淺析建筑能耗監測平臺發(fā)展及未來(lái)趨勢

摘要：文章以每年發(fā)布的上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測及分析報告變化為切入點(diǎn)，分析了歷年能耗分析報告的內容和功能變化；介紹了上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監測平臺發(fā)展和應用歷程；揭示了當下顯現的問(wèn)題，并以問(wèn)題為導向，預測了未來(lái)發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑；能耗監測；能耗監測平臺；數據

        1歷年能耗分析報告概況

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

        2013年至2015年期間，能耗分析報告主要內容包括3個(gè)部分：市、區兩級能耗監測平臺情況簡(jiǎn)介、納入建筑能耗監測的樓宇能耗情況、典型建筑類(lèi)型建筑能耗對標分析?；谀芎谋O測平臺尚處于初創(chuàng )時(shí)期，很多工作尚處于探索階段，相關(guān)的數據資源尚需時(shí)間積累，為此內容較少，報告功能比較單一。2016年，隨著(zhù)實(shí)時(shí)監測樓宇數量擴大，數據質(zhì)量提升，梳理分析內容也增多，為此能耗分析報告較前三年發(fā)生了較大變化，主要表現在報告架構發(fā)生較大調整，同時(shí)對內容進(jìn)行擴充。架構方面調整為全市篇、區域篇、行業(yè)篇三大板塊，對報告的敘事邏輯進(jìn)行了由面到片再到點(diǎn)的邏輯優(yōu)化，提高了報告的可讀性。內容方面增加了大量的能耗數據及對比分析，充實(shí)了報告內容。這也反映了經(jīng)過(guò)幾年積累，能耗監測平臺開(kāi)始利用積累的大量數據資源，開(kāi)拓應用功能，發(fā)揮平臺效應。2017年至2019年期間，能耗分析報告基本延續了2016版報告的架構，并在其基礎上增加了管理篇內容。主要反映了能耗監測平臺管理部門(mén)在積極保持數據上傳質(zhì)量的基礎上，利用積累的數據資源開(kāi)展相關(guān)研究分析，開(kāi)發(fā)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應用，并面向樓宇及各行業(yè)管理部門(mén)開(kāi)展數據服務(wù)，進(jìn)一步拓展平臺的作用。

1.2歷年能耗分析報告功能變化

        2013至2015年期間，因為數據積累尚需時(shí)間，能耗分析報告的功能相對單一，主要是整體介紹了市、區兩級能耗監測平臺的建設及工作情況，能讓讀者對上海能耗監測平臺相關(guān)工作有一定了解。梳理了納入監管樓宇的基本情況及類(lèi)型分布。對公共建筑能耗按建筑類(lèi)型進(jìn)行簡(jiǎn)單對比分析。同時(shí)開(kāi)展制定管理辦法和數據分析方法等基礎研究工作。2016年，經(jīng)過(guò)三年的工作積累，報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度的能耗數據，并在此基礎上從建筑類(lèi)型，中心城區與非中心城區，供熱季、制冷劑與過(guò)渡季，超大型公共建筑等多維度開(kāi)展數據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。提高了能耗分析報告的數據分析功能。2017年至2019年期間，隨著(zhù)前期研究成果應用，進(jìn)一步體現了能耗監測平臺數據服務(wù)功能。

2.1能耗監測平臺整體情況

        自2012年以來(lái)，上海已經(jīng)建成1個(gè)能耗監測市級平臺、17個(gè)能耗監測區級分平臺和1個(gè)市級機關(guān)辦公建筑能耗分平臺的體系，納入能耗監測平臺的樓宇數量逐年穩步提升，監測范圍不斷擴大。截止2020年6月，上海市累計共有1783棟公共建筑完成用能分項計量裝置安裝并實(shí)現與能耗監測平臺聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積8241.8萬(wàn)平方米。

2.2能耗監測平臺應用情況

        經(jīng)過(guò)多年探索嘗試，上海在保證能耗監測平臺安全、正常、穩定基礎上，不斷拓展平臺應用功能，發(fā)揮系統效應。目前能耗監測平臺應用主要體現在以下六個(gè)方面：

        一是統計樓宇基礎信息。通過(guò)能耗監測平臺將納入監測樓宇基礎信息的自動(dòng)統計匯總，使管理者得以獲得包括樓宇數量、樓宇面積、各類(lèi)型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區與非中心城區樓宇數量和類(lèi)型分布等多維度數據信息，從而對上海納入監測樓宇的基本情況以及每年新納入監測樓宇的工作推進(jìn)情況有總體掌握。

