淺析建筑能耗監(jiān)測平臺(tái)發(fā)展及未來趨勢

摘要：文章以每年發(fā)布的上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測及分析報(bào)告變化為切入點(diǎn)，分析了歷年能耗分析報(bào)告的內(nèi)容和功能變化；介紹了上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺(tái)發(fā)展和應(yīng)用歷程；揭示了當(dāng)下顯現(xiàn)的問題，并以問題為導(dǎo)向，預(yù)測了未來發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑；能耗監(jiān)測；能耗監(jiān)測平臺(tái)；數(shù)據(jù)

        1歷年能耗分析報(bào)告概況

自2013年以來，上海已經(jīng)連續(xù)7年發(fā)布能耗分析報(bào)告，隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及管理要求的不斷提升，報(bào)告的內(nèi)容及功能也不斷的得到擴(kuò)展和充實(shí)。1.1歷年能耗分析報(bào)告內(nèi)容變化

        2013年至2015年期間，能耗分析報(bào)告主要內(nèi)容包括3個(gè)部分：市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺(tái)情況簡介、納入建筑能耗監(jiān)測的樓宇能耗情況、典型建筑類型建筑能耗對標(biāo)分析?；谀芎谋O(jiān)測平臺(tái)尚處于初創(chuàng)時(shí)期，很多工作尚處于探索階段，相關(guān)的數(shù)據(jù)資源尚需時(shí)間積累，為此內(nèi)容較少，報(bào)告功能比較單一。2016年，隨著實(shí)時(shí)監(jiān)測樓宇數(shù)量擴(kuò)大，數(shù)據(jù)質(zhì)量提升，梳理分析內(nèi)容也增多，為此能耗分析報(bào)告較前三年發(fā)生了較大變化，主要表現(xiàn)在報(bào)告架構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整，同時(shí)對內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。架構(gòu)方面調(diào)整為全市篇、區(qū)域篇、行業(yè)篇三大板塊，對報(bào)告的敘事邏輯進(jìn)行了由面到片再到點(diǎn)的邏輯優(yōu)化，提高了報(bào)告的可讀性。內(nèi)容方面增加了大量的能耗數(shù)據(jù)及對比分析，充實(shí)了報(bào)告內(nèi)容。這也反映了經(jīng)過幾年積累，能耗監(jiān)測平臺(tái)開始利用積累的大量數(shù)據(jù)資源，開拓應(yīng)用功能，發(fā)揮平臺(tái)效應(yīng)。2017年至2019年期間，能耗分析報(bào)告基本延續(xù)了2016版報(bào)告的架構(gòu)，并在其基礎(chǔ)上增加了管理篇內(nèi)容。主要反映了能耗監(jiān)測平臺(tái)管理部門在積極保持?jǐn)?shù)據(jù)上傳質(zhì)量的基礎(chǔ)上，利用積累的數(shù)據(jù)資源開展相關(guān)研究分析，開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用，并面向樓宇及各行業(yè)管理部門開展數(shù)據(jù)服務(wù)，進(jìn)一步拓展平臺(tái)的作用。

1.2歷年能耗分析報(bào)告功能變化

        2013至2015年期間，因?yàn)閿?shù)據(jù)積累尚需時(shí)間，能耗分析報(bào)告的功能相對單一，主要是整體介紹了市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺(tái)的建設(shè)及工作情況，能讓讀者對上海能耗監(jiān)測平臺(tái)相關(guān)工作有一定了解。梳理了納入監(jiān)管樓宇的基本情況及類型分布。對公共建筑能耗按建筑類型進(jìn)行簡單對比分析。同時(shí)開展制定管理辦法和數(shù)據(jù)分析方法等基礎(chǔ)研究工作。2016年，經(jīng)過三年的工作積累，報(bào)告的功能有了較大拓展，主要增加了年度總用電量和年均用電強(qiáng)度的能耗數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上從建筑類型，中心城區(qū)與非中心城區(qū)，供熱季、制冷劑與過渡季，超大型公共建筑等多維度開展數(shù)據(jù)分析對比并揭示其背后原因，分析相關(guān)建筑總體用能趨勢。提高了能耗分析報(bào)告的數(shù)據(jù)分析功能。2017年至2019年期間，隨著前期研究成果應(yīng)用，進(jìn)一步體現(xiàn)了能耗監(jiān)測平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)功能。

