馮菊梅 / 王 娟（中國建筑設(shè)計咨詢公司，北京 100120）

1 前言

根據(jù)調(diào)研信息與診斷測試數(shù)據(jù)，公共機構(gòu)辦公建筑的能耗總量及能耗水平高（年耗電量為60～150kWh/m2），且節(jié)能潛力較大。目前，急需針對某辦公建筑開展年能耗統(tǒng)計，摸清此類建筑的能耗現(xiàn)狀，對開展公共機構(gòu)的建筑節(jié)能工作將起到積極的推動作用。

2 能源綜合管理系統(tǒng)簡介

國家機關(guān)辦公建筑能源綜合管理系統(tǒng)旨在建立一套對水、電、蒸汽等能源實行分項、分戶計量的系統(tǒng)；對各類能耗實施在線監(jiān)測、實時計量、及時匯總、分項分戶動態(tài)發(fā)布能耗信息；建立網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，建立、健全能耗數(shù)據(jù)和能耗標(biāo)準(zhǔn)；為科學(xué)管理、合理考評、提高效率、嚴格控制成本提供依據(jù)，通過計量手段來提高能源管理水平。建立能源綜合管理系統(tǒng)后能實現(xiàn)以下功能：

1）能耗分戶計量和分項計量

通過合理拆分水、電計量單元，使每個計量點既有分戶的屬性，又有分項的屬性。通過匯總，橫向取得各分戶能耗，縱向取得各分項能耗。

分類能耗是指根據(jù)辦公建筑消耗的主要能源種類，如：水、電、燃氣等。分項能耗是指根據(jù)各類能源的主要用途，例如，電量分項能耗應(yīng)當(dāng)包括：照明、插座用電、空調(diào)用電、動力用電、特殊用電。

2）能耗考核管理平臺

在分戶計量的基礎(chǔ)上，形成能耗考核管理的平臺。

3）能耗成本核算

在分戶計量的基礎(chǔ)上，取得任意計量單元在某一時間段的能耗信息，并根據(jù)能源價格計算出該計量單元在該時間段的能源成本。

4）能耗分析評價

通過進行分戶能耗分析評價和分項能耗分析評價，為節(jié)能改造提供科學(xué)合理的依據(jù)。

5）能耗信息發(fā)布

通過管理層辦公自動化網(wǎng)絡(luò)來發(fā)布各分戶計量單元的能耗信息。

6）能耗超標(biāo)提醒報警

當(dāng)某部門在某時間段的能耗異常時，通過手機短信系統(tǒng)自動給該部門的節(jié)能工作負責(zé)人發(fā)短消息，提示其注意節(jié)約能源。

3 建筑物概況及能耗分析

該機關(guān)辦公樓占地面積15萬m2，建筑面積約17萬m2，主體建筑地下1層，地面4層，大樓由北向南分為1、2、3 段區(qū)域。

該建筑配電系統(tǒng)采用地下室主纜向上至每層中分纜的系統(tǒng)構(gòu)架，地下室設(shè)有動力、通風(fēng)、制冷等大型用電設(shè)備，因此，地下室配電盤點位相對集中而且數(shù)量較多；1～4層中分別設(shè)有多個配電盤，每個配電盤內(nèi)供電回路對應(yīng)一個功能或使用區(qū)域內(nèi)的照明插座、動力等。

給水系統(tǒng)采用自地下室主管向上供應(yīng)到各個功能及使用區(qū)域的系統(tǒng)布管構(gòu)架，管路基本全部敷設(shè)在頂棚內(nèi)，地面1～4層內(nèi)主要的給水區(qū)域的總管大部分由地下室總管分出。

大樓內(nèi)采用市政燃氣管路，供廚房烹飪使用。

該建筑物中的辦公人員人數(shù)基本穩(wěn)定，工作時間一致，其能耗水平在一段時期內(nèi)基本穩(wěn)定。

4 能源綜合管理系統(tǒng)設(shè)計

1）拆分各項點位

合理拆分點位是能源管理系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。按照分項分戶相結(jié)合、粗細適宜的點位拆分原則，電計量按17個分項共拆分288個點；水計量按10個分項共拆分180個點；燃氣計量設(shè)5個計量點；水、電、氣遠傳通訊共473個點位。根據(jù)該機關(guān)辦公樓的實際情況，將這些點位分為63個區(qū)域，配備34臺24路采集器。水電計量表按各自劃分的區(qū)域并聯(lián)接入采集器。

2）安裝計量裝置

計量裝置分為多功能電表、三相電表、電磁流量表三種計量裝置，分別用于計量耗電量，用水量及用氣量。

供電計量表安裝在低壓配電柜內(nèi)（低壓配電柜內(nèi)有足夠空間），其中，多功能電表安裝在變壓器低壓側(cè)，其他配電回路加裝三相電表，電流互感器根據(jù)線路負荷大小選擇適當(dāng)?shù)淖儽取?/p>

供水計量表安裝在建筑物主進水口及各層支路。

燃氣計量表安裝在建筑物各分區(qū)用氣支路上。

3）構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)

本項目的系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心設(shè)在技術(shù)處弱電機房，系統(tǒng)采用星型和樹型相結(jié)合的混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。分為管理層、傳輸層和采集層三個層面。

管理層：是以主機及軟件為主要工具，由數(shù)據(jù)中心連接工業(yè)以太網(wǎng)交換機，可根據(jù)情況配置交換機數(shù)量，每臺負責(zé)不同區(qū)域，對各耗能點數(shù)據(jù)實時巡檢、集中計量、分類存儲、綜合考評、詳細清單、賬單輸出、歷史查詢等操作。系統(tǒng)主機實行雙主機備份模式，將系統(tǒng)主機接入局辦公自動化網(wǎng)絡(luò)，并配IP地址，實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)資源共享。

傳輸層：分為上層傳輸層和下層傳輸層。下層傳輸層即現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳輸網(wǎng)絡(luò)層，采用485總線通訊方式。信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議后，接入交換機。上層傳輸層即光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸層，組建光纖網(wǎng)絡(luò)，除數(shù)據(jù)中心外，向下可設(shè)置結(jié)點，配置結(jié)點交換機（工業(yè)級），并分配IP地址。

采集層：由24路數(shù)據(jù)采集器及水、電、燃氣計量基表構(gòu)成，采集層對各計量點的耗能數(shù)據(jù)進行實時采集和存儲。還可以設(shè)置網(wǎng)關(guān)或人機界面與電腦儀表等有通訊接口的設(shè)備進行通訊，接收其數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖1所示。

4）配置系統(tǒng)主機及運行環(huán)境

系統(tǒng)主機設(shè)置一正一備模式，正用主機負責(zé)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，備用主機負責(zé)數(shù)據(jù)備份。兩主機之間用網(wǎng)線連接，正用主機接入局辦公自動化網(wǎng)絡(luò)。

軟件運行環(huán)境：

圖1 分項計量系統(tǒng)拓撲圖

主電腦操作系統(tǒng)：Mircosoft Windows Server2003企業(yè)版；備用電腦操作系統(tǒng)：WINDOWS XP；數(shù)據(jù)庫：正版數(shù)據(jù)庫；運行環(huán)境軟件：OFFICE 2007。

5 結(jié)束語

本文依據(jù)國家規(guī)范及相關(guān)技術(shù)規(guī)定，從工程實際出發(fā)，提出了能耗分項計量設(shè)計方案，為科學(xué)用能、合理用能，節(jié)能管理提供支持平臺。目前，該系統(tǒng)已全部安裝、調(diào)試完畢，并投入運行。

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