淺談物聯網技術在公共建築的能耗檢測係統中的設計應用

      雖然我國建築業取得了突破性進展，但建築耗能卻日益增加，並且已經發展成為社會熱點問題。同時隨著數字化技術的進步，使得建築行業逐漸沿著智能建築群的方向發展，其主要作用是實現對建築能耗的微觀和宏觀管理，保證建築的節能。

1.物聯網的內涵

      所謂的物聯網就是通過信息傳感設備（如激光掃描器定係傳感器射頻識別）等將互聯網連接任一物品，並且在遵循相關協議的情況下進行信息通信和交換，進而將智能化識別管理監控和定位實現的一種網絡。互聯網仍然是物聯網的基礎和核心，可以說物聯網是互聯網的擴展和延伸。物聯網的本質主要從以下幾個方麵體現:一是智能化特征,也就是網絡的智能控製自我反饋與自動化處理的特點體現；二是具備互聯網的特征，也就是物與物之間能夠通過互聯網絡互通互聯;三是具有通信和識別的特征，也就是納入物聯網的“物”能夠具備物物通信的功能和自動識別功能。

2.物聯網的結構

      通常情況下，物聯網可以分為三大塊,一是應用層，也就是在對客戶需求充分了解的基礎上，借助感知狀態和數據將特定有效的服務應用層為用戶提供，二是網絡層，也就是將數據從底層傳感器向互聯網上的網絡層傳輸，網絡層通過衛星通信WIFI ,4G和以太網等接入技術接入互聯網,雲技術強大的計算能力査詢能力和存儲能力均屬於該層的設計。三是感知層,涉及的主要為數據采集控製設備，具體包括傳感器與設備互聯底層傳感網絡構成的設備感知層，物聯網的底層基礎主要由感知層的傳感網絡射頻識別智能傳感器智能終端組成。

 

      結合公共建築的特征，對建築能耗係統進行設計,使其滿足以下需求:一是能夠對公共建築耗能進行分區域和分建築的檢測，促進耗能考核的便捷同時為建築節能的改進提供數據支撐。二是在進行節能係統設計的時候，對後續的節能改造技術充分的考慮，確保後期的控製和檢測設備的接入空間充足,同時將充足的軟件接口和硬件接口為後期的節能控製設計預留，涉及的主要包括電熱水器控製、采暖控製、照明控製和空調係統控製等。三是能夠將建設中的通訊設備充分的利用，實現有線和無線的兼容。四是將計算功能實時進行，進而更好地統計耗能數據。五是長期存儲大量能耗數據。

      在以上要求的基礎上，可以將整個係統分為能耗管理分析平台、樓層數據中轉和模塊化智能耗能終端。其中智能耗能終端位於下端,並在能耗計量點安裝，其工作任務是將一般數據功能轉化采集能耗數據功能，在網絡連接模塊的作用下，樓層的數據中轉器傳輸數據由數據中轉器實現。通常情況下與各能耗采集終端較近的是數據中轉器，與數據存儲的距離較遠，可采取有線或者是無線連接的方式。

      數據緩存是一般配有的，能夠保障大型耗能數據。傳輸過程中具有可靠性。能耗管理分析平台位於上層，在功能上主要表現為以下兩個方麵:一是能耗數據展示和加工以Web應用為基礎;二是持久性存儲耗能數據,在二次開發的應用連接各個終端用戶,在將耗能展示和分析功能完成的.同時，為節能措施的製定提供支撐和參照。

 

      借助物聯網技術進行公共建築的檢測,除了將建築能耗的細粒度尺度進行掌握之外，還可以監測各種運行參數，進而對數據進行分析和統計處理，實現建築能耗的逐漸改善。對於公共建築來說，綜合分析電力抄表子係統電梯控製子係統照明控製子係統及其空調控製子係統是主要的能耗監測係統,基於物聯網具有支持大規模網和全Mesh路由功能，因此在公共建築能耗監測和控製過程中，能夠將技術支撐有效的提供。

1.物聯網通信係統在建築能耗監測中的應用

      在對大型公共建築進行能耗監測和控製的時候,節點多為數據采集點，他的作用優勢是將監測數據進行周期性采集，具體包括電能表電量及其環境溫度等。再就是將數據以中斷的方式進行采集,例如將電梯的動作啟停。基於休眠狀態是節點的主要狀態，在將電池供電選用數據通過終端節點采集的情況下，將特定的設備選用，進而實現數據向監控設備的轉發。該轉發節點是路由節點的範疇，通常情況下終端節點選用的是主供電方式，在此過程中，無需考慮節點的休眠狀態，故而也可以將其當做路由節點,將數據采集布設於監控，這樣數據在通就係統采集之後,就能夠在數據采集的作用下進行，同時再由綜合分析子係統軟件進行監控，與此同時，數據采集網也能夠將監控的控製命令向各個監控子係統發送。

2.建築能耗監控係統功能劃分

      人員位置采集器、溫濕度采集器、空調強控器屬於空調監控子係統的重要組成部分，其中該區域的濕度和溫度主要通過溫濕度采集器進行采集，同時向空調強控器發送信息，再借助空調強控器比較預設值和實際的溫度與濕度，進而對空調的運行予以控製，該區域的人員信息通過人員采集器向空調強控器提供,並且以適當的控製模式協助空調通過照明控製子係統，將人員信息和光照度信息向照明強控器傳遞，以此來實現照明燈具開關的控製。而電梯監控子係統在實時感知運行狀態的情況下將數據進行采集，對電梯的運行實時控製和監測，進而不斷的優化建築的能耗。在將無線通訊模塊增加到電能表的情況下，就能實現電子抄表子係統對電能表數據的遠程采集。電力抄表子係統對電能表數據的遠程運輸和自動采集，對建築耗能進行實時監控，除可將控製策略不斷優化之外，還可以通過遠程技術對電梯照明及空調進行控製，使建築的運行成本及耗能大大降低。

 

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。

3.係統組網圖

 

五、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。

 

 

 

 

      在公共建築節能減排工作中引進物聯網技術,將物聯網的分層技術充分應用於能耗的檢測和感知，可保證基礎性數據獲得的準確性和科學性。同時采用WIFI ,4G和以太網等網絡傳輸方式將數據傳輸,在對公共建築能耗有效檢測的同時，也可實現全係統的管理。除此之外，還可以進行能耗數據的分析、查詢、加工和存儲，使節能運行水平與能源管理水平大大提升，從而滿足公共建築的能耗檢測和管理需求,實現建築行業的節能化發展。