建筑智能化能耗计量管理系统方案.doc

_建筑智能化能耗计量管理系统方案目 录 1概述41.1项目背景41.2项目概况51.3建立能耗管理系统的意义52系统整体设计方案62.1系统需求分析72.2系统建设原则82.3系统目标82.4智能建筑的能耗计量92.4.1冷站监控系统的能耗计量92.4.2供配电监测系统的能耗计量112.4.3给排水监控系统的能耗计量133系统整体结构143.1系统功能架构143.2系统拓扑结构164软件系统介绍164.1能耗在线监测子系统164.1.1建筑用能监测174.1.2建筑能耗查询194.2建筑环境监测214.3能耗公示、评价系统214.3.1能效公示224.3.2用能评价标准提炼234.4建筑能耗专题分析子系统244.4.1能耗分析报告244.4.2获取能耗分析报告254.5系统报警子系统264.5.1设备异常和用能监测报警264.5.2能耗报警报告自动生成264.5.3能耗报警记录查询264.6系统管理和维护子系统274.6.1能耗模型管理系统274.6.2多级权限访问控制314.6.3 系统日志334.7能耗应用展示345硬件体系介绍425.1能耗监测及数据采集工程425.1.1电能表425.1.2能耗数据采集终端445.1.3冷（热）量计465.2建筑能耗计量管理系统监控中心475.2.1 服务器475.2.2操作系统495.2.3办公电脑495.2.4笔记本电脑496工现场部分介绍506.1 工程概况506.2 工程范围506.2.1监测范围506.3工程特点506.4系统编制依据507施工实施方案517.1 总体施工原则517.2 工程施工方法517.3 设备安装及施工要求527.3.1能耗采集设备的安装与施工要求527.3.2电表现场安装实施方案与注意事项547.3.3配电柜、箱安装557.4 能耗软件施工进度安排567.5 进度保障措施577.5.1实行目标管理，控制、协调及时577.5.2依靠科技进步，加快施工进度577.5.3搞好后勤保障，做到优质服务577.6 技术措施587.6.1防范587.6.2技术要求587.6.3系统调试597.6.4分类分项调试607.6.5数据有效性核对617.6.6成品保护措施617.6.7安全措施627.6.8安全文明施工管理措施637.7 施工质量控制647.7.1质量保证机构，强化工程质量管理647.7.2项目部质量管理工作，从提高人员素质人手647.7.3严把物料进货关，确保施工机具的正常使用647.7.4优化施工方法，达到预防为主的目的657.7.5加强工序质量检查，做好成品保护工作657.8 项目管理657.8.1设计管理657.8.2施工管理667.8.3工程的技术管理667.8.4工程质量管理667.8.5安全生产管理671 概述1.1 项目背景建筑业的发展在推动国民经济巨大发展的同时，也带来了极大的能源消耗建筑能耗。目前，建筑耗能己与交通耗能、工业耗能并列，成为中国能源消耗的三大“耗能大户”。随着各类建筑的大量兴建和人们对建筑的居住舒适度的要求越来越高，建筑耗能急剧增加。我国拥有当今世界上最大的建筑市场，每年的建筑量约占世界建筑总量的40%。根据测算，如果不及时采取相关节能措施，到2020年中国建筑能耗将是现在的3倍以上。面对日益严峻的环境形势，建筑不能再继续依赖高能量的输入来换取内部环境的舒适，而应该积极探索减少建筑能耗的有效途径。为加强国家机关和大型公共建筑节能改造与运行，住房和城乡建设部、财政部于2007年10月出台了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（建科2007245号）、国家机关办公建筑和大型公共建筑节能资金管理办法（财建2007558号）。规定了具体实施方法和步骤，明确提出建立国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系，为在“十一五”期末，实现国家机关办公建筑和大型公共建筑总能耗下降20%，节约1100-1500万吨标煤建立支撑平台。建筑节能是在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率。影响建筑能耗的因素众多，比如建筑物所处的地理位置、区域气候特征、建筑物自身构造、建筑设备的使用、建筑物的运行管理和维护等等。建筑节能是一个系统工程，它涉及到建筑的规划、设计、施工、运行管理诸多环节，包括：1） 节能建筑规划设计（建筑朝向和平面形状、合理规划空间布局及控制体型系数）；2） 增强建筑维护结构的保温隔热性能(外墙使用环保、节能型建筑材料；隔离太阳辐射热；尽量减少门窗的面积；设置遮阳设施；提高门窗的气密性；尽量使用新型保温节能门窗；合理控制窗墙比）；3） 屋顶的节能技术措施（隔离太阳辐射热、“冷屋顶”节能）；4） 空调系统节能技术措施（降低系统的设计负荷、冷热源节能、减少输送系统的动力能耗、空调机组及末端设备的节能措施、提高送风温差及合理调节新风比、利用冷却塔供冷技术、蓄冷技术、采用热回收与热交换装置、充分利用自然冷源）；5） 运行管理节能技术措施（提高运行管理人员的技术素质、合理的用能计费制度、管路系统的检漏、检垢、调节新风量、在过渡季节利用室外空气的自然冷量、合理设定设备的启动和停止的时间）；由上可以看出，对建筑内各设备进行实时的监控与管理，是一种重要且有效的节能技术措施，这正是建筑能耗计量管理系统可实现的功能。