能耗監(jiān)測在建筑節(jié)能中的作用.doc

能耗監(jiān)測在建筑節(jié)能中的作用 畢強 趙敏【摘要】建筑耗能是我國能源消耗的主要組成部分，也是節(jié)約能源的重要領(lǐng)域，本文首先對我國建筑能耗進行分析，然后介紹國內(nèi)能耗監(jiān)測的現(xiàn)狀。針對我國目前缺乏有效的建筑能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的情況，提出能耗監(jiān)測系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的作用，最后闡述能耗監(jiān)測系統(tǒng)的平臺的社會節(jié)能效益。一、 我國建筑能耗的分析隨著我國城市化進程的加速，預(yù)計到2020年，全國城市生活人口將達到總?cè)丝跀?shù)的56%以上，相應(yīng)的建筑物和設(shè)施也將成倍增加，使得建筑能耗的大幅增加將不可避免。建筑用能是能源消耗的主要組成部分,，同時建筑節(jié)能也是節(jié)約能源的重要領(lǐng)域。然而，從現(xiàn)行的國家統(tǒng)計年報體系中，很難得到比較準確的建筑能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)，致使各級政府行政管理部門在制定節(jié)能減排目標，編制相關(guān)發(fā)展規(guī)劃及政策法規(guī)和標準規(guī)范時，缺乏有效的建筑能耗數(shù)據(jù)。二、 國內(nèi)能耗監(jiān)測的現(xiàn)狀我國建筑能耗的管理方面缺乏統(tǒng)一的統(tǒng)計方法和嚴格的統(tǒng)計制度，各地方的統(tǒng)計方法也各異，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)資源殘缺，共享度低，這極不利于我們對建筑能耗做出正確客觀的把握，也不利于合理的節(jié)能規(guī)范的制定，同時在某種程度上阻礙了節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和客觀的評價。目前，我國已把資源節(jié)約列入基本國策，建筑節(jié)能也日益得到從中央到地方前所未有的重視。三、 能耗監(jiān)測系統(tǒng)概況建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)對水、電、氣等能耗進行分類分項計量，水、電、氣等表具數(shù)據(jù)通過485屏蔽雙絞線傳輸至能耗數(shù)據(jù)采集器，采集器對采集到的數(shù)據(jù)進行初步分析、篩選、統(tǒng)計歸類后把系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)通過主干通信網(wǎng)絡(luò)上傳至能耗監(jiān)測服務(wù)器，服務(wù)器通過對數(shù)據(jù)的分析、計算、診斷實現(xiàn)建筑能耗的數(shù)據(jù)管理。能耗監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)提供一個公平、定量衡量各建筑用能狀況的“尺子”基于規(guī)范化的能耗分項計量和監(jiān)測結(jié)果，通過數(shù)據(jù)分析、診斷，實現(xiàn)能耗管理，行政監(jiān)管，并鼓勵先進、督促落后。在此基礎(chǔ)上，還可進一步實現(xiàn)大型公建的分型用能定額管理。系統(tǒng)的建設(shè)包括三大部分：1. 監(jiān)控平臺軟件：分析建筑長期運行的數(shù)據(jù)，通過各個單體建筑上傳的能耗數(shù)據(jù)進行縱向、橫向、多時間、多維度的對比，制定能耗標準。2. 監(jiān)控平臺硬件:a) 基礎(chǔ)硬件:服務(wù)器、防火墻、不間斷電源等b) 基礎(chǔ)軟件：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等3. 監(jiān)測終端：a) 單體建筑能耗管理系統(tǒng)：單體建筑內(nèi)安裝，對能耗數(shù)據(jù)進行處理得出完整的在線能耗監(jiān)測方案與細致的能耗分析診斷方案，以便節(jié)能改造和運行策略調(diào)整b) 采集器：要求適應(yīng)性強，兼容性強，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，具備斷點續(xù)傳功能c) 電表、水表、冷量表：要求具有遠傳功能，讀數(shù)穩(wěn)定數(shù)據(jù)管理項對于大型公建中構(gòu)成復(fù)雜，難以表述清楚的用電進行分項計量。對電耗分成32個分項進行計量。包括19個底層分項和13個上層符合分項。該模型滿足住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部國家機關(guān)辦公建筑及大型公共建筑樓宇分項計量技術(shù)導(dǎo)則。該能耗模型按照終端用能設(shè)備用能的不同特點，進行能耗劃分，完全覆蓋建筑中所有常見的用能設(shè)備，分項詳細，便于進行數(shù)據(jù)分析，通過橫向比較不同建筑的分項能耗指標，得到清晰結(jié)論。