浅谈基于建筑周期性校园能耗监管平台及产品应用
摘要:本文基于建筑全生命周期的概念,从规范建筑运行能耗管理的角度,提出通过建设校园能耗监管平台收集、上传、存储、分析能耗数据,提高校园能耗管理水平,为节约生态校园的建设提供一定的支持。
关键词:建筑能耗;能耗监管平台;全生命周期;绿色校园;
0引言
随着我国经济的发展,城市化和工业化步伐加快,我国建筑业进入快速增长阶段,建筑全生命周期能耗增加。根据2020年中国建筑能耗研究报告,2005年至2018年。全国建筑全生命周期能耗从2005年的9.34亿t标准煤增加到2018年的21.41亿t标准煤,年均增长6.6%。2018年全国建筑全生命周期能耗总量为21.47亿t标准煤,占全国能耗总量的46.5%。建筑运行阶段能耗为10亿t标准煤,占建筑全生命周期能耗的46.6%,占全国能耗总量的21.7%。基于我国人均能源份额严峻的现状,除了开发以清洁能源为主的“开源”节能外,采取减少能源浪费、提高能效等措施的“节能”节能也发挥着重要作用。在当前能源和环境的巨大压力下,建筑业作为能源消耗巨头,迫切需要从建筑全生命周期的角度走出绿色健康发展之路。
1.建筑全寿命周期能耗监督
建筑全生命周期是指从建筑材料生产、建筑规划设计、建筑施工运输、运行维护到拆除处理的全过程。近年来,对低碳排放建筑材料、绿色建筑设计、建筑节能设备等早期建筑设计和施工阶段进行了大量的节能建筑研究,但建筑完成后的运行阶段缺乏相应的管理模式和管理平台。与建筑施工期间的一次性能耗相比,建筑运行能耗长期,受建筑用户和建筑管理水平的影响较大,是节约潜力较大的一部分。建立和完善建筑能耗监督
控制平台收集、上传和存储能耗数据,通过数据分析进行后续节能规划,对完善建筑全生命周期管理,降低建筑运行能耗具有重要意义。
2校园节能现状
高校建筑作为公共建筑的一部分,拥有较大的建筑库存和增长空间,以4.4%的全国人口占比消耗约8%的社会能源。与全国居民人均能耗指标相比,大学生的平均能耗和水能耗分别是四倍和两倍,这表明大学校园具有巨大的节能潜力。早期高校校园建设缺乏技术设备支持,导致各类建筑和能耗数据严重缺失,极大影响校园节能工作。近年来,我国加强了对校园建筑能耗的监管,致力于建设节约型校园。2013年,《绿色校园评价标准》开始实施,作为我国绿色校园评价工作的指导文件和技术依据,绿色校园的建设和发展。为加强校园可持续发展建设,国家有关部门提出了校园建筑节能监督体系建设的原则和思路,强调利用数字技术测量、控制和管理校园建筑能耗,基于大数据预测未来能耗,对校园节能减排,建设节能校园具有重要价值和意义。为响应国家政策,不少高校试点安装校园建筑能耗监管平台,提高能耗管理水平,挖掘校园节能潜力。例如,浙江大学在紫金港校区建立了节能校园能耗管理平台,率先通过验收,实现了各种建筑能耗监测和数据全覆盖。此后,宁夏大学、北京外国语大学等高校也建立了节能监管体系,为建立全国高校能耗监管体系拉开了序幕。相关调查显示,已建成校园能耗监管平台的高校单位建筑平均电耗为17.7kWh与一般高校单位相比,/m2建筑平均功耗降低67%。可以发现,我国高校节能潜力巨大,节能校园能耗管理平台的建立和应用可以有效改善能耗,发挥节能作用。
3 校园数字监管平台建设
校园数字监管平台通过安装在校园内的智能能耗计量表获取校园内各类建筑的子能耗数据,并传输回监管平台的数据中心,实现校园能耗的实时监控。根据数据中心的历史数据,对当前数据进行纵向分析和评价,提出适当的校园节能目标,并对系统故障和异常能耗进行预警。
3.1设备安装及数据采集
在早期建筑安装智能采集量表之前,量表数据采集主要是人工复制后输入的。随着技术的进步,现有建筑大多安装了智能量表,不仅实现了能耗数据的实时采集和记录,还包括测量电器的实时功率、总功率等数据。智能量表的出现和大面积的安装和使用保证了数据的及时性和准确性,为数字监管平台的建设提供了基本的数据支持。
3.2能耗分项计量
虽然校园建筑属于公共建筑,但各种建筑功能不同,能源水平差异明显。为方便系统识别和建筑分类,《高校校园建筑节能监督系统建设技术指南》按16种编码方法将建筑分为13类,如表1所示。