通过建筑智能化能耗监管体系建设，建立能耗监测平台、开展能耗统计、能效公示、能源审计，掌握建筑用能数据，摸透建筑内各组织机构的用能规律，从而指导开展低成本节能改造，加强节能运行管理，规划真实有效的用能设计依据。通过建筑能耗计量管理系统实现设备自动调度管理，根据历史经验或预设的参数，对机电设备进行定时、分区等开关控制；根据系统预先设定的设备的调度策略、节能策略、设备的最佳启/停时间控制策略，对系统中机电设备预先启动、调节或关闭；根据实际检测的温度、湿度、照度等自动调节空调照明设备，对设备的负载进行均衡，使大楼内的温湿度控制达到最舒适的程度，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求取得最低的大楼运作成本和最高的经济效益，从而提高智能建筑的用能效率，促进建筑节能监管体系的建设。1.2 项目概况1.3 建立能耗管理系统的意义没有能耗监测，就没有能耗管理，因此要建立建筑能源管理制度，一定要先有良好的能源监测制度，进而进行有效的建筑能源管理。所以，导入建筑能耗计量系统，首先就是要针对建筑物进行全年空调、照明、动力等系统能源消耗的数据监测及分析，以建立建筑物能源使用的相关数据库。因此，对于建立能耗管理系统，其主要意义可归结为：n 行为节能、管理节能；n 有助于建立健全运行维护管理制度；n 积累实时能耗数据，为建筑能耗研究奠定基础；n 用能预测及能耗诊断；n 减少管理环节，优化管理流程，建立客观能源消耗评价体系；n 加快系统的故障处理，提高对能源事故的反应能力；n 通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境；2 系统整体设计方案建筑能耗计量管理系统以国家相关标准、节约型建筑建设相关导则和国家机关办公建筑及大型公共建筑相关导则为依据，整体以在大型公共建筑能耗监测项目中得到广泛应用的建筑能耗监测数据平台软件为基础，结合在大量商业应用中被广泛使用的成熟产品与技术构建而成。图 2-1 系统层次结构1） 系统首先采用成熟可靠的软件技术、数据采集技术构成了基础的“建筑能耗采集系统”；2） 在此基础上，基于采集和存储海量能耗数据，通过能耗分析计算转化为有效的统计分析结果，结合可视化呈现技术，构成一套“能耗分析计算平台”；能耗分析计算平台具有通用性和开放性，可同时支撑来自多幢智能建筑和建筑群的数据，并根据自身需要自由地应用平台中的能耗数据；3） 在能耗分析计算平台的基础上，通过系统的各种计算和呈现功能，辅以呈现技术和交互技术，形成功能更加贴近节能监管业务的“建筑能耗计量管理系统”；2.1 系统需求分析目前，没有实现统一的自动能耗采集管理，在能耗数据统计的时效性、准确性方面都存在一定的问题；建筑管理单位在节能的各个方面都开展了相关工作，但缺乏一个宣传、公示及能源辅助管理的平台。本系统的建设将满足以下需求，达到的节能管理工作需要。包括：1） 数据采集子系统：可接纳符合智能建筑设计标准规定的通信协议的数据；提供对能耗采集终端数据的解析能力和存储能力，提供对既有能耗监控相关系统与设备的接入能力；2） 能耗查询、统计、分析、评价子系统：包含建筑能耗分析计算引擎、能耗分析结果查询模块、能耗分析报告生成模块等；3） 能耗模型管理子系统：提供涵盖符合节约型智能建筑监管系统建设需要的模型，提供开放、可扩展的能耗计算平台；4） 建筑用能监控模块：主要包含用能总量监控、同类建筑用能比对、详细用能动态监控、主要用能设备的运行参数监控等功能；5） 设备故障和用能异常报警子系统：提供能耗监察、能耗异常追踪、能耗报警记录查询、重点用能设备报警台帐管理以及多种方式的报警处理功能。报警信息可通过多种方式通知用户；6） 建筑能源辅助审计模块：包括建筑基础信息收集、用能评价、用能诊断、辅助审计报告生成导出等功能；7） 建筑能效公示模块：公示方式采用列表、趋势图、饼图、柱状图等，界面直观，支持用户按需配置；8） 权限子系统：提供灵活的权限控制，满足系统使用的安全性需求；9） 运行维护子系统：提供系统运行监视和诊断功能，提供日志功能；10） 具备向第三方系统提供接口能力：系统可向外部提供标准的XML数据接口；11） 实现对一般建筑的整体用能监测和重点建筑详细用能监测，实现按单位/组织进行用能分析；2.2 系统建设原则建筑能耗计量管理平台，在设计时遵循如下的基本原则：1） 整体规划设计，分步投入建设；2） 兼顾考虑成熟性与先进性，采用经过考验的成熟的软硬件产品，搭建创新的应用体系；3） 充分考虑对既有系统的兼容性，尽量减少软硬件重复投资；4） 充分结合的实际情况，在符合需求的同时，凸显特色与亮点。在以上整体建设原则的基础上，系统的设计将遵守通用设计准则：1） 开放性：系统应具备良好的全开放功能；2） 安全性：系统的软件及技术均满足应用所需的相应安全性；3） 可靠性：系统的软件及技术具有高可靠性；4） 通用性：系统软件及技术应具有通用性；5） 可扩展性：系统软件及技术均要满足功能扩展和范围扩展的需求；6） 整体性：整个系统整体规划、统一标准、规范接口，保证系统的完整性；7） 经济实用性：系统的性能价格比应尽可能高；8） 可维护性：系统应维护操作简单、维护工作量少。2.3 系统目标建筑能耗计量管理平台，是开展建筑节能管理增效建设的重点内容。整套系统包括监控中心平台建设、数据中心部署和前端监控点数据采集设备安装建设工程。