Acrel-5000 建筑能耗分析管理系统 安科瑞 贾飞旭

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一．概述

建筑能耗分析管理系统是指通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。



二。背景

2008年01月03日，北京市建委和市发改委公布了去年北京实施能源审计的部分北京市国家机关办公建筑和大型公共建筑平均电耗、水耗。其中进行审计的20个单位的国家机关办公建筑，每平方米建筑面积年平均耗电量为85.4度（年平均85.4kWh／m2） ，人均年耗电量为3072.5度（年平均3072.5kWh／人） 。国家机关办公建筑和大型公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米年耗电量是普通居民住宅的10～20倍。是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5～2倍。北京的大型公共建筑每单位平方米年耗电量在50度到300度之间，这个数字较普通建筑要高出3到5倍。

针对能源浪费现象，国家出台了相关文件。

温家宝总理签署的中华人民共和国国务院令第531号《公共机构节能条例》已经2008年7月23日国务院第18次常务会议通过，自2008年10月1日起施行。《条例》第十四条明确指出：公共机构应当实行能源消费计量制度，区分用能种类、用能系统实行能源消费分户、分类、分项计量，并对能源消耗状况实行监测，及时发现、纠正用能浪费现象。

建质〔2006〕277号文《全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇 电气分册》提出电气回路要加装电能计量装置。

江苏、上海分别推出苏建科〔2007〕217号文《江苏省公共建筑用能计量设计规定》和沪建交〔2008〕828号文《关于进一步加强本市民用建筑设备专业节能设计技术管理的通知》。进一步明确提出对主要用电设施分项计量，对办公楼、商场、宿舍等应计量到经济核算单元；对医疗病房、宾馆客房、学校教室应按楼层或功能分区计量等等，并纳入审图和竣工验收标准之中。沪建交〔2008〕828号文提出从2009年1月1日起，建筑面积大于2万平方米的大型公共建筑、市（区）两级国家机关办公建筑、申请国家和本市的建筑节能示范项目，应当设置能耗监测系统。

住房和城乡建设部建科[2008]114号文（2008-06-24）《关于印发国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则的通知》实施，具体实施内容参见[2008]114号文附件，附件名称如下：

    附件1：《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》；

    附件2： 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则 》；

    附件3：《 国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》；

    附件4：《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统数据中心建设与维护技术导则》；

    附件5：《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范 》。

2010年6月住房和城乡建设部下发《关于切实加强政府办公和大型公共建筑节能管理工作的通知》，要求各地结合本地区的实际情况，深入推进国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测体系建设，抓紧建立健全政府办公建筑和公共建筑室温监控及空调系统节能运行管理体系，积极探索建立公共建筑节能运行管理激励制度。要求继续深入做好国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗统计、能源审计及能效公示等工作，并在此基础上选择重点建筑安装用能分项计量装置，推进能耗监测平台建设，为既有建筑节能改造，建立能耗定额和超定额加价制度奠定基础。

114号文根据建筑的使用功能和用能特点，将国家机关办公建筑和大型公共建筑分为8类。

    （1）办公建筑；
    （2）商场建筑；
    （3）宾馆饭店建筑；
    （4）文化教育建筑；
    （5）医疗卫生建筑；
    （6）体育建筑；
    （7）综合建筑；
    （8）其它建筑。

其它建筑指除上述7种建筑类型外的国家机关办公建筑和大型公共建筑。

分类能耗应当包括：

（1）耗电量
（2）耗水量
（3）耗气量（天然气量或者煤气量）
（4）集中供热耗热量
（5）集中供冷耗冷量
（6）其他能源应用量（如集中热水供应量、煤、油、可再生能源等）。

电量分项能耗应当包括：

照明插座用电：为建筑物主要功能区域的照明、插座等室内设备用电。主要包括照明和插座用电、走廊和应急照明用电、室外景观照明用电。
空调用电：主要包括冷热站用电、空调末端用电。
动力用电：主要包括电梯用电、水泵用电、通风机用电。
特殊用电：主要包括信息中心、洗衣房、厨房餐厅、游泳池、健身房或者其他特殊用电。

建筑总能耗为建筑各分类能耗（除水耗量外）所折算的标准煤量之和。

总用电量＝∑各变压器总表直接计量值
分类能耗量＝∑各分类能耗计量表的直接计量值
分项用电量＝∑各分项用电计量表的直接计量值
单位建筑面积用电量＝总用电量/总建筑面积

单位空调面积用电量＝总用电量/总空调面积

能耗数据采集方式包括人工采集方式和自动采集方式。通过人工采集方式采集的数据包括建筑基本情况数据采集指标和其它不能通过自动方式采集的能耗数据，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤气等能耗量。通过自动采集方式采集的数据包括建筑分项能耗数据和分类能耗数据，由自动计量装置实时采集，通过自动传输方式实时传输至数据中心。

三．典型建筑能耗分析管理系统

安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的最优化的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构；由站控管理层（系统管理层）、网络通讯层（中间层）、现场设备层三部分组成。





1）站控管理层

站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。

监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。

打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。

模拟屏：系统通过通讯方式与智能模拟屏进行数据交换，形象显示整个系统运行状况。

UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。


2）网络通讯层

通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。

通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。以太网设备：包括工业级以太网交换机。通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。


3）现场设备层

现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。

该系统上位机软件为安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统组态软件，该软件是对现场能耗数据进行采集与监测的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态形式”而不是编程方式来进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成对现场数据的采集与监测功能。系统具有友好的人机交互界面，可实时和定时采集现场设备各参量及开关量状态，并将采集到的数据上传给数据中心存储。系统还提供了实时曲线和历史趋势曲线分析，符合用户设计需要的报表、事件记录和故障报警等功能。整个系统可以实现所有回路能耗的采集和统计，实现了远程自动抄表、能耗监测功能。

如下图为安科瑞Acrel-5000建筑能耗分析管理系统应用于上海浦东图书馆项目

该图书馆能耗分析管理系统可以查询各类能耗的使用状况，用电趋势分析，各类能耗对比及报表分析，分项能耗采用饼图形式，直观而清晰地显示出分项用电量的百分比，而由系统绘制出的分类能耗柱形图，可以形象地看出分类能耗的使用情况。




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