從建筑電氣的角度，大型公共建筑的電力負荷一般分為照明負荷和動力負荷兩種。照明負荷包括燈具、插座設(shè)備、計算機等220V單相電設(shè)備。動力負荷包括使用380V三相電機的大功率設(shè)備，如電梯、冷機、水泵、風(fēng)機等。配電支路的劃分與分項能耗模型的劃分不一致，這就造成需要將某一“混合支路”中不同類型的用電設(shè)備的能耗拆分開。如某“照明支路”，包括室內(nèi)照明、插座設(shè)備、廚房炊事設(shè)備、信息機房、空調(diào)末端風(fēng)機盤管等多種設(shè)備用電如何將“混合支路”中不同類型用電設(shè)備的能耗拆分開，是建筑能耗監(jiān)測的重點和難點。一般有兩種辦法：1. 多裝表這種方法不僅造成造價大幅度提高，在實際工程中也被證明是基本不可行的。因為要通過裝表將“混合支路”中不同類型的用電設(shè)備的能耗分開，需要大量的電表，同時末端樓層配電箱也往往需要進行電路改造，工作量相當大。很多廠家往往為了工程實施下去，對一些無法拆分的“混合支路”不作處理。如“照明插座用電”往往包括“空調(diào)用電”“特殊功能設(shè)備用電”等。造成數(shù)據(jù)錯誤，無法進行后面的能耗監(jiān)管和節(jié)能分析。2. 間接計量方式。建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)采用能耗拆分計算的間接計量方式。按照一種算法，將直接計量得到的配電支路能耗，拆分為分項能耗。不僅降低裝表數(shù)量，也是唯一可行得到準確分項能耗數(shù)據(jù)的方法。目前使用的能耗數(shù)據(jù)拆分技術(shù)為比例分配法、模式匹配法、通斷量修正法及波形分析法的組合應(yīng)用得到準確的分享能耗數(shù)據(jù)、需要特別說明的是，雖然拆分算法有一定的不準確度，但一定比前一種在工程上不可行的方法得到的數(shù)據(jù)準確可靠。a) 采用間接計量方式需要規(guī)范合理的系統(tǒng)設(shè)計方法在建筑配電系統(tǒng)中的哪些支路上裝表，有很多可能性。哪種方案得到的數(shù)據(jù)準確度更高。這是能耗監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計時需要解決的問題。好的裝表方案可以在保證數(shù)據(jù)一定準確性的情況下，減少裝表數(shù)量，節(jié)省項目投資。建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計軟件，可以對各種裝表方案進行評價，系統(tǒng)設(shè)計階段可以通過建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計軟件獲得最有設(shè)計方案。b) 最優(yōu)化拆分算法當一塊電表帶的支路包含不同類型的末端時，如何將不同類型的末端電量拆分開是拆分計算的核心所在。由于末端電量是隨時間不停變化的，因此采用固定的拆分比例必定不能得到準確的拆分結(jié)果。根據(jù)不同類型末端電量的變化特點，定義了不同的逐時特征集，每一時刻的拆分都采用最優(yōu)化邊界條件。這樣的拆分算法兼顧了末端特點的共性與特定建筑末端的特性。c) 能耗拆分的思路1) 對支路中各末端集的能耗進行估算2) 參考估算能耗，對支路總電耗進行拆分3) 實際上是在通過調(diào)整各末端集的估算能耗值，使它們的和等于支路總電耗4) 得到能耗拆分結(jié)果d) 能耗拆分極大減少建筑業(yè)主初投資建筑能耗數(shù)據(jù)詳細分析，需要建筑內(nèi)所有末端設(shè)備數(shù)據(jù)，建筑內(nèi)配電復(fù)雜多樣，建筑配電支路混合情況復(fù)雜多樣，毫無規(guī)律，如果通過物理方法進行數(shù)據(jù)計量，需要進行大量末端采集點的選擇，數(shù)據(jù)點巨大，帶來巨大的項目初投資。數(shù)據(jù)拆分和深度處理通過對建筑內(nèi)配電系統(tǒng)的詳細調(diào)研，得到建筑內(nèi)配電支路的各種混合信息，根據(jù)建筑具體調(diào)研信息進行軟件系統(tǒng)配置，軟件系統(tǒng)會調(diào)用內(nèi)部數(shù)學(xué)算法對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行拆分，得到基于標準能耗模型的能耗數(shù)據(jù)和末端數(shù)據(jù)。主要拆分算法案例解析如下：拆分對比圖拆分前，各個配電支路為照明插座和風(fēng)機盤管的混合支路，在避免投資過大的前提下，盡量減少計量儀表的安裝，選擇特征性比較大的支路安裝計量儀表，通過系統(tǒng)基于不確定度的數(shù)學(xué)算法完成數(shù)據(jù)的拆分和深度處理，最終可以得出每類用能末端的能耗數(shù)據(jù)。四、 能耗監(jiān)測系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的作用1. 能耗監(jiān)測系統(tǒng)對于建筑節(jié)能工作的必要性大型公共建筑節(jié)能的目標是在保證服務(wù)品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低實際運行過程中的能源消耗。