第一章 綜述
1.1 背景
建築耗能與工業耗能、交通耗能並列，成為我國能源消耗的三大“耗能大戶”，建築能耗約佔全社會總能耗的29%，未來將超過工業和交通等而居首位。大型公共建築數量佔總建築物的4%左右，而其耗能卻佔建築總能耗的22%，其單位面積的用電能耗為住宅的10～20倍，由於浪費與管理粗放，使這類建築的高耗電量更加突出，因此需要對這部分建築採取專門的管理模式，加強管理，實現節能降耗。
為貫徹落實《國務院關於印發節能減排綜合性工作方案的通知》精神，做好國家機關辦公建築和大型公共建築節能監管體系建設，按照建設部、財政部《關於加強國家機關辦公建築和大型公共建築節能管理工作的實施意見》，對省級機關辦公建築能耗進行遠程動態監測和管理，部分機關單位進行分項能耗數據實時採集、傳輸、處理，為省級機關辦公建築能耗監測、能耗統計、能源審計、能效公示提供數據支持。
2008年建設部頒佈《國家機關辦公建築和大型公共建築能耗監測系統》相關技術標準，2009年教育部聯合建設部、財政部也出臺了相應的《高等學校校園建築節能監管系統建設技術導則》，推動大型共建進行分項計量改造。
1.2 建築節能監測系統建設意義
目前大多數公共建築基本上是一塊總電錶，因此業主和物業公司及統計部門得到的僅是數萬平米大樓的總電耗一個數據，對開展節能工作需要的各耗能環節的狀況很難了解，能耗不合理部分存在的問題被掩蓋了。
建築能耗統計，特別是能耗分項計量，對國家相關能源政策的制定及建築耗能系統的優化運行具有重要的意義。相應地，為更加有效地實施能耗統計及建築用能管理，必然要求構建符合我國實際情況的建築能耗統計平臺及數據庫管理系統。通過能耗監測和能效評估，可以較快地發現建築運行過程中出現的問題，並採取措施，從而改善耗能系統運行狀況，提高能源利用率。
實行分項計量可以明確能耗在用能終端的分配情況，從而有利於加強管理，發現節能潛力所在，檢驗各項節能措施的效果等，對於節能策略的制定、實施和檢驗都具有重要的意義。它從一個方面體現了建築節能管理水平的高低。建築節能監測系統從系統監控裝置以及各個系統設備、控制器等處收集，積累與建築使用狀況相關的檢測、計量數據，並對積累的所有相關數據組合做成圖表，供建築群落對當前或任意階段使用狀況的能源進行分析和優化管理，結合專家能源分析，從而實現呈建築節能逐年遞增的效果。
1.3 節能原理
通過對分項計量數據的分析不僅可以隨時發現建築中突然出現的用能問題，而且可以捕捉到人工難以察覺的能耗問題，從而提醒運營管理人員及時處理，改善用能效率。項目實施的主要目標在於建築的節能降耗，主要有以下參考方法：
1.3.1 重點能耗監視
通過對大型公建的暖通空調、照明、動力、特殊用電等的分項計量，找出能耗佔比最高的幾項內容，列為該建築的重點節能方向，制定節能降耗指標，調動物管及業主單位的節能意識。
1.3.2 夜間運行能耗監視
過去由於沒有實時記錄手段，大廈物業管理人員到了夜晚，只有一兩個人值守，各種能耗問題就更容易被忽略。採用了分項計量系統後，這種問題得到了很大程度的改善，物管人員在監控室就能直接查詢各用電設備的耗電情況，就算當時錯過也能通過歷史數據查詢，及早的分析並消除電耗隱患。
1.3.3 待機能耗
冷水機組等大型設備在待機時依然會耗能，而辦公人員也經常出現夜晚電腦不關機的情況，這在沒有分項計量系統的情況下也很容易被物業人員所忽略。通過能耗管理系統的建設，可以及早定位這類待機損耗；
1.4 本方案遵循的標準或規範
l 《國家機關辦公建築和大型公共建築能耗監測系統軟件開發指導說明書》
l 《國家機關辦公建築和大型公共建築能耗監測系統分項能耗數據採集技術導則》
l 《國家機關辦公建築及大型公共建築分項能耗數據傳輸技術導則》
l 《國家機關辦公建築及大型公共建築數據中心建設與維護技術導則》
l 《國家機關辦公建築及大型公共建築樓宇分項計量設計安裝技術導則》
l 《國家機關辦公建築及大型公共建築建設、驗收與運行管理規範》
l 《GB50189-2015公共建築節能設計標準》
l 《GB/T2260中華人民共和國行政區劃代碼》
l 《DL/T645-2007多功能電錶通信規約》
9I�NS5\u001dl 《CJ/T188-2004戶用計量儀表數據傳輸技術條件》
l 《GB/T19582-2008基於Modbus協議的工業自動化網絡規範》
l 《GB9254-2016信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法》
l 《GB/T17618-2015信息技術設備 抗擾度 限值和測量方法》
l 《GB/T17626-2018電磁兼容試驗和測量技術》
l 《GB50168-2018電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準》
l 《GB50093-2013自動化儀表工程施工及質量驗收規範》
l 《GB/T50312-2016綜合佈線系統工程驗收規範》
l 《GB50168---2018電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收標準》