        二是分析樓宇能耗數據。通過(guò)大數據分析方法，對納入監測樓宇的用能總量、能耗類(lèi)型分布、歷年能耗對比分析、總體用能趨勢等開(kāi)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(lèi)型各區域建筑的節能潛力。

        三是服務(wù)各行業(yè)及管理部門(mén)。依據各類(lèi)合理用能指南，對各類(lèi)型建筑開(kāi)展用能對標分析，用以指導各類(lèi)型建筑運行過(guò)程中節能工作的開(kāi)展。通過(guò)向各行業(yè)管理部門(mén)發(fā)送行業(yè)季度能耗情況報告等方式反饋能耗數據，向區級建筑能耗監測管理部門(mén)推送月度數據報告，為相關(guān)部門(mén)開(kāi)展節能工作提供參考依據。同時(shí)對高耗能建筑進(jìn)行篩選，進(jìn)一步推進(jìn)能源審計和能耗公示工作的開(kāi)展。

        四是研究海量數據資源。通過(guò)對能耗監測平臺數據資源的深度分析，開(kāi)展如“公共建筑碳排放交易研究"、“辦公建筑能耗限額指標研究"、“各類(lèi)型建筑高峰用能特征研究"、“大型公共建筑用電監測數據開(kāi)發(fā)利用方案研究"等大量科學(xué)研究工作，探索能耗監測平臺未來(lái)應用的發(fā)展方向，為今后進(jìn)一步功能的拓展做好技術(shù)積累。

        五是修復數據及拓展互聯(lián)網(wǎng)應用。采用基于Spark機器學(xué)習在公共建筑能耗大數據分析中的研究成果，在部分地區開(kāi)展具有人工智能特性的數據修復工具試點(diǎn)，提高能耗數據上傳質(zhì)量，保證數據的可靠性。同時(shí)，開(kāi)發(fā)能耗在線(xiàn)“（樓宇版/管理辦）移動(dòng)端"APP，為樓宇業(yè)主和管理部門(mén)提供數據共享、能耗分析、情況報告查詢(xún)等實(shí)時(shí)在線(xiàn)功能。

        六是宣傳與推廣建筑節能。依托能耗監測平臺的數據資源，全面梳理上海公共建筑能效提升的政策標準、流程模式和技術(shù)體系，編制了《公共建筑用能監測系統50問(wèn)》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本，并通過(guò)每年的節能宣傳周活動(dòng)，培訓等方式向社會(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。

        雖然能耗監測平臺經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已取得可喜成績(jì)，但隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各方面管理要求的不斷提高，為滿(mǎn)足未來(lái)的需求，勢必倒逼能耗監測平臺相關(guān)工作在新的形勢下轉變發(fā)展方向。

3.1發(fā)展思路轉變滯后

        隨著(zhù)能耗監測平臺工作的深入開(kāi)展，原有的以政策為導向的管理思路，在工作推進(jìn)中逐漸遇到瓶頸，樓宇運營(yíng)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平臺功能支撐不夠

        目前能耗監測平臺的各項功能主要集中在對樓宇能耗數據的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著(zhù)城市精細化管理要求的不斷提高，僅僅側重數據分析方面的功能將不能滿(mǎn)足未來(lái)的管理需求，面向樓宇日常管理的功能拓展應會(huì )成為未來(lái)的主要工作發(fā)展方向。

        隨著(zhù)“十三五"臨近結束，在即將到來(lái)的新“十四五"時(shí)期中，上海將更加積極的拓展能耗監測平臺的功能應用，提高功能定位，使其更好的服務(wù)于城市精細化管理。

4.1數據價(jià)值進(jìn)一步得到發(fā)揮

        在疫情期間，市級能耗監測平臺充分挖掘數據價(jià)值，通過(guò)分析春節前、春節假期中和復工后上海公共建筑運行能耗數據，解讀上海各行業(yè)復工復產(chǎn)情況，受到行業(yè)管理部門(mén)及廣大市民廣泛關(guān)注。未來(lái)，能耗監測平臺將以上海全面建設“一網(wǎng)統管"為契機，應用k-means和隨機森林、機器深度學(xué)習等算法，通過(guò)建筑用能特征分析、數據質(zhì)量管理、能耗預測、能耗與經(jīng)濟關(guān)聯(lián)分析等模塊，滿(mǎn)足樓宇業(yè)主和管理部門(mén)的不同需求，讓能耗數據發(fā)揮作用。

