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        公共建筑能耗監測系統計量數據常見(jiàn)問(wèn)題分析
        發(fā)布時(shí)間 : 2022-04-14 來(lái)源 : 瀏覽量 : 次

        摘要:對大型公共建筑能耗監測系統在日常的管理和應用中遇到的能耗計量數據問(wèn)題進(jìn)行了總結,并對形成原因進(jìn)行了系統的分析,為以后能耗監測系統的推廣提出了系統的建議。

        1.引言

        近年來(lái),各級地區政府以及公共建筑業(yè)主和管理者,已充分認識到分項計量在公共建筑節能中的重要性,政府主導或業(yè)主自發(fā)地在各類(lèi)公共建筑中安裝了多塊電表,并搭建起建筑能耗監測平臺,為公共建筑節能管理打下基礎。然而,在實(shí)際工作中卻發(fā)現,由于公共建筑使用功能非常復雜,原有配電系統與實(shí)際的用電設備狀況、用電責任人都有較大的出入,導致計量得到的能耗數據說(shuō)不清意義,也就無(wú)法真正的“用能耗數據說(shuō)話(huà)”來(lái)進(jìn)行節能管理。這導致有相當多的能耗監測平臺建成以后不久就處于停頓甚至“癱瘓”狀態(tài),未能充分發(fā)揮作用。因此總結和分析能耗計量數據在日常運行管理出現的問(wèn)題,避免走“重建設、輕運營(yíng)”的?#19979;罚?#23565;讓真正能發(fā)揮作用的公共建筑能耗監測平臺能運營(yíng)下去,同時(shí)借鑒已有經(jīng)驗,重視計量數據對大型公共建筑節能管理的應用,使得對未來(lái)建設的平臺能夠有效、節儉地推進(jìn)具有重要意義。

        2.能耗分項計量數據常見(jiàn)的問(wèn)題

        建筑能耗監測系統是指通過(guò)對國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類(lèi)和分項能耗計量裝置,采用遠程傳?#25976;?#25163;段及時(shí)采集能耗數據,實(shí)現重點(diǎn)建筑能耗的在線(xiàn)監測和動(dòng)態(tài)分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱(chēng)。分項計量是指將建筑消耗的各類(lèi)能源按其主要用途劃分,并進(jìn)行數據采集和分析整理的技術(shù),如?#32791;?#22823;型公建能耗可以劃分為空調用電、動(dòng)力用電、照明用電、特殊用電等。分項計量技術(shù)主要借助詳細?#40664;F場(chǎng)調研、合理的方案設計,以及精準的計量分析工作,其常見(jiàn)計量裝置包括電表、水表、燃氣表、熱(冷)量表等。

        以分項計量數據為基礎指導大型公共建筑的運行管理和節能診斷,如何保證數據質(zhì)量是整個(gè)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題,不然會(huì )產(chǎn)生錯誤的分析結果,導致錯誤的決策。從技術(shù)難度來(lái)看,建筑基礎信息的收集和能耗數據分項計量是一項技術(shù)門(mén)檻相對較低的工作,然而在大量的實(shí)際工程應用中,分項計量數據質(zhì)量的問(wèn)題仍然普遍存在,有的甚至十分嚴重。另一方面,對能耗計量數據的應用,尚且缺乏全面的認識。概括起來(lái),主要有以下四點(diǎn)問(wèn)題:

        2.1 建筑基本信息不完善

        公共建筑能耗監測系統中需要對每一棟建筑制定基本的屬性標簽,以方便建筑物的分類(lèi)、能耗數據查詢(xún)配置和各項性能指標的計算。建筑基本信息主要包括地理位置、建筑功能屬性、面積、空調系統形式、建筑中常規人數等。建筑的功能屬性是指辦公、商場(chǎng)、酒店、醫院等。大多數公共建筑屬于?#25105;?#21151;能建筑,例如政府辦公樓。但這些建筑中通常會(huì )附帶少量的其他功能區域,例如辦公樓首兩層的一部分出租給了一家飯店,或者在某層安置了一個(gè)規模較大的計算設備中心。這些附加功能區域通常所占面積較小,但能耗特征和能耗強度與主體功能區有較大差異,如果不?#21491;?#21312;分,會(huì )使得后期能耗分析和?#23481;^偏離實(shí)際情況,影響診斷結果。所以在建筑能耗監測系統設計之初就應當將這些區域與主體功能區分離,明確記錄特殊功能區域的屬性和面積,并獨立計量該區域的能耗。公共建筑通常采用中央空調系統,空調系統能耗一般占建筑全面總能耗的30%-50%,而空調系統形式的不同對空調能耗會(huì )造成較大的影響。空調系統形式是指建筑采用中央空調系統還是分散式多聯(lián)機,對于中央空調,末端形式是分散式風(fēng)機盤(pán)管系統還是集中送風(fēng),冷源形式是風(fēng)冷還是水冷。現階段,大多數能耗監測系統沒(méi)有考慮此項因素,導致在多建筑能耗對比中,分析結果缺乏對實(shí)際節能改造工作的指導意義。因此,有必要將空調系統形式納入建筑基本信息統一收集。

        除了屬性信息的全面性問(wèn)題以外,建筑面積、常規人數這些量化信息的準確性也是一項突出問(wèn)題。單位面積(分項)能耗是建筑能耗分析中常用的能耗指標,相對應的建筑總面積、空調總面積成為關(guān)鍵參數。而工程實(shí)踐中往往出現能耗數據與面積不對應的情況,使得計算得到的單位面積能耗指標失去指導意義。例如,某單位辦公樓面積2萬(wàn)平方米,同時(shí)在該樓旁邊還附帶一個(gè)4000平方米的小型辦公樓。這兩棟建筑統一配電,建筑能耗監測系統采集到的是2.4萬(wàn)平方米辦公建筑的能耗,而面積信息收集時(shí)只記錄了主樓2萬(wàn)平方米,這就會(huì )導致單位面積能耗指標計算偏大20%。

        2.2 長(cháng)期數據質(zhì)量需要提高

        公共建筑能耗監測系統強調對建筑用能數據的長(cháng)期監測,特別在使用過(guò)程中,不僅僅觀(guān)察近期的動(dòng)態(tài)變化,同時(shí)需要綜合分析歷史以來(lái)的所有數據特征。因此,長(cháng)期有效地保證數據的高質(zhì)量,對能耗數據應用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。然而在大量工程實(shí)踐中,該問(wèn)題并沒(méi)有予以足夠的重視,最終導致安裝了能耗建筑能耗監測系統,但得到的數據卻不能用。主要表現在以下三種數據質(zhì)量問(wèn)題:

        (1)數據丟數。現階段普遍采用的數據采集系統應用的是總線(xiàn)模式,即數據從?#32317;€(gè)末端到中央主機,一般要經(jīng)過(guò)物理測量、信號采集、信號變送、網(wǎng)絡(luò )傳輸、讀取和儲存等多層過(guò)程。這種信號傳輸模式遵循串聯(lián)結構,其中任?#25105;?#20491;(gè)環(huán)節出現問(wèn)題都會(huì )導致信號中斷。臨時(shí)性的問(wèn)題導致的中斷,通過(guò)重新傳輸可以彌補;但采集器或者網(wǎng)絡(luò )物理?#31995;?#21839;(wèn)題導致長(cháng)期數據中斷,很難找回丟失的數據。由于運行人員缺乏建筑能耗監測系統的及時(shí)監管,常常導致數日,甚至一個(gè)多月數據丟失;

        (2)數據錯數。電表計量的原始數據是累計電耗,而通常使用的是時(shí)間規范化以后的差分結果。有些電表設置的電量記錄上限較小,超過(guò)上限就會(huì )清零重新開(kāi)?#21152;?#37636;。這就導致直?#30828;?#20998;逐時(shí)電耗會(huì )得到極大的負電耗。另一種普遍的情況是某些支路或子分項的能耗由上級總電耗與其他支路電耗作差獲得。當其中任?#25105;?#36335;電表記錄的數據出現問(wèn)題時(shí),都會(huì )影響到作差的支?#36820;?#33021;耗數據,有時(shí)會(huì )出現負數,有時(shí)也會(huì )出現很大的電耗值;

