基于物聯(lián)網(wǎng)的綠色建筑能源管理系統(tǒng)的設(shè)計與應用

時間：2022-05-17作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：145

【摘要】對建筑能源管理系統(tǒng)的背景和現(xiàn)狀進行闡述，并淺析了能源管理系統(tǒng)在綠色建筑中的措施。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；能源管理；建筑節(jié)能
一、背景
1.綠色建筑概念
綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用的使用空間，與自然和諧共生的建筑。發(fā)展綠色建筑，其要求主要有：
（1）發(fā)展綠色建筑，應注重經(jīng)濟性，從建筑的壽命周期綜合核算效益和成本，引導市場發(fā)展需求，適應地方經(jīng)濟狀況，提倡樸實簡約，反對浮華鋪張。綠色建筑的概念不同于智能建筑。智能建筑的出發(fā)點是滿足人們當前的需求，而綠色建筑的出發(fā)點不單是人們當前的需求，而且還包括自然平衡的需求。從該意義上來說，綠色建筑是由智能建筑概念再加上環(huán)保節(jié)能的理念形成的。因而，綠色建筑的推動力量更多地依靠社會自律和道德力，在技術(shù)層面上，則更多依靠新技術(shù)對傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式得較新，對傳統(tǒng)能源消耗方式的較新，即在充分利用可再生能源的基礎(chǔ)上，盡可能提高能源的使用效率。這一點在采用新型材料、技術(shù)的同時，更多依賴于建筑智能化系統(tǒng)來實現(xiàn)對各系統(tǒng)的測量和控制。
（2）發(fā)展綠色建筑，應倡導城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、循環(huán)經(jīng)濟的理念和緊湊型城市空間的發(fā)展模式；全社會參與，挖掘建筑節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材的潛力；正確處理節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、環(huán)保及滿足建筑功能之間的辯證關(guān)系。
2.智能建筑中的能源管理系統(tǒng)
“技術(shù)節(jié)能”又稱為“被動的能源管理”，是指針對熱耗所采取的應對措施，以及使用低耗設(shè)備等?！肮芾砉?jié)能”又稱為“主動的能源管理”，是指通過對能源使用進行測量、監(jiān)測和控制的方式，以實現(xiàn)節(jié)能改變。使用節(jié)能設(shè)備和裝置（如低能耗照明設(shè)備）固然重要，但僅僅如此是遠遠不夠的，若不對其加以合理控制，這些措施僅僅只能降低能耗，而不能切實防止能源損失，發(fā)揮其作用。如果要實現(xiàn)持續(xù)性增長，各種耗電設(shè)備，從直接的電能消耗到照明、供暖、重要的電機，再到暖通空調(diào)（HVAC）控制系統(tǒng)、鍋爐控制系統(tǒng)等耗電設(shè)備或系統(tǒng)，都可以實施管理節(jié)能，包括改變個人的用能習慣和做法，進而改變工作和生活中的行為方式。但是需要明確的是，只有廣泛應用控制技術(shù)，才能減少電能消耗。作為一種主動的節(jié)能措施，能源管理系統(tǒng)可通過對建筑中各電器狀態(tài)的采集與調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對電能或者其他形式的能源進行分配，來提高能源的使用效率，而且這種提高是隨著系統(tǒng)的改進和技術(shù)的進步而不斷發(fā)展的。
二、現(xiàn)狀分析
據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)智能建筑中達到節(jié)能目標的還不到10%，80%以上的智能建筑內(nèi)BAS系統(tǒng)僅僅作為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和自動控制使用，這說明了我國目前在綠色建筑中存在著一些問題。
（1）在建筑能源管理控制方面力度不夠多數(shù)建筑節(jié)能措施是運用建筑自控系統(tǒng)預先編排的時間程序?qū)ㄖ茉垂M行**控制，這種做法只是對問題的簡化，無法對突發(fā)情況做出處理。
（2）管理人員不熟悉能源管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)，對于突發(fā)情況不能及時處理；對能源管理系統(tǒng)記錄存儲的數(shù)據(jù)不能進行分析，找出進步節(jié)能措施。
（3）對建筑能耗的跟蹤監(jiān)測不完善。綠色建筑的評價不是僅依靠建筑的設(shè)計方案，而是要根據(jù)建筑在運營期間的具體節(jié)能效果來判斷的。目前普遍存在的問題是對于建筑的能耗、節(jié)能效果等數(shù)據(jù)無從查起，不利于節(jié)能方案的進一步完善。
（4）目前，能源管理公司建立合同能源管理（CEM）的對象大多還集中在改造項目上，新建工程難以開展的原因之一可能在節(jié)能效率的確認上。因此，隨著節(jié)能要求的提高，傳統(tǒng)的BAS系統(tǒng)逐漸不能滿足智能建筑的節(jié)能要求，對智能建筑的能源進行管理成為建筑節(jié)能的必要措施，有實力的BAS系統(tǒng)供應商也紛紛成立能源管理部門，一些專門的能源管理服務公司和能源管理系統(tǒng)公司（主要是中央空調(diào)系統(tǒng)）也發(fā)展了起來。