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不同的建筑消耗不同种类的能源,如教学楼、科研楼等。,主要消耗电能,学生宿舍消耗水电,锅炉房消耗煤气。通过安装不同类型的能耗,实现了校园能耗的分类计量和统计分析。然而,每种能耗的消耗地点和消耗的电器不能通过单一的量表来反映。要实现校园节能,只有一个庞大的单一能耗数据是不够的。还需要对建筑内每个房间的能耗甚至房间内每个电器的能耗进行分项计量。根据《国家机关办公楼和大型公共建筑分项能耗数据采集技术指导》
那么,电耗可以分为四类:照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电,以便后续分析每个房间和电器的节能潜力。
3.3数据传输和存储
量表利用有线或无线端口与数据网关连接。基于已建成的校园网络基础设施和WEB技术,可实现高效的数据采集和数据传输,实现建筑能耗的实时远程监控。能耗数据将在数据中心完成分类、分项统计和存储,形成学校能耗基础数据库,保护数据安全。
3.4数据处理与分析
基于校园能耗监管平台建立的能耗数据库可以实现各类建筑、房间、电器能耗的横向比较和历史数据的纵向比较,从而掌握校园建筑能耗的基本状态和随时空变化的特点。根据分析结果,管理者针对不同建筑、不同能耗类型制定相应的能耗基线和节能措施,优化有针对性的能耗。此外,基于数据库的海量数据可以预测校园未来的能耗趋势,为校园节能提供目标参考。
3.5数据交通与系统联动
校园能耗监督平台收集的能耗数据可与上级能源管理部门沟通。通过对校园能耗水平和城市能耗水平的分析,比较能耗差异,探索能耗潜力,实现能源利用和能效水平的最大化。同时,校园能耗监督平台可以扩展到数字校园的OA、学生工作、公寓管理等相关子系统通过多平台数据交换显示、指标宣传、节能宣传等方式实现多系统合作,督促师生参与校园节能,加强环保节能意识。
44能耗管理体系建设健全
与校园能耗监管平台合作,建立相应的能耗设施管理和用户管理体系。监管平台难以通过平台直接实现建筑节能。管理者需要建立相应的管理制度和评价奖惩制度,根据平台数据分析设置相应的节能指标,逐层推进实施,实现各能源终端的管理。地方高校可以根据自身条件和现阶段能源消耗水平,根据当地情况建立校园能源消耗管理体系。通过监管平台的系统联动和数据披露,用户还可以清楚地获得相关建筑的能源消耗水平和能源消耗特征,根据设定的节能目标采取有针对性的节能措施,形成积极的节能反馈和节能激励。
5.监管平台建设和管理不足
我国建筑节能领域正处于探索和发展阶段。校园能耗监管平台的运行不仅取得了一定的成效,而且出现了等待解决的新问题。
5.1高校缺乏师生监管平台宣传
师生作为大学的主要能源使用者,其能源使用行为对校园能源消耗水平有重大影响。相关研究表明,大学生作为接受高等教育的群体,整体节能意识较强,但节能行为水平明显下降,表现出意识与行为不同步,具有“知识强迫弱”的特点,表明校园建筑能源消耗可以通过优化师生行为来实现节能目标。大学管理者忽视能源监督平台建设的目的和意义,将影响校园节能工作的发展和平台运营管理的效果。在校园能源消耗监督平台的建设和运营过程中,管理者应加强校园宣传工作,扩大监督平台的知名度和影响力,逐步提高师生的节能意识,引导他们利用平台了解能源使用情况,必要时制定规范,采取经济手段刺激节能动力,实现校园节能目标。
5.2监管平台收集的能耗数据分析利用不足
校园能耗监管平台建成后,大量能耗数据往往只用于基本能耗统计,缺乏各种数据的整理、挖掘和比较,监管平台的深度分析功能无法反映,难以进一步开展节能管理工作。即使由于存储和维护成本高,数据删除和丢失也违背了校园能耗监管平台建设的初衷。管理者应充分发挥监管平台的作用,挖掘和利用能耗数据,进行各种能源效率分析和建筑能源评估,为节约型校园建设提供数据支持。同时,管理者应利用高校现有的设施设备,合理分享资源配置,降低运营管理成本,实现资源资金的双重节约。
6高校综合能效解决方案
6.1校园电力监控与运维
集成设备所有数据、综合分析、协同控制、优化运行、集中监控、集中监控、数字检查、移动运维、团队优化整合,减少人力配置。

