng)域，各類建筑能耗總量已接近社會總能耗的30 %[1～3]。在建筑圍護結(jié)構(gòu)中，門窗系統(tǒng)雖然所占面積最小，但其保溫隔熱性能最差，通過門窗損失的熱量最大[4，5]。因此門窗是影響建筑能耗的主要因素之一，是建筑節(jié)能課題中重要的研究方向。
2物理模型及參數(shù)設(shè)置
模型：平面為5 m×5 m，3層的層高都為3 m；窗戶規(guī)格為1 m×1 m；門1.58 m×2 m，木質(zhì)門，厚25 mm ；混凝土墻體，厚200 mm。具體模型如圖1所示。
參數(shù)設(shè)置：氣象參數(shù)：銅仁地區(qū)；運行時間： 1/1～12/31；計算負荷設(shè)計日：1/21（冬季），7/21（夏季）；外墻為200 mm重型混凝土；外窗和天窗的材料為3 mm厚玻璃；室內(nèi)熱源：人員3人；燈，15 W/m2；設(shè)備負荷10 W/m2；換氣次數(shù)：1次/h；設(shè)定房間空調(diào)溫度：20 ℃（冬季）25 ℃（夏季）；添加空調(diào)系統(tǒng)：理想的空調(diào)（COP=1）；計算夏季空調(diào)負荷和冬季采暖負荷：20 ℃（冬季）25 ℃（夏季）。
3結(jié)果分析
3.1年能耗比較
圖2為窗戶安裝不同玻璃條件下整棟建筑全年能耗對比情況。由圖可知，安裝單層玻璃時，建筑的全年能耗為367.5kW?h/年；雙層中空玻璃時整棟建筑的全年能耗為334.7kW?h/年，相比較下，雙層玻璃的全年能耗降低38.2 kW?h/年，降低比例為3.7 %。
3.2空調(diào)裝機容量比較
圖3為單雙層玻璃時夏季空調(diào)的裝機容量比較情況。從圖中可以看出，單層玻璃時，空調(diào)的裝機容量為8037.8W；雙層中空玻璃時裝機容量為7534.6W。比較可知，雙層玻璃時，空調(diào)的裝機容量降低503.2W，降低幅度達6.3 %。
4結(jié)論
由上述研究可得出以下結(jié)論。
關(guān)鍵詞：大型公共建筑；建筑能耗統(tǒng)計； 建筑用能特征
Abstract: This paper based on Zaozhuang City public buildings survey data, by analyzing the objective description of large public buildings such as office buildings, shopping malls and hotels, energy levels and energy consumption characteristics, from a macro understanding of the local large-scale public building energy consumption of the status quo.Key words: large-scale public buildings; building energy consumption statistics; building energy use characteristics
中圖分類號：TU111.19+5 文獻標識碼：A文章標號：
1.引言
建筑耗能與工業(yè)耗能、交通耗能被稱為我國能源消耗的三大“耗能大戶”，我國當前的房屋建設(shè)規(guī)模堪稱世界第一，房屋建筑規(guī)模已超過所有發(fā)達國家。據(jù)統(tǒng)計，建筑能耗在我國能源總消費中所占的比例已經(jīng)達到30％，且仍將繼續(xù)增長。我國目前城鎮(zhèn)民用建筑運行耗電占總發(fā)電量的25％左右，北方地區(qū)城鎮(zhèn)供暖消耗的燃煤占我國非發(fā)電用煤量的15％～20％，這些數(shù)值僅為建筑運行所消耗的能源。因此，建筑節(jié)能對于促進能源、資源節(jié)約和合理利用，緩解能源、資源供應(yīng)與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾具有舉足輕重的作用。
在建筑能耗中，公共建筑能耗所占的比重不斷增長，已達60%以上，是建筑能耗快速增長的最主要原因。當前，大量新建公建中，大型公建比例不斷提高，檔次越來越高，導(dǎo)致能耗大幅度升高，是公共建筑的能耗大戶。大型公共建筑能源消耗量大，管理集中，可能的節(jié)能潛力大，應(yīng)作為建筑節(jié)能的重點。
2.大型公共建筑能耗統(tǒng)計概況
