一、引言
自“十一五”開(kāi)始，全國(guó)各地陸續(xù)開(kāi)展建設(shè)各類建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，各地建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)均已進(jìn)入運(yùn)維運(yùn)營(yíng)期，平臺(tái)業(yè)主迫切希望保障運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值、提升節(jié)能績(jī)效。同時(shí)各類平臺(tái)運(yùn)維單位及數(shù)據(jù)研究機(jī)構(gòu)定期為業(yè)主方提供的平臺(tái)運(yùn)營(yíng)分析報(bào)告，編制過(guò)程主要依靠手工完成，存在重復(fù)和迭代，如將其提煉沉淀為信息化工具，則能有效提高報(bào)告編制效率。
基于上述背景，本文將結(jié)合各地公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)狀況，以平臺(tái)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量及能耗績(jī)效為對(duì)象，研究能耗數(shù)據(jù)分析的主題及方法，建立數(shù)據(jù)處理及分析流程，并開(kāi)發(fā)一套數(shù)據(jù)分析軟件，實(shí)現(xiàn)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)特征的快速計(jì)算提取，生成平臺(tái)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量及能耗績(jī)效評(píng)價(jià)分析結(jié)果與結(jié)論。該軟件可為未來(lái)平臺(tái)功能升級(jí)、新產(chǎn)品研發(fā)提供積淀，同時(shí)，也可為專業(yè)技術(shù)人員高效編制運(yùn)營(yíng)報(bào)告提供支持。
二、調(diào)研分析
截至2017年，我國(guó)的國(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)建設(shè)示范覆蓋了全國(guó)33個(gè)省，共有9個(gè)省市的公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，包括北京市、上海市、重慶市、天津市、深圳市、江蘇省、山東省、安徽省和黑龍江省。全國(guó)累計(jì)對(duì)11000余棟建筑實(shí)施了能耗在線監(jiān)測(cè)，構(gòu)建形成了建筑能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。在各省市級(jí)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，各地市陸續(xù)建成地方性能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)。省市級(jí)平臺(tái)與地方平臺(tái)相互呼應(yīng)，交織出一張覆蓋面廣、海量數(shù)據(jù)的能源監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。各方平臺(tái)在功能上具有一定通用性，同時(shí)由于適用對(duì)象不同、接入樓宇范圍不一，功能上又具有一定差異性。
同時(shí)近年來(lái)，部分省市級(jí)平臺(tái)陸續(xù)發(fā)布平臺(tái)數(shù)據(jù)分析報(bào)告，從多維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、匯總與剖析，希望用數(shù)據(jù)說(shuō)話。以下對(duì)兩個(gè)典型市級(jí)能耗監(jiān)測(cè)分析報(bào)告進(jìn)行分析:
(1)《2018年上海市國(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》
該報(bào)告由上海市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)與上海市發(fā)展和改革委聯(lián)合發(fā)布。《報(bào)告》利用海量數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)效應(yīng)，以科學(xué)準(zhǔn)確的建筑能耗數(shù)據(jù)，全方位服務(wù)于上海市建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)鏈多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)展。《報(bào)告》以能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)公共建筑能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從政府管理、全市發(fā)展、區(qū)域管理、行業(yè)監(jiān)督等方面進(jìn)行分析論述，通過(guò)統(tǒng)計(jì)與研究，詳細(xì)分析了2018年本市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)情況現(xiàn)狀及建筑運(yùn)行用能特征和規(guī)律。
(2)《深圳市大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)情況報(bào)告(2017年度)》