三、能源管理系統(tǒng)在綠色建筑中的應用
在物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的支持下，為滿足綠色建筑的節(jié)能要求，建筑能源管理系統(tǒng)應包括智能家電控制、可再生能源利用、建筑能耗監(jiān)測等組成部分。
1.智能照明控制系統(tǒng)
智能照明控制系統(tǒng)，可運用自然采光和人工照明的動態(tài)調(diào)節(jié)形式，給建筑帶來節(jié)能環(huán)保和人性化的工作環(huán)境。整個建筑的照明控制系統(tǒng)通過建筑局域網(wǎng)組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)通過多級控制進行管理，結(jié)合調(diào)光/開關(guān)控制模塊、智能探測器（光感/動靜）、液晶顯示面板等自動化設(shè)備，實現(xiàn)*監(jiān)視控制、就地面板控制、人感探測控制、光感探測控制、場景功能控制和能耗計算的智能化管理。運用智能傳感器控制技術(shù)降低能耗，如人體活動探測，自動開關(guān)工作區(qū)域燈光；實現(xiàn)照度動態(tài)探測，與智能遮陽百葉窗系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，通過光感探測器，根據(jù)不同的日照情況，不同的房間朝向，實現(xiàn)自然采光與燈光照明自動調(diào)節(jié)，變普通照明為補光照明，進而實現(xiàn)照明節(jié)電。
2.電梯/扶梯系統(tǒng)
實時監(jiān)控各部電梯運行狀態(tài)，以及供電電源狀態(tài)保證電梯安全穩(wěn)定運行；根據(jù)實時的負荷需量，調(diào)節(jié)電梯/扶梯的工作狀態(tài)（啟/停/工頻/變頻），使之與實際負荷需量相匹配，既保證了電梯的正常運行，又節(jié)約了能源，減少了不必要的浪費。
3.智能家電控制部分
通過計算機、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通信技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、遙控、遙信控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對家電的智能化控制，實現(xiàn)按需分配電能，減少能源浪費。
4.智能空調(diào)控制系統(tǒng)
為了實現(xiàn)建筑節(jié)能的目的，空調(diào)控制系統(tǒng)可以對空調(diào)運行方式作如下的改進：
（1）溫度-時間延滯法。根據(jù)大樓內(nèi)溫度保持的延滯時間，提前關(guān)閉空調(diào)主機或鍋爐，達到節(jié)能的目的。
（2）調(diào)節(jié)供水溫度。根據(jù)室內(nèi)外實際溫度調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的供水溫度，設(shè)定合適的供水溫度，減少系統(tǒng)主機的過度運行，實現(xiàn)節(jié)能。
（3）經(jīng)濟運行法。在室外溫度達到13℃時，可直接將室外新風作為回風；在室外溫度達到24℃時，可直接將室外新風送入室內(nèi)。在這樣的情況下，系統(tǒng)可節(jié)約對送回風系統(tǒng)進行處理的能源。
（4）設(shè)備的等壽命運行。對樓內(nèi)冷熱源主機、泵機、風機等設(shè)備進行等時間交替運行，延長設(shè)備的運行壽命，節(jié)省維護費用。
（5）采用變風量（VariableAirVolume，VAV）系統(tǒng)。通過改變送風量的辦法，控制不同房間的溫度，這樣不僅可以減小空調(diào)設(shè)備的容量，節(jié)省設(shè)備的投資，較進一步降低了系統(tǒng)的運行能耗，同時也滿足了人們的要求。
5.數(shù)據(jù)共享與集成
能源管理系統(tǒng)為用戶提供各子系統(tǒng)一致的操作界面，并按照標準化接口規(guī)范與各個子系統(tǒng)建立連接，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式進行數(shù)據(jù)交換，能夠*適應設(shè)備的變化，輕松實現(xiàn)各個子系統(tǒng)的信息共享，并支持遠程訪問和遠程管理，使各個獨立子系統(tǒng)結(jié)成了一個整體，不僅實現(xiàn)了信息共享，也使各種跨系統(tǒng)聯(lián)動的實現(xiàn)水到渠成。
四、安科瑞能源管理云平臺
1.平臺架構(gòu)
2.平臺功能
 
3.訪問方式
4.硬件選型
 
 
五、結(jié)束語
能源管理系統(tǒng)在一個開放式平臺上實現(xiàn)了建筑能源在線計量、能源質(zhì)量監(jiān)測以及能源自動化控制，并且通過對空調(diào)、照明等用能系統(tǒng)的自動化、系統(tǒng)化的調(diào)節(jié)控制實現(xiàn)綜合節(jié)能30%以上的目標，對于綠色建筑降低運行成本，提高能源自動化管理水平具有意義。

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• 詞條

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