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篇1

【關(guān)鍵詞】eQUEST建筑類型能耗模擬

【Keywords】 eQUESTtype of constructionenergy consumption simulation

中圖分類號：TU111文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

目前，建筑、交通、工業(yè)是世界能耗中的“三大”耗能大戶，根據(jù)聯(lián)合國規(guī)劃署（UNEP）統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，建筑能耗占全球能耗的25%～40%[1]，而建筑能耗中采暖、制冷、照明的所占比例最為巨大，為40%。因此，對新建建筑進(jìn)行能耗模擬，通過對模擬結(jié)果進(jìn)行分析，通過改變建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，類型，系統(tǒng)形式，運(yùn)行控制策略等來降低能耗成為一種新的節(jié)能途徑。

在ASHREA Handbook 2005中“能耗評估與建模”[2]對建筑能耗的分析方法進(jìn)行了較為完善的綜述，其中一種“反向法”，即已知能耗模型的輸入?yún)?shù)、輸出結(jié)果，求解建筑能耗與影響因素之間的關(guān)系，這種方法又分為以下三種方法[3]：

1、經(jīng)驗(yàn)方法（或黑箱方法），即在能耗數(shù)據(jù)與影響因素之間建立某種回歸模型，常用的有最小二乘法、PRISM方法等；

2、校準(zhǔn)模擬方法，即用模擬軟件建立建筑模型，進(jìn)而調(diào)整輸入條件使得輸入與實(shí)測能耗相符；

3、灰箱方法，即為建筑或系統(tǒng)建立物理模型，用統(tǒng)計(jì)方法確定模型參數(shù)。

本文所利用的就是第二種方法，所利用的能耗模擬軟件是eQUEST軟件。

1 能耗模擬

1.1 eQUEST軟件簡介

在美國能源部(u．s．Department of Energy)和電力研究院的資助下，由美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(LBNL)和J.J．Hirsch及其合作人共同開發(fā)了eQUEST能耗模擬軟件。該軟件的計(jì)算核心是目前使用最為廣泛的能耗模擬軟件DOE2的高級版本DOE2—2。eQUEST不僅吸收了DOE2的優(yōu)點(diǎn)，并且增加了很多新功能，使建筑建模過程更加簡單，結(jié)果輸出形式更加清晰[4] 。

系統(tǒng)概況

對不同建筑類型采用同種建筑類型，利用eQUEST所建模型見圖1：

圖1：eQUEST建筑模型3D外觀圖

在建筑類型中分別選擇住宅類建筑、賓館類建筑、商業(yè)類建筑，具體見圖2：

對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)見表1[5]：

住宅類建筑：冬季采暖為市政管網(wǎng)，夏季制冷為家用空調(diào)；

賓館類建筑：冬季采暖為市政管委，夏季制冷為家用空調(diào)；

商業(yè)類建筑：冬季、夏季采暖為四管制集中空調(diào)[6]。

根據(jù)設(shè)置的參數(shù)得出模擬結(jié)果見圖3：

圖3：住宅類建筑年電耗、氣耗柱狀圖

圖4：住宅類建筑年電耗、氣耗構(gòu)成圖

圖5：賓館類建筑年電耗、氣耗柱狀圖

圖6：賓館類建筑年電耗、氣耗構(gòu)成圖

圖7：商業(yè)類建筑年電耗、氣耗柱狀圖

圖8：商業(yè)類建筑年電耗、氣耗構(gòu)成圖

2 能耗模擬結(jié)果分析

從這三種不同建筑類型模擬結(jié)果來看：

1.電耗全年趨勢為6-8月有一個高峰期，主要是夏季制冷需求；氣耗全年趨勢為“U”型，在采暖季11-3月期間氣量消耗有一個明顯增加。均符合實(shí)際能耗分布。

2.三種不同建筑類型電耗的組成基本都是有設(shè)備耗電，照明耗電，制冷耗電，排風(fēng)扇耗電這四個主要部分組成，不同之處就是所占比例不同，如在住宅類建筑中設(shè)備的耗電（即家用電器）占大部分，而在在賓館類和商業(yè)類建筑中夏季的制冷耗電則更多一些；在天然氣消耗量上也是有所區(qū)別，在住宅類建筑中燃?xì)夂碾娙昶骄荣e館類建筑和商業(yè)類建筑中氣耗低。

將三種類型電耗、天然氣耗量進(jìn)行對比如圖9，圖10：

圖9：三種不同建筑電量消耗對比圖

圖10：三種不同建筑天然氣量消耗對比圖

3．結(jié)論

通過對三種不同建筑類型進(jìn)行能耗模擬可以看出模擬結(jié)果符合實(shí)際情況：在電力消耗中，照明、設(shè)備、泵、夏季空調(diào)供冷都是主要組成部分，只不過各部分所占比例與不同建筑類型有一定關(guān)系；在天然氣消耗中冬季供暖及熱水供應(yīng)是主要組成部分。商業(yè)、賓館類建筑的能耗比住宅建筑高，符合大型公建的降耗要求，由于篇幅原因并未對影響因素進(jìn)行分析，希望今后學(xué)者可以討論改變參數(shù)對其能耗結(jié)果改變有何影響，希望本文對其具有參考價值。

參考文獻(xiàn)

[1] 文庫，全球建筑采暖的“能耗黑洞”；

[2]2005 ASHREA Handbook F32 SI: Energy Estimating and Modeling Methods；

[3]公共建筑能耗數(shù)據(jù)分析方法與分項(xiàng)計(jì)量，王鑫，魏慶芃，全國暖通空調(diào)制冷2010學(xué)術(shù)年會論文集；

篇2

中圖分類號：TU111.195

1 引言

1.1 研究背景

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會的進(jìn)步，能源需求與供給之間的矛盾日益嚴(yán)峻，節(jié)能成為我國面臨的重要工作。調(diào)查顯示，消耗在建筑運(yùn)行過程中的電能約為4000～4500億度/年，占我國總發(fā)電量的23%左右。并且伴隨城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和人民生活水平的提高，建筑能耗在全國能源消耗總量中所占的比例將最終達(dá)到33%[2]。建筑業(yè)現(xiàn)已和工業(yè)及交通業(yè)并為我國節(jié)能的三大領(lǐng)域。

1.2 建筑能耗數(shù)據(jù)庫國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)庫是最新型有效的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，在各行各業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。建立針對某一地區(qū)或具備某些功能的能耗數(shù)據(jù)庫，是建筑節(jié)能工作進(jìn)一步開展的基礎(chǔ)。

美國在這方面已經(jīng)取得了豐碩成果。美國能源部開發(fā)的CBECS和加利福尼亞州的CEUS是目前使用廣泛的數(shù)據(jù)庫[3]，在其大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的Energy Star等軟件，已是建筑能耗基準(zhǔn)評價的重要工具。

清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心在多年建筑節(jié)能診斷測試的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了公共建筑能耗數(shù)據(jù)庫[4]。直至2006年，該數(shù)據(jù)庫已收錄了484棟公共建筑的能耗檔案。建立這一建筑能耗統(tǒng)計(jì)平臺的目標(biāo)是收集我國各類建筑物能耗的具體數(shù)據(jù)，以描述各類建筑的用能特點(diǎn)。

從長遠(yuǎn)的角度考慮，研究開發(fā)一個面向福建省，并基于Internet的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)管理平臺，并通過該平臺收集和管理大量建筑的基本信息和能耗數(shù)據(jù)是十分必要的工作。

2 數(shù)據(jù)庫功能分析

2.1 需求分析

在對建筑業(yè)主、建筑能耗信息管理部門和統(tǒng)計(jì)人員進(jìn)行走訪后，總結(jié)該數(shù)據(jù)庫的需求信息：

（1）數(shù)據(jù)庫的對象涵蓋居住建筑和公共建筑。按住建部要求，居住建筑分為低層、多層、中高層和高層建筑；公共建筑按面積是否超過2000m2分中小型公共建筑和大型公共建筑，按功能分為辦公建筑、商場建筑、賓館飯店建筑等。

（2）要收集的數(shù)據(jù)有2個方面：建筑基本信息和建筑能耗數(shù)據(jù)。建筑基本信息包括建筑名稱、建筑面積、使用人數(shù)等；能耗類型包括水、電、柴油、天然氣和可再生能源等。

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備分析處理功能，如計(jì)算單棟建筑的能耗指標(biāo)，某一地區(qū)不同類型建筑總能耗的分類累加等。這些分析結(jié)果以圖表的形式進(jìn)行展示，并以Excel等軟件的格式導(dǎo)出。

（4）數(shù)據(jù)庫面向建筑業(yè)主及管理人員，設(shè)置多種不同權(quán)限的用戶。管理員可設(shè)置其他用戶的操作權(quán)限，升級系統(tǒng)等；建筑業(yè)主可查看自己的能耗數(shù)據(jù)，打印相關(guān)數(shù)據(jù)圖表；各級主管部門可查看地區(qū)內(nèi)所有建筑基本信息和能耗情況，在得到系統(tǒng)管理員授權(quán)情況下更改某些數(shù)據(jù)。

2.2 功能設(shè)計(jì)

總結(jié)需求，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有如下功能模塊：

（1）用戶管理：根據(jù)職責(zé)分為省、市、縣3級管理型用戶，每一級管理型用戶又分為管理員和審核員。加上建筑業(yè)主，系統(tǒng)一共七類用戶。用戶的功能分為業(yè)務(wù)功能和管理功能：業(yè)務(wù)功能包括錄入建筑信息和能耗數(shù)據(jù)、審核建筑信息和能耗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)上報(bào)、生成本級報(bào)表等；管理功能包括查看公告、編輯業(yè)主用戶賬號信息等。

