摘要：依據本項目依托某學院的電能計量管理系統(tǒng)、給水計量監(jiān)管系統(tǒng)以及供熱計量管理系統(tǒng)等基礎平臺，制訂了高等學校建筑能耗綜合管理系統(tǒng)平臺應用的總體框架和方案，該系統(tǒng)可以對校園建筑的各種用能情況進行實時監(jiān)測、統(tǒng)計能耗、進行能效分析，并可以對系統(tǒng)進行評估和故障診斷等應用研究，達到數(shù)據可視化、分析圖表化、能耗指標化、管理數(shù)字化、消費合理化，為實現(xiàn)長效有序校園節(jié)能管理，建設節(jié)約型校園提供可靠的數(shù)據支撐。

關鍵詞：建筑能耗管理；電能計量；給水計量；供熱計量；節(jié)約型校園

0引言

我國高度重視節(jié)能減排工作，在十六屆五中全會上確定了加快建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重大決定，標志著我國全面開始實施節(jié)能減排工作。在創(chuàng)建節(jié)約型社會的背景下，為有序而全面地推進校園節(jié)能減排的工作，教育部于2007年發(fā)出《教育部關于開展節(jié)能減排學校行動的通知》，標志著高校校園建筑節(jié)能減排工作全面開始實施。近些年節(jié)能減排成為全國校園建設的一大主題。高校能耗計量及其管理的研究，是降低高校能耗、建設節(jié)約型校園的關鍵基礎。高等學校建筑規(guī)模大、人員密集，屬于大型公共建筑，能源消耗大，節(jié)約型校園建設意義重大。建設節(jié)約型校園建筑節(jié)能監(jiān)管體系能夠對建筑能耗實施動態(tài)監(jiān)測、能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示、用能結算，加強用能管理，實施節(jié)能改造，落實新建建筑物節(jié)能規(guī)劃與建設，推進大學節(jié)約型校園建設各項工作，為全面推進我國高等學校節(jié)約型校園建設積累經驗，為促進建筑節(jié)能、創(chuàng)建節(jié)約型和諧社會、落實科學發(fā)展觀提供有力的支持。依據相關標準和導則，建成后的學校建筑節(jié)能監(jiān)管體系以綜合能耗(水、電、熱等)遠程監(jiān)測平臺為基礎，實現(xiàn)對全校建筑物用能數(shù)據監(jiān)測、分析與統(tǒng)計，根據校園建筑用能特點，為高校用能分類、分層次能耗定額制定提供數(shù)據支撐；總結高等學校的普遍用能規(guī)律，為高校建設、管理、改造提供管理經驗；通過數(shù)據整理和分析，為新時期國家開展建筑節(jié)能研究、規(guī)劃設計提供數(shù)據資料。

1建筑能耗管理系統(tǒng)平臺架構及應用框架

某學院是某市屬一所全日制普通本科高等院校，學校占地面積64.9×10m，建筑面積44.7x10m，擁有教學樓、辦公樓、體育館、運動場、圖書館、教學實驗先進的數(shù)據傳感和采集設備、網絡數(shù)據傳輸、數(shù)據庫技術，開發(fā)了建筑能耗監(jiān)管綜合平臺，高校建筑能耗管理系統(tǒng)平臺架構如圖1所示，系統(tǒng)包括設備層、數(shù)據采集層、數(shù)據層、基礎平臺層、開放接口層、應用系統(tǒng)層和交互層。采用此能耗管理系統(tǒng)可對某學院的幾十棟校園建筑進行遠程、實時的能耗數(shù)據監(jiān)測和采集，從而進行能耗監(jiān)測、統(tǒng)計、分析、診斷，為全面實施校園能耗管理的可視化監(jiān)測、數(shù)字化管理、定額管理、量化評價等提供了強有力的支撐平臺。建筑能耗管理系統(tǒng)平臺從2014年開始建設，現(xiàn)水、電、供熱等初期工程已經建設完畢并開始正式運行，運行效果良好。

2高校建筑能源管理系統(tǒng)平臺應用的總體框架和實現(xiàn)功能

某學院建筑能源監(jiān)管綜合服務平臺近、遠期規(guī)劃主要包含如下若干子系統(tǒng),該平合應用的總體框架和實現(xiàn)功能如圖2所示

（1）建筑電能計量管理系統(tǒng)

建筑電能監(jiān)測管理系統(tǒng)實現(xiàn)用電管理、費用結算、數(shù)據統(tǒng)計分析、指標執(zhí)行情況監(jiān)督等多項功能。主要用于為各樓宇及用電部門進行電能數(shù)據的實時監(jiān)測和歷史數(shù)據的分析對比，為實現(xiàn)各部門用電的量化管理提供了基礎條件。

（2）建筑給水計量監(jiān)管系統(tǒng)

給水計量監(jiān)測管理系統(tǒng)可實時監(jiān)測和采集用水管網各部位的積算水量,供控制中心及有關部門分析制定指標決策使用還可以及時發(fā)現(xiàn)漏水點，為故障檢修爭取時間并*大限度的減少浪費提高水資源使用效率和用水管理水平，從而實現(xiàn)給水管理的信息化、現(xiàn)代化。

（3）建筑供熱計量管理系統(tǒng)