项目完成时将达到以下目标：1） 构建覆盖全面、数据及时、精准可靠、稳定安全的建筑物综合能耗（水、电、）数据采集体系；2） 建立符合节约型建筑监管体系、国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理和监测平台建设要求的建筑节能监管系统，包括能耗监测、能耗统计、能源审计、能效公示及相应的各项管理功能等；3） 结合用户已有的建筑系统平台，实现数据同步管理；4） 结合建筑物实际的用户情况，实现按自定义的组织机构，进行能耗计量分析；5） 提供精确及时、符合业务需求的建筑节能管理平台；6） 建立具备可扩展的、拥有统计分析能力的建筑节能监管系统。2.4 智能建筑的能耗计量建筑能耗计量管理系统，是对建筑设备监控系统、公共安全系统和能源供应系统等实施综合管理的系统。系统一般包括热力系统、制冷系统、空调系统、给排水系统、电力系统、照明控制系统和电梯管理系统等。系统主要利用DDC控制器对建筑内机电设备运行状态参数实时采集，DDC采集的运行状态参数包括压力、温度、流量等，其中，有一部分参数同时也是能耗参数，可由此计算出能耗量。能源供应系统包括：供电系统、供水系统、供气系统、供冷系统、供热系统等。2.4.1冷站监控系统的能耗计量1) 冷站系统概述冷站系统由冷水机组、冷冻水循环系统、冷却水循环系统等主要系统组成，是空调系统的冷量来源，对其进行监控管理，对保障空调系统的实现良好的室内环境控制和系统节能有着重要的作用。冷站系统是由DDC采取现场有关信息及参数，编制相关程序，实现冷站内各设备的监测、报警、控制与调节，冷站内各设备通过通信系统向中央站传输信息，并接收中心站的指令。由于冷站中水系统有冷源侧定水量和变水量之分，故冷站系统通常可分为定水量冷站系统和变水量冷站系统。定水量系统是通过调节冷冻水的水温来适应空调负荷的变化，而水量不变；变水量系统是供水温度不变，通过调节冷冻水水量来适应负荷变化。无论是定水量系统还是变水量系统，都牵涉到温度或者流量的变化，而这两个参数的变化就决定着冷量的变化。2) 冷站系统监控对于冷站的自动监控，已形成一套完整、全面、可靠的监控策略，其监控策略为：1 机组定时启停控制：根据事先排好的工作及节假日作息时间表，自动启停冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、电动阀门及冷却塔。2 机组台数控制：根据建筑所需冷负荷及压差旁通阀开度，自动调整冷水机组运行台数，达到最佳的节能目的。3 机组连锁控制：启动顺序：冷却塔风机一冷却水蝶阀一冷却水泵一冷冻水蝶阀一冷冻水泵一冷水机组。停止顺序：冷水机组一冷冻水泵一冷冻水蝶阀一冷却水泵一冷却水蝶阀一冷却塔风机。4 冷冻水压差控制：根据冷水供回水压差，自动调节旁通调节阀的开度，维持供回水压差恒定。5 冷却水温度控制：根据冷却水温度自动控制冷却塔风机的启停台数，如果冷却水温度过低，打开冷却水旁通阀，使冷却水不经过冷却塔冷却。6 冷冻水出口水温控制：根据大楼实际所需的冷量以及运行机组的额定冷量，自动的调整冷水机组出口水温的设定值，使得系统节能运行。7 水泵保护控制：冷冻、冷却水泵启动后，水流开关检测水流状态，如遇故障则自动停泵，其备用泵自动投入运行。8 机组运行参数监测：监测系统各检测点的温度、压差、流量等参数，自动显示、定时打印及故障报警。9 报警：温度、压差、流量超限报警，冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机故障过载报警。10 显示打印：状态、报警、各种参数的动态图形，并列出设备保养及维修报告。3) 能耗计量其中，作为冷量计量所需要的参数有三个：冷冻水总管的供水温度、回水温度和冷冻水总管的回水流量。根据这三个参数，可以计算出冷站系统所提供的冷负荷量，从而可以作为分项能耗量计入建筑能耗计量管理系统。2.4.2供配电监测系统的能耗计量电能的计量是建筑能耗分类计量必不可少的内容之一，在项目实施中，将充分利用智能建筑中已有的供配电系统来实现电能耗的计量，减少计量仪表的安装，节省成本、节约资源。1) 供配电监测系统概述智能建筑中建筑设备监控系统一般包括供配电系统、热力系统、制冷系统、空调系统、给排水系统、照明控制系统和电梯管理系统等，供配电系统是智能建筑中的动力系统，为大楼内部的空调系统、给排水系统、照明系统、电梯系统、消防及防盗保安系统等提供正常运转所需的电力能源。供配电监控系统除了确保大楼的动力系统正常工作外，还需要综合考虑提高其工作效率，节省能源消耗量。同时，为了保证大楼的正常运作，还需要采用发电机组作为大楼的后备电源。供配电监控管理系统不但可以减少停电范围，缩短停电时间，改进供电质量，为用户提供更高质量的服务，保持配电网络经济运行，而且能减轻运行人员的劳动强度，减少人员开支，提高劳动生产率，提高经济效益和社会效益。供配电监控管理系统充分利用通信网络，将各变配电系统的运行状况及时反映给监控中心，如高压进出线、变压器、各段低压进出线状态监视和故障报警，电压、电流等参数。由系统在故障报警和事故状态下提供应有的处理方案及手段，确保设备的安全运行，从而实现配电房无人值守，并可在监控中心完成控制、调节、定值下发等高级功能。供配电监测系统基本功能包括：1 变电配电设备各高、低压主开关运行状况的监视及故障报警；2 电源及主供电回路电流值显示；3 电源电压值显示；4 功率因数测量；5 电能计量；6 变压器超温报警；7 应急(备用)电源供电电流、电压和频率监视；8 与其它系统通信；2) 供配电监测系统监测智能建筑供配电系统为整个建筑物安全、可靠地供电，合理调配用电负荷，最大限度的节能。