要實現(xiàn)這個目標，需要有準確詳實的能源數(shù)據(jù)作為能耗分析、統(tǒng)計、診斷的基礎(chǔ)。建筑節(jié)能，一切以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，這不僅是發(fā)現(xiàn)問題的依據(jù)也是檢驗節(jié)能改造效果的標準。沒有對實際用能數(shù)據(jù)真實全面的掌握，就無法科學(xué)有據(jù)地找到建筑節(jié)能的工作方向，進而開展“以用能數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的建筑節(jié)能”。 大型公共建筑功能復(fù)雜，用能設(shè)備系統(tǒng)繁多。不同用能途徑對應(yīng)著不同用能系統(tǒng)，不同的用能系統(tǒng)又由不同的運行管理主體負責(zé)。如果僅針對一座建筑物的總能耗進行計量，就難以掌握建筑內(nèi)各用能系統(tǒng)的實際用能狀況，也就不能真正有效地管理和指導(dǎo)具體的節(jié)能工作。只有根據(jù)用能系統(tǒng)的性質(zhì)和所歸屬的管理運行方，對各用能子系統(tǒng)的用能情況進行分項計量，才能了解各用能子系統(tǒng)的真實能耗狀況。同時，為了觀察各個設(shè)備子系統(tǒng)的運行規(guī)律和某些典型工況下的運行效率，每周甚至每天一個能耗數(shù)據(jù)，已經(jīng)無法滿足后期分析及診斷的要求。更大密度的數(shù)據(jù)采集勢在必行?；谏鲜鰞牲c原因，人工抄表加手工記錄等相對原始的數(shù)據(jù)采集方式已不能滿足這種多分項高密度數(shù)據(jù)采集的要求。此外，龐大的能耗數(shù)據(jù)還需要一系列的維護、儲存和查閱工具來進行輔助管理。能對建筑內(nèi)各用能子系統(tǒng)進行詳細分項、分系統(tǒng)計量，并通過相應(yīng)能耗模型對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的建筑能耗信息管理系統(tǒng)應(yīng)運而生，并將成為衡量建筑用能是否合理的“尺子”，推動建筑節(jié)能的“工具”。2. 統(tǒng)計能耗數(shù)據(jù)有效的建筑能耗監(jiān)測平臺可以給出我國建筑物所消耗終端能耗的具體數(shù)據(jù)，定量描述我國建筑能耗的具體狀況（如發(fā)展的特點、不同功能建筑能耗的特點、不同地域建筑能耗、建筑內(nèi)不同終端用能特點等），是建筑節(jié)能工作的重要基礎(chǔ)。我國總的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計渠道單一，目前的統(tǒng)計主要依靠現(xiàn)有的國民經(jīng)濟統(tǒng)計體系和某些行業(yè)的統(tǒng)計年報，這對于分散于各個部門的建筑能耗統(tǒng)計來說，是遠遠不夠的。目前我國還未建成這一平臺，直接后果是使建筑節(jié)能工作一直有很大的盲目性，甚至誤導(dǎo)工作方向和重點。盡快搭建我國建筑能耗監(jiān)測平臺，并使其有效運行，對于建筑節(jié)能來說是一項有深遠戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)性工作。動態(tài)、完整、準確地能耗統(tǒng)計，能更好地確定建筑節(jié)能的重點、發(fā)展變化的趨勢，指導(dǎo)建筑節(jié)能工作的開展，為制定法律和行政管理制度，提供了依據(jù)和基礎(chǔ)。此外，一定范圍內(nèi)建立適當形式的建筑能耗數(shù)據(jù)公開和公布制度，利用網(wǎng)絡(luò)、媒體、形成刺激和輿論機制，用實際能耗數(shù)據(jù)來督促和教育建筑物的使用者，保持“隨手關(guān)燈”、下半班時關(guān)燈、關(guān)電腦、關(guān)空調(diào)等“三關(guān)”的綠色節(jié)約型生活模式，促進公眾對建筑節(jié)能事業(yè)的參與。3. 提高能源管理沒有數(shù)據(jù)就沒有管理。實時在線監(jiān)測系統(tǒng)為各級政府主管部門提供了一個公平、定量衡量各建筑用能狀況的“尺子”，在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以對所管轄的建筑進行更準確更精細化的管理。各級政府主管部門可以建立一套完整規(guī)范的建筑節(jié)能運行指標體系（如國務(wù)院于2008年頒布的建筑節(jié)能運行管理條例），包括各類大型公共建筑運行能耗分項定額指標和各級用能子系統(tǒng)的綜合能效指標。使用能耗監(jiān)測平臺對各指標進行集中的動態(tài)監(jiān)測和管理，時刻觀察其各項用能狀況的變化，并不斷與指標中規(guī)定的用能標準進行比對，杜絕各種由于管理運行的疏忽造成的用能增加，同時對各相同功能的建筑進行運行分項能耗的橫向比較，獎優(yōu)罰劣。并對實際的用能數(shù)據(jù)實施能耗定額管理，來不斷督促物業(yè)管理人員優(yōu)化運行管理方法，保證系統(tǒng)節(jié)能運行。從而使建筑節(jié)能行政管理工作從目前粗放的定性管理模式變?yōu)榭茖W(xué)的定量化管理模式。4. 