摘要：伴隨著我國城市化進程的加快，建築能耗所占商品能源消費量的比例居高不下，對國民經濟發展和人 民正常生活的影響日益突出，而國家機關辦公建築和大型公共建築的高能耗問題，已成為關乎社會經濟發展的大 問題，我國大型公共建築節能工作勢在必行。本文通過Acrel-5000web建築能耗分析係統 ,對青島地區某大型公共建築進行實時能耗分項計量監測，為今後青島地區大型公共建築的節能改造提 供基礎數據和相關依據，也為青島地區乃至全國建築能耗分析及建築行業相關節能標準的製訂提供參考。
關鍵詞：大型公共建築；建築節能；分項計量；能耗監測；節能診斷
引言
我國大型公共建築雖然數量不多.但由於電耗指標高，其在民用建築總能耗中占比有很大。對全國而言，分布在北京、上海、廣州、深圳等主要大城市的大型公共建築總量約為5億m²,不足全國城鎮建 ,築總麵積的百分之四，但卻消耗民用建築總用電量的百分之三十以上。建設部與財政部聯合下發了《關於加強國家機關辦公建築和大型公共建築節能管理工作的實施意見》，提出到"十一五"期末，將國家機關辦公建築和大型公共建築總能耗下降百分之二十,節約1000-1500 萬噸標煤。因此做好國家機關辦公建築和大型公共建 築的節能管理工作，對實現建築節能目標具有重要意義。
本文通過大型公建能耗分項計量實時監測分析係統Acrel-5000web，對青島地區某大型公共建築進行長期實時的能耗分項計量監測，並對測試數據進行處理與分析，發現建築中存在的用能問題，給大型公建的節能改造提供依據和幫助。
一、大型公建能耗分項計量實時監測分析係統Acrel-5000web
Acrel-5000web建築能耗分析係統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，根據現場實際情況采用現場總線、光纖環網或無線通訊中的一種或多種結合的組網方式，為大型公共建築的實時數據采集及遠程管理與控製提供了基礎平台，它可以和檢測設備構成任意複雜的監控係統。網絡化、單元化、組態化的采用麵向對象的分層、分級、分布式智能一體化結構。建立如下層次結構：
圖1 Acrel-5000web係統軟硬件平台架構
該係統分為數據采集子係統、數據處理子係統、 數據分析展示子係統三大核心部分，另外還有信息維護、數據上報、係統監測等幾個子係統。
數據采集子係統利用安裝在現場的具有數字通 信接口的電計量表和超聲波冷熱量表采集數據，並由 數據采集器匯總接收，通過網關由路由器連接到互聯網，將數據遠程傳輸回數據中心服務器。數據處理子係統負責校驗、解析接收到的原始數 據，並根據能耗模型拆分計算得到分類分項數據。
數據分析展示子係統將經過數據處理後的分類 分項能耗數據進行分析、匯總和整合，一方麵通過靜 態或者動態的圖表方式將能耗數據展示出來，另一方 麵能夠提供針對第三方的數據接入服務和數據發布服務。建築用戶及節能管理部門均可憑密匙在網上查詢的數據，得到基本的分析報告，發現建築的用能問題。
二、建築用能評價分析指標
統計學中，"指標"或"指數"(index)通常是 指一種對比性的量化分析指標.可以運用"指標"或 "指數"定量地考察社會經濟活動中的各種問題。本 文中，提出了一係列用於考察大型公共建築用能狀況的指標，這些指標可以反映大型公共建築能源消耗方方麵麵、具體共性的特點，具有可比性。本文主要采用單位服務量能耗指標。所謂單位服務量能耗指標，就是將建築中各分項能耗除以其承擔的某種服務量，如麵積，人數等。
對於大型公共建築，由於青島地區目前還尚無大 型公共建築能源消耗基本數據，故可采用北京地區各單位服務量能耗指標的限值作為本次測試的參考如表1。
表1北京市各類大型公共建築單位服務量能耗指標限值(kW-h/ (m2-a))
三、建築基本信息及裝表方案
該建築為青島市某綜合性辦公樓，建築采用框架結構玻璃幕牆，主立麵朝南，建築高度為90 m, 地上19層，地下2層，標準層層高3.2 m,總體建 築麵積33000 m².空調麵積15000 m²,車庫麵積約1600 m²,辦公人員約600人。其中地下二層為設 備層和車庫，地下一層為廚房和餐廳，地上一層、二 層、三層主要為大廳，會議室等。四層到十九層為標準層，主要為辦公室。工作人員上下班時 間為9： 00~17： 30,每周工作5天。
該建築采用集中式冷熱源，夏季由2台離心式 製冷機組提供冷量，冬季采用殼管式換熱器與市熱 電公司蒸汽進行換熱提供熱量.利用采暖泵進行熱 水循環，冬夏季末端均采用風機盤管。樓內共有6部 電梯，其中4部客梯，2部消防梯。廚房蒸飯采用蒸 汽，設有冷庫1處.多台冰櫃。樓內有生活熱水(包 括餐廳熱水及浴室用水)。大樓每層在東西兩端各設有 1台電開水器供給飲用熱水。