供配电系统主要是为了实现以下目标而设立,包括：1 对供配电系统、变电配电设备、应急(备用)电源设备、直流电源设备、大容量不停电电源设备进行监视、测量、记录；2 对供电配电系统的各级开关设备的状态、主要回路电流、电压及一些主要部位的电缆温度进行实时、在线监测，保障安全可靠供电；3 实现用电计量、对各个用户用电费用分析计算、与供电政策有关的高峰期超负荷状态下对次要回路的控制及分时计价等；建筑供配电系统的监测内容及管理功能，包括：1 运行参数的监测；2 运行状态的监视；3 建筑物内用电设备的用电量的统计及其费用的计算与管理；4 对各种电气设备的检修、维护保养进行管理；5 供配系统的节能管理；3) 供配电监测系统电能耗计量从计量的角度出发，根据检测到的电压、电流、功率因数计算有功功率、无功功率，并累积用电量，为绘制负荷曲线、无功补偿及电费计算提供依据。供配电系统对建筑内用电设备的电能计量，将包括建筑智能化能源管理系统内各用电设备的电能计量，如：空调、楼宇控制中心、消防控制中心、照明用电、防排烟、防火卷帘和污水处理系统、冷水机组、冷却塔耗电、冷冻水泵、冷却水泵等。2.4.3给排水监控系统的能耗计量对于智能建筑内用水量的计量，可以利用智能建筑中己有的给排水监控系统来实现。利用给排水监控系统来实现用水量的计量，也是对给排水监控系统本身功能的升级优化。1) 给排水监控系统概述建筑物给排水监控系统是智能大厦内建筑设备自动化系统（BAS）中的一个子系统，它的主要功能是通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行，实现高效率、低能耗的最优化控制，从而达到经济运行的目的。给排水系统包括生活给水系统、污水系统、中水系统以及消防用水系统，对这些系统进行监控与管理，以保证系统供水质量和系统正常、合理、安全的运行，并实现系统运行节能的目标。2) 给排水监控系统给排水系统的监控，将分为给水监控和排水监控两部分。1 给水系统监控高层建筑给水系统通常可分为高位水箱给水系统、气压罐给水系统和无水箱恒压直接给水系统三种。在此，将选用最常见的高位水箱给水系统进行监控说明。高位水箱给水系统由高位水箱、加压水泵、配水管网和贮水池（一般设在地下室）组成。由于加压供水方式的不同，高位水箱给水系统又可分为：高位水箱一次提升式给水系统、高位水箱并联式给水系统和高位水箱串联式给水系统。高位水箱并联式给水系统需将大楼分为低区、中区和高区三个供水区。低区由城市给水管网供水；中区由三台水泵（两用一备）和中区水箱联合供水；高区由两台水泵（一用一备）和高区水箱联合供水。每个供水区的高位水箱都设有水位传感器，监测水箱水位，监测水位分别为生活泵启、停泵水位、最低报警水位和水箱溢流报警水位。当生活用水和消防用水共用大楼的蓄水池时，大楼蓄水池应设置生活泵停泵水位以保证消防用水，当发生火灾时，消火栓泵启动，如果蓄水池液面达到消火栓泵停泵水位，将发出报警。给水监控系统还要监视生活泵的状态以及对其进行启停控制。以高区供水区为例，当高区水箱水位下降到高区生活泵启泵水位时，DDC控制启动高区生活泵，使其通过配水干管向高区水箱供水；当高区水箱水位上升到高区生活泵停泵水位时，DDC控制停止高区生活泵供水。2 排水系统监控建筑物的排水包括地上排水和地下排水两部分。地上建筑的排水系统比较简单，可以靠污水的重力沿排水管道自行排入污水井进入城市排水管网。而建筑物地下的污水排放则有所不同，通常把污水集中于污水池，然后用排污泵排放到地面。所以，建筑物排水系统（主要指建筑物地下的污水排放系统）的监控对象主要有排污泵、污水池等。建筑物排水监控系统在污水池中设置液位传感器，分别检测排污泵启泵水位和排污泵停泵水位，同时还要检测最高报警水位和最低报警水位。它的主要监控功能为：排污泵启/停控制、污水（或废水）池水位监测以及超限报警。当污水池的水位达到排污泵启泵水位时，传感器将信号送给DDC控制器，DDC控制器启动相应的排污泵；当水位高于报警水位时，启动相应的备用泵，直到水位降至极限时停泵。3) 给排水监控系统水能耗计量智能建筑内用水量的计量，具体是指生活给水量的计量，所以只需测量大楼内的给水量便可。在实际使用的给水监控系统中，增加了对给水流量的测量，DDC根据检测到的给水流量和采集间隔时间，可计算出给水量，并可以累积用水量，为绘制建筑用水负荷曲线及水费计算提供依据。3 系统整体结构3.1 系统功能架构系统整体是构架在商业级技术平台上的多层分布式应用，采用分布式部署的多层架构设计，采用以能耗采终端为核心的前端采集系统。系统通过以下的层次结构完成应用功能：图3-2业务架构图1） 系统依靠建筑能耗模型作为运行核心；2） 数据采集层采用符合相关标准要求的建筑能耗采集终端，统一采集电能量表、水表等能量计量表计，并通过通讯网络稳定地传输到能耗监管中心；3） 通过能耗采集数据服务平台，并发与系统内各能耗采集终端进行实时数据通讯，完成对系统内能耗采集终端的管理，同时，采集数据服务平台向上为实时信息组件提供数据支撑；4） 通过核心的实时信息组件，实时的完成数据存储和统计分析计算，并将计算结果存储至关系数据库中；5） 将数据库内的信息映射成上层业务易理解、易操作的对象；6） 以能耗模型为核心，实现可扩展、可配置的应用界面和用户交互，实现灵活多变的应用环境；7） 基于建筑能耗计量管理系统平台、图形化组件和实时信息组件，实现能耗监控、能耗监管与结算、能耗评价等应用子系统；3.2 系统拓扑结构图3-3整体拓扑结构图1） 根据的实际情况，对建筑内各栋建筑能源供应系统进行改造，增加智能电表、智能水表等仪表，并通过数据采集终端，采集建筑物能耗数据并传输给各楼层级网络交换机，最后通过内部办公网络汇入到数据服务器。