節(jié)能降耗通過這個平臺促進了節(jié)能運行和節(jié)能管理，在不增加其他任何投資的前提下可以降低運行能耗5%-10%。通過這一平臺促成建筑節(jié)能改造和節(jié)能運行后還可以產(chǎn)生10%-20%的節(jié)能效果。該平臺主要通過以下幾方面達到節(jié)能的目地：a) 找到管理漏洞或能耗漏洞：因物業(yè)使用者的節(jié)能意識和管理水平的缺失，其管理的建筑往往存在較大的能耗漏洞（如夜間空調(diào)箱風(fēng)機長期不關(guān)，消防風(fēng)機不正常開啟等）通過觀測相關(guān)用能系統(tǒng)的不同時段的動態(tài)指標可以找到相應(yīng)的能耗漏洞。加強管理后立即獲得節(jié)能收益；b) 優(yōu)化系統(tǒng)運行策略：建筑物中的各用能子系統(tǒng)，特別是空調(diào)系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因其協(xié)調(diào)匹配（如冷機調(diào)節(jié)不當，冷凍站輸配系統(tǒng)匹配不當、新風(fēng)機系統(tǒng)調(diào)節(jié)不當、變風(fēng)量箱調(diào)控不當?shù)葐栴}）不當而產(chǎn)生的用能浪費往往是物業(yè)管理人員不易發(fā)現(xiàn)，較難解決的。通過挖掘各用能子系統(tǒng)不同時間段的能效指標，暖通節(jié)能的專業(yè)人員可以較容易的發(fā)現(xiàn)運行策略不力的問題，長期不斷地為物業(yè)管理人員提供合理的運行調(diào)節(jié)建議，進而達到降低能耗的目地。c) 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中某些重點用能設(shè)備的故障：大樓中的某些大型設(shè)備發(fā)生故障時（如冷凍機、新風(fēng)機、水泵故障、或者閥門堵塞、傳感器故障），可能并不是無法實現(xiàn)其功能，或者產(chǎn)生某些異常的噪音及異象，而僅僅是其使用能耗急劇增加、或者與其關(guān)聯(lián)的某些設(shè)備的使用能耗急劇增加，物業(yè)人員例行地維護和巡檢工作往往很難發(fā)現(xiàn)這些問題。通過在線能耗監(jiān)測，我們可以很輕易的找到這些故障設(shè)備能耗的異變，進而發(fā)現(xiàn)其故障，進行檢修，避免了因設(shè)備故障而造成能耗增加。d) 提升使用者的節(jié)能意識：美國智能電表概念的大熱源于其近期得到的一個心理學(xué)研究成果表明，讓每一個使用者實時地了解其能耗的使用情況，有利于促進他們的節(jié)能意識，進而通過有效的行為節(jié)能的方式（如人走“三關(guān)”，夏季調(diào)高空調(diào)設(shè)定溫度等等），降低建筑物的運行能耗。e) 找到最佳的改造方向：同樣是節(jié)能改造，同樣需要那么多錢，有些方向是事半功倍，有些方向反之。擁有建筑物長期的分項能耗數(shù)據(jù)，就能夠非常容易的讓業(yè)主找到最合理的改造方向，估算改造潛力、節(jié)能預(yù)期及回收年限，謹慎合理地使用每一筆投資。5. 評價效果因為建筑節(jié)能的目標應(yīng)該是實際建筑能源消耗數(shù)量的降低，因此就應(yīng)該以實際的能源消耗數(shù)據(jù)作為向?qū)?，作為建筑?jié)能工作唯一的評價標準和追求目標。對既有大型公共建筑的節(jié)能改造不能簡單地“加保溫、換熱泵、安裝太陽能”，而是應(yīng)該根據(jù)建筑能耗歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)和現(xiàn)場必要的測試參數(shù)，發(fā)現(xiàn)高耗能環(huán)節(jié)，然后對節(jié)能指標從上至下進行層層分解測試或計算，直至找到節(jié)能診斷和改造的具體對象，明確問題癥結(jié)所在，再實施具體的節(jié)能改造措施。在節(jié)能改造之后，需要通過能耗監(jiān)測系統(tǒng)的長期監(jiān)測節(jié)能指標的具體變化，對節(jié)能改造的成果給予合理評價。對于各級行政主管部門，有利于其合理評價每一筆節(jié)能補貼產(chǎn)生多少切實的節(jié)能效果，找到并推廣先進恰當?shù)慕ㄖ?jié)能技術(shù)。對于節(jié)能監(jiān)測公司而言，可以使之成為其與業(yè)主之間核定節(jié)能量的依據(jù)，促進合同能源管理在大型公共建筑中的良性發(fā)展。6. 扶植產(chǎn)業(yè)節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，其中一個很重要的瓶頸就是對于節(jié)能量的統(tǒng)計無法定量。這一結(jié)果直接導(dǎo)致了合同能源管理無據(jù)可依、后期收費難的問題，也帶來了各種節(jié)能技術(shù)無法評價，各種節(jié)能數(shù)據(jù)充斥報端的效果。能耗監(jiān)測平臺帶來了詳實而全面的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)，各種衍生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將更具有堅實的基礎(chǔ)。