該辦公樓地下二層設10/0.4 kV變配電所，2台變壓器，17個配電櫃。為清晰了解該建築的配電係統構 成,根據現場調研結果和原建築的配電係統圖紙進行了配電係統圖的繪製.綜合考慮是否具備裝表條件. 原支路是否已有其他電表.可否進行數據的遠傳等條 件，確定分項計量的裝表方案，將日常使用較多,功率較大的用電設備安裝電計量表，共計裝表36路。
四、建築用電分項計量監測及數據分析
本文以一年為單位分析該建築的用電情況，圖 2為該建築2008年4月~2009年3月的各設備用 電圖，可以看出該建築製冷季的7、8月份用電量多，處於過渡季的4、5、10、11月份用電量較少。由於青島地區屬海洋性氣候，7、8月份氣溫高，室內冷濕負荷較高，空調係統用電也較多，故整個建築的用電量也很多；而4、5. 10. 11月份青島氣候宜人，溫濕度適宜，室內空調係統不運行，整個建築用電量較少。進入12月份後氣溫降低，室內采暖係統開始運行，電耗也隨之上升。
因此下麵分別對製冷季，過渡季，供暖季該建 築中不同性質的設備用電進行分項統計，見圖3~圖 5。本文中製冷季為6月22日~9月30日，采暖季為11月15 H-次年4月5日，其餘為過渡季。
圖2建築各設備分項用電圖
圖3製冷季不同性質設備用電比例
圖4過渡季不同性質設備用電比例
圖3為製冷季不同性質設備用電比例。該段時間 建築總用電為58.2萬kW-h,空調係統(包括製冷機 組.冷凍泵,冷卻泵，冷卻塔，風機盤管等設備，下文同)用電24.6萬kW h,占總建築用電的百分之四十三。照 明插座(主要包括公共應急照明，夜景照明及辦公室 內照明、插座設備，下文同)用電14.2萬kW-h,占總 建築用電的百分之二十四。由於該建築為綜合性辦公建築，主要是辦公，故除空調係統用電外照明插座所占 比例較大。
圖4為過渡季不同性質設備用電比例圖。該段時 間建築總用電為38.3萬kW h,照明插座用電16.6萬 kW-h,占總建築用電的百分之四十四。空調係統用電為0.9萬 kW-h,占總用電量的百分之二。由於青島地區10月份初期天氣還較熱，空調係統可能會根據天氣情況在中午（圖5）采暖季不同性質設備用電比例。
圖5為供暖季不同性質設備用電比例圖。該段時 間建築總用電為52.6萬kW h,照明插座用電16.6萬 kW-h,較熱時運行一段時間，故在過渡季仍有用電量。占總建築用電的百分之三十六。空調係統中製冷機組仍有3547 kW h的用電，占總用電量的百分之一。采暖泵及 風機盤管用電為7.26萬kW-h,占總用電量的百分之十四，製冷機組在供暖季仍有百分之一的電耗，經現場診斷這是由於在冬季為了使潤渭油保持一定的溫度,冷機停機 但不斷電，控製櫃及潤滑油加熱器係統耗電造成。而冷機隻需在開機前提前24 h預熱即可，因此在非製冷 季冷機可斷電。
五、建築各設備單位麵積年用電能耗指標分析
為了綜合評價該建築的用電情況.同時便於同類 建築之間的橫向比較，下麵運用建築用電評價指標， 分析該建築各用電設備用電量，結果見表2。
表2該建築各分項設備單位麵積年用電量
通過表2可以看出該辦公樓單位麵積建築總用電量47.62 kW-h/(m²a),文獻[3]中的能耗調查結果顯示，北京市機關辦公樓單位麵積電耗在40-150 kW h/(m²a)之間.文獻[2]建議北京地區辦公樓單位麵積建築總用電量指標限值為75 kW-h/(m²a)(表1)。可見本辦公樓總體能耗不是很高。
由於照明、插座一般混用同一線路，因此對照 明、插座進行整體分析。由表2可以看出該建築照明 插座的單位麵積用電量為15.24 kW-h/(m²a),而北 京地區的照明和插座設備單位麵積用電量之和為37 kW-h/(m²a)。該建築照明插座能耗較低的原因可能 為該建築人員密度較小，每間辦公室麵積為20~30 m²,辦公人員一般為2~4名，插座設備也較少，部分辦公室甚至隻有照明燈具和風機盤管，且整個建築 的能耗也較低。
電梯單位麵積用電量為1.94 kW・h/(m²a)。亦低於北京地區的電梯3.0 kW-h/(m²a)的單位麵積用電量。而電開水器、廚房、給排水等設備用電目前還沒有明確的能耗指標，且這些設備的用電量也因建築的功能不同而有所差異。
本建築中，空調係統單位麵積年用電量為17.26 kW h/(m²a)，供暖係統單位麵積年用電量為4.85 kW-h/(m²a),則暖通空調單位麵積年用電量為22.11 kW-h/(m²a),低於北京地區的單位麵積暖通空調用電指標限值26 kW-h/(m²a)(表1)。由於青島地處黃 海之濱，受海洋氣候的影響十分明顯，空氣濕潤，溫度適中，四季分明。年平均氣溫為12.3，C,日平均氣 溫高於30°C的炎熱天氣很少出現，所以青島沒有酷暑，冬季雖然風大氣溫低，持續時間較長。但無嚴寒；而北京地區為典型的暖溫帶半濕潤性季風氣候，夏季炎熱多雨.除山區外平原地區各月平均溫度 都在24°C以上，冬季寒冷漫長，長達5個月，有3個月(12~2月)平均氣溫低於0°C。故青島地區的暖通空調單位麵積用電量必然低於北京地區。