（2）區(qū)域管理：對各行政區(qū)域進(jìn)行管理，行政區(qū)域的信息包括區(qū)域名稱、上級區(qū)域等。

（3）建筑基本信息管理。

（4）能耗數(shù)據(jù)管理：統(tǒng)計(jì)上報(bào)的建筑能耗逐月數(shù)據(jù)。建筑能耗數(shù)據(jù)上傳過程中需要各級審核員逐級審核，減少數(shù)據(jù)庫內(nèi)的錯誤數(shù)據(jù)。

（5）統(tǒng)計(jì)報(bào)表圖表管理：在完成的建筑基本信息和建筑能耗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，生成相關(guān)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表圖表，如：單棟建筑的年度逐月能耗圖、年度總能耗圖；建筑基本信息分類匯總表；年度能耗統(tǒng)計(jì)匯總表；建筑能耗統(tǒng)計(jì)分類綜合表等。

3 數(shù)據(jù)庫管理工具的選擇

用于建立數(shù)據(jù)庫的工具眾多，應(yīng)用較為廣泛的有桌面數(shù)據(jù)庫Access、FoxPro，和應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)庫的Oracle、SQL Server等。其中，SQL server等大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，把面向?qū)ο蠹夹g(shù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相結(jié)合，從而建立對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ORDBMS）。ORDBMS數(shù)據(jù)庫都基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式，具有較高的靈活性、通用性和兼容性，用戶界面方便靈活、功能強(qiáng)大；具有網(wǎng)絡(luò)連和分布式處理功能及良好的開放性；擁有跨平臺的開發(fā)接口及開發(fā)軟件的支持。SQL Server 2005是一個全面的數(shù)據(jù)庫平臺，使用集成的商業(yè)智能（BI）工具提供數(shù)據(jù)管理，是市場上的主流數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一。福建省建筑能耗數(shù)據(jù)庫的建成目標(biāo)是基于網(wǎng)絡(luò)的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，選用SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫較合適。

4 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建立

4.1 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)（概念模型）的構(gòu)建。該數(shù)據(jù)庫模型采用比較實(shí)用的“實(shí)體-聯(lián)系方法”（Entity-Relationship-Approach）構(gòu)建概念模型，簡稱E-R方法。以本數(shù)據(jù)庫的建筑基本信息和建筑能耗信息為例，其局部E-R圖如圖1和圖2所示。

4.2 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。本數(shù)據(jù)庫采用的是關(guān)系模型，將概念模型轉(zhuǎn)化為關(guān)系結(jié)構(gòu)模型，即設(shè)計(jì)一系列二維表。該數(shù)據(jù)庫的基本表包括：用戶信息表、用戶角色表、行政區(qū)域劃分代碼表、建筑基本信息表、分類分項(xiàng)能耗字典表、分類分項(xiàng)能耗拆分結(jié)果逐年匯總表、分類分項(xiàng)能耗逐地區(qū)匯總索引表及分類分項(xiàng)能耗逐地區(qū)匯總值表。以建筑基本信息表為例，如表1所示。

圖1 建筑基本信息實(shí)體E-R圖 圖2 建筑能耗信息實(shí)體E-R圖

4.3 數(shù)據(jù)庫的建立

該數(shù)據(jù)庫采用IBM 3850X5作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫前，先創(chuàng)建一個SQL Server注冊以便連接到要管理的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上。然后在創(chuàng)建好的服務(wù)器上創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。創(chuàng)建好數(shù)據(jù)庫之后，使用表設(shè)計(jì)器建立了數(shù)據(jù)表，并定義相應(yīng)主鍵。在表的基礎(chǔ)上可建立相應(yīng)的視圖，該數(shù)據(jù)庫中，以視圖的形式存放不同建筑的基本信息、能耗數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)圖表。

5 福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)簡介

在上述數(shù)據(jù)庫建立的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究開發(fā)了福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2009年7月初部署完成，并投入使用。系統(tǒng)登錄后的主界面見圖3，系統(tǒng)基本信息錄入界面見圖4，建筑逐月能耗展示見圖5，區(qū)域分類能耗展示見圖6。

圖3 系統(tǒng)登錄后主界面

圖4 系統(tǒng)建筑信息管理界面

圖5 建筑年度逐月能耗圖

圖6 區(qū)域年度總能耗對比圖

6 小結(jié)

闡述了福建省建筑能耗數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程，介紹了數(shù)據(jù)庫需求分析、管理工具選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并介紹了在其基礎(chǔ)上開發(fā)的福建省建筑能耗信息管理系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在建筑節(jié)能監(jiān)管體系的背景下開發(fā)，利用該系統(tǒng)可以采集分析福建省各類建筑的基本信息及能耗數(shù)據(jù)，有利于掌握本區(qū)域建筑的用能情況，分析福建省各類建筑的用能特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李運(yùn)華.大型公共建筑運(yùn)行能耗測試、評價與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2006.

[2]唐桂忠，張廣明.公共建筑能耗監(jiān)測與管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建筑科學(xué)，2009，25（10）：27-30，73.

篇3

(1)醫(yī)療用電主要包括門診、住院、醫(yī)技和醫(yī)療綜合等建筑的照明插座、空調(diào)用電、醫(yī)療設(shè)備用電(特殊用電)和動力用電四個分項(xiàng);

(2)輔助用電主要包括后勤保障和辦公等建筑的照明插座、空調(diào)用電、動力用電和特殊用電等。在數(shù)據(jù)采集中，照明插座用電主要采集功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電數(shù)據(jù);空調(diào)用電采集空調(diào)、采暖服務(wù)的設(shè)備用電數(shù)據(jù);動力用電采集各種動力服務(wù)(包括電梯、非空調(diào)區(qū)域通風(fēng)、生活熱水、自來水加壓、排污等)的設(shè)備(不包括空調(diào)采暖系統(tǒng)設(shè)備)用電數(shù)據(jù);特殊用電采集那些不屬于建筑物常規(guī)功能的用電設(shè)備的耗電量(其中，特殊用電的特點(diǎn)是能耗密度高、占總能耗比重大的用電區(qū)域及設(shè)備)。醫(yī)院院區(qū)內(nèi)將采集的每棟建筑的分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)上傳至該醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測平臺，經(jīng)該平臺對數(shù)據(jù)分類匯總處理后上傳至省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)。省級醫(yī)院節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)直接接入省公共建筑節(jié)能監(jiān)測數(shù)據(jù)中心，與省數(shù)據(jù)中心的通信采用中心內(nèi)聯(lián)通道。這樣既可在保持原有監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前提下充分利用醫(yī)院能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)，又能有效地提高運(yùn)行效率，避免了資源的浪費(fèi)，同時保證了全省節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的整體安全性。省數(shù)據(jù)中心與市數(shù)據(jù)中心之間通信通道采用VPN硬件設(shè)備連接，在公網(wǎng)上建立VPN虛擬專用通道，通過電子身份認(rèn)證建立起通信連接，定時傳輸數(shù)據(jù)。

2省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2．1省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)構(gòu)架

省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)負(fù)責(zé)全省各醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測平臺上報(bào)的能耗數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)、分析、展示和，其系統(tǒng)軟件架構(gòu)。整個醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)由表現(xiàn)層、應(yīng)用層及信息資源與數(shù)據(jù)層構(gòu)成，在軟件編制時，統(tǒng)籌考慮標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，并嵌入安全保障模塊，達(dá)到系統(tǒng)的規(guī)范、統(tǒng)一、安全、高效的要求。系統(tǒng)軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，平臺使用WindowsServer2003或WindowsServer2008操作系統(tǒng)，采用Microsoft．NetFramework3．5為底層基礎(chǔ)類庫，使用面向?qū)ο蟮腃#語言編寫程序。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用SQLServer2008企業(yè)版。整個系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)庫，授權(quán)數(shù)據(jù)也是分布式，同時具有分級授權(quán)功能。省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的表現(xiàn)層實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理，主要針對不同用戶(如系統(tǒng)開發(fā)管理人員、醫(yī)院管理人員等)授予相應(yīng)查看或修改信息的權(quán)限。而應(yīng)用層按功能可分?jǐn)?shù)據(jù)及消息管理、分析展示和后臺管理為三大板塊。其中，數(shù)據(jù)及消息管理板塊由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)上報(bào)、消息管理等模塊組成。省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)接收省內(nèi)各醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測子系統(tǒng)發(fā)送的建筑能耗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收子系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)解包、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理和存儲、發(fā)送反饋結(jié)果等功能。

2．2省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測子系統(tǒng)構(gòu)架及各模塊功能

數(shù)據(jù)分析展示子系統(tǒng)處于省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用層，是應(yīng)用層重要組成模塊。它對經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后的分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總和整合，通過靜態(tài)表格或動態(tài)圖表方式將能耗數(shù)據(jù)展示出來，為節(jié)能運(yùn)行、節(jié)能改造、信息服務(wù)和制定政策提供信息服務(wù)。根據(jù)實(shí)際需求，文章所設(shè)計(jì)研發(fā)的分析展示子系統(tǒng)主要由信息、能耗詳覽、能耗分析、醫(yī)院信息、數(shù)據(jù)報(bào)表、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)挖掘和運(yùn)行日志等八個功能模塊構(gòu)成。

(1)信息

信息模塊中主要提供能耗總覽功能，在能耗總覽中可以查看醫(yī)院能耗排名、建筑物信息統(tǒng)計(jì)、各醫(yī)院建筑及分項(xiàng)總能耗和單位面積能耗、所有醫(yī)院建筑及不同建筑總能耗和單位面積能耗的信息。該功能主要以動態(tài)柱狀圖及折線圖等形式實(shí)現(xiàn)，展示各市總能耗的匯總情況。其中，柱狀圖分為對總能耗、總電耗、動力用電、空調(diào)用電、特殊用電和照明插座用電等能耗數(shù)據(jù)匯總展示。折線圖則對全省以及各地市的醫(yī)院根據(jù)建筑類型的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分類顯示。