2.1能耗監(jiān)測平臺(tái)整體情況

        自2012年以來，上海已經(jīng)建成1個(gè)能耗監(jiān)測市級平臺(tái)、17個(gè)能耗監(jiān)測區(qū)級分平臺(tái)和1個(gè)市級機(jī)關(guān)辦公建筑能耗分平臺(tái)的體系，納入能耗監(jiān)測平臺(tái)的樓宇數(shù)量逐年穩(wěn)步提升，監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大。截止2020年6月，上海市累計(jì)共有1783棟公共建筑完成用能分項(xiàng)計(jì)量裝置安裝并實(shí)現(xiàn)與能耗監(jiān)測平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積8241.8萬平方米。

2.2能耗監(jiān)測平臺(tái)應(yīng)用情況

        經(jīng)過多年探索嘗試，上海在保證能耗監(jiān)測平臺(tái)安全、正常、穩(wěn)定基礎(chǔ)上，不斷拓展平臺(tái)應(yīng)用功能，發(fā)揮系統(tǒng)效應(yīng)。目前能耗監(jiān)測平臺(tái)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：

        一是統(tǒng)計(jì)樓宇基礎(chǔ)信息。通過能耗監(jiān)測平臺(tái)將納入監(jiān)測樓宇基礎(chǔ)信息的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)匯總，使管理者得以獲得包括樓宇數(shù)量、樓宇面積、各類型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區(qū)與非中心城區(qū)樓宇數(shù)量和類型分布等多維度數(shù)據(jù)信息，從而對上海納入監(jiān)測樓宇的基本情況以及每年新納入監(jiān)測樓宇的工作推進(jìn)情況有總體掌握。

        二是分析樓宇能耗數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析方法，對納入監(jiān)測樓宇的用能總量、能耗類型分布、歷年能耗對比分析、總體用能趨勢等開展分析研究，使管理者得以掌握本市建筑能耗總體情況，并從中挖掘各類型各區(qū)域建筑的節(jié)能潛力。

        三是服務(wù)各行業(yè)及管理部門。依據(jù)各類合理用能指南，對各類型建筑開展用能對標(biāo)分析，用以指導(dǎo)各類型建筑運(yùn)行過程中節(jié)能工作的開展。通過向各行業(yè)管理部門發(fā)送行業(yè)季度能耗情況報(bào)告等方式反饋能耗數(shù)據(jù)，向區(qū)級建筑能耗監(jiān)測管理部門推送月度數(shù)據(jù)報(bào)告，為相關(guān)部門開展節(jié)能工作提供參考依據(jù)。同時(shí)對高耗能建筑進(jìn)行篩選，進(jìn)一步推進(jìn)能源審計(jì)和能耗公示工作的開展。

        四是研究海量數(shù)據(jù)資源。通過對能耗監(jiān)測平臺(tái)數(shù)據(jù)資源的深度分析，開展如“公共建筑碳排放交易研究"、“辦公建筑能耗限額指標(biāo)研究"、“各類型建筑高峰用能特征研究"、“大型公共建筑用電監(jiān)測數(shù)據(jù)開發(fā)利用方案研究"等大量科學(xué)研究工作，探索能耗監(jiān)測平臺(tái)未來應(yīng)用的發(fā)展方向，為今后進(jìn)一步功能的拓展做好技術(shù)積累。

