摘要：能源消耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)是建設(shè)節(jié)能校園的主要措施。以北方高校學(xué)生公寓為研究對(duì)象，為了更好地研究建筑能源消耗趨勢(shì)的動(dòng)態(tài)分析，挖掘節(jié)能潛力，提高監(jiān)測(cè)平臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)的全面性和可信度，分析學(xué)生公寓年度能源消耗數(shù)據(jù)，采取有效的節(jié)能監(jiān)管措施.

關(guān)鍵字：能源消耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)；公寓；節(jié)能；

引言

  高校集教學(xué)、辦公、科研、生活于一體，建筑形式多樣，是建筑能耗大戶。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)對(duì)公共建筑節(jié)能的研究主要集中在大型寫(xiě)字樓、商場(chǎng)等建筑上，對(duì)高校建筑能耗監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析的研究較少。我國(guó)高校單位建筑面積能耗明顯高于全國(guó)居民建筑單位面積能耗，高校建筑節(jié)能潛力巨大。目前很多高校的能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)初步建成，學(xué)校的能耗監(jiān)測(cè)情況已經(jīng)通過(guò)平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究和分析。以北方某高校學(xué)生公寓為研究對(duì)象，在節(jié)能監(jiān)控方面進(jìn)行了調(diào)查。

一校園建筑基本信息概況

  該高校地處125°24'24.62"E,43°47'43.44"N,屬于北溫帶大陸季風(fēng)氣候區(qū)，高溫39.5℃，低溫-39.8℃，年平均氣溫4.8℃，日照時(shí)間2688h。.全校2014年耗電8298260kWh，耗水375960m3,汽油總消耗8885L，柴油總消耗30167L，天然氣總消耗227230m3，校園內(nèi)11棟學(xué)生公寓總建筑面積131096.1m2.有15,000名學(xué)生，70%的男孩，30%的女孩。.目前，學(xué)校監(jiān)測(cè)了11棟學(xué)生公寓的能耗。建筑基本信息見(jiàn)表1。

1用水能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

  用水能耗是校園能耗監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的重要分類之一。監(jiān)測(cè)是通過(guò)計(jì)量學(xué)?？偣┧妥詡渚偣┧?，單獨(dú)計(jì)量公共建筑和每棟學(xué)生公寓等所有建筑物的總供水。此外，供水監(jiān)測(cè)電路采集器的配置采用就近連接原則，使遠(yuǎn)程水表的485數(shù)據(jù)線通過(guò)管井內(nèi)的管道連接到最近的室內(nèi)數(shù)據(jù)采集器。通過(guò)能耗檢測(cè)平臺(tái)，逐步監(jiān)測(cè)學(xué)校用水量，以便更好地了解學(xué)校建筑物的用水情況。.

2用電能耗監(jiān)測(cè)方案

  以學(xué)生3公寓為例。公寓的配電室位于公寓的一樓。目前測(cè)量總支路、電開(kāi)水器和運(yùn)營(yíng)商的直放站設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，配電柜內(nèi)空間有限，因此在定制的表箱中統(tǒng)一安裝表具，表箱位于配電柜旁邊。根據(jù)實(shí)際的供電監(jiān)測(cè)支路數(shù)量，配電支路測(cè)量配置1個(gè)數(shù)據(jù)采集器和1個(gè)采集器電源。最后，每個(gè)電表的數(shù)據(jù)匯總到能耗測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)能耗測(cè)試平臺(tái)逐步監(jiān)測(cè)學(xué)校的用電量。.

3監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)

  能源消耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)主要包括:采集設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查；平臺(tái)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理和分析；平臺(tái)系統(tǒng)維護(hù)。在日常能源消耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)中，發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)丟失，讀數(shù)為0。在實(shí)際工作中，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，維護(hù)消耗大量工作。

二公寓能耗情況

1比較能耗指標(biāo)，找出高能耗建筑

  通過(guò)收集每套公寓每天、每月、每年的能耗，將其消耗量分別除以建筑面積和用戶數(shù)量，得出每個(gè)建筑單位的建筑面積能耗和人均能耗(見(jiàn)圖1～圖4).

  從圖中可以看出，學(xué)生3公寓年度單位建筑面積電耗指標(biāo)；人均電耗和水耗指標(biāo)處于較高水平，公寓建筑面積和入住人數(shù)分別為21311.18m。2,2080人，所以學(xué)生3公寓是能量分析的重點(diǎn)。公寓耗電設(shè)備主要由宿舍走廊照明插座用電、電開(kāi)水爐用電、運(yùn)營(yíng)商直放站用電組成。.

2建筑用水消耗分析

  圖5(2014年)學(xué)生3公寓不同月份的用水量.從圖5可以看出，9月份的用水量是7761m。3,二月是寒假，所以這個(gè)月用水量小(86m3),只有少量值班人員用水，年總用水量為47463m。3.圖6顯示了日用水量的變化(2014年10月1日至2014年12月31日)。如圖6所示，非國(guó)慶假期日用水量變化不大，日平均用水量為150.8m3/日。圖7表示學(xué)生公寓用水量在工作日不同時(shí)間(2014年10月17日)的變化，圖8表示學(xué)生公寓用水量在節(jié)假日不同時(shí)間的變化(2014年10月2日)。.