2） 能耗监管中心统计与分析建筑内所有的能耗数据，形成能源使用计划，进行能耗指标分析，开展能耗审计，并根据审计结果优化能耗使用情况，最终达到节能目的。4 软件系统介绍4.1 能耗在线监测子系统能耗在线监测子系统可以展示包含用能总量、同类建筑用能、详细用能动态数据分析展示等功能。能耗在线监测子系统可以图形化显示所在城市的温度、湿度、风速等气象数据信息。界面采用直观的图形化界面（柱状图、饼图、仪表盘等呈现方式）来展示能耗数据。系统查询用能项属性、分组实时值、分组历史值、同类建筑单位面积分项用能以及自定义建筑用能等。4.1.1建筑用能监测1) 能耗监控总貌图4-1能耗监控总貌2) 图形化能耗监控界面采用直观的图形化界面（柱状图、饼图、仪表盘等呈现方式）来监控能耗数据，支持逐时、逐日、逐月、逐季、逐年监控画面之间的自由切换。图4-2能耗监测图形化控件图形用能监控内容如下：序号用能监控内容描述呈现方式1总量监控建筑用能总量监控监控水、电、汽、气的当日（月、季、年）消耗总量饼图2耗能单位用能总量监控监控水、电、汽、气的当日（月、季、年）消耗总量以及人均消耗量柱状图、饼图3建筑类型办公楼用能监控监控办公楼水、电、汽、气消耗总量及人均消耗量柱状图、饼图4厂房用能监控监控厂房工业用水、电、汽、气消耗总量及人均消耗量柱状图、饼图5公共建筑用能监控监控公共建筑用水、电、汽、气消耗总量及人均消耗量柱状图、饼图6建筑年代80年代归类监控80年代的建筑的用能情况柱状图790年代归类监控90年代的建筑的用能情况柱状图82000年以后归类监控2000年以后的建筑的用能情况柱状图92010年以后归类监控2010年以后的建筑的用能情况柱状图10建筑用能单位详细用能监控按照照明、空调、动力、特殊用电的类型分项实时监控建筑单位用电；实时监控支路供水、供汽（气）饼图、仪表盘11能流图监控水、热管网能流图监控、用电能流图监控流程图表4-3图形用能监控4.1.2建筑能耗查询建筑能耗查询包括能耗数据的属性查询、实时值查询、历史值查询。支持按照区域（建筑）、分项（照明、空调、动力、特殊）、分类（办公、生产、公共）、分户（不同耗能单位）来查询建筑单位的用能情况；支持自定义能耗查询分组，用户可以根据自己的需要，在权限范围内自由组合能耗查询项。图4-4能耗分类分项示意建筑能耗查询的结果以表格的形式呈现，查询的结果可以导出为EXCEL、PDF等格式，方便数据的二次应用。图4-5能耗查询界面示例能耗查询内容如下：序号能耗查询内容描述类别1用能项属性查询根据点号名称，快速查询点号的物理属性，方便追踪点号在建筑单位中的位置。可以根据区域、分项、分类分户来筛选。属性查询2分组实时值查询按照区域、项目、类别等为单位，分组批量查询用能实时值。实时值查询3分组历史查询按照区域、项目、类别等为单位，逐时、逐日、逐月、逐年分组批量查询用能历史值。历史值查询4同类建筑单位面积分项用能查询查询同类建筑单位面积照明、空调、动力特殊用电逐时、逐日、逐月、逐年耗能数据。历史值查询5同类建筑人均分项用能查询查询同类建筑人均照明、空调、动力特殊用电逐时、逐日、逐月、逐年耗能数据。历史值查询表4-6能耗查询内容4.2 建筑环境监测通过数据采集终端，实时采集建筑内的温度、湿度、风速等环境传感器，汇总至建筑能耗计量管理系统内，基于实时环境数据，分析建筑内环境舒适度，以及建筑内环境和用能之间的关系，辅助管理部门更好地了解建筑内部环境情况和用能管理，如图：图4-7环境监测界面示例4.3 能耗公示、评价系统系统可以通过Web方式向公众公示各类建筑的能耗情况，能效等级，用能结构等，并提供同类建筑的各项能效排名公示。公示方式采用列表、趋势图、饼图、柱状图等，界面直观，支持用户按需配置，系统管理方可根据公示内容比如人均用能、根据建筑属性和耗能单位属性进行分类公示，数据周期可以根据需要配置。4.3.1能效公示能耗公示是系统的门户系统，公众用户主要通过能耗公示访问系统并与系统提供的应用交互。能耗公示部分典型有两类用户：1) 访问用户：访问用户并不是系统的固定用户，对于访问用户，系统主要为其提供了解能耗和节能，以及了解各种用能公开信息的平台；2) 业主用户：业主用户是系统的监控对象用户，这些用户除了希望了解目前整体用能形势和普遍节能状况外，重点关心本组织的能耗监控和用能情况；图4-8能耗公示图4-9能耗公示示例2）用能统计结果建筑用能统计信息公示主要包括：1 建筑人均用能排名公示；2 分户（用能结算单位）人均单位面积用能公示；3 分户（用能结算单位）人均年度用能公示；4 用能监察超标单位公示；以上同类建筑指按照建筑类型（办公楼、厂房、公共建筑楼等）、建筑年代（80年代、90年代、2000年以后、2010年以后）等分类；分项包括（建筑内照明、办公、公共能耗、动力设备、空调、特殊用能、建筑总用水、空调能耗总量等）。公示方式采用列表、趋势图、饼图、柱状图等，界面直观，公示数据周期可以根据需要配置。4.3.2用能评价标准提炼 能耗在线监控系统的运行将不断收集数量越来越多、时间越来越长的能耗测量数据，针对能耗测量数据，对能耗监控系统所对应的各业务对象的原用能标准可以得到完善和修订，对于未指定用能标准的业务对象，则可以逐步形成合理的用能标准。