6.2后勤计费管理
采用先进的网络抄表付费管理技术,实现电、水、气等能源综合计费,实现远程抄表、费率设置、 账单统计汇总等,支持微信、支付宝、一卡通等充值支付方式,可设置补贴方案。通过能源付费管理方式,培养用能群体和部门的节能意识。
6.2.1宿舍用电管理
针对学生宿舍用电进行管理控制:可批量下发基础用电额度和定时通断功能;可进行恶性负载识别,检测违规电气,并可获取违规用电跳闸记录。


6.2.2商铺水电收费
针对校园超市、商铺、食堂及其他针对个体的水电用能进行预付费管理。


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6.2.3充电桩管理平台
充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。


6.2.4智能照明管理
通过对高校路灯的全局监测,提供对路灯灵活智能的管理,实现校园内任一线路,任一个路灯的定时 开关、强制开关、亮度调节,以及定时控制方案灵活设置,确保路灯照明的智能控制和高效节能。


6.3能源管理系统
针对校园水、电、气等各类接入能源进行统计分析,包含同比分析、环比分分析、损耗分析等。了解用能总量和能源流向。
按校园建筑的分类进行采集和统计的各类建筑耗电数据。如办公类建筑耗电、教学类建筑耗电、学生宿舍耗电等,对数据分门别类的分析,提供领导决策,提高管理效能。
构建符合校园节能监管内容及要求的数据库,能自动完成能耗数据的采集工作,自动生成各种形式的报表、图表以及系统性的能耗审计报告,能够监测能耗设备的运行状态,设置控制策略,达到节能目的。

6.4智慧消防系统
智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防,实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防,到火情报警,再到控制联动,在统一的系统大平台内运行,用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况,并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下,在几秒时间内,相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段,就迅速能够迅速通知到达相关人员。
8 结束语
校园监管平台的建成和运营实现了高校能耗的数字化采集储存和分析,提升了高校能耗管理水平,为技术节能、管理节能和行为节能提供平台和数据支撑,积极响应国家提出的节约型校园建设号召。校园监管平台作为建筑全寿命周期体系中重要的一环,在实现校园能耗管理数字化、科学化、规范化的同时也存在宣传、数据挖掘不到位的情况。当前我国建设绿色校园、节约型校园工作正稳步向前。通过前期试点高校的探索实践,建立健全校园能耗监
管平台使用管理体系并推广,实现绿色校园目标任重而道远。
【参考文献】
【1】侯婧雯,乔宇.基于建筑全寿命周期的校园能耗监管平台浅析[J].能源科技,2020,14(1):123-125.
【2】中国建筑节能协会.中国建筑能耗研究报告2020[J].建筑节能(中英文),2021,49(2):1-6.
【3】高校综合能效解决方案2022.5版.
【4】企业微电网设计与应用手册2022.05版.
文章出自:王金晶,女 ,13/*77-443-/0992 任职于安科瑞电气股份有限公司厂家总部, 沟通请您Acrel-WangJinJing