        (3)數據亂數。建筑中許多大功率的設備,或重要的租戶(hù)配備的雙路供電。在計量配置過(guò)程中,一般只對主力供電支路安裝計量電表,備用支路不裝表。這就導致當投?#26800;?#20633;用支路時(shí),原支路對應的設備電耗突?#20778;(yōu)?#38646;,而在備用支?#36820;?#19978;級電表處出現了能耗突增。更有甚者,末端系統在使用中調整或改造,原有的主備支路互換,或改作他用,使得計量數據與最初調研配置的關(guān)系不相符。以上問(wèn)題都可以通過(guò)數據預處理來(lái)解決。在采集到原始數據之后,設計一些簡(jiǎn)單判斷條件,對數據的連貫性、突變情況做出判斷,并針對這些情況作出相應的自動(dòng)修正或報警,就能夠及時(shí)較好的保障數據質(zhì)量。有效避免數據長(cháng)期丟失和錯誤。

        2.3 主路下屬設備調研不足

        公共建筑能耗計量與監測在提出之初,就強調了依照用能類(lèi)型,對能耗分類(lèi)分項。從2006年綠色建筑標準中對能耗分項計量的規定,到2008年住房城鄉建設部印發(fā)的技術(shù)導則附件中對分項計量設計和安裝的規定,都明確指出對空調系統、照明插座、電梯、水泵等獨立計量。由此形成一個(gè)樹(shù)狀的能耗監測框架,實(shí)現從建筑總能耗出發(fā),分類(lèi)逐級搜索各類(lèi)設備能耗和運行狀況的管理模式。在能耗分項實(shí)施的過(guò)程中,需要考察每一路被計量的用電支路下屬設備,根據設備類(lèi)型對該支?#36820;?#33021;耗數據進(jìn)行分析。正是在這個(gè)過(guò)程中,容易出現調研不充分、設計不完善,最終導致分項落實(shí)不足,能耗數據難以使用。主要表現為以下三種典型情況:

        (1)支路計量不完善,總數與分項總和相差較大。在一些工程項目中,只計量了部分配電柜的能耗,計量能耗都不足能耗的60%,使得計量結果中“其他”分項的能耗很大,沒(méi)有充分起到能耗分項的作用。還有一些工程中由于不方便計量總能耗,直接用計量的部分能耗求和作為總能耗,導致能耗評估時(shí)能耗水平較低的假象;

        (2)不做詳細調研,單純依照支路名稱(chēng)分類(lèi)。在配點(diǎn)設計時(shí),通常會(huì )根據支?#36820;?#20027;要功能予以命名。例如“三層A區照明”,而其下屬設備除了照明燈具以外,還包括有少部分插座和一臺新風(fēng)機。在建筑能耗監測系統設計時(shí),只調研了一級配電,而不深入調研二級配電情況,草?#39318;?#20998;類(lèi),導致空調設備和照明混合計量的情況;

        (3)忽視后期改造的調研。典型現象是建筑使用過(guò)程中安置計算設備中心,往往在初期配電設計時(shí)是無(wú)法考慮和體現的,所以從配電圖紙上通常找不到這類(lèi)高能耗設備的配置信息。這就需要在建筑能耗監測系統設計或改造的過(guò)程中,重點(diǎn)考慮,并調研清楚。支路信息調研不充分,甚至不調研,直接導致計量得到的數據沒(méi)有明確的分項屬性,無(wú)法按照標準的能耗分項模型歸類(lèi)和應用,失去了分項計量工程的基本意義。非但起不到輔助節能管理、發(fā)掘節能潛力的作用,反而?#20497;r(jià)運?#22411;?#20837;、誤導能源管理工作。因此在建筑能耗監測系統設計、安裝階段,詳細調?#24515;?#31471;設備和配置信號端口名稱(chēng)的工作對能耗建筑能耗監測系統的有效性顯得尤為重要。