对于系统用户，可在系统使用过程中，逐渐形成用能标准。用能标准可按国家现行标准制定，也可以从长期积累的用能数据中提炼得来。系统提供按用户给定的挖掘条件对历史数据进行分析，提出制定标准的建议，用户可以修改系统分析的用能标准建议。图4-10不断循环提升用能标准通过系统的分析，也可以检验国家标准对本系统或本组织机构的适用性。用能标准提炼具体步骤如下：图4-11用能评价标准提炼4.4 建筑能耗专题分析子系统能耗专题分析子系统提供专题的能耗分析，为节能研究人员进行基于特点的专项用能提供相关科研辅助。主要的专题分析，包括各类建筑能效分析、工作时间与非工作时间典型建筑能效分析、中央空调等能效专项分析等。4.4.1能耗分析报告系统用户和业主用户可以依权限获取能耗分析报告，该功能支持用户通过选择分析项目来定制分析报告的内容。能耗分析报告的主要功能包括：图4-12能耗分析报告4.4.2获取能耗分析报告能耗分析报告的分析周期可以按日、周、月、季、年等周期进行选择，也可以按照自定义周期进行分析。能耗分析报告项目主要如下：1) 组织结构总能耗和单位面积总能耗；2) 按空调、照明、动力、特殊、其他类型分项统计的总能耗和单位面积能耗（一般以饼状图或柱状图显示）；3) 在统计周期内，总能耗和分项能耗的变化趋势（一般以曲线趋势图和柱状图来显示）；4) 按照建筑和房间的业务类型进行（如对于智能建筑，可分类统计办公用电、生产用电、研发用电、服务器用电等）进行分类能耗统计（一般以饼状图或柱状图显示）；5) 在统计周期内，分类能耗的变化趋势（一般以曲线趋势图和柱状图来显示）；6) 按组织的分支机构统计总能耗和分类、分项能耗；7) 在分析报告区域内，对比同类建筑或同业务类型房间的用能情况对比分析；8) 在统计周期内，组织机构的定员人均能耗的对比分析；9) 用能诊断分析，包括：1 按工作日和节假日诊断组织机构用能异常；2 按每日作息时间诊断组织机构用能异常；3 分析统计周期内的历史数据，找出用能异常时间点；4 建立组织机构所在区域的分项用能标准；5 根据分析周期内，组织机构所在区域的温度变化曲线，对比空调用能趋势，分析异常情况；10) 选择分析项目选择分析项目包括分析周期（日、周、月、季、年）选择、分析内容（总能耗、人均能耗、分项能耗等）选择、呈现方式（饼图、柱状图、折线图）选择。4.5 系统报警子系统系统提供能耗数据采集器异常报警和能耗监测报警、E-mail报警、短信报警、能耗报警报告自动生成、能耗报警记录查询等功能。4.5.1设备异常和用能监测报警系统根据预先设定的能耗预警条件，如采集器状态报警、建筑日用能报警、采集数据质量报警等，生成能耗报警记录、设备报警记录和监察能耗超标情况。4.5.2能耗报警报告自动生成用户通过设定时间、选择用能监测项，系统将自动生成能耗报警报告。4.5.3能耗报警记录查询用户可以根据需要，查询能耗报警记录，查询的结果可以导出到EXCEL。图4-13能耗报警记录查询界面示例4.6 系统管理和维护子系统4.6.1能耗模型管理系统1) 静态信息维护包括建筑物基本信息、行政区域、建筑物类型、分类分项能耗数据字典及其他数据字典等基础信息维护。2) 配置信息维护建筑物的监测支路配置信息对分项能耗的拆分计算特别关键。建筑物的分项计量中清晰地包含其配置信息，包括建筑物能耗采集终端信息、计量仪表信息，采集终端和计量仪表的对应关系，建筑物用能支路拓扑关系及各个回路计量仪表安装信息，建筑物分类分项能耗与用能支路之间的关系等。图4-14多级能耗配置模型4.6.1.1区域组态区域可以是行政级的划分，也可以是一个组织结构，用于完成系统的结构组织、系统检索和获得统计分析与计算范围。区域的信息包括：1 区域的名称，区域的描述，区域编号；2 区域相关的各种附加信息：典型的区域附加信息包括区域的图片、区域的简介等；1) 编辑区域属性通过选择区域对象，在区域的属性页上修改区域的属性。2) 删除区域删除区域的动作并不真正将区域删除，而是在数据库中将区域打上作废标记。删除的区域可以从回收站中得到恢复。3) 添加区域添加区域的名称必须在选中区域的子级中唯一。4.6.1.2组织机构组态组织机构指能耗计量表计所在的某一单位，或单位的一个分支机构，或一座建筑物的某一楼层。一个组织机构可以进行独立的能耗统计分析计算。组织机构的信息通常包括：组织机构编码、组织机构名称、组织机构描述。组织机构组态主要包括：1) 编辑组织机构属性通过选中组织机构节点，在属性页面上修改组织机构的属性。2) 删除组织机构删除组织机构并非真正删除，而是在组织机构上标注注销标记，删除的组织机构可以在回收站中恢复。3) 添加组织机构在一个区域内，组织机构名称必须唯一，可以在一层组织机构内添加分支机构。4.6.1.3能耗计量单元组态1) 能耗分析算法设计能耗分析算法设计是本系统保持开放型和可持续扩展性的关键功能。通过能耗分析算法设计功能，系统用户可以根据具体业务功能首先设计能耗分析计算算法,包括：1 多级能耗模型：引用其中的属性或已经实例化的计算单元，通过该模型来访问具体的分析值和计算值；2 基本统计运算模块：系统提供了针对能耗统计分析的基本运算模块；能耗分析算法设计主要包括添加算法、删除算法、修订算法，其中添加算法包含设定算法参数、提供算法体、选择算法名称三个步骤。图4-15能耗分析算法设计2) 能耗计量单元设计能耗计量单元是一个有意义的能耗计量节点，通常为一个能耗计量分项或分类。