張勃

摘要：在資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)進(jìn)程中，高校公共建筑能耗管理存在問(wèn)題已經(jīng)成為辦學(xué)成本加大、社會(huì)資源浪費(fèi)的桎梏。在各級(jí)政府的推動(dòng)下，高校公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)在探索中發(fā)展，依托互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)能耗管理信息化的實(shí)踐，為高校乃至全社會(huì)公共建筑用能穩(wěn)步向微能耗、零能耗發(fā)展提供可能和基礎(chǔ)，促使綠色建筑快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高校；公共建筑；能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；項(xiàng)目實(shí)例；研究；策略

1976年丹麥技術(shù)大學(xué)TorbenV.Esbensen等人首次提出“零能耗建筑”。隨著世界能源短缺問(wèn)題的日益突出，建筑節(jié)能逐漸成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。美、日、德等國(guó)家在建筑節(jié)能研究與實(shí)踐等方面均取得了較大的發(fā)展，零能耗建筑是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)開(kāi)啟建筑節(jié)能戰(zhàn)略的全面推進(jìn)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還要?dú)v經(jīng)能耗監(jiān)測(cè)、節(jié)能減排、微能耗逐步到零能耗的發(fā)展。高校作為耗能大戶之一，其公共建筑的節(jié)能減耗尤為重要，舊的分散式能耗測(cè)量已不能滿足需要，提出新的能耗監(jiān)測(cè)途徑迫在眉睫。

一、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和能效管理存在問(wèn)題

1.人們對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的認(rèn)識(shí)水平亟待提升

節(jié)能減排是一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略工程。各級(jí)政府出臺(tái)了推進(jìn)的相關(guān)政策與導(dǎo)向，但是由于前期建設(shè)投入較大、短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)效益不十分明顯。許多建設(shè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上仍被忽略，建設(shè)單位處于觀望狀態(tài)。能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)是節(jié)能降耗逐步向微能耗、零能耗發(fā)展的基礎(chǔ)性項(xiàng)目和必由之路。它是指通過(guò)對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類(lèi)和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)建筑能耗的在線監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)，主要由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站和數(shù)據(jù)中心組成。

2.高校公共建筑能效管理粗放亟待改善

隨著各行各業(yè)節(jié)能減排的推進(jìn)，當(dāng)前高校公共建筑現(xiàn)有能源管理存在著設(shè)備陳舊、節(jié)能技改資金不到位、能耗監(jiān)測(cè)手段落后、用能分析缺乏科學(xué)依據(jù)。常常呈現(xiàn)教室、圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)樓等公共建筑的“長(zhǎng)明燈”；供水供暖設(shè)備陳舊、破損發(fā)現(xiàn)滯后，“跑冒滴漏”現(xiàn)象突出；供電線路老化、電力負(fù)荷超標(biāo)、管理監(jiān)測(cè)手段簡(jiǎn)單等問(wèn)題，歸根到底是能耗監(jiān)測(cè)信息采集渠道不暢，導(dǎo)致嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，和能耗支出劇增。

3.能耗管理建設(shè)的投入“瓶頸”亟待破解

近年來(lái)，高校普遍擴(kuò)招發(fā)展，辦學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目增多，但后勤管理服務(wù)部門(mén)的能源管理水平與系統(tǒng)化、智能化、科學(xué)化的目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。依舊是人工為主的被動(dòng)式管理狀態(tài)，能耗監(jiān)測(cè)的信息化程度較低，設(shè)備更新緩慢、技術(shù)監(jiān)測(cè)手段落后、管理水平粗放，許多能耗設(shè)備長(zhǎng)期“帶病運(yùn)行”，致使正常辦學(xué)運(yùn)行的能耗計(jì)量受阻，急需借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改善。