該報(bào)告由深圳市住房和建設(shè)局、深圳市建設(shè)科技促進(jìn)中心和深圳市建筑科學(xué)研究院股份有限公司聯(lián)合發(fā)布。《報(bào)告》一方面為各區(qū)政府節(jié)能主管部門了解轄區(qū)內(nèi)及其他行政公共建筑能耗現(xiàn)狀，開(kāi)展公共建筑用能監(jiān)管提供參考依據(jù);另一方面，供建筑業(yè)主、社會(huì)節(jié)服務(wù)公司等進(jìn)行橫向比較對(duì)標(biāo)，了解自身建筑能耗水平，以便有針性開(kāi)展節(jié)能改造工作，尤其是推動(dòng)超過(guò)耗標(biāo)準(zhǔn)約束值的國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑所有權(quán)人或物業(yè)管理單位采取規(guī)范用能行為、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行、安設(shè)調(diào)節(jié)裝置完善管理制度等措施，以切實(shí)降低建筑運(yùn)行能耗。
上述兩份報(bào)告在編制上同樣具有通用性與個(gè)性化的區(qū)別。下表對(duì)報(bào)告中的數(shù)據(jù)分析相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理。
表1上海、深圳市分析報(bào)告梳理表
三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.場(chǎng)景設(shè)計(jì)
通過(guò)上述調(diào)研，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，整理出四大板塊主題場(chǎng)景:平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息、數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、電耗水平與特征規(guī)律、能效評(píng)價(jià)。
(1)平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息
建筑信息作為必備主題，對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體情況進(jìn)行詳述，包括建筑名稱、建筑面積、建筑功能、接入建筑數(shù)量等關(guān)鍵信息進(jìn)行展示。在對(duì)平臺(tái)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析前，首先需整體描述平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息。描述形式包括文字描述，表格匯總展示與柱狀圖。
(2)數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量
數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量是衡量平臺(tái)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、數(shù)據(jù)完整情況的標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)網(wǎng)建筑能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的正常率，以官方發(fā)布的判定標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，在報(bào)告中描述當(dāng)月建筑總體正常率，且一一羅列異常類型。正常率以儀表盤形式展示，異常樓宇采用附表形式。
(3)電耗水平與特征規(guī)律
采用用電量(kWh)與單位建筑面積電量(kWh/m2)作為電耗水平的評(píng)價(jià)參數(shù)，并根據(jù)四大分項(xiàng)、建筑功能、波動(dòng)趨勢(shì)等發(fā)現(xiàn)其變化規(guī)律。主要內(nèi)容如下:用電總量概述、分項(xiàng)用電情況、用電強(qiáng)度隨室外溫度變化特征、用電強(qiáng)度隨季節(jié)變化特征、用電強(qiáng)度隨季節(jié)變化特征、用電強(qiáng)度逐月變化趨勢(shì)。
(4)能效評(píng)價(jià)
聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值之一體現(xiàn)在對(duì)樓宇的能效評(píng)價(jià)上。根據(jù)地方的不同類型建筑合理用能指南，判斷達(dá)標(biāo)與超標(biāo)建筑。
2.軟件總體需求設(shè)計(jì)
平臺(tái)軟件工具系統(tǒng)基于PC端的Web應(yīng)用，一個(gè)web應(yīng)用端對(duì)應(yīng)多個(gè)服務(wù)端，并采用統(tǒng)一賬號(hào)管理。其功能模塊包括系統(tǒng)登錄、報(bào)告流程配置、平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息、數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、電耗水平與特征規(guī)律、能效評(píng)價(jià)、能耗報(bào)告生成7大功能模塊，且可以根據(jù)不同的報(bào)告分類分配不同的功能模塊。
表2 功能模塊設(shè)計(jì)表
四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)根據(jù)功能模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行研發(fā)實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如下:
1.平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息
平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)建筑信息包括建筑規(guī)模概述、聯(lián)網(wǎng)建筑查詢和建筑面積分布特征3個(gè)子功能模塊。
(1)建筑規(guī)模概述
建筑規(guī)模概述功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，統(tǒng)計(jì)平臺(tái)累計(jì)完成公共建筑用能分項(xiàng)計(jì)量裝置的安裝并實(shí)現(xiàn)與能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)建筑總數(shù)量、建筑覆蓋面積及其按照建筑類型分類的建筑數(shù)量、建筑覆蓋面積的情況。其中，建筑類型分類的建筑數(shù)量、建筑覆蓋面積的情況按照建筑面積倒排序后，用柱狀圖展示。
