第一章 综述
1.1 背景
建筑耗能与工业耗能、交通耗能并列，成为我国能源消耗的三大“耗能大户”，建筑能耗约占全社会总能耗的29%，未来将超过工业和交通等而居首位。大型公共建筑数量占总建筑物的4%左右，而其耗能却占建筑总能耗的22%，其单位面积的用电能耗为住宅的10～20倍，由于浪费与管理粗放，使这类建筑的高耗电量更加突出，因此需要对这部分建筑采取专门的管理模式，加强管理，实现节能降耗。
为贯彻落实《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》精神，做好国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设，按照建设部、财政部《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》，对省级机关办公建筑能耗进行远程动态监测和管理，部分机关单位进行分项能耗数据实时采集、传输、处理，为省级机关办公建筑能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示提供数据支持。
2008年建设部颁布《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》相关技术标准，2009年教育部联合建设部、财政部也出台了相应的《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》，推动大型共建进行分项计量改造。
1.2 建筑节能监测系统建设意义
目前大多数公共建筑基本上是一块总电表，因此业主和物业公司及统计部门得到的仅是数万平米大楼的总电耗一个数据，对开展节能工作需要的各耗能环节的状况很难了解，能耗不合理部分存在的问题被掩盖了。
建筑能耗统计，特别是能耗分项计量，对国家相关能源政策的制定及建筑耗能系统的优化运行具有重要的意义。相应地，为更加有效地实施能耗统计及建筑用能管理，必然要求构建符合我国实际情况的建筑能耗统计平台及数据库管理系统。通过能耗监测和能效评估，可以较快地发现建筑运行过程中出现的问题，并采取措施，从而改善耗能系统运行状况，提高能源利用率。
实行分项计量可以明确能耗在用能终端的分配情况，从而有利于加强管理，发现节能潜力所在，检验各项节能措施的效果等，对于节能策略的制定、实施和检验都具有重要的意义。它从一个方面体现了建筑节能管理水平的高低。建筑节能监测系统从系统监控装置以及各个系统设备、控制器等处收集，积累与建筑使用状况相关的检测、计量数据，并对积累的所有相关数据组合做成图表，供建筑群落对当前或任意阶段使用状况的能源进行分析和优化管理，结合专家能源分析，从而实现呈建筑节能逐年递增的效果。
1.3 节能原理
通过对分项计量数据的分析不仅可以随时发现建筑中突然出现的用能问题，而且可以捕捉到人工难以察觉的能耗问题，从而提醒运营管理人员及时处理，改善用能效率。项目实施的主要目标在于建筑的节能降耗，主要有以下参考方法：
1.3.1 重点能耗监视
通过对大型公建的暖通空调、照明、动力、特殊用电等的分项计量，找出能耗占比最高的几项内容，列为该建筑的重点节能方向，制定节能降耗指标，调动物管及业主单位的节能意识。
1.3.2 夜间运行能耗监视
过去由于没有实时记录手段，大厦物业管理人员到了夜晚，只有一两个人值守，各种能耗问题就更容易被忽略。采用了分项计量系统后，这种问题得到了很大程度的改善，物管人员在监控室就能直接查询各用电设备的耗电情况，就算当时错过也能通过历史数据查询，及早的分析并消除电耗隐患。
1.3.3 待机能耗
冷水机组等大型设备在待机时依然会耗能，而办公人员也经常出现夜晚电脑不关机的情况，这在没有分项计量系统的情况下也很容易被物业人员所忽略。通过能耗管理系统的建设，可以及早定位这类待机损耗；
1.4 本方案遵循的标准或规范
l 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》
l 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》
l 《国家机关办公建筑及大型公共建筑分项能耗数据传输技术导则》
l 《国家机关办公建筑及大型公共建筑数据中心建设与维护技术导则》
l 《国家机关办公建筑及大型公共建筑楼宇分项计量设计安装技术导则》
l 《国家机关办公建筑及大型公共建筑建设、验收与运行管理规范》
l 《GB50189-2015公共建筑节能设计标准》
l 《GB/T2260中华人民共和国行政区划代码》
l 《DL/T645-2007多功能电表通信规约》
9I�NS5\u001dl 《CJ/T188-2004户用计量仪表数据传输技术条件》
l 《GB/T19582-2008基于Modbus协议的工业自动化网络规范》
l 《GB9254-2016信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》
l 《GB/T17618-2015信息技术设备 抗扰度 限值和测量方法》
l 《GB/T17626-2018电磁兼容试验和测量技术》
l 《GB50168-2018电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准》
l 《GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范》