能耗计量单元的组态信息包括：1 计量单元名称；2 计量单元描述；3 计算值变量名；4 计量单元的计量项；图4-16能耗计量单元组态能耗计量单元组态包括添加、删除、编辑能耗计量单元操作，其中添加能耗计量单元就是实例化计算公示。3) 添加能耗计量单元添加能耗计量单元，即通过实例化一个计算公式完成。在一个组织机构中，一个计量单元的名称必须唯一。为简化组态，一个计量单元不一定仅包含一个计量项，而是可以包含多个。若存在多个计量项目，则在一个计量单元中的计量项名称必须唯一。4.6.1.4能耗计量表计组态能耗表计是物理能耗表计在实时数据源中对应的变量，其主要参数包括:1 位号名、位号描述；2 表计的工程量单位；3 表计相关的参数信息，主要有表计的编号、类型、型号、厂家等；能量计量表计组态包括添加能耗计量表计/修改能耗计量表计属性、删除能耗计量表计操作。图4-17能耗计量表计组态4.6.2多级权限访问控制建筑能耗计量管理系统，采用区域权限管理方案。该方案在不增加复杂度的情况下，在系统中可构建不同的权限区域，并可将用户的权限限制到每个能耗表计的数据信息。主要功能有：1) 可以根据建筑、单位、用能类别、用能项等，建立多级管理权限区域；2) 在每个权限区域下，可以添加各种受限对象，包括数据信息、报表等；3) 可以在区域上建立用户组，并为用户组分配权限；4) 用户可以在多个区域上隶属于多个用户组，从而在不同的区域上拥有不同的权限；图4-18权限管理4.6.3 系统日志在一个完整的信息系统里面，日志系统是一个非常重要的功能组成部分。它可以记录下系统所产生的所有行为，并按照某种规范表达出来。用户可以使用日志系统所记录的信息，为系统进行排错，优化系统的性能，或者根据这些信息调整系统的行为。系统日志包括系统维护日志和系统操作日志。1) 系统维护日志记录系统用户权限分配记录、系统异常记录、在线用户列表、系统资源占用情况等。2) 系统操作日志记录系统用户的登录时间、登录地址（IP）、用户操作事件痕迹、设备的动作事件等。图4-19系统日志示例4.7 能耗应用展示建筑能耗计量管理系统即能源管理软件的展示平台，通过该平台，可实现能源介质的结算统计，并提供有效的数据呈现方式。图4-20 Web访问示意图4-21系统主体框架结构图4-22系统多维度对比显示主界面图4-23系统主页面1) 数据综合查询模块系统的能耗数据的综合查询、分析，主要围绕以下几个功能来实现的：1 计量数据日报表：可根据选择的介质、日期查询日报表；2 计量数据月报表：可根据选择的介质、月份，显示月份结算数据和月报表；3 各耗能单位能耗数据小时、日、月、年等时间段内的统计、计算；4 对任意时间的数据，按测量点进行查询；图4-24能耗指标示意图2) 能耗监测模块对水、电、汽使用情况进行动态监控，显示方式包括：1 用电监测查询权限范围内任一电量表的实时电量，显示该电量表信息和24小时的电能用量，包括：电表地址、电表编号、用电类型、用电性质、隶属机构、安装地址、设备网络、当前电量。显示权限范围耗能单位年累积量、当月累积量、即时用电功率、总有功、无功电量，最大、最小功率。图4-25 24小时耗电量数据图4-26电量总貌示意图2 用水监测查询权限范围内各水表的实时水量，显示设备信息和24小时的小时用量，包括：水表地址、水表编号、用水类型（普通用水）、用水性质（生活用水）、隶属机构、安装地址、设备网络、实抄水量。显示权限范围内耗水单位年累积流量、当月累积流量、瞬时用量。图4-27用量报表查询图4-28 24小时数据报表示意图3 用汽监测查询权限范围内各流量计的实时流量，显示设备信息和24小时的小时用量，包括：流量计地址、流量计编号、用汽性质、隶属机构、安装地址、设备网络、实抄量。显示权限范围内耗汽单位年累积流量、当月累积流量、瞬时用量。4 各单位用能统计包括：建筑区域总的用能数量（水、电、汽）和各单位用能情况的集中显示。3) 能耗对比分析模块1 分类分项小时、日、月能耗对比；2 分类分项能耗月同比：可消除季节变动的影响，用以说明本期能耗发展水平与去年同期发展水平对比而达到的相对发展速度。如，本期2月比去年2月，本期6月比去年6月等；3 能耗月环比：以选择的时间月份为基准，计算各月与前一个月对比，即2月比1月，3月比2月，4月比3月 12月比11月，说明逐月的能耗发展程度，比较周期采取最近12个月的分类分项能耗；4 指定时间内，不同耗能单位、表计之间的对比；图4-29数据对比报表示意图图4-30不同起始时间的数据对比曲线示意图图4-31对比柱状示意图（按月）图4-32对比柱状示意图（按站点）图4-33对比柱状示意图（三维）4) 管理层能耗监管1 层次说明管理层是建筑能耗计量管理的决策机构。2 总能耗数据汇总 可查看建筑总能耗值； 可选择所有耗能单位，查看建筑各耗能单位能耗汇总；图4-34对比分析图3 分类能耗查看 可查看建筑各个分类能耗； 可查看建筑各耗能单位分类能耗； 可查看汇总能耗报表数据；4 比例和对比分析各耗能单位中各类各项能耗占总能耗的比例和对比；图4-35管理层分析工具示意图5 硬件体系介绍5.1 能耗监测及数据采集工程建筑能耗计量管理系统能耗监测及数据采集工程采购总清单及具体技术要求详见附件设备清单。