從長遠來看，更多更好的技術(shù)將被應(yīng)用，而一些并不節(jié)能的技術(shù)將被淘汰，從而促進節(jié)能產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。另一方面，能耗監(jiān)測平臺更注重基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建設(shè)，這些數(shù)據(jù)使更多的企業(yè)進入節(jié)能行業(yè)成為可能。從這些數(shù)據(jù)中，也可以衍生出更多的服務(wù)，促進節(jié)能監(jiān)測向縱向發(fā)展。未來的能耗管理可能形成交互式的數(shù)據(jù)中心模式，把能耗管理從政府監(jiān)管轉(zhuǎn)向更廣泛的民間使用，遠程數(shù)據(jù)交換、遠程診斷、遠程能源托管等新的服務(wù)模式將不斷涌現(xiàn)。基于數(shù)據(jù)的從體力勞動向腦力勞動轉(zhuǎn)變將成為節(jié)能行業(yè)的趨勢，未來將會有更多的軟性產(chǎn)品出現(xiàn)，更多的個人和企業(yè)將進入這一行業(yè)提供服務(wù)，而能耗監(jiān)測平臺將成為所有產(chǎn)品和服務(wù)的收費基礎(chǔ)。五、 能耗監(jiān)測系統(tǒng)的主要特點能耗監(jiān)測系統(tǒng)是一種利用智能化計量技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、建筑模擬技術(shù)等多種現(xiàn)代信息技術(shù)，綜合集成而成的計算機實時管理輔助工具系統(tǒng)。目前，許多商業(yè)建筑中安裝的BAS系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)等是能耗監(jiān)測系統(tǒng)的雛形。與BAS、配電監(jiān)控等現(xiàn)有系統(tǒng)相比，能耗監(jiān)測系統(tǒng)的主要特點如下。1. 清晰明確的分項計量與配電監(jiān)控系統(tǒng)偏重用電支路安全的使用目的相比，能耗監(jiān)測系統(tǒng)側(cè)重于各用能子系統(tǒng)的能源消耗狀況。在能耗監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)過程中，對計量支路下屬符合設(shè)備系統(tǒng)的調(diào)研和梳理往往是工作量最大的環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)的工作看似簡單，但在實際商業(yè)建筑中卻非常不易，就連工程管理和運行人員都很難準確說明每一條電支路連接的電負荷。像某些商業(yè)綜合體，用能系統(tǒng)單元繁多，一次配電回路往往就多達三四百條，其下接負載設(shè)備更是數(shù)以千計，要將如此繁雜的設(shè)備系統(tǒng)調(diào)研梳理清楚，使計量對象清晰明確就需要有一整套計算機輔助工具來協(xié)助工程人員和物業(yè)管理人員。綜上所述，能耗監(jiān)測系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配電監(jiān)控系統(tǒng)相比，在軟件開發(fā)和項目實施過程中，增加了許多與計量對象相關(guān)的工作。大量的計量支路與下屬負荷設(shè)備的關(guān)系信息，使最終的數(shù)據(jù)表達更加貼近用能系統(tǒng)單元的實際情況。2. 統(tǒng)一的分項模型描述“清晰明確的分項計量”需要“統(tǒng)一的分項模型描述”。每個建筑的形式、系統(tǒng)、功能等各不相同，其用能狀況的表達形式亦不盡相同，而我們又希望能夠?qū)Σ煌ㄖ挥媚茏酉到y(tǒng)的用能狀況進行橫向比較。解決這一難題的思路是：定義某種大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)標準模型，實現(xiàn)對大型公共建筑各種復(fù)雜用能系統(tǒng)的統(tǒng)一刻畫；這種能耗數(shù)據(jù)模型應(yīng)當是分層次的，以實現(xiàn)各個建筑各種用能系統(tǒng)在不同層次上的可比性；位于這種能耗數(shù)據(jù)模型底層的分項能耗，應(yīng)當具有清晰、具體的定義，在實際操作中能將各種用能設(shè)備分別劃分到底層分項能耗的范疇。這樣就能實現(xiàn)不同建筑內(nèi)功能相同、形式相近的用能系統(tǒng)或設(shè)備在底層分項能耗的可比性，對應(yīng)具體用能狀況或問題；位于該能耗數(shù)據(jù)模型上層的分項能耗，多是由底層的分項能耗合并構(gòu)成的，通過這樣的層級關(guān)系，可以實現(xiàn)不同建筑內(nèi)功能相同但形式差別較大的用能系統(tǒng)或設(shè)備上層分項能耗的可比性。在這一思想的指導(dǎo)下，各個建筑物在用能系統(tǒng)或設(shè)備上的差異總能在統(tǒng)一的能耗數(shù)據(jù)模型中找到某個層次上的可比性，在統(tǒng)一的平臺上解決了橫向比較與分析要求的“統(tǒng)一性”與實際建筑用能狀況“特殊性”之間的矛盾，實現(xiàn)了統(tǒng)一平臺上的城市化節(jié)能管理。