楼宇门|关于楼宇节能监控系统研究

　　摘要：随着社会经济发展、人民生活水平不断提高，建筑能耗持续上升。但节能减排已经成为我国国策，在大型公共建筑群中实现对分类能耗、分项能耗的远程监测与管理也将成为智能建筑发展的必然趋势。
　　关键词：节能；监控系统；组成；数据
　　
　　一、概述
　　随着社会经济发展、人民生活水平不断提高，建筑能耗持续上升。其原因，一是建筑面积增加，二是楼宇设备快速增长，建筑照明条件也愈益改善，三是人们对建筑热舒适性要求越来越高，空调制冷面积不断扩大，时间也在延长，能源消耗随之增加。通过采取智能节能系统的有效控制能有效改善室内环境、减少耗能量，提高设备和能源利用效率。楼宇自控系统可对建筑能耗进行分析管理，可以通过网络电力仪表、谐波表、导轨式电能表，对建筑进行电能分项计量和能耗分析与管理使建筑达到更好的节能效果，还能减少空调机排放的废热废气等改善大气环境，且对削减用电高峰负荷意义重大。该项目为位于保定核心区，占地面积约40亩，总建筑面积约6万平方米(转载于 :wwW.bJyLd.com 月 亮岛教育网: 楼宇门|关于楼宇节能监控系统研究)。项目定位为五Ａ级写字楼，体现高效、节能、智能、低碳的特色。设计体现企业文化，做到了建筑、景观、室内和谐一体，力求成为城市地标性建筑，与城市文化整体相统一。
　　二、楼宇节能自控系统的组成
　　本方案将电能监控管理系统分为九大管理模块，分别为图形组态、通讯管理、数据管理、控制管理、安全管理、配置管理、报警管理、报表管理及曲线管理。
　　2.1系统构成。该项目的节能监控系统是大楼将来管理的核心，合理分析耗能部位对中心配电，各个楼层用电分析情况可以进行统计分析。对建筑物内部的供水、变配电系统进行监控、测量，以保证大楼水电的正常供应，并通过对空调、照明等系统的综合控制达到节约能源、减轻管理人员劳动强度的效果。以中央处理计算机为中心，对建筑物内部的设备进行时时控制与管理，能够随时按需调整建筑物内部的温度、湿度、照明强度和空气清新度，在为用户提供一个舒适、安全的生活和工作环境的前提下，还要提高通风、空调和照明等系统的能源利用效率达到节约能源与人工成本的效果 。我们可以通过BA系统对大楼内的设备进行实时控制并把问题消灭在萌芽状态，不造成大的问题与事故。系统针对现代楼宇能源管理的需要，通过现场总线把大楼中的功率因数、温度、流量等能耗数据采集到上位管理系统，将全楼的水、电力、燃料等的用量由计算机集中处理，实现动态显示、报表生成。并根据这些数据实现系统的优化管理，最大限度地提高能源的利用效率。与没有(BA)系统相比较，可节约能源百分之五至百分之十五 ，所以BA系统的成本很快就能收回来。
　　2.2数据传输技术。建筑物能耗监测系统的自动计量装置所采集的能耗数据，通过RS485接口，并采用TCP／IP通信协议自动并实时上传给数据中心，以保证数据得到有效的管理和支持高效率的查询服务，同时数据传输采取一定的编码规则，实现数据组织、存储及交换的一致性。
　　2.3数据中心。数据中心也就是数据库，接收并存储其管理区域内监测建筑的能耗数据，并对其进行处理、分析、展示和发布。数据中心具备设置数据更新的时间间隔，访问历史数据，报警，打印报表，实时与历史曲线，图表的绘制，并预留相应扩展功能。
　　2.4系统结构。楼宇节能自控系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，根据现场实际情况采用现场总线、光纤环网或无线通讯中的一种或多种结合的最优化的组网方式，为大型公共建筑的实时数据采集及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测设备构成任意复杂的监控系统。开放性、网络化、单元化、组态化的采用面向对象的分层、分级、分布式智能一体化结构。建立层次结构如图1：
　　
　　图1系统层次结构
　　2.5网络功能。在本方案中服务端和数据库服务器实现数据冗余，客户端既可以在与服务端在同一主机上，也可以在网络上的任一台电脑上；各个分电房中的所有设备通过RS485总线连接到网络数据采集单元，网络数据采集单元通过TCP/IP网络与监控中心服务端交换数据。
　　2.6火灾报警于消防联动自动化系统（FA）。火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。火灾报警系统是智能建筑中的一个子系统但其又完全脱离其他系统或网络的情况下独立运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。通过建筑物内不同位置的烟火控制装置提供的信息进行确认后报警，同时启动火灾联动系统，包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群，从而使得尽可能的减少生命、财产损失。
　　三、智能建筑的节能与管理
　　1、智能建筑特别是BAS（楼宇自动化）与研究高层建筑节能有着极为密切的关系，检测建筑物各项能耗的各类传感器和仪表是BAS的组成部分之一，建立能量使用数据库是研究节能的基础，是BAS核心软件的组成部分，集散控制系统是完成BAS各子系统控制功能的主要手段，更是实施节能的媒介。智能建筑中BAS的核心是HVAC（供电、供热、通风、空气调节）系统，此部分投资比重大，能源消耗大，占建筑总能源消耗的50%以上。因此HVAC系统智能化的程度不仅是实现环境控制效果也是取得直接经济效益的关键。
　　2、智能建筑中实现节电节能，重在HVAC系统节电节能。灯光照明使用高效LED灯外在加装专业的节能设备，对末端设备进行优化达到一个最理想的节能状态，该系统组合节能率比传统照明方式一般可达60%左右，也正是业主投资建筑智能化所期待的主要回报内容之一。
　　3、楼宇的安全保障。近些年不断有大楼失火等惨剧发生，其原因不外乎有以下几种：1）电路年久失修引发的电路短路；2）用电负荷突然增大，电器超负荷运转不能承受引发的电器燃烧。3）人为不小心引起的火灾(转载于 :wwW.bJylD.com 月亮岛教育网 : 楼宇门|关于楼宇节能监控系统研究)。
　　这些原因里面电路、电器的原因占了很大一部分，如果能及时发现其中的隐患，那么大部分灾难都是可以避免。这为大楼的所有者所争取回来的利益不是可以靠金钱所能衡量的。
　　四、结束语
　　楼宇节能自控系统，不仅能监控供配电系统的运行状况，还能监测用水量、燃气等其它能源的使用状况，并能根据采集到的能耗数据绘制出各种报表、分析曲线、图形等，便于分析研究，为智能建筑的节能技术提供了技术手段。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。