大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)分析

高曉佳 穆宇晨

（1.吉林建筑科技學院 吉林省長春市 130000 2.哈爾濱醫(yī)科大學生物信息科學與技術學院 黑龍江省哈爾濱市 150000）

我國建設部提出，經過大數據統(tǒng)計分析，2020年底，全國建筑總面積已經超過400 億平方米，建筑能耗將達到十點九億噸標準煤，建筑在建造和使用過程中直接消耗的能源已占全社會總能耗的百分之三十左右。 我國當前大型公共建筑能耗在計量、傳輸、節(jié)能監(jiān)管層次存在一定問題，粗放式能耗管理在一定程度會造成大量的能耗浪費，大型公共建筑能耗監(jiān)測與節(jié)能管理已經成為我國節(jié)能減耗工作的側重點。雖然我國當前已經開展了信息化能好監(jiān)管工作，但是很多地方因為數據采集自動化程度較低，管理信息化程度較低，在數據上報的過程中，存在諸多瞞報問題，直接增加了能耗數據統(tǒng)計的難度。為了實現精準化的能耗數據信息采集，有效對能源消耗情況進行動態(tài)化管控，本文將針對大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)進行詳細分析。

1 國內外大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展

放眼國外來看，國外的智能樓宇技術已經較為成熟，能耗數據信息監(jiān)測的智能化、自動化水平也相對較高[1]。針對發(fā)達國家來說，尤其是針對大型公共建筑的能耗監(jiān)控是極其注重的，智能化能耗監(jiān)測設備也不斷完善，工程系統(tǒng)運行穩(wěn)定。針對我國來說，智能樓宇技術雖然有所運用，但是缺乏系統(tǒng)化的智能樓宇集成系統(tǒng)，相關觀念、理念并未形成，與國外仍然存在較大差距[2]。我國很多智能樓宇系統(tǒng)在運行的過程中，缺乏相關系統(tǒng)整體運行機制，會造成事半功倍問題，導致投資浪費，智能樓宇監(jiān)測系的實時性、可靠性、穩(wěn)定性都很難達到世界標準水平。國外當前很多信息化技術企業(yè)都已經針對大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，研發(fā)出了與其相匹配的系統(tǒng)性產品，美國霍尼韋爾、美國江森自控、德國西門子等公司，都積極進行了能耗監(jiān)測系統(tǒng)產品研發(fā)，促使國家大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定高效。我國智能樓宇發(fā)展雖然存在不完善之處，但是在國家和企業(yè)的共同努力推動之下，正在積極發(fā)展[3]。我國上海元上能耗計量管理系統(tǒng)、研華地BEMS 樓宇能源管理系統(tǒng)，都展現出了自身獨特價值，在我國大型公共建筑能耗監(jiān)控工作當中運用廣泛。

2 大型公共建筑能耗監(jiān)控數據采集

2.1 能耗監(jiān)控數據采集

大型公共建筑能耗數內部數據系統(tǒng)繁雜，并且耗能的單位較多，為了做好大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)構架，必須要對大型公共建筑能耗監(jiān)控數據信息內容進行把控。結合我國頒布的《國家機關辦公建筑和大型公共建筑的具體內容》當中的要求來看，大型公共建筑能耗數據信息監(jiān)控內容如圖1 所示。

2.2 能耗監(jiān)控數據處理

圖1：能耗監(jiān)控數據采集內容

圖2：大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)構建框架圖

在開展大型公共建筑能耗監(jiān)測的過程中，可以借助一般性檢驗計量裝置對能耗數據信息進行檢測，在明確能耗計量裝置最大值和最小值的基礎上，對各項數據進行監(jiān)控。針對電能表當中的功率情況進行驗證。為了保障數據信息采集的有效性，可以連續(xù)兩次進行數據信息采集，對兩次數據信息采集誤差進行把控，確保功率低于之路能耗設備最大功率的2 倍。在確保數據信息采集精準性的基礎上，還需要開展分項能耗數據計算，借助計量裝置開展檢測，結合各項能耗指標的計算方法，保障計量檢測水平。

3 大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)構建框架

3.1 系統(tǒng)框架

本文當中所研究的大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，緊密依照《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)——軟件開發(fā)指導說明書》當中的要求開展設計的，切實滿足了我國規(guī)定的設計標準。大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)框架搭建模式如圖2 所示，其主要目的便是獲取采集器前端數據信息。針對信息資源與數據層來說，便是在大型公共建筑當中，實現第一手能源消耗的數據信息獲取、傳輸，將采集到的能耗數據信息進行分類。針對應用層來說，涵蓋了數據及信息管理、分析展示、信息服務、后臺管理等四個層次內容，不同層次當中涵蓋了諸多字內容。應用層在大型公共建筑能耗監(jiān)控工作當中的功能，便是用于能耗數據信息處理、展示、數據信息監(jiān)測。在應用層當中，可以將每個功能當成獨立的系統(tǒng)模塊，在設計應用層模塊時，應該保障每個處理模塊相對獨立，減少各個模塊之間的相互干擾，為后續(xù)能耗數據信息處理做鋪墊。針對表現層來說，便是對社會當中不同角色可以結合自身的實際需求，對大型公共建筑能耗數據信息進行分析。