        五是修復(fù)數(shù)據(jù)及拓展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。采用基于Spark機(jī)器學(xué)習(xí)在公共建筑能耗大數(shù)據(jù)分析中的研究成果，在部分地區(qū)開展具有人工智能特性的數(shù)據(jù)修復(fù)工具試點(diǎn)，提高能耗數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)，開發(fā)能耗在線“（樓宇版/管理辦）移動(dòng)端"APP，為樓宇業(yè)主和管理部門提供數(shù)據(jù)共享、能耗分析、情況報(bào)告查詢等實(shí)時(shí)在線功能。

        六是宣傳與推廣建筑節(jié)能。依托能耗監(jiān)測平臺(tái)的數(shù)據(jù)資源，全面梳理上海公共建筑能效提升的政策標(biāo)準(zhǔn)、流程模式和技術(shù)體系，編制了《公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)50問》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本，并通過每年的節(jié)能宣傳周活動(dòng)，培訓(xùn)等方式向社會(huì)各界進(jìn)行發(fā)放，對公共建筑能效提升相關(guān)技術(shù)知識進(jìn)行普及和推廣，取得了較好的社會(huì)效益。

        雖然能耗監(jiān)測平臺(tái)經(jīng)過多年發(fā)展已取得可喜成績，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各方面管理要求的不斷提高，為滿足未來的需求，勢必倒逼能耗監(jiān)測平臺(tái)相關(guān)工作在新的形勢下轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。

3.1發(fā)展思路轉(zhuǎn)變滯后

        隨著能耗監(jiān)測平臺(tái)工作的深入開展，原有的以政策為導(dǎo)向的管理思路，在工作推進(jìn)中逐漸遇到瓶頸，樓宇運(yùn)營單位相對缺乏積極性。需要我們更多的向服務(wù)于樓宇業(yè)主方向多作工作創(chuàng)新和嘗試。

3.2平臺(tái)功能支撐不夠

        目前能耗監(jiān)測平臺(tái)的各項(xiàng)功能主要集中在對樓宇能耗數(shù)據(jù)的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著城市精細(xì)化管理要求的不斷提高，僅僅側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析方面的功能將不能滿足未來的管理需求，面向樓宇日常管理的功能拓展應(yīng)會(huì)成為未來的主要工作發(fā)展方向。

        隨著“十三五"臨近結(jié)束，在即將到來的新“十四五"時(shí)期中，上海將更加積極的拓展能耗監(jiān)測平臺(tái)的功能應(yīng)用，提高功能定位，使其更好的服務(wù)于城市精細(xì)化管理。

4.1數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)一步得到發(fā)揮

        在疫情期間，市級能耗監(jiān)測平臺(tái)充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，通過分析春節(jié)前、春節(jié)假期中和復(fù)工后上海公共建筑運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，解讀上海各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況，受到行業(yè)管理部門及廣大市民廣泛關(guān)注。未來，能耗監(jiān)測平臺(tái)將以上海全面建設(shè)“一網(wǎng)統(tǒng)管"為契機(jī)，應(yīng)用k-means和隨機(jī)森林、機(jī)器深度學(xué)習(xí)等算法，通過建筑用能特征分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、能耗預(yù)測、能耗與經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)分析等模塊，滿足樓宇業(yè)主和管理部門的不同需求，讓能耗數(shù)據(jù)發(fā)揮作用。

4.2平臺(tái)功能進(jìn)一步得到拓展

        市級能耗監(jiān)測平臺(tái)將持續(xù)對各區(qū)級平臺(tái)進(jìn)行政策和技術(shù)指導(dǎo)，深挖區(qū)級平臺(tái)潛力、推進(jìn)區(qū)級平臺(tái)個(gè)性化建設(shè)。如從某區(qū)級能耗監(jiān)測平臺(tái)對商業(yè)建筑需求側(cè)虛擬電廠實(shí)踐示范，通過建立商業(yè)建筑虛擬電廠可以促進(jìn)商業(yè)建筑對自身可控負(fù)荷的精細(xì)化管理?？商剿鲊L試建立一套相對完整的需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng)，能根據(jù)不同應(yīng)用需求為業(yè)主使用和政府管理提供相應(yīng)服務(wù)，助力建筑智能化管理。

