高曉佳 穆宇晨

（1.吉林建筑科技學(xué)院 吉林省長(zhǎng)春市 130000 2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 黑龍江省哈爾濱市 150000）

我國(guó)建設(shè)部提出，經(jīng)過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，2020年底，全國(guó)建筑總面積已經(jīng)超過400 億平方米，建筑能耗將達(dá)到十點(diǎn)九億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，建筑在建造和使用過程中直接消耗的能源已占全社會(huì)總能耗的百分之三十左右。 我國(guó)當(dāng)前大型公共建筑能耗在計(jì)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(huì)造成大量的能耗浪費(fèi)，大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)與節(jié)能管理已經(jīng)成為我國(guó)節(jié)能減耗工作的側(cè)重點(diǎn)。雖然我國(guó)當(dāng)前已經(jīng)開展了信息化能好監(jiān)管工作，但是很多地方因?yàn)閿?shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度較低，管理信息化程度較低，在數(shù)據(jù)上報(bào)的過程中，存在諸多瞞報(bào)問題，直接增加了能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的難度。為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的能耗數(shù)據(jù)信息采集，有效對(duì)能源消耗情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管控，本文將針對(duì)大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 國(guó)內(nèi)外大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展

放眼國(guó)外來看，國(guó)外的智能樓宇技術(shù)已經(jīng)較為成熟，能耗數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)的智能化、自動(dòng)化水平也相對(duì)較高[1]。針對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來說，尤其是針對(duì)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(cè)設(shè)備也不斷完善，工程系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。針對(duì)我國(guó)來說，智能樓宇技術(shù)雖然有所運(yùn)用，但是缺乏系統(tǒng)化的智能樓宇集成系統(tǒng)，相關(guān)觀念、理念并未形成，與國(guó)外仍然存在較大差距[2]。我國(guó)很多智能樓宇系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，缺乏相關(guān)系統(tǒng)整體運(yùn)行機(jī)制，會(huì)造成事半功倍問題，導(dǎo)致投資浪費(fèi)，智能樓宇監(jiān)測(cè)系的實(shí)時(shí)性、可靠性、穩(wěn)定性都很難達(dá)到世界標(biāo)準(zhǔn)水平。國(guó)外當(dāng)前很多信息化技術(shù)企業(yè)都已經(jīng)針對(duì)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(chǎn)品，美國(guó)霍尼韋爾、美國(guó)江森自控、德國(guó)西門子等公司，都積極進(jìn)行了能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)，促使國(guó)家大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定高效。我國(guó)智能樓宇發(fā)展雖然存在不完善之處，但是在國(guó)家和企業(yè)的共同努力推動(dòng)之下，正在積極發(fā)展[3]。我國(guó)上海元上能耗計(jì)量管理系統(tǒng)、研華地BEMS 樓宇能源管理系統(tǒng)，都展現(xiàn)出了自身獨(dú)特價(jià)值，在我國(guó)大型公共建筑能耗監(jiān)控工作當(dāng)中運(yùn)用廣泛。

2 大型公共建筑能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集

2.1 能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集

大型公共建筑能耗數(shù)內(nèi)部數(shù)據(jù)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(gòu)架，必須要對(duì)大型公共建筑能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行把控。結(jié)合我國(guó)頒布的《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的具體內(nèi)容》當(dāng)中的要求來看，大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)信息監(jiān)控內(nèi)容如圖1 所示。

2.2 能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理

圖1：能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集內(nèi)容

圖2：大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建框架圖

在開展大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)的過程中，可以借助一般性檢驗(yàn)計(jì)量裝置對(duì)能耗數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢測(cè)，在明確能耗計(jì)量裝置最大值和最小值的基礎(chǔ)上，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。針對(duì)電能表當(dāng)中的功率情況進(jìn)行驗(yàn)證。為了保障數(shù)據(jù)信息采集的有效性，可以連續(xù)兩次進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集，對(duì)兩次數(shù)據(jù)信息采集誤差進(jìn)行把控，確保功率低于之路能耗設(shè)備最大功率的2 倍。在確保數(shù)據(jù)信息采集精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)上，還需要開展分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)計(jì)算，借助計(jì)量裝置開展檢測(cè)，結(jié)合各項(xiàng)能耗指標(biāo)的計(jì)算方法，保障計(jì)量檢測(cè)水平。

3 大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建框架

3.1 系統(tǒng)框架

本文當(dāng)中所研究的大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)，緊密依照《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)——軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》當(dāng)中的要求開展設(shè)計(jì)的，切實(shí)滿足了我國(guó)規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。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(shù)據(jù)信息。針對(duì)信息資源與數(shù)據(jù)層來說，便是在大型公共建筑當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)第一手能源消耗的數(shù)據(jù)信息獲取、傳輸，將采集到的能耗數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類。針對(duì)應(yīng)用層來說，涵蓋了數(shù)據(jù)及信息管理、分析展示、信息服務(wù)、后臺(tái)管理等四個(gè)層次內(nèi)容，不同層次當(dāng)中涵蓋了諸多字內(nèi)容。應(yīng)用層在大型公共建筑能耗監(jiān)控工作當(dāng)中的功能，便是用于能耗數(shù)據(jù)信息處理、展示、數(shù)據(jù)信息監(jiān)測(cè)。在應(yīng)用層當(dāng)中，可以將每個(gè)功能當(dāng)成獨(dú)立的系統(tǒng)模塊，在設(shè)計(jì)應(yīng)用層模塊時(shí)，應(yīng)該保障每個(gè)處理模塊相對(duì)獨(dú)立，減少各個(gè)模塊之間的相互干擾，為后續(xù)能耗數(shù)據(jù)信息處理做鋪墊。針對(duì)表現(xiàn)層來說，便是對(duì)社會(huì)當(dāng)中不同角色可以結(jié)合自身的實(shí)際需求，對(duì)大型公共建筑能耗數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析。