3. 實時數(shù)據(jù)采集在傳統(tǒng)的BAS或者配電監(jiān)控系統(tǒng)中，能源參數(shù)信息的采集步長設(shè)定往往是以每天或每周計。這是因為該類系統(tǒng)主要處理的是總量統(tǒng)計工作，側(cè)重于完成日度、月度能源財務(wù)報表。而在能耗監(jiān)測系統(tǒng)中，除了每日或每周對各用能設(shè)備子系統(tǒng)進行能耗統(tǒng)計外，其必不可少的工作還包括采集并分析各用能系統(tǒng)的運行規(guī)律，變化趨勢進而找到管理節(jié)能或改造節(jié)能的手段。因此以每天或每周為步長的數(shù)據(jù)就遠遠不能滿足要求了。根據(jù)仙農(nóng)定理，采樣的頻率要大于信號頻率的兩倍，也就是說數(shù)據(jù)采集的頻率要達到能耗數(shù)據(jù)變化頻率的兩倍。而在建筑中受電表分辨度的影響，一般一個支路的能耗變化頻率為二十分鐘到半個小時每次，因此能耗監(jiān)測系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)的采集頻率應(yīng)不低于十分鐘每次。這樣高密度的數(shù)據(jù)采集比原有的人工記錄方法增加了近百倍的信息量，好像一個放大鏡，可將任何細微的能耗拐點都清晰呈現(xiàn)。4. 長期數(shù)據(jù)儲存、維護以及管理與BAS關(guān)注過程控制、瞬時參數(shù)不同，能耗監(jiān)測系統(tǒng)常常要分析比較幾個月甚至幾年的能耗數(shù)據(jù)變化。因此長期數(shù)據(jù)的存儲、維護以及管理在系統(tǒng)中就尤為重要。盡管目前數(shù)據(jù)采集、傳輸及存儲技術(shù)已相對成熟，但在實際應(yīng)用過程中，仍需解決一系列的技術(shù)問題和管理問題。首先，商業(yè)建筑的用能設(shè)備以及租戶（即用能單元的運行管理主體）經(jīng)常會發(fā)生變化，而本著計量對象清晰明確的原則，隨著這些計量對象的變化，能耗監(jiān)測系統(tǒng)的配置與定義也應(yīng)隨之調(diào)整；其次，在大型公共建筑中，配電系統(tǒng)為使其供電可靠或為使變壓器負載均衡，多采用雙路或多路供電，在實際運行過程中有時就需要根據(jù)負荷與電源狀況，進行倒閘操作，改變配電電路的連接關(guān)系，即計量對象與計量設(shè)備之間的連接關(guān)系發(fā)生變化，如果不能及時跟蹤和反應(yīng)這一工況轉(zhuǎn)換，就可能使計量結(jié)果出現(xiàn)異常，所記錄數(shù)據(jù)失去價值。因此，必須根據(jù)這些現(xiàn)象對管理系統(tǒng)進行相應(yīng)的調(diào)整。此外，因為檢修、更換、意外故障等原因能耗數(shù)據(jù)會在某一時間段產(chǎn)生丟失和錯誤，這就需要根據(jù)一定的算法對這些丟失或錯誤的數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的修復(fù)和校正，避免形成錯誤信息，誤導(dǎo)節(jié)能管理和節(jié)能診斷工作。綜上所述，為了確保長期數(shù)據(jù)的儲存、維護和管理工作順利進行，能耗監(jiān)測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)修復(fù)、補漏、斷點續(xù)傳等功能具有十分重要的意義。5. 能源利用角度的數(shù)據(jù)分析與BAS或配電監(jiān)控系統(tǒng)注重狀態(tài)監(jiān)控的用戶界面不同，能耗監(jiān)測系統(tǒng)的用戶界面多以數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘為主。因此，能耗監(jiān)測系統(tǒng)更多的是通過柱狀圖、曲線圖、對比圖、餅圖、堆積圖等數(shù)據(jù)圖表，通過分析日、周、月、年不同時間步長的能耗變化趨勢，分析比較各用能單元的能耗差別，研究挖掘各設(shè)備子系統(tǒng)的能耗比例等。六、 城市級能源信息管理中心與城市化節(jié)能管理建立城市級建筑能源管理中心也就是建立城市內(nèi)部各個建筑運行能耗數(shù)據(jù)的采集、匯總、比較分析平臺，其作用除了上文提到的指導(dǎo)并輔助各單體商業(yè)建筑進行全過程節(jié)能管理以外，還將使城市內(nèi)部的各建筑從彼此隔絕的獨立管理，轉(zhuǎn)變?yōu)樵谝粋€相關(guān)群體內(nèi)的相互對照、彼此促進的城市化管理；從分散的經(jīng)驗型管理，發(fā)展成規(guī)范化、可復(fù)制的科學(xué)管理。1. 集中管理多個建筑能耗數(shù)據(jù)的實用價值當只有一座建筑物某一單一用能子系統(tǒng)時，唯一可以參照和比對的就是這個系統(tǒng)以前的用能數(shù)據(jù)。但這樣的比較僅能了解單個建筑自身的變化，缺少獲得其能耗相對水平的數(shù)據(jù)支持。尤其對于大型公共建筑，根據(jù)目前的調(diào)查，同樣功能類型建筑內(nèi)同一用能子系統(tǒng)，不同建筑間的單位面積能耗可能有幾倍甚至十余倍的差別。