基于溫度面積法的供熱計量管理系統(tǒng)，具有計量、系統(tǒng)管理兩大功能,系統(tǒng)由計*系統(tǒng)和遠程終端管理系統(tǒng)組成可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測每棟樓供熱的即時數(shù)據,如采暖房間溫度、供水、回水溫度等數(shù)據，將數(shù)據進行匯總、統(tǒng)計分析，為供熱管理部門的科學供熱管理提供依據。

（4）網預付費管系統(tǒng)

網絡預付費管理系統(tǒng)采用基于校園網的實時通信與數(shù)據采集技術，結合內嵌加密通信協(xié)議的智能預付費水、電表該系統(tǒng)可實現(xiàn)網絡化實時操作實時計量監(jiān)控，可實現(xiàn)實時售退、實時通斷，有效地解決了收費難的問題，并對用戶節(jié)約用水用電起到促進作用。

（5）能效綜合分析系統(tǒng)

經過大量基礎能耗數(shù)據的積累后，通過能效綜合分析系統(tǒng)的綜合數(shù)據提取與模型化處理可進一步結合氣候變化等因素，實現(xiàn)能源指標的合理度評價、能耗走勢的科學預測。該系統(tǒng)的應用將為節(jié)能管理中長期部署提供專家化的決策支持,為減少碳排放，實現(xiàn)低碳經濟和可持續(xù)發(fā)展提供全面的信息支撐。

（6）能源計管理系統(tǒng)

主要用于為校內各樓宇及用能部門分配月度季度、年度用能計劃指標，并以分配的指標作為能耗使用情況超標預警、用能考核及獎懲的依據其中能耗數(shù)據模擬預測可實現(xiàn)功能:根據往期能源計劃指標完成情況及增長數(shù)據,模擬生成當期及未來能耗指標預測數(shù)據，為管理層提供決策支持。

（7）能耗公系統(tǒng)

能耗公示分為社會公示和校園內部公示兩部分。提供單位的用能情況診斷信息;針對建筑、設備、部門等的用能情況評估。針對單體建筑單位面積能耗量、分類能耗量、人均能耗量等指標進行監(jiān)管，動態(tài)展示能耗排名、能耗成本排名等;提供能耗成本、年度節(jié)能率等報告，公示單位內部能耗情況及排名,以及本年度和上年度的能耗對比信息。

3用水、用電能耗監(jiān)測與分析

3.1用水用電能監(jiān)測

針對某學院的建筑實際情況，對具備設備安裝條件的17幢建筑樓宇進行水、電能耗監(jiān)測，并完成每棟樓宇的用水量、用電*總計量,對具備分類分項條件的樓宇進行分項計量。水、電能耗監(jiān)測的建筑類型包括:教學樓、食堂、學生公寓、行政樓、圖書館、后勤樓、鍋爐房、變電所等。該系統(tǒng)于2014年12月開始試運行。

圖3(A)(B)分別是某學生公寓2015年6月25日~6月27日3(分別是星期四星期五星期六)的照明插座逐時用電量和逐時用水量變化柱狀圖。工作日6月25和26日和星期六27日的日用電*和日用水量均差別不大,3d平均的照明插座日用電量為77.0kW·h;3d平均的日用水量為34.4m。

圖4(A)(B)分別是某學生公寓2015年8月6日~8月8日3d(分別是星期四星期五、星期六)的照明插座逐時用電量和逐時用水量變化柱狀圖。此三天是暑假期間,3d平均的照明插座日用電*為32.1kw·h;3d平均的日用水量為5.54m與圖3中2015年6月25日~6月27日3d用電和用水相比分別減少58.3%和83.4%。

3.2用水、用電能耗對比分析

能耗管理系統(tǒng)可以對各建筑分項能耗數(shù)據進行同比、環(huán)比對比分析[圖56分別為行政樓從2014年12月~2016年4月的月用電用水量對比圖對比分析圖中數(shù)據可以發(fā)現(xiàn)2016年3月和2015年3月相比用水和用電分別減少39.3%和19.4%兩的4月份節(jié)能率與3月份類似。經過調研，行政樓節(jié)電主要是因為采用了新型的LED節(jié)能燈具學校正在對各棟樓的燈具陸續(xù)進行更換。學校后勤維修部門對系統(tǒng)監(jiān)測到的一些可能漏水點進行排查,發(fā)現(xiàn)并修復了一些漏水點，與往年相比,系統(tǒng)同期的用水量也有所降低圖56中2015年2月和2016年1月的月用電量和月用水量都為0是因為放寒假期間沒有管理人員值班，關閉了水電能耗管理系統(tǒng)，已向相關工作人員反映此問題，以后會有所改進。

4供熱能耗監(jiān)測與分析

4.1供熱計量管理系統(tǒng)組成及在線監(jiān)測

供熱計量管理系統(tǒng)應用在某學院的17幢教師住宅中，供熱計量的總建筑面積為197241該系統(tǒng)從2015年10月中開始調試行供熱計量管理系統(tǒng)平臺可實時監(jiān)控,系統(tǒng)可眉夜監(jiān)控記錄各用戶的情況并實時記錄數(shù)據在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)管理員通過計算機界面顯示數(shù)據，可以直觀地觀察所有用戶熱能使用量、繳費信息、室內溫度等系統(tǒng)運行中的相關