既有公共建筑能耗分项计量监测平台现状调研

既有公共建筑能耗分项计量监测平台现状调研

狄彦强李小娜张振国

中国建筑技术集团有限公司北京100013

摘要：分项计量数据的真实性直接影响数据应用分析的可靠性。通过对有能耗监测平台的317座建筑能耗分项计量情况的调研，对分项计量监测中存在的问题进行总结与分析，提供可行的解决方案，为建筑能耗计量及监测平台的进一步完善得到真实有效的能耗数据提供参考。

关键词：公共建筑；分项计量监测平台；现状调研

1概述

截止2015年，我国既有公共建筑面积达116亿m2，2009-2015年间，年平均面积增长率达到7.39%；自20世纪90年代起设计建成的大型公建除供暖外的平均电耗水平为100~300kWh/（m2.a），能耗水平较高，而实施节能运行管理并正确开展节能诊断与技术改造可以实现10%~30%的节能潜力。在大型公建节能监管体系中，对大型公共建筑进行能耗分项计量、实时数据采集以及建立能耗监测平台是一项重要举措。

为了推进大型公建节能事业，我国于2008年出台了《民用建筑节能条例》和《公共机构节能条例》，明确要求国家机关办公建筑和大型公共建筑建设能耗计量监测系统，进行精细化用能管理，通过及时采集分析能耗数据，实现建筑能耗的实时动态监测，从而实现节能降耗。然而在分项计量监测平台运行过程中，还存在一些“技术”与“管理”等方面的诸多问题。这些问题可导致监测数据与实际能耗数据相差甚远。这样一来公共建筑能耗分项计量不但不能促进节能工作，还会对节能改造工作造成干扰、误导，应引起重视。

本文通过对现有公共建筑分项计量平台发展现状调研，分析、总结了现有分项计量监测平台存在的问题，以期为我国分项计量发展及节能诊断技术提供参考。

2分项计量监测平台

分项计量监测平台分为数据计量层、数据传输层、数据管理层三部分，而其分类能耗则主要包括：水、电、气、热量等。

1、数据计量层：在建筑能耗数据计量系统中，计量设备的数量、安装位置等是关键，因而这就要求系统设计者对各种能源输配路径拓扑结构有充分的了解。这样所采集的能耗分项才会越全面，那么能耗管理中心呈现的数据就越完整。

2、数据传输层：将各计量表采集到的数据汇总后进行打包、压缩以及加密等一系列处理后上传至数据管理中心，由数据中心再将之进行解压、解密等工作。数据的传输方式有“无线”、“有线”、“无线结合有线”3种。

3、数据管理层：在数据管理层，将所获得的能耗数据，进行处理与分析，从而得到各种图标与曲线，便于数据中心的管理。例如可以获得一个单体建筑的总能耗与单位面积能耗的指标与曲线；不同条件下建筑能耗与分项能耗的变化曲线；同类地区不同建筑的能耗均值与能耗综合分布情况；不同地区建筑均值与能耗水平综合分布情况；同一建筑的改造前后的能耗情况对比分析等。

各平台计算能耗主要有以下两种算法。

（1）系统将间隔一个采集时间步长的两个时间点所对应的电表累计值相减，得到最小单位时间内的电耗。计算长时间电耗时，通过最小单位时间电耗累加得到。

（2）系统计算某段时间能耗时，将该段时间起止点电表读数相减即可。

3分项计量监测平台存在问题

针对有分项计量监测平台所涉及的317座建筑的能耗计量情况进行调研，根据调研情况并参考相关文献对建筑计量能耗监测平台存在的问题进行分析总结、归纳。

3.1数据计量系统存在问题

1、分项计量归类模型不统一

大型公共建筑体量较大、用电设备较多、电路拓扑结构复杂，常常存在设备混合用电支路情况，而目前还没有统一的分项计量归类模型，因此在设计计量仪表安装方案是很可能遗漏、重复计量。例如，调研建筑中就存在照明和空调室内机设备共用一条用电支路，但是在计量时却都归为照明用电，这就造成了能耗数据的错误归类，因而得到的能耗数据也存在偏差。所以在设计计量仪表安装方案之前，务必对建筑能耗拓扑结构进行认真细致的现场调研，反复核查，避免漏计重计。在计量工作结束后进行后评估，及时发现并解决问题。

2、计量仪表存在的问题

电计量表受位数的限制，当计量数值达到电表量程时，电表读数就跳回0。如果电表累计值出现偏差，无论采用哪种能耗计算方法，都会导致能耗计量值和实际值之间存在偏差。

3.2数据传输问题

技术标准中要求的数据传输主要是通过将数据采集器接入楼宇局域网，通过局域网连接互联网进行数据上传。在缺乏本地业主对能耗采集器的网络维护情况下，能耗数据采集器经常因为接入楼宇局域网受限而无法将数据上传给上级数据中心，导致了部分时间数据缺失，能耗监测系统工作的不稳定。

网关自身故障或网关附近有强电磁场干扰，也会导致数据传输的不稳定，能耗计量表累计数据会因此出现数据突变或延迟。但是可以通过排查电表累计曲线，然后将异常数据删除，再选择合理的补充数据方法进行数据回补工作。

3.3数据存储和分析系统存在问题

1、分项计量数据分类不统一导致的问题

由于没有统一要求各建筑的分类标准，导致不同建筑的分类数据名称叫法不一，数据分析结果也就缺乏可比性，背离了分类计量的初衷。

2、分项计量系统上传数据存在不正常现象

据了解，本应上传政府构建的电耗监测平台的某市两百余家分项计量安装单位的数据，在安装后几年内陆续出现数据不正常等现象。经过调研可知，造成上传数据不正常的原因包括：（1）业主在后期对建筑进行了改造，造成分项计量系统或数据的工作不正常；（2）分项计量系统安装后无专人管理，导致数据采集不正常；（3）个别单位不愿意把本单位的数据上传，所以存在人为因素造成一些数据的不正常。

3、问题数据处理

在建筑能耗数据库中存在相当数量的缺失数据和异常数据。假如这些数据不做处理，则无法保证正常数据的质量，因此需要对问题数据进行有效处理。数据补充的方法有均值补充法、回归补充法以及多重补充法等，但是建筑能耗还受气象条件、作息时间等多种因素影响，其变化规律并非线性，因此需要挖据出新的方法处理。但是调研发现，目前部分监测平台仍采用均值法补充数据。

4结论

通过对300多座建筑能耗计量监测平台情况的调研分析可知：公共建筑能耗分项计量监测工作存在很多问题，其中一部分问题会导致能耗监测平台无法发挥其真正作用，应从机制、管理、技术等多方面入手进行解决。

提高建筑能耗计量监测平台运行质量是一项系统工程，需要从技术标准化、管理规范化以及提高相关人员素质着手，以体制、机制作为保障，以技术作为支持。只有这样才能确保能耗监测计量在建筑节能工作中发挥其应有的作用。

参考文献

[1]王远.大型公共建筑用电分项计量方法研究[D].北京：清华大学，2010.

[2]王鑫.公共建筑用能分项计量综合关键技术研究[D].北京：清华大学，2010.

[3]祝侃，尹海培，许超，王然良.江苏省公共建筑能耗监测平台数据分析[J].建设科技，2016（18）：44-47.

[4]李俊.基于分项计量系统的建筑能耗拆分与节能潜力分析研究[D].重庆：重庆大学.2008.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则[S].北京：住房和城乡建设部，2008.

[6]龙涌，龙惟定.建筑节能管理[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.