(2)能耗詳覽

能耗詳覽模塊則提供醫(yī)院能耗和建筑物能耗信息。該功能實(shí)現(xiàn)對各醫(yī)院及醫(yī)院建筑物的總能耗、單位面積能耗、人均能耗、照明插座用電、空調(diào)用電、動力用電和特殊用電等數(shù)據(jù)按日、月、年進(jìn)行查詢，并以表格、棒圖及折線圖形式展現(xiàn)出來。尤其是各醫(yī)院能耗指標(biāo)、建筑物用能比例排名、不同功能建筑不同日期總能耗、單位面積總能耗等信息為建筑節(jié)能提供了決策參考和依據(jù)。

(3)能耗分析

能耗分析模塊提供醫(yī)院能耗的橫向/縱向分析和建筑物能耗的橫向/縱向分析，為節(jié)能改造和建筑節(jié)能提供數(shù)據(jù)參考和決策依據(jù)。其中，醫(yī)院能耗的橫向分析功能可實(shí)現(xiàn)針對同一所醫(yī)院的不同建筑類型、對比類別及能耗分項(xiàng)，按時間刻度，選擇日、月、年等不同日期，進(jìn)行能耗對比;而醫(yī)院能耗的縱向分析功能可選擇兩所不同的醫(yī)院，根據(jù)建筑類型、對比類別及能耗分項(xiàng)，按不同時間粒度進(jìn)行能耗對比。建筑物能耗的橫向分析則對兩所不同的醫(yī)院，根據(jù)建筑類型、對比類別及能耗分項(xiàng);建筑物能耗的縱向分析對不同醫(yī)院的不同建筑物，根據(jù)對比類別、能耗分項(xiàng)進(jìn)行能耗對比。

(4)醫(yī)院信息

醫(yī)院信息則主要處理醫(yī)院基本信息和醫(yī)院內(nèi)建筑物的基本信息。其中，醫(yī)院基本信息可以查看醫(yī)院名稱、編碼、別名、描述、經(jīng)度、緯度及醫(yī)院人數(shù)信息和能耗價格信息。如果是管理員進(jìn)入，默認(rèn)加載所有的醫(yī)院信息，如果操作員進(jìn)入，加載所有其所擁有權(quán)限的醫(yī)院。而建筑物基本信息可以查看建筑名稱、編碼、年代、功能、層數(shù)和面積等詳細(xì)信息及附加信息。如果是管理員進(jìn)入，默認(rèn)加載所有的醫(yī)院的建筑物信息，如果操作員進(jìn)入，加載所有其所擁有權(quán)限的醫(yī)院下的建筑物。除以上四大模塊外，分析展示子系統(tǒng)還有數(shù)據(jù)報(bào)表、系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)挖掘、運(yùn)行日志等功能。數(shù)據(jù)報(bào)表實(shí)現(xiàn)匯總各醫(yī)院在某個時間段內(nèi)(按日、月、年劃分)各時間段的能耗數(shù)據(jù)匯總查詢。系統(tǒng)管理主要用于用戶管理、角色管理、節(jié)點(diǎn)管理、臨界值管理、節(jié)點(diǎn)分配和手動匯總數(shù)據(jù)等用途。其中，節(jié)點(diǎn)管理可以查看系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)名稱和編號等信息，并可以進(jìn)行修改和刪除操作。臨界值管理可以查看各醫(yī)院每棟建筑物的基本信息以及能夠?qū)ㄖ秒姼鞣猪?xiàng)臨界值進(jìn)行設(shè)定。數(shù)據(jù)挖掘的功能是對監(jiān)測建筑的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析，該模塊為預(yù)留模塊。運(yùn)行日志包含數(shù)據(jù)接收日志、數(shù)據(jù)發(fā)送日志、數(shù)據(jù)處理日志和異常數(shù)據(jù)日志，用于實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和處理日志進(jìn)行瀏覽，查看顯示建筑物異常信息匯總，以便用戶及時收到下轄各建筑物的實(shí)時情況。

2．3省級醫(yī)院建筑分類編碼設(shè)計(jì)

節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)中，能耗數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲均以一棟建筑為基本單位，每棟建筑物均需配唯一編碼作為建筑物身份標(biāo)識。因此，建筑物編碼在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中非常重要，它要求以極短的字段包含盡可能多的建筑物信息(如建筑物所處地市、建筑物所屬醫(yī)院、建筑物類別等信息)。編碼不僅要滿足節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)需求而且必須滿足在全省范圍內(nèi)的統(tǒng)一及建筑物編碼的唯一性。

3省級醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

文章所設(shè)計(jì)研發(fā)的醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)從2012年開始作為山東省專項(xiàng)推動醫(yī)院建筑節(jié)能監(jiān)管平臺建設(shè)的重要組成部分在山東省投入使用，系統(tǒng)運(yùn)行良好，穩(wěn)定可靠，可自動采集、存儲和分析各醫(yī)院能耗監(jiān)測平臺上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)和建筑物基礎(chǔ)信息，為我省醫(yī)院的節(jié)能管理和節(jié)能改造提供了決策依據(jù)，2013年通過項(xiàng)目驗(yàn)收。山東省醫(yī)院全部建筑和不同類建筑一天24h的總電耗情況;圖6給出了建筑物基本信息，包含建筑年代、建筑層數(shù)、采暖面積及建筑護(hù)結(jié)構(gòu)等信息。

篇4

監(jiān)測對象

監(jiān)測對象主要包括空間信息數(shù)據(jù)、建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)、建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)3種?？臻g信息數(shù)據(jù)主要包括遙感數(shù)據(jù)和地理信息數(shù)據(jù)。建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括建筑能耗數(shù)據(jù)和建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)。建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包含建筑物圍保系統(tǒng)信息和房地產(chǎn)信息。而監(jiān)測要素則主要包括以下幾種。

1遙感數(shù)據(jù)熱紅外遙感影像主要包括地表溫度反演和熱島效應(yīng)反演要素。地表溫度反演和熱島效應(yīng)反演可通過單一熱紅外通道方法、分裂窗方法、基于MODIS探測儀的白天/夜間MODISLST方法實(shí)現(xiàn)。

2建筑能耗主要檢測以下要素：(1)建筑圍保與空調(diào)能耗評估是指通過分析空調(diào)冷熱負(fù)荷所消耗的能量與建筑圍保系統(tǒng)的關(guān)系，改善建筑圍保系統(tǒng)降低空調(diào)能耗。(2)可再生能源利用現(xiàn)狀及開發(fā)潛力評估是指通過對城市建筑物屋頂?shù)墓夥?、光熱、空氣源熱泵等可再生能源分布的現(xiàn)狀普查、分布情況及潛力評估，結(jié)合高分遙感技術(shù)，對建筑屋頂進(jìn)行分類識別，篩選出可利用可再生能源的建筑，便于未來開發(fā)利用。(3)城市熱島與城市建筑能耗關(guān)聯(lián)分析是指利用分辨率較低的紅外遙感圖，結(jié)合建筑的耗能熱島的分布情況，分析出典型季節(jié)和典型時間段(白天、黑夜、冬季、夏季)城市能耗的高密度點(diǎn)與溫度高點(diǎn)的關(guān)系。(4)城市建筑能耗密度分析是指通過分析城市建筑能耗密度圖(白天、夜間)、總能耗/建筑面積、總能耗/占地面積之間的關(guān)系，總結(jié)出典型城市建筑的能耗密度。(5)城市建筑能耗趨勢預(yù)測是指通過分析各類建筑的典型建筑能耗，利用地面的房產(chǎn)信息，對建筑物分布做類別區(qū)劃，通過計(jì)算每類建筑的用能特點(diǎn)和面積，計(jì)算整個城市的用能情況，對城市未來的能耗趨勢做出預(yù)測。(6)地表溫度反演要素：利用熱紅外遙感波段數(shù)據(jù)，采用熱紅外輻射傳輸模型反演得到地表溫度，具體應(yīng)用時可根據(jù)遙感熱紅外波段的設(shè)置采用單窗或分裂窗算法進(jìn)行地表溫度反演。(7)城市熱島要素：利用地表溫度遙感反演數(shù)據(jù)，分析比較得出城市冷熱源分布情況，根據(jù)冷然源分布確認(rèn)城市熱島要素信息。(8)城市建筑物與周邊環(huán)境要素：利用高分遙感數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蟮姆诸惣夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑物與周邊環(huán)境要素的空間分布要素信息。

監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取

監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)遵循真實(shí)性、準(zhǔn)確性、時效性、連續(xù)性、保密性等原則。(1)真實(shí)性原則：監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取必須遵循客觀、真實(shí)的工作原則，實(shí)行現(xiàn)場、實(shí)點(diǎn)、準(zhǔn)確采集、填報(bào)和集成。(2)準(zhǔn)確性原則：數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性主要包括數(shù)值的準(zhǔn)確性、采集時間的準(zhǔn)確性、計(jì)量單位的準(zhǔn)確性。為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，必須對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。(3)時效性原則：監(jiān)測數(shù)據(jù)要按照規(guī)定的獲取周期及時采集、及時審核、快速傳輸，及時反映建筑能耗和綠色建筑發(fā)展趨勢，發(fā)揮其分析預(yù)測效能。(4)連續(xù)性原則：一定時期內(nèi)獲取的同一城市的監(jiān)測數(shù)據(jù)保證前后連貫，具有相對穩(wěn)定性和前后可比性，從而保證預(yù)測分析的科學(xué)性、有效性。(5)保密性原則：通過合法監(jiān)控、管理監(jiān)控和技術(shù)監(jiān)控，對獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，保證數(shù)據(jù)在外界非法侵入和使用、被故意/無意地改造或破壞、被故意或無意地泄漏以及盜竊的情況下得到保護(hù)。

