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淺析建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)展及未來趨勢(shì)

更新時(shí)間:2023-02-09點(diǎn)擊次數(shù):1287次
淺析建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)展及未來趨勢(shì)
摘要:文章以每年發(fā)布的上海市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)及分析報(bào)告變化為切入點(diǎn),分析了歷年能耗分析報(bào)告的內(nèi)容和功能變化;介紹了上海市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)展和應(yīng)用歷程;揭示了當(dāng)下顯現(xiàn)的問題,并以問題為導(dǎo)向,預(yù)測(cè)了未來發(fā)展的趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑;能耗監(jiān)測(cè);能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái);數(shù)據(jù)
1歷年能耗分析報(bào)告概況
       自2013年以來,上海已經(jīng)連續(xù)7年發(fā)布能耗分析報(bào)告,隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及管理要求的不斷提升,報(bào)告的內(nèi)容及功能也不斷的得到擴(kuò)展和充實(shí)。1.1歷年能耗分析報(bào)告內(nèi)容變化
        2013年至2015年期間,能耗分析報(bào)告主要內(nèi)容包括3個(gè)部分:市、區(qū)兩級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)情況簡(jiǎn)介、納入建筑能耗監(jiān)測(cè)的樓宇能耗情況、典型建筑類型建筑能耗對(duì)標(biāo)分析。基于能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)尚處于初創(chuàng)時(shí)期,很多工作尚處于探索階段,相關(guān)的數(shù)據(jù)資源尚需時(shí)間積累,為此內(nèi)容較少,報(bào)告功能比較單一。2016年,隨著實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樓宇數(shù)量擴(kuò)大,數(shù)據(jù)質(zhì)量提升,梳理分析內(nèi)容也增多,為此能耗分析報(bào)告較前三年發(fā)生了較大變化,主要表現(xiàn)在報(bào)告架構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整,同時(shí)對(duì)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。架構(gòu)方面調(diào)整為全市篇、區(qū)域篇、行業(yè)篇三大板塊,對(duì)報(bào)告的敘事邏輯進(jìn)行了由面到片再到點(diǎn)的邏輯優(yōu)化,提高了報(bào)告的可讀性。內(nèi)容方面增加了大量的能耗數(shù)據(jù)及對(duì)比分析,充實(shí)了報(bào)告內(nèi)容。這也反映了經(jīng)過幾年積累,能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)開始利用積累的大量數(shù)據(jù)資源,開拓應(yīng)用功能,發(fā)揮平臺(tái)效應(yīng)。2017年至2019年期間,能耗分析報(bào)告基本延續(xù)了2016版報(bào)告的架構(gòu),并在其基礎(chǔ)上增加了管理篇內(nèi)容。主要反映了能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)管理部門在積極保持?jǐn)?shù)據(jù)上傳質(zhì)量的基礎(chǔ)上,利用積累的數(shù)據(jù)資源開展相關(guān)研究分析,開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用,并面向樓宇及各行業(yè)管理部門開展數(shù)據(jù)服務(wù),進(jìn)一步拓展平臺(tái)的作用。
1.2歷年能耗分析報(bào)告功能變化
        2013至2015年期間,因?yàn)閿?shù)據(jù)積累尚需時(shí)間,能耗分析報(bào)告的功能相對(duì)單一,主要是整體介紹了市、區(qū)兩級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)及工作情況,能讓讀者對(duì)上海能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)相關(guān)工作有一定了解。梳理了納入監(jiān)管樓宇的基本情況及類型分布。對(duì)公共建筑能耗按建筑類型進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比分析。同時(shí)開展制定管理辦法和數(shù)據(jù)分析方法等基礎(chǔ)研究工作。2016年,經(jīng)過三年的工作積累,報(bào)告的功能有了較大拓展,主要增加了年度總用電量和年均用電強(qiáng)度的能耗數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上從建筑類型,中心城區(qū)與非中心城區(qū),供熱季、制冷劑與過渡季,超大型公共建筑等多維度開展數(shù)據(jù)分析對(duì)比并揭示其背后原因,分析相關(guān)建筑總體用能趨勢(shì)。提高了能耗分析報(bào)告的數(shù)據(jù)分析功能。2017年至2019年期間,隨著前期研究成果應(yīng)用,進(jìn)一步體現(xiàn)了能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)功能。
2能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)現(xiàn)狀
2.1能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)整體情況
        自2012年以來,上海已經(jīng)建成1個(gè)能耗監(jiān)測(cè)市級(jí)平臺(tái)、17個(gè)能耗監(jiān)測(cè)區(qū)級(jí)分平臺(tái)和1個(gè)市級(jí)機(jī)關(guān)辦公建筑能耗分平臺(tái)的體系,納入能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的樓宇數(shù)量逐年穩(wěn)步提升,監(jiān)測(cè)范圍不斷擴(kuò)大。截止2020年6月,上海市累計(jì)共有1783棟公共建筑完成用能分項(xiàng)計(jì)量裝置安裝并實(shí)現(xiàn)與能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)聯(lián)網(wǎng),覆蓋建筑面積8241.8萬平方米。
2.2能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)應(yīng)用情況
        經(jīng)過多年探索嘗試,上海在保證能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)安全、正常、穩(wěn)定基礎(chǔ)上,不斷拓展平臺(tái)應(yīng)用功能,發(fā)揮系統(tǒng)效應(yīng)。目前能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面:
        一是統(tǒng)計(jì)樓宇基礎(chǔ)信息。通過能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)將納入監(jiān)測(cè)樓宇基礎(chǔ)信息的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總,使管理者得以獲得包括樓宇數(shù)量、樓宇面積、各類型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區(qū)與非中心城區(qū)樓宇數(shù)量和類型分布等多維度數(shù)據(jù)信息,從而對(duì)上海納入監(jiān)測(cè)樓宇的基本情況以及每年新納入監(jiān)測(cè)樓宇的工作推進(jìn)情況有總體掌握。
        二是分析樓宇能耗數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析方法,對(duì)納入監(jiān)測(cè)樓宇的用能總量、能耗類型分布、歷年能耗對(duì)比分析、總體用能趨勢(shì)等開展分析研究,使管理者得以掌握本市建筑能耗總體情況,并從中挖掘各類型各區(qū)域建筑的節(jié)能潛力。
        三是服務(wù)各行業(yè)及管理部門。依據(jù)各類合理用能指南,對(duì)各類型建筑開展用能對(duì)標(biāo)分析,用以指導(dǎo)各類型建筑運(yùn)行過程中節(jié)能工作的開展。通過向各行業(yè)管理部門發(fā)送行業(yè)季度能耗情況報(bào)告等方式反饋能耗數(shù)據(jù),向區(qū)級(jí)建筑能耗監(jiān)測(cè)管理部門推送月度數(shù)據(jù)報(bào)告,為相關(guān)部門開展節(jié)能工作提供參考依據(jù)。同時(shí)對(duì)高耗能建筑進(jìn)行篩選,進(jìn)一步推進(jìn)能源審計(jì)和能耗公示工作的開展。
        四是研究海量數(shù)據(jù)資源。通過對(duì)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)資源的深度分析,開展如“公共建筑碳排放交易研究"、“辦公建筑能耗限額指標(biāo)研究"、“各類型建筑高峰用能特征研究"、“大型公共建筑用電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開發(fā)利用方案研究"等大量科學(xué)研究工作,探索能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)未來應(yīng)用的發(fā)展方向,為今后進(jìn)一步功能的拓展做好技術(shù)積累。
        五是修復(fù)數(shù)據(jù)及拓展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。采用基于Spark機(jī)器學(xué)習(xí)在公共建筑能耗大數(shù)據(jù)分析中的研究成果,在部分地區(qū)開展具有人工智能特性的數(shù)據(jù)修復(fù)工具試點(diǎn),提高能耗數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量,保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí),開發(fā)能耗在線“(樓宇版/管理辦)移動(dòng)端"APP,為樓宇業(yè)主和管理部門提供數(shù)據(jù)共享、能耗分析、情況報(bào)告查詢等實(shí)時(shí)在線功能。
        六是宣傳與推廣建筑節(jié)能。依托能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源,全面梳理上海公共建筑能效提升的政策標(biāo)準(zhǔn)、流程模式和技術(shù)體系,編制了《公共建筑用能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)50問》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本,并通過每年的節(jié)能宣傳周活動(dòng),培訓(xùn)等方式向社會(huì)各界進(jìn)行發(fā)放,對(duì)公共建筑能效提升相關(guān)技術(shù)知識(shí)進(jìn)行普及和推廣,取得了較好的社會(huì)效益。
3發(fā)展中顯現(xiàn)的問題
        雖然能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)經(jīng)過多年發(fā)展已取得可喜成績(jī),但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,各方面管理要求的不斷提高,為滿足未來的需求,勢(shì)必倒逼能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)相關(guān)工作在新的形勢(shì)下轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。
3.1發(fā)展思路轉(zhuǎn)變滯后
        隨著能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)工作的深入開展,原有的以政策為導(dǎo)向的管理思路,在工作推進(jìn)中逐漸遇到瓶頸,樓宇運(yùn)營(yíng)單位相對(duì)缺乏積極性。需要我們更多的向服務(wù)于樓宇業(yè)主方向多作工作創(chuàng)新和嘗試。
3.2平臺(tái)功能支撐不夠
        目前能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的各項(xiàng)功能主要集中在對(duì)樓宇能耗數(shù)據(jù)的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著城市精細(xì)化管理要求的不斷提高,僅僅側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析方面的功能將不能滿足未來的管理需求,面向樓宇日常管理的功能拓展應(yīng)會(huì)成為未來的主要工作發(fā)展方向。
4未來發(fā)展趨勢(shì)
        隨著“十三五"臨近結(jié)束,在即將到來的新“十四五"時(shí)期中,上海將更加積極的拓展能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的功能應(yīng)用,提高功能定位,使其更好的服務(wù)于城市精細(xì)化管理。
4.1數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)一步得到發(fā)揮
        在疫情期間,市級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值,通過分析春節(jié)前、春節(jié)假期中和復(fù)工后上海公共建筑運(yùn)行能耗數(shù)據(jù),解讀上海各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況,受到行業(yè)管理部門及廣大市民廣泛關(guān)注。未來,能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)將以上海全面建設(shè)“一網(wǎng)統(tǒng)管"為契機(jī),應(yīng)用k-means和隨機(jī)森林、機(jī)器深度學(xué)習(xí)等算法,通過建筑用能特征分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、能耗預(yù)測(cè)、能耗與經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)分析等模塊,滿足樓宇業(yè)主和管理部門的不同需求,讓能耗數(shù)據(jù)發(fā)揮作用。
4.2平臺(tái)功能進(jìn)一步得到拓展