了解這些差別，尤其對于那些高能耗建筑的管理者，可以了解自己管理的用能子系統(tǒng)與其他同類建筑同類系統(tǒng)的差異，知道各自可能的節(jié)能潛力，對改善管理，降低能耗有非常實際的作用。尤其是像大型商業(yè)廣場這樣業(yè)態(tài)相同、營業(yè)特點相似的城市化連鎖性企業(yè)，這樣內(nèi)部的比較參考性更強，價值更高。城市內(nèi)部同類建筑、同類子系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)，還可以為新建項目的設(shè)計提供必要的參考和指導(dǎo)，設(shè)計部門可以通過這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)，進行全面的系統(tǒng)模擬分析，預(yù)測各用能單元的實際全年用電量，從而校核各個設(shè)計參數(shù)?！皵?shù)據(jù)的準確，決定了決策的準確”。通過采集和匯總城市內(nèi)各商業(yè)建筑的分項能耗數(shù)據(jù)，城市的管理者可以集中專家和專業(yè)技術(shù)人員力量持續(xù)地對其進行深入分析和對比，尋找其共性問題，及時向一線運行管理人員發(fā)出各種提示和節(jié)能指導(dǎo)。城市主管部門通過全面了解各建筑各子系統(tǒng)的實際用能情況，可以最大限度地獲得與之相關(guān)的決策依據(jù)，制定能源戰(zhàn)略，進而開展全城市范圍內(nèi)的節(jié)能管理工作，例如節(jié)能評定、用能定額管理等等。2. 建筑運行能耗指標體系建筑運行能耗指標體系，也就是系統(tǒng)地提出建筑中各設(shè)備子系統(tǒng)運行能耗的參考建議值，它好像一把“標尺”，可以讓管理者不僅知道各設(shè)備子系統(tǒng)的能耗“是”多少，還能知道它們“應(yīng)該是”多少，幫助運行管理人員客觀評價各設(shè)備子系統(tǒng)的運行能耗水平。建立運行能耗指標體系有很多方法，最簡單地就是統(tǒng)計一個建筑內(nèi)各設(shè)備子系統(tǒng)多年的歷史數(shù)據(jù)，求得歷史平均值，靠這種“自己跟自己比”的方法，來指導(dǎo)今后的運行管理工作。據(jù)調(diào)查，該方法也是目前眾多商業(yè)建筑評價用能管理水平廣泛采用的手段。但是，由于受歷史數(shù)據(jù)不足、氣候差異、系統(tǒng)老化、設(shè)備系統(tǒng)差異等諸多因素影響，該方法獲得的指標值并不能客觀評價系統(tǒng)的真實水平。比如，某個設(shè)備系統(tǒng)本身性能差效率低，但多年運行能耗穩(wěn)定，使用這種與歷史值比較的方法就不能發(fā)現(xiàn)其問題。為屏蔽設(shè)備系統(tǒng)、氣候差異等問題，我國政府通過統(tǒng)計大量的同類建筑歷史能耗數(shù)據(jù)，建立的地區(qū)級能耗指標體系，就更加客觀和科學(xué)。比如武漢市新建大型公建用能參考指標，將給出根據(jù)武漢市公共建筑實際運行能耗調(diào)查結(jié)果得到的“建筑直接用能”參考上限，也就是在目前技術(shù)水平下，在滿足建筑使用的各項功能與服務(wù)標準的前提下，應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)的用能上限。以上兩種方法都是通過歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法，獲得靜態(tài)的標準值數(shù)據(jù)。分項能耗指標可以分別評價各分項能耗的高低，當被評估建筑的實際分項能耗指標超過上述限值時，即判斷該指標超標。如果建成了城市級建筑能源管理中心平臺，我們可以根據(jù)城市內(nèi)建筑的分項能耗數(shù)據(jù)，建立適用于城市建筑特點的動態(tài)能耗指標體系。該體系可以每周或每月統(tǒng)計一次數(shù)據(jù)，得到當周或當月的動態(tài)能耗指標，方便快速地評價一線管理人員日常的運行管理水平。特別像大型商業(yè)廣場這樣具有連鎖性質(zhì)且業(yè)態(tài)較為一致的商業(yè)建筑群，運用特定的動態(tài)能耗指標體系進行管理尤為重要。在該體系中我們按月度統(tǒng)計各耗能指標單元的能耗，然后除以其對應(yīng)的面積得到建筑耗能指標。假設(shè)所有建筑的能耗指標都是服從正態(tài)分布的，根據(jù)每個單元能耗指標求統(tǒng)計平均和標準差，再按照公式：將兩者相加，得到該廣場該用能單元的能耗指標。指標體系根據(jù)城市建筑業(yè)態(tài)特點劃分用能單元，對城市內(nèi)部同種類型業(yè)態(tài)的建筑有很強的適用性。此外，總用電指標、總暖通空調(diào)用電指標、電梯用電指標等公共建筑中普遍存在的用能單元，該指標體系的數(shù)據(jù)也具備一定的對比價值。整個指標體系每月動態(tài)計算生成，可以屏蔽季節(jié)差異等因素。未來也會考慮加入客流量、氣候帶等因素調(diào)整參數(shù)，以期獲得最客觀的能耗評價標準。3. 以實際運行能耗指標為導(dǎo)向的大型公共建筑節(jié)能全過程管理由于商業(yè)建筑節(jié)能涉及到建筑從規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備采購安裝、運行調(diào)試到運行管理等各個方面，因此針對不同階段有不同的標準評審機制以及管理措施。