摘要：目前全世界建築物能源消耗占全社會能源消耗總量的40%，是工業能耗的1.5倍bei，要yao想xiang實shi現xian全quan球qiu氣qi候hou目mu標biao，減jian少shao建jian築zhu物wu能neng耗hao是shi最zui為wei關guan鍵jian的de因yin素su。本ben文wen對dui我wo國guo建jian築zhu物wu耗hao能neng現xian狀zhuang做zuo了le簡jian要yao分fen析xi，同tong時shi對dui基ji於yu力li控kong軟ruan件jian平ping台tai的de建jian築zhu物wu耗hao能neng管guan理li係xi統tong平ping台tai做zuo了le詳xiang盡jin介jie紹shao。
1 引言
2009年世界可持續發展工商理事會發布一份名為《行業轉型：建築物能源效率》的報告認為，到2050年，使建築物的能源使用量減少60%是實現全球氣候目標的關鍵。通過大規模運用節能技術，到2050年建築物可節約的能源總量相當於全球運輸業目前所使用的能源總量。
2 現狀
隨著我國城市化進程的加速，預計到2020年nian，全quan國guo的de城cheng市shi生sheng活huo人ren口kou數shu量liang將jiang達da到dao總zong人ren口kou數shu量liang的de一yi半ban以yi上shang。相xiang應ying的de建jian築zhu物wu和he配pei套tao設she施shi也ye將jiang成cheng倍bei增zeng加jia，因yin此ci建jian築zhu能neng耗hao的de大da幅fu增zeng加jia將jiang不bu可ke避bi免mian。
目前建築耗能已與工業耗能、交通耗能並列，成為我國三大“耗能大戶”。我國每年竣工建築麵積約為20億m2,其中公共建築約有4億m2。2萬m2以上的大型公共建築麵積占城鎮建築麵積的比例不到4%，但是能耗卻占到建築能耗的20%以上，其中單位麵積耗電量更是普通民宅的10到15倍。在公共建築（特別是大型商場、高檔旅館酒店、高檔辦公樓等）的全年能耗中，大約50%~60%消耗於空調製冷與采暖係統，20%~30%用於照明。根據測算，如果不采取有力措施，到2020年中國建築能耗是現在的3倍以上。因此，做好大型公共建築的節能管理工作，對實現“十二五”節能減排規劃目標具有重要意義。
3 BAS係統（Building Automation System）
智能建築的能耗管理主要是由建築設備管理係統（BAS係統）來實現的。BAS係統可以對建築物或建築群內的電力、照明、空調、給排水、消防、運輸、保安、車庫管理等設備進行最優化的管理，從而達到節能的目的。根據國外工程經驗，建築設備管理係統（BAS係統）可為新的辦公大樓節能20%左右。
樓宇自動化係統通過對建築（群）的各種設備實施綜合自動化監控與管理，為業主和用戶提供安全、舒適、便捷高效的工作與生活環境，並使整個係統和其中的各種涉別處在最佳的工作狀態，從而保證係統運行的經濟性和管理的現代化、信息化和智能化。
4 建築物節能係統架構設計
建築按能耗可以分為居住建築和公用建築兩種。其中公用建築：包含辦公建築、商業建築、旅遊建築、科教文衛建築、通tong信xin建jian築zhu，以yi及ji交jiao通tong運yun輸shu用yong房fang等deng。對dui於yu大da型xing公gong共gong建jian築zhu按an照zhao如ru上shang分fen類lei，通tong過guo對dui用yong電dian設she備bei的de分fen項xiang計ji量liang統tong計ji各ge種zhong設she備bei和he各ge類lei建jian築zhu的de耗hao電dian量liang。根gen據ju現xian場chang情qing況kuang，利li用yong計ji算suan機ji技ji術shu、通信技術、自控技術、通過現場的計量設備和數據采集器把能耗實體的實時數據進行統計和收集、並以標準的數據格式和封裝傳送到遠程的通訊服務器，從而為外部環境信息快速分類、統計、分析，為能耗分析決策層的決策提供必要的依據。把水、電、氣等原料消耗、能源消耗量和采集器、計量器的設備狀態等科學地分類，提供給管理層數據庫，從而減少人為幹預，提高管理層數據庫的準確性。
建築物節能係統主要采用分層分布式的網絡架構，可分為三層：現場設備層。網絡通信層、站控管理層。係統架構圖如圖1所示：
圖1 係統架構圖
4.1 現場設備層
現場設備層主要由能耗實體設備構成，包括空調新風係統、用水測量係統、動力配電係統和照明係統等設備。該層主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控製器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的建築能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務，其監測的能耗數據必須完整、準確並實時傳送至數據中心。圖2所示為能耗實體構成示意圖。