        市級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)將持續(xù)對(duì)各區(qū)級(jí)平臺(tái)進(jìn)行政策和技術(shù)指導(dǎo),深挖區(qū)級(jí)平臺(tái)潛力、推進(jìn)區(qū)級(jí)平臺(tái)個(gè)性化建設(shè)。如從某區(qū)級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)商業(yè)建筑需求側(cè)虛擬電廠實(shí)踐示范,通過建立商業(yè)建筑虛擬電廠可以促進(jìn)商業(yè)建筑對(duì)自身可控負(fù)荷的精細(xì)化管理??商剿鲊L試建立一套相對(duì)完整的需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng),能根據(jù)不同應(yīng)用需求為業(yè)主使用和政府管理提供相應(yīng)服務(wù),助力建筑智能化管理。
4.3前沿技術(shù)進(jìn)一步得到融合
        今年3月4日召開的中共中央常務(wù)委員會(huì)會(huì)議提出“加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)"。3月6日,工業(yè)和信息化部召開加快5G發(fā)展專題會(huì),再次宣布加快5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧城市等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。市級(jí)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)應(yīng)積極順應(yīng)形勢(shì)發(fā)展,以與城運(yùn)平臺(tái)共享數(shù)據(jù)為切入點(diǎn),利用新一代信息技術(shù)對(duì)能源、交通、城市在內(nèi)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化改造,讓城市變得更聰明更智慧,從而推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。
 
5 安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)
5.1概述
        Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng),在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對(duì)水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析,通過對(duì)用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì),以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況,便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣,有效節(jié)約能源,為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算,分析現(xiàn)狀,查找問題,挖掘節(jié)能潛力,提出切實(shí)可行的節(jié)能措施,并向縣級(jí)以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
        適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
5.3系統(tǒng)功能
5.3.1系統(tǒng)概況
        平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航,各能耗逐時(shí)、逐月曲線,當(dāng)日,當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。
5.3.2用能概況
        對(duì)建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對(duì)比,支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢(shì)、當(dāng)月逐日趨勢(shì)曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對(duì)比、總能耗同環(huán)比對(duì)比。
5.3.3用能統(tǒng)計(jì)
        對(duì)建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對(duì)分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì),支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL,支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成。
5.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)
        復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對(duì)單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。
5.3.5同比分析
        對(duì)建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。
5.3.6能源流向圖
        能源流向圖展示單棟建筑某一時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向,支持按原始值和折標(biāo)值查看。
5.3.7夜間能耗分析
        夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對(duì)選擇支路分類能源在某一時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對(duì)比,支持導(dǎo)出報(bào)表。
5.3.8設(shè)備管理
        設(shè)備管理包括,設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備,確保設(shè)備的運(yùn)行。
5.3.9用戶報(bào)告
        用戶報(bào)告針對(duì)選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢(shì),并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結(jié)果,針對(duì)用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析,報(bào)告可編輯。
6系統(tǒng)硬件配置
7結(jié)論
建筑能耗檢測(cè)與智能控制系統(tǒng),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑能耗數(shù)據(jù)與智能控制相結(jié)合,能夠得出建筑能耗的優(yōu)化方案,大大降低傳統(tǒng)建筑的能耗。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的485協(xié)議,各個(gè)設(shè)備只需符合協(xié)議便可在系統(tǒng)中使用,方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)和集成商的集成、布線簡(jiǎn)單清晰,減少了線材的使用,方便后期的維護(hù)工作,同時(shí)便于用戶的統(tǒng)一管理。
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