4.2平臺功能進(jìn)一步得到拓展

        市級能耗監測平臺將持續對各區級平臺進(jìn)行政策和技術(shù)指導，深挖區級平臺潛力、推進(jìn)區級平臺個(gè)性化建設。如從某區級能耗監測平臺對商業(yè)建筑需求側虛擬電廠(chǎng)實(shí)踐示范，通過(guò)建立商業(yè)建筑虛擬電廠(chǎng)可以促進(jìn)商業(yè)建筑對自身可控負荷的精細化管理?？商剿鲊L試建立一套相對完整的需求側響應系統，能根據不同應用需求為業(yè)主使用和政府管理提供相應服務(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(kāi)的提出“加快5G網(wǎng)絡(luò )、數據中心等新型基礎設施建設"。3月6日，工業(yè)和信息化部召開(kāi)加快5G發(fā)展專(zhuān)題會(huì )，再次宣布加快5G、大數據、人工智能、智慧城市等新型基礎設施建設。市級能耗監測平臺應積極順應形勢發(fā)展，以與城運平臺共享數據為切入點(diǎn)，利用新一代信息技術(shù)對能源、交通、城市在內的傳統基礎設施進(jìn)行數字化改造，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代化。

 

5.1概述

        Acrel-5000web建筑能耗分析系統是用戶(hù)端能源管理分析系統，在電能管理系統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過(guò)對用戶(hù)端所有能耗進(jìn)行細分和統計，以直觀(guān)的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類(lèi)能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶(hù)進(jìn)一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶(hù)可按照國家有關(guān)規定實(shí)施能源計算，分析現狀，查找問(wèn)題，挖掘節能潛力，提出切實(shí)可行的節能措施，并向縣級以上管理節能工作的部門(mén)報送能源計算報告。

5.2應用場(chǎng)所

        適用于公共建筑、集團公司、工業(yè)園區、大型物業(yè)、學(xué)校、醫院、企業(yè)等不同行業(yè)的能耗監測與管理的系統設計、施工和運行維護。

5.3系統功能

5.3.1系統概況

        平臺運行狀態(tài)，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時(shí)、逐月曲線(xiàn)，當日，當月能耗同比分析滾動(dòng)顯示。

5.3.2用能概況

        對建筑、部門(mén)、區域、支路、分類(lèi)分項等用能進(jìn)行對比，支持當日逐時(shí)趨勢、當月逐日趨勢曲線(xiàn)、分時(shí)段能耗統計對比、總能耗同環(huán)比對比。

5.3.3用能統計

        對建筑、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類(lèi)能源用能進(jìn)行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建筑數據進(jìn)行生成。

5.3.4復費率統計

        復費率報表按日、月、年統計對單棟建筑下不同支路的尖、峰、平、谷用電量及成本費用進(jìn)行統計分析。支持數據導出到EXCEL。

5.3.5同比分析

        對建筑、分項、區域、支路等用能按日、月、年以圖形和報表結合的方式進(jìn)行用能數據同比分析。

5.3.6能源流向圖

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

5.3.7夜間能耗分析

        夜間能耗以表格、曲線(xiàn)、餅圖等形式對選擇支路分類(lèi)能源在時(shí)段工作時(shí)間與非工作時(shí)間用能統計對比，支持導出報表。

5.3.8設備管理

        設備管理包括，設備類(lèi)型、設備臺賬、維保記錄等功能。輔助用戶(hù)合理管理設備，確保設備的運行。

5.3.9用戶(hù)報告

        用戶(hù)報告針對選定的建筑自動(dòng)統計各能源的月使用的同環(huán)比趨勢，并提供簡(jiǎn)單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的復費率用能分析，報告可編輯。

建筑能耗檢測與智能控制系統,通過(guò)實(shí)時(shí)監測建筑能耗數據與智能控制相結合,能夠得出建筑能耗的優(yōu)化方案,大大降低傳統建筑的能耗。系統采用統一的485協(xié)議,各個(gè)設備只需符合協(xié)議便可在系統中使用,方便了系統設計者的設計和集成商的集成、布線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰,減少了線(xiàn)材的使用,方便后期的維護工作,同時(shí)便于用戶(hù)的統一管理。

[1]GB50314-2015智能建筑設計標準[s].2015.

[2]馮君，徐雯嫻.淺析上海建筑能耗監測平臺發(fā)展及未來(lái)趨勢（上海市建筑建材業(yè)市場(chǎng)管理總站，上海 200032）[2]DBJ/T13-197-2014福建省綠色建筑設計規范[s].2014.

[3]DBJ/T13-158-2012福建省公共建筑能耗監測系統技術(shù)規程[s].2012.

[4]王庭國.建筑能耗監測與智能控制系統.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版.