可用于建筑能耗監(jiān)測的遙感數(shù)據(jù)主要有熱紅外波段數(shù)據(jù)和可見光高分?jǐn)?shù)據(jù)，包含3種數(shù)據(jù)類型：BSQ(bandsequential)格式、BIP(bandinterleavedbypix-el)格式、BIL(bandinterleavedline)格式。

(1)建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)。建筑動態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括建筑分項(xiàng)實(shí)時能耗數(shù)據(jù)和建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)。建筑分項(xiàng)實(shí)時能耗數(shù)據(jù)是指能量在建筑內(nèi)主要用于采暖、供冷、供生活熱水，以及風(fēng)機(jī)、炊事設(shè)備、照明設(shè)備、家電/辦公設(shè)備、電梯、機(jī)房設(shè)備、建筑內(nèi)服務(wù)設(shè)備和其他特殊功能設(shè)備等消耗。建筑環(huán)境氣象數(shù)據(jù)是指中國建筑熱環(huán)境氣象數(shù)據(jù)集中用于熱環(huán)境分析的地面氣候資料，主要包括氣溫、相對濕度、地面溫度、風(fēng)向風(fēng)速、日照時數(shù)等參數(shù)。

(2)建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)。建筑靜態(tài)信息數(shù)據(jù)主要包括房地產(chǎn)信息、圍保系統(tǒng)信息、空調(diào)設(shè)備信息、可再生能源系統(tǒng)信息、空間地理信息。房地產(chǎn)信息是指建筑物的類別、用途、占地面積、建筑面積等數(shù)據(jù)；圍保系統(tǒng)信息是指建筑物圍保系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、圍保材料類別等；空調(diào)設(shè)備信息是指空調(diào)的類型、功率等；可再生能源系統(tǒng)信息是指太陽能光熱、太陽能光電、空氣源熱泵等系統(tǒng)的信息；空間地理信息是指與建筑物空間地理分布有關(guān)的信息，表示地表建筑體及環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律。(3)熱紅外遙感數(shù)據(jù)。地表物體的溫度一般在±40℃之間，平均環(huán)境溫度為27℃，其輻射峰值位于8～14μm。因此，熱紅外波段的大氣窗口可選為8～14μm之間的波段。(4)高分遙感數(shù)據(jù)。要能夠?qū)崿F(xiàn)城市建筑物的提取，高分遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率要求達(dá)到米級或亞米級要求，波段要求在可見光波段范圍內(nèi)。

監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與加工

專題數(shù)據(jù)源有可見光波段高分遙感數(shù)據(jù)、熱紅外波段遙感數(shù)據(jù)、NDVI求取相關(guān)波段數(shù)據(jù)3種。專題數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容包括建筑物與周邊環(huán)境分布專題產(chǎn)品、城市冷熱源分布專題產(chǎn)品、城市熱島分布專題產(chǎn)品。專題數(shù)據(jù)算法模型包括面向?qū)ο笮畔⑻崛∷惴ㄅc技術(shù)、大氣糾正模型、地表反射率算法、地表溫度反演單窗算法。對于加工完的數(shù)據(jù)產(chǎn)品可以分成建筑物與周邊環(huán)境信息原始矢量產(chǎn)品、地表溫度數(shù)據(jù)兩類。#p#分頁標(biāo)題#e#

1影像數(shù)據(jù)處理輻射糾正：針對選用的遙感數(shù)據(jù)，采用專業(yè)團(tuán)隊(duì)提供的定標(biāo)常數(shù)，對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)。幾何糾正：通過計(jì)算機(jī)或人工目視解譯的方式尋找影像地面控制點(diǎn)，采用多項(xiàng)式糾正的模型對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何糾正，糾正誤差要滿足0.5個像元誤差要求。

2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理(見表1)

3專題產(chǎn)品成果建筑數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)的融合關(guān)聯(lián)，形成遙感應(yīng)用的專題信息產(chǎn)品。

監(jiān)測數(shù)據(jù)建庫與管理

1數(shù)據(jù)建庫將所采集或收集到的各類數(shù)據(jù)、文本、圖片等數(shù)據(jù)，按照基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、服務(wù)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、案例數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分類，并根據(jù)各類數(shù)據(jù)庫的不同特點(diǎn)進(jìn)行組織和管理，滿足海量數(shù)據(jù)存儲、關(guān)聯(lián)、分析、挖掘和可視化的要求。數(shù)據(jù)內(nèi)容具體包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、服務(wù)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫、案例數(shù)據(jù)庫。

1.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫主要包括：城市基本信息、建筑基本信息、建筑設(shè)計(jì)和驗(yàn)收數(shù)據(jù)、建筑用能特征信息、城市地理空間數(shù)據(jù)、城市其他共享數(shù)據(jù)、其他基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫主要包括：能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、能耗實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)、室內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)、紅外遙感數(shù)據(jù)、氣象實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)、其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

1.3服務(wù)數(shù)據(jù)庫以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫為來源，構(gòu)建建筑節(jié)能與綠色建筑數(shù)據(jù)倉庫；利用統(tǒng)計(jì)模型、分析模型、計(jì)算模型等，建立數(shù)據(jù)集市，滿足各層面應(yīng)用需求，表現(xiàn)形式為圖、表、分析報(bào)告等。主要包括：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、分析計(jì)算數(shù)據(jù)、分析預(yù)測數(shù)據(jù)、輔助決策數(shù)據(jù)、其他服務(wù)數(shù)據(jù)。

1.4模型數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型和運(yùn)行模型數(shù)據(jù)的集中存儲，主要包括：統(tǒng)計(jì)模型、設(shè)計(jì)模型、運(yùn)行模型、其他模型數(shù)據(jù)。

1.5案例數(shù)據(jù)庫根據(jù)各星級綠色建筑案例、可再生能源在建筑中應(yīng)用項(xiàng)目案例以及其他相關(guān)案例的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和檢索需要，建立案例的元數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)所有案例的存儲和查詢檢索。主要包括綠色建筑案例的評價、設(shè)計(jì)、材料、施工建造等方面的數(shù)據(jù)。

2數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)管理是指基于建筑節(jié)能與綠色建筑數(shù)據(jù)的海量性、多樣性、保密性等要求以及用戶群等因素，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分級管理，主要包括海量數(shù)據(jù)的分類入庫、數(shù)據(jù)共享等級劃分、用戶分級分類、數(shù)據(jù)共享方式和數(shù)據(jù)共享措施等。進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的方式主要有：(1)建立規(guī)范化的數(shù)據(jù)共享與交換管理機(jī)制，保證共享與交換。(2)以數(shù)據(jù)安全為重點(diǎn)，統(tǒng)一規(guī)劃，建立信息安全認(rèn)證體系、運(yùn)行環(huán)境的安全保障系統(tǒng)和功能完備的容災(zāi)備份系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)中心的物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全。

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中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0109-01

1 概述

目前全國在廣泛推進(jìn)節(jié)能減排工作，隨著社會的發(fā)展全社會對能耗需求越來越高，節(jié)能的意識也從國家貫徹到各級政府及每個公民。社會生產(chǎn)生活需要有能耗，如何在全面保障社會生產(chǎn)生活的前提下降低能耗，讓能耗更加合理，這就是當(dāng)下要做的事情。

天津市的所有公共建筑需要進(jìn)行能耗的監(jiān)控與監(jiān)測。如果要做好能耗的管理與控制，就需要對這些建筑的耗能情況進(jìn)行采集與分析。隨著公共建筑的不斷出現(xiàn)，能耗的監(jiān)控與檢測越來越重要，未來的發(fā)展趨勢將是對所有公共建筑及設(shè)施進(jìn)行能耗的監(jiān)控與管理。

2 建設(shè)目標(biāo)

運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制、通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、智能計(jì)量和采集等計(jì)算機(jī)技術(shù)，以服務(wù)于天津機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗采集和分析為主要目的，通過對各類能耗數(shù)據(jù)的采集，建立一個分布于天津市行政區(qū)域內(nèi)所有機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗采集網(wǎng)絡(luò)，為公建能耗的分析和節(jié)能趨勢分析提供服務(wù)的，具有先進(jìn)水平的建筑能耗監(jiān)控分析系統(tǒng)。

系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）設(shè)計(jì)、建立能耗監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫；（2）建設(shè)各類數(shù)掘傳輸系統(tǒng)；完成信息中心與各監(jiān)控點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連接；（3）搭建建筑能耗采集的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行狀況監(jiān)控系統(tǒng)；（4）搭建建筑能耗采集設(shè)備的預(yù)警及報(bào)警系統(tǒng)及應(yīng)用平臺；（5）輸出工作所需的文字報(bào)告和數(shù)據(jù)報(bào)告；（6）實(shí)現(xiàn)對建筑所屬單位開放的能耗查詢系統(tǒng)；（7）對現(xiàn)有系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，并轉(zhuǎn)化到新系統(tǒng)中；（8）最大限度的保證原有投資。

3 設(shè)計(jì)、開發(fā)原則

（1）實(shí)用性與先進(jìn)性的統(tǒng)一；（2）緊密圍繞能耗監(jiān)測管理的業(yè)務(wù)；（3）注重系統(tǒng)易操作與標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)；（4）保證系統(tǒng)具有開放性、可擴(kuò)充性和較長的使用期；（5）遵循安全性、保密性和共享性的原則；（6）繼承性原則：系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮繼承不臥利用己有的硬件設(shè)備和開發(fā)完；（7）成的軟件系統(tǒng)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行整合，在整合的基礎(chǔ)上提高；（8）系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要遵循可持續(xù)、可操作的原則，系統(tǒng)采用分級結(jié)構(gòu)逐級上傳數(shù)據(jù)，并由各中心及區(qū)縣二級平臺匯總后上傳到數(shù)據(jù)中心。