圖2 能耗實體構成示意圖
4.2 網絡通信層
kaolvdaozhenggexitongxianchangshebeizhongduo，jiekouxingshiduozhongduoyang，tongxinxieyibujinxiangtong，ruguojiangxianchangshebeicengshujuzhijiehuizongdaozhankongguanlicengdeshujuzhongxinhuiyudaozhuduobubian。yinciwomenzaiwangluotongxincengpeibeilelikongshujucaijiwangguan，gaichanpinyongyougaoxingnengdeshishishujukuxitong，juyouduozhongtongxuncaijihezhuanfaguiyueku。keyishixiancaijiduogebutongzixitongdeshuju，jinxingshujujizhonghuizong、分類和預處理，實現多種通信協議的轉發功能。
本係統中數據經過采集網關之後，經過交換機通過TCP/IP網絡將數據以統一的OPC方式向站控管理層彙總。力控pFieldCommxiliegongyetongxunwangguancaiyonggaoxingnengdeqianrushijisuanpingtai，fuwuneiheruanjiankeyunxingyuzhuomiancaozuoxitonghuoqianrushicaozuoxitongzhong，shiyigetuoliyujutiyingjianshebeijiekoudetongxunfuwupingtai。gaixitongyongyougaoxingnengdeshishishujukuxitong（原型為Unix下標準C開發），具有多種通訊采集和轉發規約庫。可以實現采集多個不同子係統的數據，進行數據集中彙總、分類和預處理，可以簡化係統中異種協議的轉換和係統聯網過程，異種協議容易接入並可轉換為標準協議（如OPC方式）與其它係統聯網。
該設備支持對多個上級調度平台係統進行數據轉發與上傳，可作為分布式數據采集裝置、工業協議轉換網關、電力通訊服務器或通訊前置機等使用。同時實現了多個互聯子係統之間的物理級安全隔離，同時結合了軟件和網絡安全技術、遠程組態技術，使得係統更加穩定、易於使用和維護。
4.3 站控管理層
站控管理層是人機交互的直接窗口，直接麵對能耗監控中心的工作人員，也是整個係統的最核心部分。
係統平台軟件配備新一代力控監控組態軟件ForceControl產品，可以構成先進的、分布式冗餘、容錯架構。產品采用分布式組件設計，保證了軟件的可“伸縮性”非常強，適應了“e”時代的要求，同時ForceControl具備強大穩定的數據內核，內置的軟件自診斷功能方便構造穩定的監控係統，使大型SCADA調度係統的數據的安全性得到了充分的保障。監控平台具有良好的人機交互界麵，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，並以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
為了便於日後的數據彙總分析，以及曆史數據存儲，單獨配備力控pSpace實時曆史數據庫作為數據平台，並且搭建關係數據庫平台，實現實時數據與關係數據庫的實時轉儲。力控企業級實時曆史數據庫pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網絡係統的開放式實時數據庫係統。產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式，支持C/S和B/S應用。可實現曆史數據的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求。
5 建築物節能係統功能介紹
5.1 數據采集、存儲、顯示
數據采集、存儲、顯xian示shi是shi整zheng個ge係xi統tong的de基ji礎chu，主zhu要yao包bao括kuo各ge個ge能neng耗hao實shi體ti的de運yun行xing數shu據ju，環huan境jing參can數shu，設she備bei運yun行xing狀zhuang態tai等deng。能neng耗hao監jian控kong中zhong心xin的de工gong作zuo人ren員yuan可ke隨sui時shi了le解jie整zheng個ge建jian築zhu的de用yong電dian量liang、用水量等能耗數據，並且及時通過現場畫麵了解各設備工作狀態。圖3所示為空調係統能耗示意圖，圖4所示為總能耗示意圖。
圖3 空調係統能耗示意圖
圖4 總能耗示意圖
5.2 數據分析、統計