二、高校能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)例分析

1.項(xiàng)目概況

某高校工程技術(shù)訓(xùn)練中心大樓為框架結(jié)構(gòu)，地上七層，地下一層，建筑面積5萬(wàn)平方米，屬二類(lèi)高層建筑，滿足綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。該工程需要配套建設(shè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)子項(xiàng)目，通過(guò)用能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)量，建立建筑能耗數(shù)據(jù)庫(kù)，為此公共建筑提供可靠的能耗分析、節(jié)能診斷等技術(shù)服務(wù)。針對(duì)該工程的實(shí)際使用情況，進(jìn)行分類(lèi)、分項(xiàng)能耗計(jì)量，實(shí)現(xiàn)其中電量、水量、熱量消耗的在線監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)能耗的網(wǎng)絡(luò)化管理，建成該工程的節(jié)能監(jiān)管數(shù)據(jù)中心，從功能上滿足能耗監(jiān)測(cè)與分項(xiàng)計(jì)量的要求，為建設(shè)節(jié)約型校園提供數(shù)據(jù)信息平臺(tái)。

2.能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)點(diǎn)位分布設(shè)計(jì)

按照住建部《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑及大型公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑及大型公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》，并結(jié)合實(shí)際管理使用需要，整棟建筑能耗監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)計(jì)既要以水、電、暖監(jiān)測(cè)為主，電耗分項(xiàng)至照明插座、空調(diào)用電、動(dòng)力用電、特殊用電等四個(gè)必分項(xiàng)以吻合國(guó)家技術(shù)規(guī)范要求，又要適度考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)位預(yù)留延展性、系統(tǒng)兼容性，還要契合當(dāng)?shù)啬芎谋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的扶持政策標(biāo)準(zhǔn)。為此，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的點(diǎn)位分布設(shè)計(jì)就成為項(xiàng)目建設(shè)的核心指標(biāo)之一。依據(jù)該工程施工設(shè)計(jì)圖紙，共安排了70個(gè)點(diǎn)位，其中預(yù)留2個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。

3.能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

依據(jù)《公共建筑能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 285-2014（2015年發(fā)）規(guī)范要求，該能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能：

（1）能耗分析及預(yù)覽即以圖表的方式直接呈現(xiàn)建筑的整體能耗、各分類(lèi)分項(xiàng)能耗及能耗趨勢(shì)等信息，且具備播放功能，滿足能耗對(duì)外展示的需要。

（2）記憶查詢即具備查詢策略功能，能夠?qū)⒉樵兊母鱾€(gè)關(guān)鍵參數(shù)如：能耗單元、能耗種類(lèi)、時(shí)間段、圖表格式等進(jìn)行組合保存，方便下次查看時(shí)直接調(diào)用。

（3）歷史數(shù)據(jù)備份與復(fù)原即系統(tǒng)應(yīng)具備專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)管理功能，歷史數(shù)據(jù)可以通過(guò)光盤(pán)或者硬盤(pán)進(jìn)行備份，備份可以按時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行也可以由操作員手動(dòng)操作。考慮到數(shù)據(jù)的有效性和實(shí)時(shí)性，要求故障數(shù)據(jù)、操作日志、保護(hù)信號(hào)的詳細(xì)（完整數(shù)據(jù)）至少保存1年，其他數(shù)據(jù)保存6個(gè)月，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)至少保存3年。

（4）系統(tǒng)自檢功能即系統(tǒng)具有能對(duì)交換機(jī)、服務(wù)器、工作站等設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)視。若檢測(cè)到故障，即時(shí)出現(xiàn)報(bào)警信息。通過(guò)自檢來(lái)確定故障發(fā)生的部位，并能自動(dòng)記錄故障發(fā)生時(shí)間、恢復(fù)時(shí)間。

（5）網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)即能設(shè)置和顯示性能監(jiān)視門(mén)限，存儲(chǔ)和顯示各種性能指標(biāo)數(shù)據(jù)。通過(guò)軟件進(jìn)行參數(shù)下載，數(shù)據(jù)庫(kù)更新。對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置管理、參數(shù)管理、狀態(tài)查詢等等。

（6）節(jié)能量核算系統(tǒng)模塊即對(duì)整棟建筑的能耗狀況以及分類(lèi)、分項(xiàng)節(jié)能潛力進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)核算，并形成報(bào)告。