3.2 軟件構架

大型公共建筑能耗監(jiān)控工作一般是借助軟件APP 進行操控管理的，在本文當中所提及到的大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)軟件當中，涵蓋了監(jiān)控終端、數據庫、數據管理系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、防火墻、通信網絡、集中器、樓宇數據信息采集終端。智能樓宇系統(tǒng)所采集到的能耗數據信息，會傳輸到數據集中器當中，將建筑物當中電能表、水表、冷量表、氣表等能耗數據信息、運行狀態(tài)進行集中處理。集中器會將數據信息轉換成TCP/IP 協議數據包等，通信網絡在防火墻的作用之下，促使數據信息處理模塊運行，將有關的能耗數據信息傳輸到數據庫當中。數據信息采集系統(tǒng)對集中器當中的樓宇終端通信協議進行管理，定時對數據通信存在的錯誤進行查錯。針對數據丟失、工作異常等諸多內容進行相關數據處理，有效獲取數據庫當中的相關數據信息，結合系統(tǒng)設置的能耗監(jiān)測指標，動態(tài)化對建筑物當中的能耗情況進行監(jiān)控、測評、分析、存儲、展示。監(jiān)控終端一般會從數據庫當中獲取相關數據并且得出評估結果，對其進行綜合分析把控。監(jiān)控終端會結合數據庫、數據采集系統(tǒng)、通信網絡、防火墻、集中器等，對控制指令進行分析，以便于對樓宇的采集終端數據信息狀態(tài)把控。

4 大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)關鍵技術

4.1 多種能耗采集終端接入技術

在大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)當中，最為關鍵的技術之一便是多種能耗采集終端接入技術，以便于對公共建筑當中的多種能耗進行整合采集。不同品牌能耗監(jiān)控系統(tǒng)當中的多種能耗采集終端接入技術存在不同差異，如何借助一個集中器進行多種能耗采集連接至關重要[4]。因為不同能耗監(jiān)控系統(tǒng)存在私有協議，所以在選擇大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)時，應該對不同品牌的系統(tǒng)進行分析，明確各個品牌的私有協議、種能耗采集連接方式，保障不同品牌開發(fā)的能耗監(jiān)控系統(tǒng)滿足大型公共建筑的實際使用需求，確保軟件系統(tǒng)可以順利接入到不同能耗采集終端當中。

4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)技術

在實際開展大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運用時，需要結合系統(tǒng)的整體框架和模塊分層特點，引入本軟件平臺的開發(fā)技術。借助Java、JavaScrip 等編程語言進行程序編碼設計，將數據存儲庫與云存儲技術相銜接，確保能耗數據信息存儲的安全性與巨型容量。在進行數據信息傳輸通訊時，應該選擇穩(wěn)定的RS485 數據通信標準，保障存儲數據信息高質量運行。

5 大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)主要創(chuàng)新點

5.1 應用創(chuàng)新

大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)需要結合客觀需求，不斷進行應用創(chuàng)新。借助計算機技術手段，結合能耗指標要求，切實精準的確保動態(tài)化的數據信息傳輸與分析，實現對大型公共建筑能耗開展動態(tài)化實時監(jiān)測[5]。作為一種新型能耗監(jiān)測系統(tǒng)，必須要推動我國智能樓宇系統(tǒng)發(fā)展，實現我國節(jié)能減耗工作發(fā)展進步。

5.2 技術創(chuàng)新

針對大型公共建筑當中涵蓋了諸多能耗類型，大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)需要通過有線、無線等諸多方式，對電能表、水表、冷量表、氣表等設備進行數據信息連接分析。將各種設備與數據信息中心進行聯系，并且實現數據類型分項、分類計量、無線傳輸，有效降低成本，切實增強大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運行效率。

6 結束語

總而言之，大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)自身具備一定優(yōu)勢，在運行的過程中可以滿足當前社會綠色節(jié)能發(fā)展需求。為此，應該結合我國當前建筑事業(yè)發(fā)展需求，積極對大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)以及相關設備進行創(chuàng)新，完善能耗監(jiān)控系統(tǒng)相關配套設施，動態(tài)化及時對大型公共建筑的能耗進行分析，及時發(fā)現造成能耗過多造成的問題，并有針對性的進行改進，真正踐行我國節(jié)能減耗發(fā)展需求。