4 編制依據(jù)

（1）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》；（2）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則》；（3）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》；（4）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》；（5）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范》；（6）《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)指導(dǎo)說明書》。

5 業(yè)務(wù)需求

（1）監(jiān)控系統(tǒng)軟件提供建筑能耗信息、查詢實(shí)時監(jiān)控情況、歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)、監(jiān)測點(diǎn)信息。（2）采用基于B/S架構(gòu)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，客戶端使用瀏覽器完成全部操作。（3）支持預(yù)警和報(bào)警，報(bào)警方式包括短信報(bào)警、郵件報(bào)警，報(bào)警范圍和對象可自由設(shè)定。（4）具備獨(dú)立的能耗數(shù)據(jù)采集平臺，數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容及格式符合國家要求及天津市關(guān)于建筑能耗的有關(guān)規(guī)定。（5）以動態(tài)圖形方式實(shí)現(xiàn)公共建筑能耗狀況。（6）支持與GIS系統(tǒng)的接口，將建筑能耗信息傳輸?shù)紾IS系統(tǒng)中。

6 系統(tǒng)體系構(gòu)架

篇6

P鍵詞：本體；建筑施工能耗；案例檢索；相似度

Key words： ontology；construction energy consumption；case searching；similarity

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）11-0198-03

0 引言

建筑施工能耗是指建筑施工企業(yè)在整個施工過程中為完成單位合格產(chǎn)品所消耗的能源數(shù)量，主要包含建材或構(gòu)件加工能耗、施工運(yùn)輸能耗和施工過程能耗[1]。傳統(tǒng)的建筑施工能耗控制依賴現(xiàn)場施工和管理人員的經(jīng)驗(yàn)，難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的共享和重用[2]。本體能夠?qū)︻I(lǐng)域的知識進(jìn)行規(guī)范化描述[3，4]，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)例的存儲、共享和重用[5]。因此提出用本體方法對建筑施工能耗控制領(lǐng)域知識進(jìn)行規(guī)范化表示，建立已完工程施工能耗控制本體案例庫，在本體案例庫中檢索與擬建項(xiàng)目相似度最高的案例，借鑒相似案例的能耗控制經(jīng)驗(yàn)，制定擬建項(xiàng)目的能耗控制措施，實(shí)現(xiàn)擬建工程施工能耗的合理控制。

1 建筑施工能耗控制本體模型的構(gòu)建

1.1 建筑施工能耗的影響因素分析

建筑施工過程中影響施工能耗水平的因素眾多，如自然環(huán)境的好壞、施工機(jī)械的種類與新度、水文地質(zhì)條件、施工管理水平及工人技術(shù)水平的高低[6，7]等。以土方工程為例，挖掘一類土?xí)r施工能耗比較低；挖掘四類土?xí)r施工能耗比較高[8]。

1.2 建筑施工能耗控制本體的構(gòu)成

建筑施工能耗控制本體模型采用五元結(jié)構(gòu)CECO={C，R，F(xiàn)，I，A}，在上述施工能耗影響因素分析基礎(chǔ)上，結(jié)合建筑施工特點(diǎn)，對施工能耗本體建模元描述如下：

①C：概念集合。1）項(xiàng)目信息術(shù)語，包括工程類別、參建單位、建設(shè)地點(diǎn)等；2）自然環(huán)境術(shù)語，包括土壤類別、氣溫、海拔等；3）施工管理術(shù)語，包括施工管理水平、組織結(jié)構(gòu)形式；4）施工技術(shù)術(shù)語，包括施工方案、工人技術(shù)水平等；5）述施工機(jī)械術(shù)語，包括機(jī)械種類、機(jī)械新度等；6）施工能耗術(shù)語，包括施工材料加工能耗、施工運(yùn)輸能耗、施工過程能耗。7）能耗控制措施術(shù)語，包括施工前控制、施工控制等。

②R：概念間的分類關(guān)系集合，對象屬性（Object Properties）關(guān)系和數(shù)據(jù)屬性（Data Properties）關(guān)系。對象屬性表示概念或?qū)嵗g的關(guān)系，如父類關(guān)系（Super Class Of）、實(shí)例關(guān)系（Instance Of）等；數(shù)據(jù)屬性表示概念或?qū)嵗c基本的數(shù)據(jù)類型（int、short等）之間的關(guān)系，包括海拔高度、施工過程能耗量等。

③F：函數(shù)，概念之間的非分類關(guān)系集合，如施工總能耗量=∑分部分項(xiàng)工程量×單位工程量的施工能耗量。

④I：建筑施工能耗工程實(shí)例集合，概念的具體表現(xiàn)，如黃土為一類土的一個實(shí)例。

⑤A：公理集合，約束概念、屬性、實(shí)例之間關(guān)系的公認(rèn)正確命題，如“土壤堅(jiān)硬程度與施工能耗量成正比關(guān)系”。

1.3 建筑施工能耗控制本體模型的構(gòu)建實(shí)例

將“建筑施工能耗本體”設(shè)為最頂級概念，作為本體結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)，并向下逐層建立子類及實(shí)例，應(yīng)用Protégé4.2構(gòu)建部分本體模型如圖1所示（以土方工程為例）。

2 基于本體模型的案例檢索

2.1 案例檢索原理

本體模型構(gòu)建完成后，使用本體模型對低能耗案例進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)，形成本體案例庫。擬建項(xiàng)目（即問題案例）出現(xiàn)時，將其與案例庫中各案例相似度比對，尋找相似度最高的案例作為最優(yōu)解案例，輸出其節(jié)能措施，即可為問題案例的能耗控制提供參考。同時，問題案例作為新案例存儲入案例庫。

2.2 案例檢索方法

案例的屬性根據(jù)其可否計(jì)量分為兩類：對象屬性和數(shù)據(jù)屬性。對兩類屬性運(yùn)用不同規(guī)則，確定其相似度、權(quán)重，即可得到案例之間的相似度，實(shí)現(xiàn)案例檢索。

①數(shù)據(jù)屬性相似度。

2.3 實(shí)例應(yīng)用

某基坑開挖工程，基坑挖深5.5m，開挖面積約為151.5m2。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，基坑開挖的土壤為黃土，地下水在地面下1.5m，擬采用輕型井點(diǎn)降水法降低地下水位，并用土釘墻對基坑進(jìn)行支護(hù)。土方開挖采用機(jī)械挖裝，自卸汽車外運(yùn)，輔以人工挖土與修土。施工場地距離最近的堆土場5.3公里?，F(xiàn)需根據(jù)已有本體案例庫制定相應(yīng)節(jié)能措施。

假設(shè)本體案例庫中已存入5個案例，問題案例及案例庫中5案例的屬性如表1所示。

①屬性間相似度的計(jì)算。

因此選擇案例三作為案例匹配結(jié)果，調(diào)取其施工能耗控制措施作為參考：提高現(xiàn)場管理水平及施工人員素質(zhì)；對施工機(jī)械操作人員定期進(jìn)行培訓(xùn)、指導(dǎo)；制定施工機(jī)械操作規(guī)程，出現(xiàn)異常及時排除；保持施工機(jī)械清潔，加強(qiáng)保養(yǎng)，及時調(diào)整、緊固松動的零部件，降低磨損和破壞。

3 結(jié)論

①建筑施工能耗控制領(lǐng)域涉及概念和影響因素眾多，本體方法能對其進(jìn)行清晰和科學(xué)的表達(dá)，提供規(guī)范和統(tǒng)一的描述。

②本體模型和本體案例庫的構(gòu)建，使能耗控制不再簡單依賴現(xiàn)場施工和管理人員的經(jīng)驗(yàn)，為建筑施工能耗控制I域知識、經(jīng)驗(yàn)的共享與重用提供基礎(chǔ)。

③在本體案例庫中進(jìn)行案例檢索，提高了對已有的建筑施工低能耗案例的利用率，對象屬性相似度計(jì)算方法的改進(jìn)使案例檢索過程更趨合理。

參考文獻(xiàn)：

[1]許偉，徐偉，李幗昌.建筑建造能耗分析[J].施工技術(shù)，2014，43（16）：74-77.

[2]Hendro Wicaksono， Fabian Jost， Sven Rogalski， Jivka Ovtcharova. Energy efficiency evaluation in manufacturing through an ontology represented knowledge base[J]. Intell， 2014， 21 （1）：59-69.