3.2 軟件構(gòu)架

大型公共建筑能耗監(jiān)控工作一般是借助軟件APP 進(jìn)行操控管理的，在本文當(dāng)中所提及到的大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)軟件當(dāng)中，涵蓋了監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、防火墻、通信網(wǎng)絡(luò)、集中器、樓宇數(shù)據(jù)信息采集終端。智能樓宇系統(tǒng)所采集到的能耗數(shù)據(jù)信息，會(huì)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)集中器當(dāng)中，將建筑物當(dāng)中電能表、水表、冷量表、氣表等能耗數(shù)據(jù)信息、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中處理。集中器會(huì)將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成TCP/IP 協(xié)議數(shù)據(jù)包等，通信網(wǎng)絡(luò)在防火墻的作用之下，促使數(shù)據(jù)信息處理模塊運(yùn)行，將有關(guān)的能耗數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)對(duì)集中器當(dāng)中的樓宇終端通信協(xié)議進(jìn)行管理，定時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)通信存在的錯(cuò)誤進(jìn)行查錯(cuò)。針對(duì)數(shù)據(jù)丟失、工作異常等諸多內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，有效獲取數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)置的能耗監(jiān)測(cè)指標(biāo)，動(dòng)態(tài)化對(duì)建筑物當(dāng)中的能耗情況進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)評(píng)、分析、存儲(chǔ)、展示。監(jiān)控終端一般會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)并且得出評(píng)估結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行綜合分析把控。監(jiān)控終端會(huì)結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、防火墻、集中器等，對(duì)控制指令進(jìn)行分析，以便于對(duì)樓宇的采集終端數(shù)據(jù)信息狀態(tài)把控。

4 大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 多種能耗采集終端接入技術(shù)

在大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，最為關(guān)鍵的技術(shù)之一便是多種能耗采集終端接入技術(shù)，以便于對(duì)公共建筑當(dāng)中的多種能耗進(jìn)行整合采集。不同品牌能耗監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的多種能耗采集終端接入技術(shù)存在不同差異，如何借助一個(gè)集中器進(jìn)行多種能耗采集連接至關(guān)重要[4]。因?yàn)椴煌芎谋O(jiān)控系統(tǒng)存在私有協(xié)議，所以在選擇大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該對(duì)不同品牌的系統(tǒng)進(jìn)行分析，明確各個(gè)品牌的私有協(xié)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(shí)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(dāng)中。

4.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)技術(shù)

在實(shí)際開展大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用時(shí)，需要結(jié)合系統(tǒng)的整體框架和模塊分層特點(diǎn)，引入本軟件平臺(tái)的開發(fā)技術(shù)。借助Java、JavaScrip 等編程語言進(jìn)行程序編碼設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)與云存儲(chǔ)技術(shù)相銜接，確保能耗數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)的安全性與巨型容量。在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸通訊時(shí)，應(yīng)該選擇穩(wěn)定的RS485 數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，保障存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息高質(zhì)量運(yùn)行。

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

5.1 應(yīng)用創(chuàng)新

大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)需要結(jié)合客觀需求，不斷進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，結(jié)合能耗指標(biāo)要求，切實(shí)精準(zhǔn)的確保動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)信息傳輸與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型公共建筑能耗開展動(dòng)態(tài)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[5]。作為一種新型能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，必須要推動(dòng)我國(guó)智能樓宇系統(tǒng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)節(jié)能減耗工作發(fā)展進(jìn)步。

5.2 技術(shù)創(chuàng)新

針對(duì)大型公共建筑當(dāng)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(duì)電能表、水表、冷量表、氣表等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息連接分析。將各種設(shè)備與數(shù)據(jù)信息中心進(jìn)行聯(lián)系，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型分項(xiàng)、分類計(jì)量、無線傳輸，有效降低成本，切實(shí)增強(qiáng)大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效率。

6 結(jié)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(shì)，在運(yùn)行的過程中可以滿足當(dāng)前社會(huì)綠色節(jié)能發(fā)展需求。為此，應(yīng)該結(jié)合我國(guó)當(dāng)前建筑事業(yè)發(fā)展需求，積極對(duì)大型公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，完善能耗監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)配套設(shè)施，動(dòng)態(tài)化及時(shí)對(duì)大型公共建筑的能耗進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成能耗過多造成的問題，并有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)，真正踐行我國(guó)節(jié)能減耗發(fā)展需求。