（7）設(shè)備臺(tái)賬管理模塊即至少應(yīng)包括資產(chǎn)管理、維修記錄等功能，以方便設(shè)備維護(hù)及管理。

（8）報(bào)警管理功能即報(bào)警區(qū)域劃分明確、報(bào)警類(lèi)型劃分清晰、緊急報(bào)警提示明顯。

4.能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成

該公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)化集成信息平臺(tái)項(xiàng)目，要充分考慮項(xiàng)目的業(yè)態(tài)分布，包括底層網(wǎng)絡(luò)傳感設(shè)備設(shè)計(jì)選型、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工、能耗數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、分項(xiàng)能耗建模、平臺(tái)軟件功能、后續(xù)可持續(xù)的節(jié)能診斷與服務(wù)等六大部分。各部分都是能源管理系統(tǒng)建設(shè)不可或缺的一部分，實(shí)現(xiàn)可視化、集成化、大平臺(tái)的綜合管理。該系統(tǒng)建立的能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于分析計(jì)算而形成的大數(shù)據(jù)庫(kù)以外，并為未來(lái)社會(huì)化技術(shù)力量的介入與服務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

三、高校公共建筑能耗系統(tǒng)的建設(shè)策略

通過(guò)對(duì)某高校工程技術(shù)訓(xùn)練中心能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)例的分析與實(shí)踐，我們通過(guò)實(shí)踐得出能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的基本策略，以期為高校節(jié)能減排、逐步向微能耗、零能耗發(fā)展提供一定的借鑒價(jià)值。

1.高校公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)勢(shì)在必行

高校是社會(huì)的重要組成部分，也是能耗管理的大戶，其節(jié)能減排的效益不僅在于降低辦學(xué)成本，還在于熏陶、養(yǎng)成一代年輕人的節(jié)能、降耗意識(shí)。為此，各級(jí)政府應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策激勵(lì)、扶持高校在公共建筑中建設(shè)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利在當(dāng)代、功在千秋。各高校也應(yīng)在公共建筑的設(shè)計(jì)、建設(shè)預(yù)算上重視能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功效，以響應(yīng)國(guó)家建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的戰(zhàn)略發(fā)展。

2.公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)要因地制宜

高校公共建筑設(shè)計(jì)、布局能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，要針對(duì)建筑的用途和管理的目標(biāo)來(lái)綜合考慮。例如學(xué)生宿舍樓、職工住宅樓就必須考慮能耗的分戶計(jì)量，而辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓、體育館等只考慮水電暖的總量計(jì)取。既不要盲目追求能耗系統(tǒng)功能的全而大，也不要忽視能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的延展擴(kuò)容性與其他公共建筑能耗子系統(tǒng)間的兼容性。我們的經(jīng)驗(yàn)是滿足需要、適度預(yù)留、充分兼容，才能確保校園能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮節(jié)能減排的作用。

3.能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)核心支撐高校綠色建筑

通過(guò)各集成用能回路和預(yù)設(shè)的控制邏輯，公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)各種建筑的各種能耗進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)一管理，遵循國(guó)家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“能源可視”即用了多少能？“能源可知”即能源用在哪里？能源是怎么用掉的？“能源可控”即怎樣降低能耗，減少能源費(fèi)用？“優(yōu)化節(jié)能”即怎樣計(jì)算減少的能源損失和能源浪費(fèi)？改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)？該系統(tǒng)為高校公共建筑的持續(xù)使用，降能減耗、綠色環(huán)保奠定基礎(chǔ)和提供可能，有效支撐校園綠色建筑穩(wěn)步發(fā)展。

4.搭建信息聯(lián)動(dòng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)政府統(tǒng)籌能耗管理

依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高校公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與政府主管部門(mén)建立信息共享、數(shù)據(jù)共享、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、聯(lián)動(dòng)服務(wù)的信息管理平臺(tái)，省市政府能耗管理部門(mén)實(shí)時(shí)對(duì)各建筑用能進(jìn)行統(tǒng)籌管理，實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)急處理。并利用互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)的分析研究應(yīng)用于各公共建筑規(guī)劃布局、能源配套建設(shè)，達(dá)到科學(xué)、高效、精細(xì)化管理社會(huì)能源。