3建筑用電分項(xiàng)能耗分析

  據(jù)調(diào)查，學(xué)生公寓現(xiàn)有學(xué)生2073人，其中大二學(xué)生765人，大三學(xué)生602人，大四學(xué)生706人；所屬學(xué)院包括材料學(xué)院、勘察學(xué)院、電氣學(xué)院、土木工程學(xué)院、建筑與規(guī)劃學(xué)院和經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院。根據(jù)能源消耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)，學(xué)生公寓3年用電量為532422.03kWh，單位面積年總電耗24.98kWh/m2·a.學(xué)員3公寓每月分項(xiàng)能耗見(jiàn)圖8，可看出，2月份耗電量較低(9254.9254.9kWh大的是12月(62720.9kWh/月).學(xué)生公寓沒(méi)有空調(diào)設(shè)施。另外，2月份是寒假。學(xué)生離開(kāi)學(xué)校，所以2月份耗電量小。但是12月份比較冷，白天短，晚上長(zhǎng)。學(xué)生在宿舍呆的時(shí)間長(zhǎng)，所以耗電量大，類似于劉海燕等[8]的研究結(jié)果。.

(1)宿舍走廊公共耗電情況及節(jié)能潛力分析

  從每月宿舍走廊的能耗可以看出，寒暑假期間用電量明顯較低。這是因?yàn)榇罅繉W(xué)生離校，宿舍入住人數(shù)少，照明插座用電量大大減少。長(zhǎng)春位于冬季寒冷地區(qū)。與每個(gè)月的用電量相比，發(fā)現(xiàn)宿舍在冬季(11月至4月)耗電量較大。由于冬季室外溫度較低，學(xué)生在宿舍停留時(shí)間較長(zhǎng)，照明插座用電量大幅增加。此外，由于冬季日照時(shí)間較短，宿舍照明時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。

  由于宿舍、走廊公共用電占全年總用電量的64%，所占比例較高(見(jiàn)圖10).因此，在滿足學(xué)生生活和學(xué)習(xí)需求的同時(shí)，有效降低宿舍和走廊的用電量對(duì)降低學(xué)生公寓建筑的能耗起著重要作用。宿舍和走廊的用電量高主要是人為因素造成的?？刂茖W(xué)生個(gè)人用電量是控制公寓用電量的主要措施:一是減少學(xué)生宿舍的停留時(shí)間。大一大二的學(xué)生在圖書(shū)館學(xué)習(xí)的時(shí)間比較長(zhǎng)，公寓樓用電量比較少。大三大四的學(xué)生課比較少，宿舍停留的時(shí)間比較長(zhǎng)，尤其是人均一臺(tái)電腦，增加了公寓用電量；第二，禁止使用大功率電器。許多學(xué)校禁止使用熱水壺和電器。.

(2)電開(kāi)水爐的耗電情況及節(jié)能潛力分析

  電開(kāi)水爐的能耗占公寓能耗的35%，如圖10所示，占比很大。從圖12可以看出，正常的開(kāi)水爐每天的功耗是有規(guī)律變化的，具有自動(dòng)斷電功能，大大降低了公寓的功耗。但是學(xué)生3公寓的開(kāi)水爐能耗不規(guī)律(見(jiàn)圖13)，基本上一整天都在工作，嚴(yán)重增加了公寓的能耗。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在非寒暑假期間，學(xué)生公寓的電開(kāi)水爐的功率為0.5。kWh～65kWh，每天消耗650kWh。～800kWh，每月耗電8000kWh~25000kWh，全年累計(jì)耗電188143kWh。.與其它學(xué)生公寓相比，公寓正常電開(kāi)水爐的日耗電量為280kWh~500kWh。可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生公寓的電開(kāi)水爐耗電量很大。通過(guò)實(shí)際調(diào)查，管理人員操作不規(guī)范，電開(kāi)水爐運(yùn)行時(shí)間不合理，未使用時(shí)耗電量高達(dá)27276kwh(見(jiàn)圖11)。如果加強(qiáng)管理，及時(shí)關(guān)閉電源，電開(kāi)水爐的全年耗電量可節(jié)省17%。.所以，定期檢查電開(kāi)水爐的運(yùn)行情況，定期開(kāi)關(guān)電開(kāi)水爐是降低公寓能耗的關(guān)鍵。

三安科瑞建筑能耗分析系統(tǒng)

1概述

  Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是一個(gè)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，增加了水、氣、煤、油、熱(冷)量的集中采集和分析。通過(guò)對(duì)用戶端的所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，各種能源的使用和消耗可以通過(guò)直觀的數(shù)據(jù)和圖表顯示給管理者或決策層，從而找出高能耗點(diǎn)或不合理的能耗習(xí)慣，有效節(jié)能，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級(jí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。用戶可以按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源計(jì)算，分析現(xiàn)狀，找出問(wèn)題，挖掘節(jié)能潛力。

2應(yīng)用場(chǎng)所

  系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)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(cè)和管理。

3系統(tǒng)功能

(1)系統(tǒng)概況

(2)用能概況

(3)能量統(tǒng)計(jì)

(4)復(fù)費(fèi)率統(tǒng)計(jì)

(5)同比分析

(6)用戶報(bào)告

4系統(tǒng)硬件配置

五結(jié)語(yǔ)

1對(duì)大學(xué)生公寓能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查分析，可使學(xué)校管理人員準(zhǔn)確地找出不合理的能耗環(huán)節(jié)，并加以改進(jìn)；

2相對(duì)而言，學(xué)生公寓用電量差異較大，主要是由于人為因素的影響，提高全體師生的節(jié)能意識(shí)是建設(shè)節(jié)約型校園的關(guān)鍵；

3高校定期維護(hù)能耗檢測(cè)平臺(tái)，建立高校節(jié)能系統(tǒng)，保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，有利于為高校建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[6]2022.05版安科瑞企業(yè)微網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).

作者簡(jiǎn)介：涂志燕，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事數(shù)據(jù)中心相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用。