l 《GB/T50312-2016综合布线系统工程验收规范》
l 《GB50168---2018电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准》
l 《GB50093-2013自动化仪表工程施工及质量验收规范》
第二章 系统架构
大型公建能耗监测系统的范围及内容主要包括：监测照明插座用电、应急照明用电、空调用电、电梯用电、消防用电等能耗，各用能支路安装计量装置，通过数据采集器上传到建筑物节能监测系统，实现能耗的在线监测和动态分析。
系统利用计算机技术、传感器技术、数据库技术、现代网络技术，对建筑的能耗数据进行采集、汇总、传输、分析，及时准确的为市节能监测数据中心提供建筑能耗基础数据，作为主管部门节能分析与决策依据。
2.1 总体架构
系统共分为三部分：现场采集子系统、子系统软硬件系统，以及数据传输网络。如图2.1所示：
2.2 软件总体架构
大型公建能耗监测系统设计从软件结构上分为四个层次：数据源、数据平台、基础平台、系统应用层，每个层次完成不同的任务，下层为上层提供相应的技术支持服务。系统遵循国家相关技术标准体系，具有身份认证、数据加密、数据备份、病毒防范等相关安全保障体系。2.3 技术先进性
系统方案在满足建设部《国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集/传输/安装技术导则》要求的条件下，并结合省级机关节能工作的实际需要，以及各机关单位对办公建筑管理的实际情况，进行科学合理的设计。
系统设计方案采用先进、成熟的技术平台，总结和吸收了成功案例经验，系统具有良好的开放性，同时系统设计时留有充分的扩展余量，确保系统的功能扩展及系统升级能力。
系统和第三方接口，采用国际标准与行业标准的标准接口与通信协议，实现系统与第三方产品数据为无缝连接。
系统设计充分考虑系统的实时响应速度、抗干扰能力、适用环境、利用率、安全性、可维护性、以及先进灵活便于扩充性能。
系统应提供符合信息化发展的各项数据服务，通过与全局信息化系统的对接，优化决策体系，提升系统运行管理的信息化水平，实现优化集约的运行管理及设备管理。
整个系统设计遵循了安全性、可靠性、实用性、可扩性、可维护性、先进性原则。
第三章 现场采集子系统设计
3.1 分项计量系统设计
3.1.1 分项计量设计
所谓分项计量系统是对大型公建中的各种类型和不同功能用途的用电项目，如：照明、空调、办公插座、餐饮、电梯、电开水器等分别安装计量装置。分项计量作为大型公共建筑实现节能的咽喉，国内已经在几十栋大型公共建筑实施取得了显著节能效果，并被大力推广。
根据建设部《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》，以及《山东省公共建筑节能监测系统建设技术规范》节能监测系统应获得的指标要求，大型公共建筑建筑用电回路的分项形式和计量装置的安装位置宜按图3.1分解。
图3.1用电分项计量模型
xxxx计量装置的选择主要有三相电表，用于记录原始电能的消耗数据。由于建筑物实际能耗还和天气情况、使用条件、入往率等诸多因素相关，要求同时采集室外温度及各楼层相应检测点的温度。在公建能耗中电能消耗为主体，所以最重要的是搞好配电系统的计量。
3.1.2 远传电表计量
根据调研，xxxx一共需要安装xx块电能计量装置。
说明：
根据国家及省相关标准，分项计量主要统计有功电能，在条件允许的情况下，可以增加电压、电流、功率、功率因数等参数进行分析。原无功补偿柜、联络柜配置的计量装置未统计在内。
3.2 数据采集系统设计
数据采集系统采用针对大型公共建筑节能监测系统LCDAUE-800D集中器产品。系统通讯规约采用《山东省公共建筑节能监测系统建设技术规范》规定的采集规约，包括下行的DLT645规约及规范附录H规定的上行通信规约。
3.3 现场组网方式
现场采集网络有两种可供选择的基本形式：有线方式和无线方式，两种技术各有所长，根据xxxx现场情况，建议采用RS485总线方式组网。
基于RS-485接口的总线型网络具有成本低、通信距离远、可悬挂节点多且结构简单等特点，通信协议则遵循《山东省公共建筑节能监测系统技术规范》之附录H“建筑物节能监测子系统主站与数据采集器通讯技术要求”。
采用这种结构的网络，主站和从站之间只需一根双绞线就可实现通信。这种形式的网络，优点是技术成熟，抗干扰能力强，可靠性高。这种数据采集网络，特别适用于新建建筑，可在装修时将采集网络的传输线和建筑内其它布线一起掩埋。
第四章 应用软件设计
市级数据中心是能耗数据储存、运算、交换的中心，也是监测建筑的节能指挥中心。为了使数据监测中心运转顺利。本方案将采用数据服务、应用、存储相分离的架构，降低管理维护的成本。
数据中心采集并存储其管理地区内监测建筑的能好数据，并对本区域内的能耗数据进行处理、分析、展示和发布。数据中心将各种分类汇总数据逐级上传到升级数据中心。市级数据中心采集建筑能耗数据的实时采集的数据点的采集密度是15分钟（可设置）采集一次。
软件系统采用多维数据展现、数据交叉、数据挖掘等数据展现手段；数据分组统计、数据特征统计、发展性分析等统计分析方法，使不同的用户能够根据各自的工作需要，灵活定制统计分析报表，并设置报表浏览的权限。
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