綠色創(chuàng)新型校園的節(jié)約能耗與能耗管理的應(yīng)用

摘要：保護(hù)地球資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展理論成為我國(guó)的基本國(guó)策。建筑節(jié)能上升到較高地位。僅有能量的“守恒”是不夠的，更要研究用*小代價(jià)和*小能耗來(lái)滿(mǎn)足人們的而合理需求，實(shí)現(xiàn)建筑合理用能。文章主要針對(duì)學(xué)校能源管理的問(wèn)題進(jìn)行研究，希望增強(qiáng)學(xué)校的節(jié)能意識(shí)，分析能源計(jì)量系統(tǒng)對(duì)學(xué)校能源管理的應(yīng)用及展望。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；能耗管理；創(chuàng)新型校園

1引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活質(zhì)量的提高，建筑能耗在總能耗中的比例將越來(lái)越高。它會(huì)隨氣候、時(shí)間、經(jīng)濟(jì)，甚至社會(huì)形態(tài)而波動(dòng)，對(duì)無(wú)論哪一種能源供給形式都會(huì)形成壓力。建筑能耗已經(jīng)成為不可忽視的能源消費(fèi)成分。在政府大力提倡建設(shè)“資源節(jié)約型社會(huì)”的引導(dǎo)下，很多學(xué)校開(kāi)始關(guān)注和重視學(xué)校能源管理問(wèn)題，在研究如何降低校園能耗管理的過(guò)程中，學(xué)校師生的節(jié)能意識(shí)有了很大程度的提高，并付諸于實(shí)踐。

2學(xué)校能源管理狀況分析

作為能源消耗大戶(hù)，我國(guó)很多學(xué)校能源用量十分龐大，有的學(xué)校對(duì)鍋爐房、辦公室等各個(gè)部門(mén)的水電消耗缺乏指標(biāo)控制，學(xué)?！伴L(zhǎng)明燈、常流水”等能源浪費(fèi)現(xiàn)象突出，還有的辦公室、實(shí)驗(yàn)室等不管有沒(méi)有人在，空調(diào)、電爐常開(kāi)，能源浪費(fèi)問(wèn)題嚴(yán)重。創(chuàng)新性校園中學(xué)生宿舍中用能缺乏有效管理和控制，監(jiān)管困難；教室等用能場(chǎng)所普遍采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)管理為主，實(shí)現(xiàn)信息化的管理難度大、成本高；校園中不同建筑物較多，分布較廣等問(wèn)題都需要施工技術(shù)人員考慮和解決。

2.1學(xué)校能耗分析圖

2.2 學(xué)校能耗管理需求

學(xué)校綜合項(xiàng)目在能源管理方面主要 存在以下需求：①項(xiàng)目需要讓業(yè)主體驗(yàn)到物業(yè)現(xiàn)代和精細(xì)化的能耗管理，與現(xiàn)代建筑的定位相符，需引進(jìn)能源管理系統(tǒng)；②建筑使用功能相對(duì)固定，主要為高校教學(xué)使用，采用能源管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)于空調(diào)用量、水電用量的采集、建模、分析、管理、優(yōu)化策略，并通過(guò)能源管理系統(tǒng)對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析報(bào)告，提供基于海量數(shù)據(jù)上的能源優(yōu)化策略，方便業(yè)主方對(duì)用能設(shè)備的運(yùn)行管理與維護(hù)；③能源管理系統(tǒng)能夠方便集成目前主流的空調(diào)能量表、水表、電表等計(jì)量?jī)x表，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)采集。

3解決方案概述

首先，建立建筑能耗管理平臺(tái)，對(duì)建筑能耗進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)分析、評(píng)估、控制決策和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，推進(jìn)綠色校園的建設(shè)。建立起統(tǒng)計(jì)分析、目標(biāo)指標(biāo)考核和能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三大體系，形成了全方位監(jiān)管架構(gòu)，節(jié)能工作轉(zhuǎn)為自主管理和全員重視 [3]；其次，對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分樓棟、分樓層、分戶(hù)計(jì)量，通過(guò)計(jì)量分析指導(dǎo)日常的管理運(yùn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)管理促節(jié)能的方式，降低能耗。采用具有遠(yuǎn)程控制功能的空調(diào)末端采集器，實(shí)現(xiàn)對(duì)公共區(qū)域和宿舍樓部分的空調(diào)末端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)溫控；*后，系統(tǒng)集成水電表抄表，將各用戶(hù)的生活用水（冷水、熱水）、用電量集成抄表，與空調(diào)費(fèi)用表單一起打印收費(fèi)。通過(guò)能源管理系統(tǒng)，完善了對(duì)高校各區(qū)域能耗指標(biāo)的制定與考核。同時(shí)為節(jié)能管理的精細(xì)化和節(jié)能技術(shù)改造打下基礎(chǔ)，并預(yù)留充足的余量，方便后期擴(kuò)容，無(wú)需增加預(yù)算。

4建筑能耗監(jiān)管子系統(tǒng)具體實(shí)施

4.1 空調(diào)計(jì)量子系統(tǒng)

首先，總能耗的檢測(cè)：系統(tǒng)冷熱源分集水器到各區(qū)域的總管上安裝能量表，分大區(qū)進(jìn)行檢測(cè)計(jì)量；其次，在專(zhuān)家公寓樓，每個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的末端安裝一臺(tái)采樣器 C02T，采集每臺(tái)風(fēng)機(jī)盤(pán)管高、中、低檔的熱交換時(shí)間，作為分戶(hù)計(jì)量的依據(jù)。專(zhuān)家樓各單元設(shè)有計(jì)量間，則計(jì)量各單元空調(diào)總量。在本科生和研究生宿舍樓根據(jù)暖通設(shè)計(jì)做到區(qū)域計(jì)量，暖通設(shè)計(jì)以多條立管劃分獨(dú)立供冷區(qū)域，則在立管上安裝能量表；*后，各學(xué)院各建筑單體，計(jì)量每個(gè)學(xué)院的空調(diào)總用量和樓層空調(diào)用量，在各學(xué)院的空調(diào)總管和各樓層空調(diào)總管上安裝能量表。