篇7

    該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心三部分組成。監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包含兩個方面的內(nèi)容:分類能耗和分項(xiàng)能耗。其中,分類能耗是指根據(jù)建筑消耗的主要能源種類劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)。分項(xiàng)能耗是指根據(jù)建筑消耗的各類能源的主要用途劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù)。

    1.分類能耗

    2.用電量

    3.用水量

    4.燃?xì)饬?/p>

    5.集中供熱耗熱量

    6.集中供冷耗冷量

    其他能源

    其中分析用電量可以得到以下分項(xiàng)能耗:

    1.照明插座用電

    2.空調(diào)用電

    3.動力用電

    4.特殊用電

    實(shí)例應(yīng)用:

    某商場基本信息

    建筑面積(m2):22000

    建筑層數(shù):地下1層;地上4層

    變壓器:3臺 1000KVA

    功率因數(shù): 0.93/0.94/1.00

    以下是供電局采集的數(shù)據(jù):

    2009年:用電量7699210(kWh),單位建筑面積用電量350(kWh/(m2·a))

    2010年:用電量7452783(kWh),單位建筑面積用電量339(kWh/(m2·a))

    2009~2010年逐月用電量

    根據(jù)分項(xiàng)能耗的要求,我們對3臺低壓柜的28條低壓出線回路進(jìn)行了監(jiān)測。

    共設(shè)了內(nèi)置多功能表3臺(可計(jì)量無功,諧波),三相電能表28臺。

    冷量表1臺(本工程不涉及熱量表),數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)1臺。

    將電能表箱直接設(shè)于變配電房內(nèi),方便監(jiān)測及走線。當(dāng)采集后的用能數(shù)據(jù)通過RJ-485雙絞線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān),數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)關(guān)再通過網(wǎng)絡(luò)端口將能耗數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器,由服務(wù)器實(shí)現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)的分類存儲,并能將能耗數(shù)據(jù)到互聯(lián)網(wǎng),用能單位及上級單位可以通過遠(yuǎn)程WEB訪問實(shí)時了解建筑用能情況。

    照明插座用電:

    該建筑插座用電設(shè)備主要包括臺式電腦、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、飲水機(jī)及其他臨時插座用電設(shè)備,上班時間由使用人員自行開啟。

    商場區(qū)域照明主要采用T5熒光燈和雙U型節(jié)能筒燈兩種燈具形式,T5熒光燈單管功率為14W,節(jié)能筒燈單盞功率為13W。超市區(qū)域照明采用T5熒光燈,單管功率為28W。商場內(nèi)辦公室照明采用T8熒光燈,單管功率為40W。

    室外照明采用射燈,室外照明總安裝功率為19.2kW。

    照明控制方式:商場及超市區(qū)域照明為手動控制,一般早上上班由工作人員自主開啟,晚上下班手動關(guān)閉;辦公室照明及插座用電設(shè)備一般早上上班時由員工自主開啟,下午下班時手動關(guān)閉。室外景觀照明為定時控制,不同季節(jié)根據(jù)天氣情況設(shè)定開啟時間。

    空調(diào)用電:

    空調(diào)冷源系統(tǒng)設(shè)置在地下一層,共3臺螺桿式4機(jī)頭冷水機(jī)組,單臺機(jī)組總制冷量為1305 kW,總裝機(jī)容量為3915 kW,每臺輸入功率為4×90kW;冷凍水泵共4臺,單臺功率45kW;冷卻水泵共4臺,單臺功率45kW;冷卻塔置于屋頂,共六組,風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為7.5kW/臺。

    空調(diào)冷凍水系統(tǒng)為一次泵系統(tǒng),冷凍水供回水溫度為7/12℃,冷凍水供應(yīng)商場以及超市兩個區(qū)域。系統(tǒng)采用兩管制,水平管路同程。冷水機(jī)組和水泵分別并列后通過管道相連。

    空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)為一次回風(fēng)全空氣系統(tǒng),每層均設(shè)置四臺空氣處理機(jī)組。其中三臺額定制冷量為458.7kW,電機(jī)輸入功率為11kW;另外一臺額定制冷量為394.8kW,電機(jī)輸入功率為11kW。四層設(shè)有新風(fēng)機(jī),新風(fēng)由新風(fēng)機(jī)引入,送至各樓層空調(diào)機(jī)房與回風(fēng)混合,經(jīng)空氣處理機(jī)組熱濕處理后送至空調(diào)區(qū)域。全年沒有根據(jù)季節(jié)調(diào)節(jié)新風(fēng)比和新風(fēng)量。

    動力用電:

    (1)該商場配有貨梯2臺,扶梯6臺,平板梯1臺。貨梯功率為11kW/臺;扶梯功率為11kW/臺;平板梯功率為11W/臺。所有電梯均未設(shè)變頻控制裝置。

    (2)該商場設(shè)有一臺生活水泵供應(yīng)商場日常用水,水泵功率為5.5kW。

    從監(jiān)測結(jié)果以及供電局提供的資料分析,

篇8

1.2建筑能源管理系統(tǒng)架構(gòu)

1.2.1物理架構(gòu)建筑能源管理系統(tǒng)由測控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)B-SCADA和B-EMS（能源管理系統(tǒng)云平臺）構(gòu)成，其中測控當(dāng)?shù)刈酉到y(tǒng)安裝在每棟大樓，由各級電能計(jì)量裝置、各類測量裝置組成，計(jì)量與測量裝置采用RS-485，ModBus等總線與采集裝置連接。采集裝置負(fù)責(zé)將各類測量與計(jì)量信息通過公網(wǎng)通信系統(tǒng)傳送到B-EMS。B-EMS由數(shù)據(jù)前置機(jī)、數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)器組成。系統(tǒng)總體物理架構(gòu)如圖1所示。

1.2.2功能架構(gòu)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。由圖2可知，該系統(tǒng)共5個應(yīng)用類，其中3個為前臺應(yīng)用類，2個為后臺應(yīng)用類，系統(tǒng)共26個應(yīng)用功能項(xiàng)。

1.2.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求，結(jié)合相關(guān)的國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，對建筑總能耗按照分項(xiàng)、分類、分能耗節(jié)點(diǎn)三級計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對象模型如圖3所示。系統(tǒng)主要采集的設(shè)備對象、參數(shù)、頻度等情況如下：（1）冷源：需采集的參數(shù)有冷凍水供水溫度、冷凍水回水溫度、冷凍水流量、集水器入口水溫、壓縮機(jī)電壓/電流/功率、直燃機(jī)燃料消耗，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為冷源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)及能耗分析。（2）熱源（鍋爐）：需采集的參數(shù)有燃料消耗量和補(bǔ)水量，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為熱源運(yùn)行效率、運(yùn)行狀態(tài)和能耗分析。（3）冷卻塔：需采集的參數(shù)有冷卻水進(jìn)水溫度、冷卻水出水溫度、冷卻水流量、冷卻塔風(fēng)扇開啟臺數(shù)、冷卻塔風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和風(fēng)扇電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為冷卻塔運(yùn)行效率、冷源運(yùn)行狀態(tài)、冷源能耗分析。（4）一次回風(fēng)機(jī)組：需采集的參數(shù)有混風(fēng)閥開度、回風(fēng)溫度、進(jìn)風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)、風(fēng)機(jī)電流、回風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)電壓/電流/功率，采集頻率為每天1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、過濾器阻塞程度、空調(diào)箱運(yùn)行效率、空調(diào)箱能耗分析。（5）新風(fēng)（排風(fēng)）機(jī)組：需采集的參數(shù)有排風(fēng)溫度、新風(fēng)溫度、新風(fēng)濕度、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)、風(fēng)機(jī)電流/電壓/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為風(fēng)機(jī)效率、新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效率、新風(fēng)系統(tǒng)能耗分析。（6）風(fēng)機(jī)盤管：需采集的參數(shù)有供水管溫度、回水管溫度、進(jìn)風(fēng)口溫度、出風(fēng)口溫度、濕度、風(fēng)機(jī)盤管回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為末端能耗、末端能效分析。（7）冷凍泵、冷卻泵、采暖泵：需采集的參數(shù)有水泵運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)、水泵電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為輸配系統(tǒng)能耗分析。（8）照明：需采集的參數(shù)有總照明回路電壓/電流/功率、分區(qū)/分層照明回路電壓/電流/功率、分項(xiàng)照明回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為照明系統(tǒng)能耗分析。（9）電梯：需采集的參數(shù)有電機(jī)運(yùn)行電壓/電流/功率、電機(jī)溫度，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為電梯運(yùn)行情況分析。（10）變壓器：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率、溫度，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為變壓器負(fù)載情況分析。（11）開水爐：需采集的參數(shù)有電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為開水爐功耗分析。（12）辦公設(shè)備：需采集的參數(shù)有分回路電壓/電流/功率，采集頻率為每小時1次，數(shù)據(jù)用途為辦公設(shè)備功耗統(tǒng)計(jì)。（13）環(huán)境參數(shù)：需采集的參數(shù)是室內(nèi)外溫度、濕度、照度，采集頻率為每小時1次。

2系統(tǒng)應(yīng)用效果

2.1創(chuàng)維自動化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)創(chuàng)維自動化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)為5層建筑，總建筑面積約為12000m2。空調(diào)采用分體式加VRV多聯(lián)機(jī)形式，照明以熒光燈為主。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，在每層樓的每個辦公室及生產(chǎn)區(qū)安裝能效監(jiān)測終端，監(jiān)測每個房間的用能情況。通過通信網(wǎng)絡(luò)把采集數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到監(jiān)控平臺，使系統(tǒng)能夠按照建筑、樓層、辦公室、配電箱、用電設(shè)備等各種維度進(jìn)行數(shù)據(jù)對比和分析，并對不同的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行對比，對內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)?，同時還能發(fā)現(xiàn)異常用電與用能信息，提高了能源管理的透明度和準(zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，創(chuàng)維自動化工程有限公司三墩生產(chǎn)區(qū)的能耗降低了8％。

2.2浙江省電力公司本部大樓浙江省電力公司本部大樓共17層，地下3層，地上14層，總建筑面積為84724m2?？照{(diào)采用冷水機(jī)組形式，冷源為蓄冰系統(tǒng)加基載主機(jī)，熱源為蓄熱式電鍋爐。大樓共有高速電梯12部。照明以熒光燈為主。大樓已經(jīng)完成了屋頂太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)，每天工作3h。應(yīng)用建筑能源管理系統(tǒng)后，根據(jù)現(xiàn)場情況，安裝能效采集終端，對電能參數(shù)和非電能參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測，向數(shù)據(jù)集中器上傳能耗數(shù)據(jù)，然后上傳到主站，在監(jiān)控平臺上實(shí)時展示。系統(tǒng)對此數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，尋找異常用電與用能信息及光伏發(fā)電系統(tǒng)的異常供能信息，并對不同的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行對比，實(shí)現(xiàn)空調(diào)、通風(fēng)、照明、光伏發(fā)電等系統(tǒng)的節(jié)能控制，制定大樓節(jié)能改造通用模板。還能對內(nèi)部的電費(fèi)進(jìn)行計(jì)算與分?jǐn)?，提高了能源管理的透明度和?zhǔn)確性，為建筑節(jié)能運(yùn)行提供技術(shù)支撐。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，浙江省電力公司本部大樓的能耗降低了10％。