4.3前沿技術(shù)進(jìn)一步得到融合

        今年3月4日召開的提出“加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)"。3月6日，工業(yè)和信息化部召開加快5G發(fā)展專題會(huì)，再次宣布加快5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧城市等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。市級能耗監(jiān)測平臺(tái)應(yīng)積極順應(yīng)形勢發(fā)展，以與城運(yùn)平臺(tái)共享數(shù)據(jù)為切入點(diǎn)，利用新一代信息技術(shù)對能源、交通、城市在內(nèi)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化改造，讓城市變得更聰明更智慧，從而推動(dòng)城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

 

5.1概述

        Acrel-5000web建筑能耗分析系統(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)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進(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)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源計(jì)算報(bào)告。

5.2應(yīng)用場所

        適用于公共建筑、集團(tuán)公司、工業(yè)園區(qū)、大型物業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監(jiān)測與管理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1系統(tǒng)概況

        平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)月能耗折算、地圖導(dǎo)航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線，當(dāng)日，當(dāng)月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

5.3.2用能概況

        對建筑、部門、區(qū)域、支路、分類分項(xiàng)等用能進(jìn)行對比，支持當(dāng)日逐時(shí)趨勢、當(dāng)月逐日趨勢曲線、分時(shí)段能耗統(tǒng)計(jì)對比、總能耗同環(huán)比對比。

5.3.3用能統(tǒng)計(jì)

        對建筑、區(qū)域、分項(xiàng)、支路等結(jié)構(gòu)按日、月、年報(bào)表的形式統(tǒng)計(jì)對分類能源用能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，支持報(bào)表數(shù)據(jù)導(dǎo)出EXCEL，支持選擇建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行生成。

5.3.4復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

        復(fù)費(fèi)率報(bào)表按日、月、年統(tǒng)計(jì)對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出到EXCEL。

5.3.5同比分析

        對建筑、分項(xiàng)、區(qū)域、支路等用能按日、月、年以圖形和報(bào)表結(jié)合的方式進(jìn)行用能數(shù)據(jù)同比分析。

5.3.6能源流向圖

        能源流向圖展示單棟建筑時(shí)段內(nèi)各類能源從源頭到末端的的能源流向，支持按原始值和折標(biāo)值查看。

5.3.7夜間能耗分析

        夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統(tǒng)計(jì)對比，支持導(dǎo)出報(bào)表。

5.3.8設(shè)備管理

        設(shè)備管理包括，設(shè)備類型、設(shè)備臺(tái)賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設(shè)備，確保設(shè)備的運(yùn)行。

5.3.9用戶報(bào)告

        用戶報(bào)告針對選定的建筑自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡單的能耗分析結(jié)果，針對用電提供單獨(dú)的復(fù)費(fèi)率用能分析，報(bào)告可編輯。

建筑能耗檢測與智能控制系統(tǒng),通過實(shí)時(shí)監(jiān)測建筑能耗數(shù)據(jù)與智能控制相結(jié)合,能夠得出建筑能耗的優(yōu)化方案,大大降低傳統(tǒng)建筑的能耗。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的485協(xié)議,各個(gè)設(shè)備只需符合協(xié)議便可在系統(tǒng)中使用,方便了系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)和集成商的集成、布線簡單清晰,減少了線材的使用,方便后期的維護(hù)工作,同時(shí)便于用戶的統(tǒng)一管理。

[1]GB50314-2015智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[s].2015.

[2]馮君，徐雯嫻.淺析上海建筑能耗監(jiān)測平臺(tái)發(fā)展及未來趨勢（上海市建筑建材業(yè)市場管理總站，上海 200032）[2]DBJ/T13-197-2014福建省綠色建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[s].2014.

[3]DBJ/T13-158-2012福建省公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程[s].2012.

[4]王庭國.建筑能耗監(jiān)測與智能控制系統(tǒng).

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版.