4.2 電能耗監(jiān)管子系統(tǒng)

按校園建筑設(shè)施中不同用能系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)采集和統(tǒng)計(jì)能耗數(shù)據(jù)電能耗監(jiān)管的分類(lèi)：①照明插座用電；②空調(diào)系統(tǒng)用電；③動(dòng)力系統(tǒng)用電；④特殊電耗。電表的安裝位置：計(jì)量低壓配電柜進(jìn)線(xiàn)側(cè)總表，計(jì)量各樓層的干線(xiàn)回路配電箱，對(duì)各項(xiàng)電耗進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)專(zhuān)家公寓，計(jì)量每一房間的用電情況，用以作為收費(fèi)依據(jù)。

4.3 水能耗監(jiān)管子系統(tǒng)

水能耗監(jiān)管的分類(lèi)： ①總用水；②建筑單體和學(xué)院生活給水、熱水總計(jì)； ③空調(diào)系統(tǒng)用水（原有機(jī)械水表無(wú)法采集）；④廚房、小商業(yè)冷熱水；⑤專(zhuān)家樓分戶(hù)冷熱水等。水表的安裝位置：根據(jù)功能的劃分，生活給水以每個(gè)學(xué)院和獨(dú)立建筑做一個(gè)總計(jì)，在相應(yīng)的區(qū)域安裝水表。地下室及各樓層的空調(diào)機(jī)房補(bǔ)水，對(duì)各項(xiàng)水耗進(jìn)行計(jì)量檢測(cè)。

5校園能耗管理狀況及展望

文章主要針對(duì)創(chuàng)新性校園中學(xué)生宿舍中用能缺乏有效管理和控制，監(jiān)管困難；教室等用能場(chǎng)所普遍采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)管理為主，實(shí)現(xiàn)信息化的管理難度大、成本高；校園中不同建筑物較多，分布較廣等問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)能源計(jì)量?jī)x器所提供的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和考核能耗，使能源計(jì)量的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的管理，指導(dǎo)工作的有序進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)管理漏洞，提高節(jié)能降耗的潛力。希望能給校園管理方在后期使用中取得節(jié)能效果、在施工過(guò)程中為項(xiàng)目部節(jié)本增效，同能為類(lèi)似工程系統(tǒng)提供借鑒與示范。

6 高校綜合能效解決方案

6.1校園電力監(jiān)控與運(yùn)維

集成設(shè)備所有數(shù)據(jù)，綜合分析、協(xié)同控制、優(yōu)化運(yùn)行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動(dòng)運(yùn)維， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

6.2后勤計(jì)費(fèi)管理

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)抄表付費(fèi)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計(jì)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、費(fèi)率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計(jì)匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補(bǔ)貼方案。通過(guò)能源付費(fèi)管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門(mén)的節(jié)能意識(shí)。

6.2.1宿舍用電管理

針對(duì)學(xué)生宿舍用電進(jìn)行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時(shí)通斷功能；可進(jìn)行惡性負(fù)載識(shí)別，檢測(cè)違規(guī)電氣，并可獲取違規(guī)用電跳閘記錄。

6.2.2商鋪水電收費(fèi)

針對(duì)校園超市、商鋪、食堂及其他針對(duì)個(gè)體的水電用能進(jìn)行預(yù)付費(fèi)管理

6.2.3充電樁管理平臺(tái)

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充”信息能源結(jié)構(gòu)中是必不可缺的。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必不可缺的一部分。

6.2.4智能照明管理

通過(guò)對(duì)高校路燈的全局監(jiān)測(cè)，提供對(duì)路燈靈活智能的管理，實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)任一線(xiàn)路，任一個(gè)路燈的定時(shí) 開(kāi)關(guān)、強(qiáng)制開(kāi)關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時(shí)控制方案靈活設(shè)置，確保路燈照明的智能控制和高效節(jié)能。

6.3能源管理系統(tǒng)

針對(duì)校園水、電、氣等各類(lèi)接入能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包含同比分析、環(huán)比分分析、損耗分析等。了解用能總量和能源流向。

按校園建筑的分類(lèi)進(jìn)行采集和統(tǒng)計(jì)的各類(lèi)建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類(lèi)建筑耗電、教學(xué)類(lèi)建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對(duì)數(shù)據(jù)分門(mén)別類(lèi)的分析，提供領(lǐng)導(dǎo)決策，提高管理效能。

構(gòu)建符合校園節(jié)能監(jiān)管內(nèi)容及要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，能自動(dòng)完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動(dòng)生成各種形式的報(bào)表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計(jì)報(bào)告，能夠監(jiān)測(cè)能耗設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達(dá)到節(jié)能目的。

6.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測(cè)器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶(hù)、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過(guò)平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類(lèi)消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)音電話(huà)、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。

7平臺(tái)部署硬件選型

7.1電力監(jiān)控與運(yùn)維平臺(tái)

7.2后勤計(jì)費(fèi)管理

7.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費(fèi)平臺(tái)

7.2.2充電樁管理平臺(tái)

7.2.3智能照明管理

7.3能源管理系統(tǒng)

7.4智慧消防系統(tǒng)

7.4.1電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

7.4.2消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

7.4.3防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

7.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

參考文獻(xiàn)

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[3]安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)選型手冊(cè)2021.10版