圖1建筑規(guī)模概述分析界面圖
(2)聯(lián)網(wǎng)建筑查詢
聯(lián)網(wǎng)建筑查詢功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，查詢已聯(lián)網(wǎng)建筑清單;其內(nèi)容包括序號(hào)、建筑名稱、地址、建筑類型、建筑面積(m2)、聯(lián)網(wǎng)起始時(shí)間，并按照建筑面積降序排列后，以表格形式展示。
圖2 建筑聯(lián)網(wǎng)情況界面圖
(3)建筑面積分布特征
建筑面積分布特功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，查詢已聯(lián)網(wǎng)建筑分布在各個(gè)面積區(qū)間的建筑數(shù)量、建筑占比情況，并以柱狀圖展示。
圖3 建筑面積分布特征界面圖
2.數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量
數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量、異常建筑查詢和歷史運(yùn)營(yíng)質(zhì)量查詢3個(gè)功能模塊。
(1)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量
監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)質(zhì)量功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，查詢已聯(lián)網(wǎng)建筑中當(dāng)月能耗數(shù)據(jù)正常的建筑數(shù)量、正常率及能耗數(shù)據(jù)異常情況。異常情況指不同異常分類的異常建筑數(shù)量、分類異常站總異常的占比情況。其中，整體正常率情況以儀表盤展示。
(2)異常建筑查詢
異常查詢功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，查詢已聯(lián)網(wǎng)建筑中當(dāng)月能耗數(shù)據(jù)異常的建筑清單。異常建筑清單內(nèi)容包括序號(hào)、建筑名稱、建筑類型、建筑面積、異常類型、發(fā)生時(shí)間，并按照建筑面積降序排列后，以表格形式展示。
(3)歷史運(yùn)營(yíng)質(zhì)量
歷史運(yùn)營(yíng)質(zhì)量功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期，查詢已聯(lián)網(wǎng)建筑中當(dāng)前季度、年度與上一年度能耗數(shù)據(jù)逐月正常率對(duì)比情況，并以柱狀曲線圖和表格形式組合展示。例如，全局日期設(shè)置為2020年一季度，那么查詢截至2020年3月底已聯(lián)網(wǎng)建筑2020年1～3月，2019年1～12月耗數(shù)據(jù)逐月正常率的對(duì)比情況。
3.電耗水平與特征規(guī)律
電耗水平與特征規(guī)律包括用電總量概述、樣本建筑查詢、分項(xiàng)用電情況、電量隨室外溫度變化特征、電量隨季節(jié)變化特征和全年單位面積能耗6個(gè)子功能模塊。電耗水平與特征規(guī)律模塊中所有待分析的能耗數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)清洗修復(fù)過(guò)的。
圖4 電耗水平與特征規(guī)律分析界面圖
4.能效評(píng)價(jià)
能效評(píng)價(jià)包括建筑類型分類對(duì)標(biāo)、超標(biāo)建筑查詢2個(gè)功能模塊。能效評(píng)價(jià)模塊中所有待分析的能耗數(shù)據(jù)都經(jīng)過(guò)清洗修復(fù)過(guò)的。
(1)建筑類型分類對(duì)標(biāo)
建筑類型分類對(duì)標(biāo)功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期(即年份)，查詢分析當(dāng)年不同建筑類型中符合合理用能指標(biāo)建筑數(shù)量及占比情況，并以堆積圖展示。
(2)超標(biāo)建筑查詢
超標(biāo)建筑查詢功能模塊是根據(jù)全局設(shè)置的日期(即年份)，查詢當(dāng)年超標(biāo)建筑的清單;其清單內(nèi)容包括序號(hào)、建筑名稱、建筑類型、建筑面積(m2)、單位建筑面積能耗(kgce/m2)、標(biāo)準(zhǔn)值，并以表格形式展示。
五、安科瑞能耗監(jiān)控系統(tǒng)介紹
Acrel-5000能耗在線監(jiān)測(cè)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(guò)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)施能源審計(jì)，分析現(xiàn)狀，查找問(wèn)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)以上人民政府管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源審計(jì)報(bào)告。
1.平臺(tái)結(jié)構(gòu)
2.平臺(tái)功能
(1)系統(tǒng)可按使用年份統(tǒng)計(jì)建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動(dòng)折算成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量，從而反映建筑物當(dāng)年各分類能耗用能和綜合能耗。系統(tǒng)以餅圖形式展示建筑4大用電分項(xiàng)能耗的占比情況。系統(tǒng)以曲線圖形展現(xiàn)各類能耗的消耗的消耗趨勢(shì)，便于業(yè)主方實(shí)時(shí)直觀掌握能源消耗情況。