5.1.1电能表1、 三相电子式多功能电能表性能指标1) 电压、电流规格：3*220/380V,3*1.5(6)A；2) 多功能电能表的精确度等级:有功0.5S级,无功2.0级；3) 具有有功功率、无功功率、功率因数、各相（线）电压、各相电流、相角、频率以及最大需量等参数的测量和计量正反向有、无功功能；4) 具有数据远传功能，具有双路软、硬件完全独立的RS485通讯接口，符合多功能电能表通信规约DT/L645-1997、DT/L645-2007、modbus中的有关规定，停电后电量自动存储、通讯线断不影响计量，数据不丢失；5) 有循显、按键显示现场状态、按键显示全部数据三种显示模式；6) 额定频率：50HZ；7) 功率消耗：电压线路2W和10VA，电流线路0.6VA；8) 工作电压范围：70%U120%U；9) 工作温度：3050；10) 极限工作温度：4060；11) 相对湿度：85。二、三相四线电子式电能表。1) 电压、电流规格：3*220/380V,3*1.5(6)A；3*10(40)A ，3*15(60)A 3*20(80)A 3*30(100)A；2) 有功计量精度1.0级；3) 能正确计量正、反向有功电量；4) 具有RS485通信。RS485通信满足DT/L645-1997、DT/L645-2007、modbus要求；5) 额定频率：50HZ；6) 功率消耗：电压线路2W和10VA，电流线路0.6VA；7) 工作电压范围：70%U120%U；8) 工作温度：3050；9) 极限工作温度：4060；10) 相对湿度：85三、单相电子式电能表1) 电压、电流规格： 220V， 10(40)A、15(60)A；2) 单相电能表有功计量精度1级3) 具有RS485接口，RS485通信要满足DT/L645-1997、DT/L645-2007、modbus要求，红外接口的电气和机械性能应满足DL/T 645中的相关要求；4) 额定频率：50HZ；5) 功率消耗：电压线路2W和10VA，电流线路0.6VA；6) 工作电压范围：70%U120%U；7) 工作温度：3050；8) 极限工作温度：4060；9) 相对湿度：85；5.1.2能耗数据采集终端图5-2数据采集终端尺寸图5-3数据采集终端外设示意 强大的硬件：l 高速的 ARM9 处理器；l 10/100M 自适应以太网接口，2KV 电磁隔离；l 支持静态或动态 IP 获取；l 独立的 Console 串口，RS232 电平；l 48 个 RS-485 工作串口，15KV ESD 保护；l RS-485 工作串口的波特率： 1200115200bps；l RS-485 工作串口的校验为：无、奇、偶可设定；l RS-485 工作串口的数据位：7、8、9可设定；l 高精度 RTC；l 内嵌大容量存储介质(2GB)，支持 FAT16、FAT32 文件系统；l 内置硬件看门狗；l 蜂鸣器报警提示；l 硬件恢复缺省网络参数；l 电压范围 9V24V 直流；l 系统功耗低，全速允许功耗小于 8W；l 工作温度：-2070；l 湿度：5% - 95% RH，无凝露；l 坚固的金属外壳；l 专为工业环境设计，提供轨道附件（DIN rail ）； 完善的功能：l 自动恢复网络连接，建立可靠的 TCP 连接；l 支持同时与 4 个服务器连接和通信的功能；l RS485 串口波特率可设置为 1200115200bps 之间的常用值；l 支持对多种类型用能计量装置的数据采集，包括电能表（含单相电能表、三相电能表、多功能电能表）、电力监测仪、电量计测模块，水表、燃气表、 冷热量计、流量计等；l 支持多种仪表通信协议，包括 Modbus-RTU 协议、多功能电能表通信规约DL/T 6451997、CJ/T 188-2004 协议等；l 至少支持 128 台 600 个采集点的数据采集；l 支持根据数据中心命令采集和主动定时采集两种数据采集模式，且采集周期可从 1 分钟至 2 小时灵活配置；l 拥有2GB专用存储空间支持至少 3 个月以上的用能数据备份；l 支持断点续传功能，由于传输网络故障等因素未能及时将采集的能耗数据定时远传，待传输网络恢复正常后数据采集器可将采集的历史能耗数据实现断点续传；l 支持对数据采集系统故障的定位和诊断，并支持向数据中心上报故障信息的功能；l 配套可视化的数据服务与管理软件；l 除上述功能外，还符合国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则对数据采集器的其他功能要求。 灵活的配置方式l 可通过 WEB 浏览器配置系统和运行参数；l 可通过超级终端通过独立的 Console 串口配置系统和运行参数；l 可通过 数据采集管理软件配置系统和运行参数；5.1.3冷（热）量计1) 计量准确度等级达到计量2级；2) 通信接口形式为RS-485接口，采用M-BUS协议或符合户用计量仪表数据传输技术条件CJ/T 188的规定；3) 具有断电数据保护功能，当电源停止供电时，冷热量计表能保存所有数据，回复供电后，能够回复正常计量功能；4) 技术参数：温度测量范围：090，分辨率0.01；温差范围：495；监测参数：供回水温度、累积流量、累积计冷（热）量、瞬时流量等；使用环境温度：050；相对湿度：90RH（无结露）；配对温度传感器安装处供水和回水管道相距15m以内，超过15m有补偿措施；热量表积算器加配对温度传感器的总误差 0.1；输入流量脉冲周期 0.1s；供电电源：AC220V，50Hz；5.2 建筑能耗计量管理系统监控中心建筑能耗计量管理系统监控中心系统采购清单及具体技术明细见下表：建筑能耗计量管理系统监控中心系统材料清单序号名称型号、规格单位数量1网络版组态监控软件套12综合能耗数据展示模块套13能源监测系统基础