本次統(tǒng)計是對棗莊市所轄區(qū)域內(nèi)既有國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑。機關(guān)辦公建筑是指各級黨委、政府、人大、政協(xié)、法院、檢察院等國家機關(guān)使用的、財政全額撥款的辦公建筑；大型公共建筑是指單體建筑面積2萬平方米以上的寫字樓建筑、商業(yè)建筑、旅游建筑、科教文衛(wèi)建筑、通信建筑、交通運輸用房及其他公共建筑。統(tǒng)計內(nèi)容：主要包括建筑詳細信息、電耗量、煤耗量、燃氣耗量、集中供熱及供冷量、太陽能熱水系統(tǒng)集熱器面積、太陽能光伏發(fā)電量等內(nèi)容。
截至當前，共收集了3000平方米以上國家機關(guān)辦公建筑、20000平方米以上的大型公共建筑共計100棟，總面積136.14萬平方米，其中3000平方米以上國家機關(guān)辦公建筑90棟，面積90.3萬平方米，20000平方米以上大型公共建筑10棟，面積45.84萬平方米。國家機關(guān)辦公和大型公共建筑年代和分類統(tǒng)計情況見下表：
國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年代統(tǒng)計情況
根據(jù)以上兩表， 從年代上看2001年至今的機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑所占比例較大，分別占各項總量的60%和57.78%，從類型上看，機關(guān)辦公建筑在數(shù)量上占比例較大，占所有建筑總量的90% ，面積占總面積的66.32%；大型公共建筑中商場建筑、賓館建筑所占比例較大，寫字樓比例較小。
3.大型公共建筑能耗現(xiàn)狀分析
根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果得到，棗莊市3000平方米以上國家機關(guān)辦公建筑（90棟）的總能耗折合15653.6.64噸標準煤 ，其中電力折合13572.37噸標準煤，煤炭538.61噸，天然氣706.49噸標準煤，液化石油氣9.95噸標準煤，集中供熱耗熱量折合826.19噸標準煤，全年單位建筑面積總能耗17.3千克標準煤/平方米，其中電力15.0千克標準煤/平方米。大型公共建筑（10棟）的總能耗折合16622.57噸標準煤 ，其中電力折合7459.87噸標準煤，天然氣856.41噸標準煤，集中供熱耗熱量折合8306.29噸標準煤，全年單位建筑面積總能耗36.3千克標準煤/平方米，其中電力16.3千克標準煤/平方米。具體耗能統(tǒng)計情況見以下表:
國家機關(guān)辦公建筑能耗信息統(tǒng)計表
根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以看到，電力是全年耗能最大的，國家機關(guān)辦公建筑電力耗能占其全部能耗的約86.7%，大型公共建筑電力耗能占其全部能耗的44.88%，能源消耗方面電力消耗是大戶，煤炭、天然氣消耗較少，另外大型公共建筑的煤炭消耗為零，這說明我市大型公共建筑已基本不再使用燃煤作為建筑使用能源，多用電力作為主要能源。
本次統(tǒng)計7兆瓦以上燃煤鍋爐房5個，熱電廠2家，供熱面積293.14萬平方米，燃料消耗量7.65萬噸標準煤，總耗電量2387.21萬千瓦時，總供熱量895.84萬吉焦，其中購熱量224萬吉焦，總耗水量960.85萬噸。單位建筑面積集中供熱耗能量28.8千克標準煤/平方米。
4、總結(jié)
本研究通過對棗莊地區(qū)公共建筑能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析，描述性分析了當?shù)卮笮娃k公類、商場類及賓館酒店類建筑的用能水平及特點，提高了對當前棗莊地區(qū)大型公共建筑的能耗現(xiàn)狀的宏觀系統(tǒng)認識。對于大型公共建筑而言，能源消耗情況非常復(fù)雜。建筑物的空調(diào)、照明、辦公設(shè)備耗電三者性質(zhì)不同。例如空調(diào)系統(tǒng)用電決定于運行方式和物業(yè)管理水平，而照明和辦公設(shè)備用電則在很大程度上和建筑使用者的節(jié)能意識有關(guān)。對上述三者應(yīng)采用不同的政策和管理手段。由于建筑物實際能耗和使用條件、入住率、設(shè)備效率衰減等諸多因素相關(guān)，只有實現(xiàn)建筑內(nèi)各耗能環(huán)節(jié)分項計量，才可能真正把實際各類系統(tǒng)的能耗狀況和合理的用能配額相比較，確定差異如何形成，明確進一步的節(jié)能潛力。
參考文獻：
[1]棗莊市公共建筑節(jié)能改造“十二五”專項規(guī)劃
[2]薛志峰.公共建筑節(jié)能.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007