篇9

中圖分類號:TUlll.19+5.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

文章編號:1008-0422(2010)07-0193-03

1　引言

近年來隨著我國建筑業(yè)飛速發(fā)展,尤其是城市化進(jìn)程的加?陜。建筑能耗比例在不斷增加,很多大型公共建筑更多從舒適性著眼,空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時的制冷(熱)量遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行時建筑的冷(熱)負(fù)荷量,另外絕大多數(shù)大型公共建筑在維護(hù)上缺乏對能源利用的整體規(guī)劃,諸多不合理因素導(dǎo)致了大型公共建筑能耗居高不下。

城鄉(xiāng)建設(shè)部、財(cái)政部于2007年在全國重點(diǎn)省市開展建立國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系工作,并相繼出臺了《民用建筑能耗統(tǒng)計(jì)制度》、《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計(jì)導(dǎo)則》等相關(guān)技術(shù)規(guī)范。長沙市建筑能耗調(diào)查小組于2008～2009年對長沙市內(nèi)的各類典型的公共建筑能耗情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和調(diào)查研究,得到了大量的建筑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和能耗資料,本文選取其中的29棟不同功能的典型建筑進(jìn)行了能耗研究分析。

2　調(diào)查概況

2.1　典型建筑的選取及概況

本次調(diào)查對象共包括300多棟政府辦公建筑和大型公共建筑,調(diào)查內(nèi)容包括建筑基本信息、耗能設(shè)備信息及2007年能耗信息等,本次選取的典型建筑為基本信息和能耗信息齊全。并在長沙市具有一定代表性的建筑,共包括7棟政府辦公建筑(A)、5棟商業(yè)辦公建筑(B)、8棟商場建筑(C)、6棟賓館酒店建筑(D)、3棟醫(yī)院建筑(E),總體代表了長沙市主要的公共建筑類型。

2.2　統(tǒng)計(jì)方法

長沙市的建筑能源構(gòu)成較為復(fù)雜,其中天然氣、柴油占能源消耗總量的比例比其他城市較大,本次調(diào)查中采用對電能消耗折算為一次能源(標(biāo)煤)。然后對三種一次能源按熱值進(jìn)行加和的統(tǒng)計(jì)方法,計(jì)算總能耗指標(biāo)和單位面積的能耗指標(biāo)。

3　調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果

調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示,其中包括29棟不同類型建筑的電、燃?xì)?、柴油和總能耗指?biāo)的信息。圖1為29棟典型建筑的能耗分布情況圖,圖2為5類典型建筑的平均單位面積總能耗對比圖。

4　能耗分析

4.1　總體能耗分析

由圖1和圖2我們看出,29棟建筑的面積范圍在20000-130000m。之間,其中20000～60000m2。的棟數(shù)占全部29棟建筑的將近60%,29棟建筑的能源消耗分布相對較為集中,5類建筑中,政府辦公建筑的能耗最低,商場超市建筑最高,從低到高依次為政府辦公建筑、商業(yè)辦公建筑、醫(yī)療衛(wèi)生建筑、賓館酒店建筑、商場超市建筑。單位面積耗能最大的為2878MJ/(m/2?a),單位面積耗能最小的為487 MJ/(m2?a),29棟建筑平均值為1236MJ/(m2?a),單位面積能耗最大的建筑為單位面積能耗最小的建筑的近6倍,單位面積的平均能耗商場超市類建筑為政府辦公類建筑的近3倍。

電能消耗方面,商場超市建筑的平均單位面積電耗達(dá)到了為178kWh/(m2?a),政府辦公建筑的平均單位面積電耗最小,為50 kWh/(m2?a),賓館酒店建筑的電耗為98kWh/(m2?a)。

4.2　能源構(gòu)成

由表1可以看出,只使用電能的建筑為7棟,占全部29棟建筑的24.1%,除電能外使用燃?xì)獾臑?3棟,占44.8%,使用柴油的也為13棟,兩者都是用的為4棟,占13.8%,29棟建筑總能源消耗構(gòu)成比例見圖4,分類建筑能源構(gòu)成比例見圖5,由圖可知,長沙市政府辦公建筑和大型公共建筑的能源構(gòu)成為以電為主,燃?xì)夂筒裼蜑檩o,電能占總耗能總量的80%,這與長沙地區(qū)夏熱冬冷的氣候特性有關(guān),冬季采暖期較短并且最低氣溫一般在00c以上,另外商場超市類建筑冬季室內(nèi)的燈光和室內(nèi)的人員的發(fā)熱量較大,熱空調(diào)多數(shù)不開啟或者只在極冷的天氣條件下開啟。燃?xì)夂筒裼鸵话銥榻ㄖ闹比紮C(jī)或者鍋爐消耗,小部分為建筑的廚房設(shè)備消耗。

政府辦公建筑和醫(yī)療衛(wèi)生建筑能耗構(gòu)成大致相同,主要為電和燃?xì)?這是因?yàn)榇蟛糠终k公建筑和醫(yī)療衛(wèi)生建筑的鍋爐或直燃機(jī)進(jìn)行了“油改氣”的節(jié)能改造,冬季空調(diào)采暖直接由燃油或燃?xì)忮仩t提供熱源,另外醫(yī)療衛(wèi)生建筑對衛(wèi)生熱水的需求量也比較大,而熱水通常也有鍋爐提供,部分建筑對熱水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造,采用空氣源熱泵為主,鍋爐輔助的方式,節(jié)約了柴油或燃?xì)獾纫淮文茉?提高了能源的利用效率。

酒店賓館類和商業(yè)辦公類建筑類似,部分采用了燃?xì)忮仩t,部分采用燃油鍋爐,由于資金或者建筑存在多業(yè)主問題,部分進(jìn)行了“油改氣”,酒店賓館建筑冬季空調(diào)采暖一般采取兩種方式,一種采用直燃機(jī)提供熱源,另一種采用燃油或燃?xì)忮仩t提供熱源。兩種空調(diào)方式消耗的主要能源為柴油或燃?xì)?另外由于餐飲業(yè)對炊事能源的特殊需求,用于炊事等的天然氣和柴油也是構(gòu)成建筑能耗的一部分。

商場超市類建筑主要能耗為電能,占了全部能耗的98%,商場超市建筑由于自身冬季熱負(fù)荷小,夏季熱負(fù)荷大的特性,設(shè)計(jì)時夏季通常采用了容積式冷水機(jī)組(離心式、螺桿式等)進(jìn)行供冷,冬季采用熱泵或者燃油鍋爐供熱,冬季由于室內(nèi)的大量燈光設(shè)備和人流的散熱較大,室內(nèi)溫度通常在10度以上,多數(shù)商場選擇不開啟或者少開熱空調(diào),故熱空調(diào)的熱源的柴油消耗量較少。

4.3　各類建筑分項(xiàng)耗電量分析

為了進(jìn)一步了解各類建筑全年總耗電量和空調(diào)通風(fēng)等各項(xiàng)耗電量,從5類建筑中分別抽取一棟代表建筑進(jìn)行分析,政府辦公建筑以A4為例,商業(yè)辦公建筑以B2為例,商場超市建筑以C4為例,酒店賓館建筑以D2為例,醫(yī)療衛(wèi)生建筑以E1為例,該5棟代表性建筑的分項(xiàng)耗電量比例見圖6-圖10。

政府辦公類建筑的特點(diǎn)是工作時間集中,辦公設(shè)備(電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、信息機(jī)房設(shè)備)相對較多,照明和辦公設(shè)備電耗占總電耗的30%,通風(fēng)空調(diào)的耗電量達(dá)到了全年電耗的63%,其中冬季采曖用電鍋爐占總耗電量的39%,因?yàn)殡娔苁歉咂肺荒茉?直接使用電鍋爐進(jìn)行供熱造成了巨大的浪費(fèi),建議該建筑改用燃?xì)忮仩t或空氣源熱泵等進(jìn)行供暖。

由圖7可知,商業(yè)辦公建筑中,照明辦公

設(shè)備及空調(diào)末端占建筑耗電量的43%,由于空調(diào)使用直燃機(jī),故夏季和冬季空調(diào)系統(tǒng)主要耗電設(shè)備為空調(diào)循環(huán)水泵,該項(xiàng)占總耗電量的比例相對不大,另外,由于該大廈有一個證券交易中心,該中心的信息機(jī)房耗電量也占一定的比例。由此可見,對照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)和辦公設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造,并進(jìn)行制度化管理,提高辦公人員的節(jié)能意識,是降低辦公類建筑能耗的關(guān)鍵。

商場照明系統(tǒng)的電力能耗較為穩(wěn)定,一般不隨季節(jié)和外界條件而變化。由于當(dāng)前商場超市建筑的營業(yè)廳空間為全封閉空間模式,完全依靠于人工照明進(jìn)行采光,所以在營業(yè)時間段內(nèi)(9:30～22:00),商場照明系統(tǒng)需要一直開啟,以滿足商品展示等商場內(nèi)部光環(huán)境的需求。根據(jù)部分商場建筑現(xiàn)場測試結(jié)果,發(fā)現(xiàn)燈光照度最大的超過了1000Lx,平均值在600～800Lx,大部分存在照度過大問題。為了保證室內(nèi)溫度環(huán)境的舒適,商場一般于五月份就開啟空調(diào)進(jìn)行制冷,一般持續(xù)到十月份,空調(diào)系統(tǒng)平均開啟的時間均超過5個月。在圖8中,商場超市建筑C4商業(yè)照明占建筑總用電量的34%。其次為建筑的動力設(shè)備(電梯、冷凍冷藏設(shè)備和水泵、空調(diào)末端風(fēng)柜風(fēng)機(jī)等),與照明系統(tǒng)相比,動力設(shè)備耗電量所占的比例較小?？照{(diào)制冷主機(jī)和電鍋爐占全部用電量的27%,該項(xiàng)比例比商場的平均水平略低。