        2.4 能耗數據應用不充分

        能耗數據是建筑中各類(lèi)系統和設備運行狀況的終端表現,通過(guò)分析分項能耗的數值及其變化特征,在一定程度上可以了解相應的系統和設備的運行管理狀況。這使得公共建筑能耗管理變得更加細致和精確。能耗建筑能耗監測系統可以幫助管理者跟蹤買(mǎi)一臺主要設備的運行情況,在提高管理水平的同時(shí),減少人力成本。但在許多建筑中,建筑能耗監測系統并沒(méi)有得到管理者的足夠重視,往往只是作為逐月抄表的工具,或是直接交給節能診斷團隊來(lái)分析處理。而實(shí)際上,以計量數據庫為基礎,實(shí)現一些基本功能是很容易的。例如,自動(dòng)生成關(guān)鍵設備運行狀況?#35531;?#34920;和月報表,主要包括冷機、大型水泵、大型風(fēng)機、主要功能區照明、電梯等,基本參數可以包括最大電流值、最大功?#25163;怠?#32317;運行時(shí)間、機械正常與否、日累計電耗、同期對比情況等。這些簡(jiǎn)單的參數報表不需要專(zhuān)業(yè)化的計算分析技巧,對已有的計量數據直接讀取并輔助簡(jiǎn)單的四則運算即可完成。

        3.改進(jìn)意見(jiàn)

         針對上述能耗計量數據在日常管理和應用出現的問(wèn)題,結合筆者的實(shí)際項目經(jīng)驗,認為應該從如下幾個(gè)方面著(zhù)手:

        (1)不將“不清不楚”的能耗計量數據放進(jìn)能耗數據庫。要計量的這一條配點(diǎn)支路,究竟帶了什么用電設備、正常的使用功能是什么、正常的開(kāi)啟時(shí)間規律是什么?#23478;?#24324;清楚,計量得到的電耗數據對節能管理才有意義。

        (2)能耗計量既要“抓準重點(diǎn)”、又要“全面?#37319;w”。這二者?#27492;?#26159;矛盾的,“魚(yú)與熊掌不可兼得”,實(shí)則不然。有些公共建筑裝上百塊電表,但進(jìn)行能耗分拆時(shí)仍有50%是“其他”,顯然能耗計量沒(méi)有抓準重點(diǎn),也沒(méi)有實(shí)現全面?#37319;w。實(shí)際公共建筑中能耗也在一定程度上符合“二八原則”:整個(gè)建筑物80%的電耗可能是數量上僅占20%的用電設備消耗的。對公共建筑的實(shí)際用電支路狀況進(jìn)行分析,選取能耗高且變化復雜的支路或用電設備進(jìn)行裝表計量,往往起到事半功倍的效果。

        (3)能耗計量數據的儲存“一步到位”。這里所講的“一步到位”是指計量下來(lái)的能耗數據,應當被清晰、整齊地儲存為電子表格形式,不能是潦草的手抄計量數據,也不?#28165;e誤百出、單位不清、時(shí)間混亂不統一的原始數據表格。這樣就能使得下一步節能管理著(zhù)不必花費時(shí)間精力去“重新梳理”能耗計量數據,確保了節能管理的有效性。

        4.結語(yǔ)

         為了使大型公共建筑能耗監測系統發(fā)揮更好的作用,需要建筑管理者轉變原有的粗放型管理思路,從單純監管逐月建筑總能耗的模式轉?#20778;(yōu)?#36880;時(shí)分項管理,從只看自己轉?#20778;(yōu)?#20114;相對比,?#20063;?#30064;找問(wèn)題。隨著(zhù)數據開(kāi)放化的程度不斷提高,大型公共建筑能耗監測平臺不僅僅是一個(gè)“顯微鏡”,形成的數據網(wǎng)絡(luò )平臺也是一個(gè)“望遠鏡”。確保能耗計量數據的真實(shí)、有效,提高數據質(zhì)量,加強數據的實(shí)際應用如對同類(lèi)建筑的分項能耗進(jìn)行?#21028;?、?#23481;^,對能耗曲線(xiàn)特征做對比等,可以幫助建筑管理者找到運行管理中的那些習慣性的錯誤,可以更好地形成一套完善的能耗、能效體系,幫助節能診斷。

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