(2)系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當(dāng)日和當(dāng)月的用能峰值。顯示當(dāng)日用能、當(dāng)月用能、當(dāng)年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過(guò)去48小時(shí)、31天、12個(gè)月、3年的能耗情況。右上角顯示過(guò)去15分鐘曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。
(3)系統(tǒng)依據(jù)建筑物能源消耗的分布情況進(jìn)行能耗計(jì)量點(diǎn)的選取和設(shè)置，使得能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以覆蓋整個(gè)建筑物。系統(tǒng)使用者可通過(guò)相關(guān)界面調(diào)取該建筑物各能耗節(jié)點(diǎn)的能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計(jì)量誤差。
(4)系統(tǒng)依據(jù)住建部分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集導(dǎo)則，將建筑物耗電分為照明插座、空調(diào)、動(dòng)力和特殊用電進(jìn)行計(jì)量裝置選型和設(shè)置，并按用能區(qū)域或功能區(qū)域等劃分并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以報(bào)表和同、環(huán)比棒圖形式展現(xiàn)該區(qū)域的能源消耗。
(5)系統(tǒng)可針對(duì)能源消耗量大的設(shè)備或區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位，便于管理層制定節(jié)能績(jī)效考核制度，推動(dòng)節(jié)能降耗的有效執(zhí)行。為用能重點(diǎn)設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長(zhǎng)期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的能效分析評(píng)估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。
(6)系統(tǒng)提供分級(jí)權(quán)限管理功能，對(duì)具備權(quán)限用戶提供開(kāi)放的信息維護(hù)接口，用戶可自行對(duì)建筑和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)計(jì)量點(diǎn)的信息進(jìn)行增、刪、改和查詢，建筑物信息包括建筑類型、建設(shè)年代、建筑面積、建筑物人員數(shù)量等。系統(tǒng)還對(duì)無(wú)法自動(dòng)采集的計(jì)量信息提供手動(dòng)錄入功能，便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。
3.數(shù)據(jù)上傳
安科瑞能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按照重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺(tái)接口協(xié)議規(guī)范的要求，將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計(jì)量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級(jí)或國(guó)家平臺(tái)，上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)HTTPS協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或超時(shí)（網(wǎng)絡(luò)故障），將重發(fā)數(shù)據(jù)，直至接收成功反饋消息。
4.能源計(jì)量表具選型
六、結(jié)論
本文從基于我國(guó)的國(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)建設(shè)的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)部分平臺(tái)數(shù)據(jù)分析功能及平臺(tái)數(shù)據(jù)分析報(bào)告的調(diào)研，總結(jié)提煉了共性部分。通過(guò)場(chǎng)景設(shè)計(jì)及軟件功能設(shè)計(jì)，確定了建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)智能數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)功能要求，而后通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了不用應(yīng)用場(chǎng)景下的建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)智能數(shù)據(jù)分析應(yīng)用功能建設(shè)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]沈婷婷，龔敏，葛堅(jiān)．既有公共建筑節(jié)能改造初探［J］．華中建筑，2008，26(11)．
[2]王何斌,劉珊,倪飛飛.建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)智能數(shù)據(jù)分析應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].建筑科學(xué),2020,36(S2):373-377.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2020.06版
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