酒店是長沙市公共建筑中的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,大型酒店逐年增多,酒店建筑能耗在公共建筑能耗中所占的比例也逐步增高。大型酒店用能普遍偏高,在酒店D4的電耗構(gòu)成中,空調(diào)系統(tǒng)能耗比例在45%,動力系統(tǒng)能耗所占的比例也在21%,因此,空調(diào)系統(tǒng)和動力系統(tǒng)是酒店建筑能耗的重點(diǎn)。

在公共建筑里,醫(yī)院的能耗屬于較高的類型,醫(yī)院的病人是體弱有病的患者,他們對溫度、濕度等環(huán)境條件適應(yīng)能力較差,對室內(nèi)環(huán)境敏感。由于服務(wù)人群的特殊性,醫(yī)院的能源供應(yīng)以及各種設(shè)施的配備,應(yīng)具備高保障性和高品質(zhì)。電氣、空調(diào)、給排水、照明、鍋爐,空調(diào)能耗是建筑能耗的主要部分,約占醫(yī)院總能耗的50%左右,最大可占到建筑總能耗的65%,醫(yī)院節(jié)能的主要任務(wù)是降低其空調(diào)系統(tǒng)能耗。

5　結(jié)論

本文在實(shí)際調(diào)查的基礎(chǔ)上,對長沙市機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能耗水平進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,選取的建筑覆蓋面相對較廣,基本反映了長沙市現(xiàn)階段公共建筑的總體能耗水平。希望通過這次能耗調(diào)查,為今后順利開展深度能源審計(jì)工作并制定合適的長沙市公共建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)提供參考,并對夏熱冬冷地區(qū)的節(jié)能改造和節(jié)能運(yùn)行管理提供數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)將本次調(diào)查的結(jié)論歸納如下:

(1)選取的29棟建筑的能耗平均值為1236MJ/(m2?a),能源構(gòu)成為以電為主,天然氣和柴油為輔,電能占總耗能總量的80%:

篇10

中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言：

我國十分重視建筑節(jié)能工作，特別是大型公共建筑的節(jié)能工作，因?yàn)槠浣ㄖ芎母?、?jié)能潛力大，一直是我國建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)。而要開展好建筑節(jié)能工作，首要的問題是了解建筑能耗狀況和分析節(jié)能潛力。

一、建筑概況

某高等院校的圖書館，占地面積22442 m2，建筑高度為22.30米，圖書館地上4層地下1層。由于該建筑屬于校園建筑，建筑類型為圖書館，建筑的實(shí)際使用人員流動性較大，故無法確定建筑具體使用人數(shù)。該建筑的結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本情況為：外墻材料為空心粘土磚，未做保溫；屋頂采用30 mm厚擠塑聚苯板做保溫；外窗采用單框Low-E中空玻璃鋁合金窗，部分朝向采用窗簾作為內(nèi)遮陽；建筑局部存在明框玻璃幕墻。

二、本建筑的用能系統(tǒng)概況

建筑節(jié)能應(yīng)是在保證人體舒適度的前提下節(jié)能， 電力是本建筑主要的用能之一，按用能設(shè)備及能耗使用類型分，本大樓的用電能耗分類見表1：

表1建筑的用電能耗分類

能耗類別 用電能耗名稱

第一類能耗（常規(guī)能耗） 建筑空調(diào)

室內(nèi)照明

室內(nèi)插座（室內(nèi)辦公設(shè)備）

動力設(shè)備（電梯、生活水泵、消防水泵等）

公共照明

2.1、空調(diào)系統(tǒng)

圖書館的空調(diào)系統(tǒng)為集中式空調(diào)系統(tǒng)，集中式空調(diào)系統(tǒng)由學(xué)校統(tǒng)一開啟，除特定用途外，夏季日最高氣溫32℃以上，冬季日最低氣溫低于0℃時才可開啟空調(diào)。夏季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置應(yīng)不低于26℃，冬季室內(nèi)空調(diào)溫度設(shè)置應(yīng)不高于20℃?？照{(diào)開啟時間為8:00~22:00。圖書館采用一套水冷式空調(diào)機(jī)組，由冷源制備冷媒或由蒸汽鍋爐制備蒸汽后經(jīng)兩次熱交換，再由組合式空調(diào)箱對大樓進(jìn)行制冷或供暖。

2.2、照明系統(tǒng)

室外照明包括路燈系統(tǒng)和庭院燈系統(tǒng)，路燈系統(tǒng)采用智能控制系統(tǒng)，根據(jù)每日的經(jīng)緯度以及太陽高度角確定每日路燈啟閉的時間；庭院燈根據(jù)路燈智能控制系統(tǒng)的啟閉時間每隔一段時間人工手動調(diào)整一次。該建筑室內(nèi)照明于早上7:00時部分開啟，晚上10:00統(tǒng)一關(guān)燈，關(guān)閉電源。

2.3、室內(nèi)設(shè)備系統(tǒng)

室內(nèi)設(shè)備主要有電腦、復(fù)印機(jī)、電視機(jī)、傳真機(jī)、電熱開水器、干手機(jī)。臺式電腦、筆記本電腦使用較為頻繁；打印機(jī)、復(fù)印機(jī)和傳真機(jī)使用次之，較長時間不用時自動轉(zhuǎn)為待機(jī)狀態(tài)。

2.4、圖書館出現(xiàn)的外窗可開啟面積較小的問題，由于圖書館密封狀況嚴(yán)重，因此在出現(xiàn)人員密集的情況下，CO2濃度亦出現(xiàn)超標(biāo)問題，且無新風(fēng)系統(tǒng)，建議對外窗進(jìn)行節(jié)能改造，或者添加新風(fēng)系統(tǒng)，以保證該大樓室內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.5、綜合服務(wù)系統(tǒng)能耗

綜合服務(wù)系統(tǒng)的用能設(shè)備主要有電梯、排煙風(fēng)機(jī)和衛(wèi)生間排氣扇。電梯全天候全部開啟，節(jié)假日不關(guān)閉。

三、本建筑的用電量比例概況

圖書館用電量所占比例見圖1：

圖1圖書館用電量所占比例圖

圖書館照明與插座用電量占該建筑總用電量的比例最大，為57%，其次為空調(diào)用電，為35%，兩者占大樓總用電量的92%。由此可知，該照明插座用電與空調(diào)的比例極大，為該建筑節(jié)能改造的重點(diǎn)考慮對象。

四、本建筑節(jié)能技術(shù)潛力及建議

4.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能潛力分析及建議

（1）建筑外墻傳熱系數(shù)不符合節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建議節(jié)能改造過程中增加保溫層。

（2）外窗可開啟面積過小，建議在節(jié)能改造過程中增加外窗可開啟面積，選用開啟面積較大的窗戶類型以保證室內(nèi)空氣質(zhì)量品質(zhì)。

4.2 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能潛力分析及建議

（1）圖書館在暑假期間仍有部分學(xué)生使用，且其使用頻率大于其他類型校園建筑，但在電子閱覽室以及多媒體視聽室內(nèi)學(xué)生較少但仍開啟全部空調(diào)系統(tǒng)極為不妥，造成極大浪費(fèi)，應(yīng)采取靈活分區(qū)的形式，在使用頻率過低的情況僅開啟部分風(fēng)口。

（2）在建筑正常運(yùn)營期內(nèi)，空調(diào)系統(tǒng)啟閉時間為8:00~22:00，早上可晚開啟15~30分鐘，晚上空調(diào)系統(tǒng)可提早30~60分鐘關(guān)閉。中午休息時間可關(guān)閉部分區(qū)域空調(diào)系統(tǒng)。

（3）中央空調(diào)冷凍水供水溫度在設(shè)計(jì)條件下為7℃，國家已倡議要求將空調(diào)室內(nèi)溫度設(shè)定在26℃以上，可適當(dāng)提高空調(diào)冷凍水溫度，可獲得全面節(jié)能的效果。

（4）空調(diào)系統(tǒng)使用過程中，往往出現(xiàn)開啟外門，使得冷量散失，雖然整幢大樓的密封效果較好，但是仍有大量冷量因此損失，建議提出有效可行的空調(diào)管理體制，督促使用者對其空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行合理使用，降低能耗。

（5）清洗風(fēng)機(jī)盤管確保換熱效果。清洗風(fēng)機(jī)盤管可解決部分區(qū)域風(fēng)量不足，溫度過的問題，并且提高換熱效率。

4.3電氣節(jié)能潛力分析及建議

（1）本建筑照度水平較差，存在以下三個原因：1.房間及辦公室的進(jìn)深較大，窗口光照度已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但內(nèi)側(cè)工作面上往往存在照度較低的問題；2.窗簾處于關(guān)閉狀態(tài)，但是并未開啟室內(nèi)照明設(shè)備，致使工作面照度偏低；建議合理利用自然采光，適當(dāng)開啟室內(nèi)照明設(shè)備，同時保證燈具的清潔。

（2）熱水器存在明顯的使用高峰期，盡量避免個各房間內(nèi)分別設(shè)置飲水機(jī)，建筑可集中供應(yīng)生活熱水，并固定供水時間，可降低熱水器的待機(jī)能耗。

五、結(jié)束語

實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，我們應(yīng)該積極采用最前沿的智能控制系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、舒適的目標(biāo)，此外提高管理水平也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的另一種有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬麗華.節(jié)能建筑現(xiàn)狀與發(fā)展前景探討[J].煤礦現(xiàn)代化，2006