在建筑初步設(shè)計及規(guī)劃階段，最重要的節(jié)能措施應(yīng)該是如何將建筑設(shè)計及室內(nèi)設(shè)計理念恰當?shù)呐c節(jié)能技術(shù)理念結(jié)合與落實；針對不同商業(yè)建筑的地域性、建筑造型設(shè)計不同、商業(yè)用途不同、使用方式不同找到真正切實有效地節(jié)能技術(shù)相匹配。避免盲目的選擇“多、大、新”的技術(shù)，忽略個體差異性而造成的節(jié)能措施反而費能的問題出現(xiàn)。同時，在詳細設(shè)計階段、施工驗收階段、調(diào)試運行階段以及運行管理階段，也相應(yīng)出臺了多項節(jié)能標準及評價體系等。然而，近年來出現(xiàn)很多各個階段標準與措施相互脫節(jié)甚至相互矛盾的問題，造成如下問題：前一階段滿足各項標準，而在下一階段卻不再符合；某一階段遇到問題在本階段很難解決時是否將上一階段通過驗收的設(shè)計推倒重來；在建筑交工通過驗收以后，實際運行中卻出現(xiàn)大量問題，浪費巨大能耗，導(dǎo)致新建不久的建筑又要進行節(jié)能改造等等。關(guān)鍵問題就在于建筑節(jié)能效果的表現(xiàn)與整個建筑設(shè)計、建造到運行管理全過程都有著密切關(guān)系，每一個環(huán)節(jié)都密不可分，每一個環(huán)節(jié)的失誤都會造成最終建筑用能的浪費。對于規(guī)劃、設(shè)計、設(shè)備采購安裝、運行調(diào)試、運行管理這個全過程而言，建筑節(jié)能全過程管理就是從統(tǒng)一的節(jié)能目標出發(fā)，針對不同環(huán)節(jié)的特殊性，得到每個環(huán)節(jié)的具體目標和條件，使每個環(huán)節(jié)既不重復(fù)也不矛盾，相互銜接通暢，從而達到節(jié)能目的。下面分別討論每個階段的節(jié)能管理工作：1. 規(guī)劃階段此階段主體是開發(fā)商和規(guī)劃主管部門。規(guī)劃部門從交通、市容、環(huán)境、功能等方面考察項目，提出如同限高、容積率、綠化率等限制指標，對于節(jié)能考核而言，提出相應(yīng)的建筑用能指標。該指標是根據(jù)建筑的規(guī)模和功能確定全年用能上限，這一數(shù)值將成為建筑建設(shè)完畢以及今后運行管理時的用能依據(jù)。這一數(shù)值將在規(guī)劃階段規(guī)避建筑高耗能的外觀（玻璃幕墻）及容積率設(shè)計。因為商用建筑用能以用電為主，其他能源如燃氣，燃油，城市熱網(wǎng)用熱量等均可折合成等效電統(tǒng)一核算。怎樣科學(xué)公平的確定這一用能指標，是這一個措施能否實行和落實的關(guān)鍵技術(shù)所在。對于城市化管理而言，如何確定城市下同類商用建筑的規(guī)劃用能指標，也是這一管理的關(guān)鍵技術(shù)所在。因此通過分項計量，得到實際運行能耗的建筑直接用能參考上限，也就是在目前技術(shù)水平下能夠滿足建筑使用功能和服務(wù)水平前提下的實際用能上限。此處建筑直接用能包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、電梯等設(shè)備和生活熱水能耗，不包括數(shù)據(jù)中心等特殊功能設(shè)備用電。2. 初步設(shè)計階段此階段的主體是開發(fā)商或業(yè)主與主管設(shè)計部門。開發(fā)商通過方案招標方式或其他方式，確定建筑方案和能源相關(guān)系統(tǒng)的初步形式，并且確定主要責(zé)任方。本階段與節(jié)能管理關(guān)系最大的部分就是方案評審過程。方案評審過程就應(yīng)該包括對設(shè)計方案的運行能耗論證報告評審。也就是說明為什么所提的方案可以使實際運行能耗控制在上一個階段中確定的建筑用能指標限制以內(nèi)。隨著建筑科技近幾十年的發(fā)展，我國已經(jīng)逐步形成了分析預(yù)測和評價建筑與設(shè)備方案的實際運行能耗工具和隊伍?？梢栽诔醪皆O(shè)計階段進行實際能耗預(yù)測。因此要求在方案評審論證報告中提出建筑直接用能總量以及各分項用量，而不能僅僅提供使用了哪些先進節(jié)能技術(shù)卻不提供實際能耗。3. 詳細設(shè)計階段此階段的主體是相關(guān)各設(shè)計部門。在這個階段將完成全套的工程設(shè)計文件，同時應(yīng)當做全面的系統(tǒng)模擬分析，預(yù)測各個用能分項的實際全年用電量，校核如同窗墻熱阻、空調(diào)系統(tǒng)冷水循環(huán)量、水系統(tǒng)壓降等各個設(shè)計參數(shù)，使得各項設(shè)計參數(shù)相互配合能夠滿足總的建筑用能指標節(jié)能目標。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)當同時確定每個用能分項的全年能耗量，例如空調(diào)、照明、設(shè)備等。同時還能確定對系統(tǒng)各項詳細指標的需求和定量要求，例如系統(tǒng)COP，冷機COP，水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)的輸送