通過上述的分析可知該建築能耗指標多低於北京地區的同類建築，但並不能就說明該建築的節能工 作做得很好，畢竟青島地區的能耗利用情況不同於北京地區，北京地區的能耗指標在青島地區並不一定適 用。
因此對該建築的用電係統進行分析診斷，通過對測試數據的詳細分析，發現該建築存在的主要問題有：(1)照明插座，風機盤管、公共應急照明存在夜 間不關等人為浪費現象；(2)空調係統"大流量、小溫差"現象嚴重，製冷機組和循環泵選型過大.以 致空調係統的能效比較低；造成電能的大量浪費等； (3)電開水器實際供應熱水量遠大於實際需要量。可見該建築存在較大的節能潛力。
六、建築能耗分析係統
1.概述
Acrel-5000web建築能耗分析係統是用戶端能源管理分析係統，在電能管理係統的基礎上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統計，以直觀的數據和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便於找出高耗能點或不合理的耗能習慣，有效節約能源，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支撐。用戶可按照國家有關規定實施能源計算，分析現狀，查找問題，挖掘節能潛力，提出切實可行的節能措施，並向縣級以上管理節能工作的部門報送能源計算報告。
2.應用場所
適用於公共建築、集團公司、工業園區、大型物業、學校、醫院、企業等不同行業的能耗監測與管理的係統設計、施工和運行維護。
七、係統功能
1.係統概況
平台運行狀態，當月能耗折算、地圖導航，各能耗逐時、逐月曲線，當日，當月能耗同比分析滾動顯示。
2.用能概況
對建築、部門、區域、支路、分類分項等用能進行對比，支持當日逐時趨勢、當月逐日趨勢曲線、分時段能耗統計對比、總能耗 同環比對比。
3.用能統計
對建築、區域、分項、支路等結構按日、月、年報表的形式統計對分類能源用能進行統計，支持報表數據導出EXCEL，支持選擇建築數據進行生成柱狀圖。
4.複費率統計
複費率報表按日、月、年統計對單棟建築下不同支路的尖、峰、平、穀用電量及成本費用進行統計分析。支持數據導出到EXCEL。
5.同比分析
對建築、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行用能數據同比分析。
6.能源流向圖
能源流向圖展示單棟建築時段內各類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。
7.夜間能耗分析
夜間能耗以表格、曲線、餅圖等形式對選擇支路分類能源在時段工作時間與非工作時間用能統計對比，支持導出報表。
8.設備管理
設備管理包括，設備類型、設備台賬、維保記錄等功能。輔助用戶合理管理設備，確保設備的運行。
9.用戶報告
用戶報告針對選定的建築自動統計各能源的月使用的同環比趨勢，並提供簡單的能耗分析結果，針對用電提供單獨的複費率用能分析，報告可編輯。
八、係統硬件配置
九、結語
本文通過對周期為一年的測試數據的分析與處理。得岀該大型公共建築目前的用電現狀，主要有：該建築處於製冷季的7. 8月份用電量多， 過渡季用電量少。製冷季空調係統占該時期總建築 用電的百分之四十三。照明插座占總建築用電的百分之二十四；過渡季照明插座占該時期總建築用電的百分之四十四.空調係統占 總建築用電量的百分之二；供暖季照明插座用電占該時期總建築用電的百分之三十六。采暖泵及風機盤管用電占總用電量的百分之十四。
通過分析該建築的用電評價指標，雖然該建築的各分項能耗指標多低於北京地區同類建築的能耗，但仍存在諸多的用電浪費現象，該建築仍有較大的節能潛力，應通過加強工作人員的行為節能.調整設備運行管理製度，並對部分用電設備采取相應的技術改進措施等對該建築進行一定的節能改造，降低其在使用過程中的能耗。
建築節能是一項長期的工作，是不斷完善，不斷前進的過程，因此應對建築用能係統進行長期不間斷 監測，完善積累測試數據.不斷的發現建築的用能問題，並進行相應的節能改造，以降低建築物的使用能耗。同時可對青島地區其他典型公共建築進行測試。為青島地區建築定額用能的製定提供參考。
安科瑞侯文莉