l 《GB50093-2013自動化儀表工程施工及質量驗收規範》
第二章 系統架構
大型公建能耗監測系統的範圍及內容主要包括：監測照明插座用電、應急照明用電、空調用電、電梯用電、消防用電等能耗，各用能支路安裝計量裝置，通過數據採集器上傳到建築物節能監測系統，實現能耗的在線監測和動態分析。
系統利用計算機技術、傳感器技術、數據庫技術、現代網絡技術，對建築的能耗數據進行採集、彙總、傳輸、分析，及時準確的為市節能監測數據中心提供建築能耗基礎數據，作為主管部門節能分析與決策依據。
2.1 總體架構
系統共分為三部分：現場採集子系統、子系統軟硬件系統，以及數據傳輸網絡。如圖2.1所示：
2.2 軟件總體架構
大型公建能耗監測系統設計從軟件結構上分為四個層次：數據源、數據平臺、基礎平臺、系統應用層，每個層次完成不同的任務，下層為上層提供相應的技術支持服務。系統遵循國家相關技術標準體系，具有身份認證、數據加密、數據備份、病毒防範等相關安全保障體系。2.3 技術先進性
系統方案在滿足建設部《國家機關辦公建築和大型公共建築分項能耗數據採集/傳輸/安裝技術導則》要求的條件下，並結合省級機關節能工作的實際需要，以及各機關單位對辦公建築管理的實際情況，進行科學合理的設計。
系統設計方案採用先進、成熟的技術平臺，總結和吸收了成功案例經驗，系統具有良好的開放性，同時系統設計時留有充分的擴展餘量，確保系統的功能擴展及系統升級能力。
系統和第三方接口，採用國際標準與行業標準的標準接口與通信協議，實現系統與第三方產品數據為無縫連接。
系統設計充分考慮系統的實時響應速度、抗干擾能力、適用環境、利用率、安全性、可維護性、以及先進靈活便於擴充性能。
系統應提供符合信息化發展的各項數據服務，通過與全局信息化系統的對接，優化決策體系，提升系統運行管理的信息化水平，實現優化集約的運行管理及設備管理。
整個系統設計遵循了安全性、可靠性、實用性、可擴性、可維護性、先進性原則。
第三章 現場採集子系統設計
3.1 分項計量系統設計
3.1.1 分項計量設計
所謂分項計量系統是對大型公建中的各種類型和不同功能用途的用電項目，如：照明、空調、辦公插座、餐飲、電梯、電開水器等分別安裝計量裝置。分項計量作為大型公共建築實現節能的咽喉，國內已經在幾十棟大型公共建築實施取得了顯著節能效果，並被大力推廣。
根據建設部《國家機關辦公建築和大型公共建築能源審計導則》，以及《山東省公共建築節能監測系統建設技術規範》節能監測系統應獲得的指標要求，大型公共建築建築用電迴路的分項形式和計量裝置的安裝位置宜按圖3.1分解。
圖3.1用電分項計量模型
xxxx計量裝置的選擇主要有三相電錶，用於記錄原始電能的消耗數據。由於建築物實際能耗還和天氣情況、使用條件、入往率等諸多因素相關，要求同時採集室外溫度及各樓層相應檢測點的溫度。在公建能耗中電能消耗為主體，所以最重要的是搞好配電系統的計量。
3.1.2 遠傳電錶計量
根據調研，xxxx一共需要安裝xx塊電能計量裝置。
說明：
根據國家及省相關標準，分項計量主要統計有功電能，在條件允許的情況下，可以增加電壓、電流、功率、功率因數等參數進行分析。原無功補償櫃、聯絡櫃配置的計量裝置未統計在內。
3.2 數據採集系統設計
數據採集系統採用針對大型公共建築節能監測系統LCDAUE-800D集中器產品。系統通訊規約採用《山東省公共建築節能監測系統建設技術規範》規定的採集規約，包括下行的DLT645規約及規範附錄H規定的上行通信規約。
3.3 現場組網方式
現場採集網絡有兩種可供選擇的基本形式：有線方式和無線方式，兩種技術各有所長，根據xxxx現場情況，建議採用RS485總線方式組網。
基於RS-485接口的總線型網絡具有成本低、通信距離遠、可懸掛節點多且結構簡單等特點，通信協議則遵循《山東省公共建築節能監測系統技術規範》之附錄H“建築物節能監測子系統主站與數據採集器通訊技術要求”。
採用這種結構的網絡，主站和從站之間只需一根雙絞線就可實現通信。這種形式的網絡，優點是技術成熟，抗干擾能力強，可靠性高。這種數據採集網絡，特別適用於新建建築，可在裝修時將採集網絡的傳輸線和建築內其它佈線一起掩埋。
第四章 應用軟件設計
市級數據中心是能耗數據儲存、運算、交換的中心，也是監測建築的節能指揮中心。為了使數據監測中心運轉順利。本方案將採用數據服務、應用、存儲相分離的架構，降低管理維護的成本。
數據中心採集並存儲其管理地區內監測建築的能好數據，並對本區域內的能耗數據進行處理、分析、展示和發佈。數據中心將各種分類彙總數據逐級上傳到升級數據中心。市級數據中心採集建築能耗數據的實時採集的數據點的採集密度是15分鐘（可設置）採集一次。
軟件系統採用多維數據展現、數據交叉、數據挖掘等數據展現手段；數據分組統計、數據特徵統計、發展性分析等統計分析方法，使不同的用戶能夠根據各自的工作需要，靈活定製統計分析報表，並設置報表瀏覽的權限。
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