力控軟件平台根據收集到的數據，可通過曲線、餅圖、棒(bang)圖(tu)等(deng)形(xing)式(shi)，對(dui)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)分(fen)項(xiang)能(neng)耗(hao)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)比(bi)對(dui)。工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)可(ke)查(zha)看(kan)某(mou)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)的(de)分(fen)類(lei)或(huo)分(fen)項(xiang)數(shu)據(ju)，便(bian)於(yu)互(hu)相(xiang)比(bi)較(jiao)。同(tong)時(shi)力(li)控(kong)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)強(qiang)大(da)的(de)報(bao)表(biao)功(gong)能(neng)，為(wei)能(neng)耗(hao)分(fen)析(xi)提(ti)供(gong)了(le)真(zhen)實(shi)、可靠的數據來源。圖5所示為分項能耗月對比柱狀圖，圖6所示為動力能耗實時比例餅狀圖。
圖5 分項能耗月對比柱狀圖
圖6 動力能耗實時比例餅狀圖
5.3 WEB發布、遠程瀏覽
整個係統支持B/S網絡架構，力控軟件平台具備網絡發布功能，可將現場畫麵通過Internet互聯網實現遠程發布。遠程客戶隻要具備上網條件在任何一個地方都能隨時了解現場運行狀況，實時對能耗實體進行遠程監控。
5.4 強大的報警事件、用戶管理功能
強大的分布式報警係統具備報警存儲、統計、分析、顯示、查詢、事件觸發、打印等多種功能。當出現能耗數據超限的情況下支持以多媒體語音、視頻、文本語音轉換、郵件和短信等實時方式的將報警信息及時傳送給工作人員。
力(li)控(kong)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)特(te)有(you)的(de)事(shi)件(jian)組(zu)件(jian)可(ke)詳(xiang)細(xi)記(ji)錄(lu)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)操(cao)作(zuo)記(ji)錄(lu)，並(bing)且(qie)可(ke)對(dui)發(fa)生(sheng)事(shi)故(gu)時(shi)的(de)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)定(ding)位(wei)和(he)分(fen)析(xi)，記(ji)錄(lu)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)時(shi)的(de)操(cao)作(zuo)記(ji)錄(lu)，為(wei)事(shi)故(gu)處(chu)理(li)提(ti)供(gong)了(le)真(zhen)實(shi)的(de)依(yi)據(ju)。
同tong時shi力li控kong軟ruan件jian平ping台tai提ti供gong完wan備bei的de安an全quan保bao護hu機ji製zhi，以yi保bao證zheng運yun行xing過guo程cheng的de安an全quan可ke靠kao，力li控kong的de用yong戶hu管guan理li具ju備bei多duo個ge級ji別bie，並bing可ke根gen據ju級ji別bie限xian製zhi對dui重zhong要yao係xi統tong參can數shu的de修xiu改gai，以yi有you效xiao避bi免mian運yun行xing過guo程cheng中zhong的de誤wu操cao作zuo。
6 總結
通過力控軟件平台搭建的建築物節能係統，利用計算機技術、通(tong)信(xin)技(ji)術(shu)和(he)自(zi)控(kong)技(ji)術(shu)，實(shi)現(xian)了(le)對(dui)建(jian)築(zhu)物(wu)能(neng)耗(hao)的(de)分(fen)項(xiang)計(ji)量(liang)，為(wei)做(zuo)好(hao)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)工(gong)作(zuo)，實(shi)施(shi)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)的(de)統(tong)計(ji)監(jian)測(ce)，落(luo)實(shi)責(ze)任(ren)，打(da)下(xia)了(le)堅(jian)實(shi)的(de)基(ji)礎(chu)。
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