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

摘要：保護地球資源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展理論成為我國的基本國策。建筑節(jié)能上升到較高地位。僅有能量的“守恒”是不夠的，更要研究用較小代價和較小能耗來滿足人們的而合理需求，實現(xiàn)建筑合理用能。文章主要針對學(xué)校能源管理的問題進行研究，希望增強學(xué)校的節(jié)能意識，分析能源計量系統(tǒng)對學(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越高。它會隨氣候、時間、經(jīng)濟，甚至社會形態(tài)而波動，對無論哪一種能源供給形式都會形成壓力。建筑能耗已經(jīng)成為不可忽視的能源消費成分。在政府大力提倡建設(shè)“資源節(jié)約型社會”的引導(dǎo)下，很多學(xué)校開始關(guān)注和重視學(xué)校能源管理問題，在研究如何降低校園能耗管理的過程中，學(xué)校師生的節(jié)能意識有了很大程度的提高，并付諸于實踐。

2 學(xué)校能源管理狀況分析

作為能源消耗大戶，我國很多學(xué)校能源用量十分龐大，有的學(xué)校對鍋爐房、辦公室等各個部門的水電消耗缺乏指標控制，學(xué)?！伴L明燈、常流水”等能源浪費現(xiàn)象突出，還有的辦公室、實驗室等不管有沒有人在，空調(diào)、電爐常開，能源浪費問題嚴重。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；教室等用能場所普遍采用手動開關(guān)管理為主，實現(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)校綜合項目在能源管理方面主要 存在以下需求：①項目需要讓業(yè)主體驗到物業(yè)現(xiàn)代和精細化的能耗管理，與現(xiàn)代建筑的定位相符，需引進能源管理系統(tǒng)；②建筑使用功能相對固定，主要為高校教學(xué)使用，采用能源管理系統(tǒng)進行對于空調(diào)用量、水電用量的采集、建模、分析、管理、優(yōu)化策略，并通過能源管理系統(tǒng)對能耗數(shù)據(jù)進行分析報告，提供基于海量數(shù)據(jù)上的能源優(yōu)化策略，方便業(yè)主方對用能設(shè)備的運行管理與維護；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、電表等計量儀表，進行遠程數(shù)據(jù)傳輸實時采集。

3 解決方案概述

首先，建立建筑能耗管理平臺，對建筑能耗進行在線監(jiān)測、動態(tài)分析、評估、控制決策和優(yōu)化，實現(xiàn)精細化管理，推進綠色校園的建設(shè)。建立起統(tǒng)計分析、目標指標考核和能耗實時監(jiān)測三大體系，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，對中央空調(diào)系統(tǒng)進行分樓棟、分樓層、分戶計量，通過計量分析指導(dǎo)日常的管理運行調(diào)節(jié)，通過管理促節(jié)能的方式，降低能耗。采用具有遠程控制功能的空調(diào)末端采集器，實現(xiàn)對公共區(qū)域和宿舍樓部分的空調(diào)末端進行網(wǎng)絡(luò)溫控；*后，系統(tǒng)集成水電表抄表，將各用戶的生活用水（冷水、熱水）、用電量集成抄表，與空調(diào)費用表單一起打印收費。通過能源管理系統(tǒng)，完善了對高校各區(qū)域能耗指標的制定與考核。同時為節(jié)能管理的精細化和節(jié)能技術(shù)改造打下基礎(chǔ)，并預(yù)留充足的余量，方便后期擴容，無需增加預(yù)算。

4 建筑能耗監(jiān)管子系統(tǒng)具體實施

4.1 空調(diào)計量子系統(tǒng)

首先，總能耗的檢測：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)進行檢測計量；其次，在專家公寓樓，每個風(fēng)機盤管的末端安裝一臺采樣器 C02T，采集每臺風(fēng)機盤管高、中、低檔的熱交換時間，作為分戶計量的依據(jù)。專家樓各單元設(shè)有計量間，則計量各單元空調(diào)總量。在本科生和研究生宿舍樓根據(jù)暖通設(shè)計做到區(qū)域計量，暖通設(shè)計以多條立管劃分獨立供冷區(qū)域，則在立管上安裝能量表；最后，各學(xué)院各建筑單體，計量每個學(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)進行分類采集和統(tǒng)計能耗數(shù)據(jù)電能耗監(jiān)管的分類：①照明插座用電；②空調(diào)系統(tǒng)用電；③動力系統(tǒng)用電；④特殊電耗。電表的安裝位置：計量低壓配電柜進線側(cè)總表，計量各樓層的干線回路配電箱，對各項電耗進行檢測。對專家公寓，計量每一房間的用電情況，用以作為收費依據(jù)。

4.3 水能耗監(jiān)管子系統(tǒng)

水能耗監(jiān)管的分類：①總用水；②建筑單體和學(xué)院生活給水、熱水總計；③空調(diào)系統(tǒng)用水（原有機械水表無法采集）；④廚房、小商業(yè)冷熱水；⑤專家樓分戶冷熱水等。水表的安裝位置：根據(jù)功能的劃分，生活給水以每個學(xué)院和獨立建筑做一個總計，在相應(yīng)的區(qū)域安裝水表。地下室及各樓層的空調(diào)機房補水，對各項水耗進行計量檢測。

5 校園能耗管理狀況及展望

文章主要針對創(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；教室等用能場所普遍采用手動開關(guān)管理為主，實現(xiàn)信息化的管理難度大、成本高；校園中不同建筑物較多，分布較廣等問題進行分析，通過能源計量儀器所提供的準確數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析和考核能耗，使能源計量的結(jié)果進行科學(xué)的管理，指導(dǎo)工作的有序進行，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、在施工過程中為項目部節(jié)本增效，同能為類似工程系統(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)化運行，集中調(diào)控，集中監(jiān)控，數(shù)字化巡檢，移動運維， 班組重新優(yōu)化整合，減少人力配置。

6.2后勤計費管理

采用先進的網(wǎng)絡(luò)抄表付費管理技術(shù)，實現(xiàn)電、水、氣等能源綜合計費，實現(xiàn)遠程抄表、費率設(shè)置、 賬單統(tǒng)計匯總等，支持微信、支付寶、一卡通等充值支付方式，可設(shè)置補貼方案。通過能源付費管理方式，培養(yǎng)用能群體和部門的節(jié)能意識。

6.2.1宿舍用電管理

針對學(xué)生宿舍用電進行管理控制：可批量下發(fā)基礎(chǔ)用電額度和定時通斷功能；可進行惡性負載識別，檢測違規(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

針對校園超市、商鋪、食堂及其他針對個體的水電用能進行預(yù)付費管理。

6.2.3充電樁管理平臺

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲、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

通過對高校路燈的全局監(jiān)測，提供對路燈靈活智能的管理，實現(xiàn)校園內(nèi)任一線路，任一個路燈的定時 開關(guān)、強制開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)，以及定時控制方案靈活設(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)

針對校園水、電、氣等各類接入能源進行統(tǒng)計分析，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。

按校園建筑的分類進行采集和統(tǒng)計的各類建筑耗電數(shù)據(jù)。如辦公類建筑耗電、教學(xué)類建筑耗電、學(xué)生宿舍耗電等，對數(shù)據(jù)分門別類的分析，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，能自動完成能耗數(shù)據(jù)的采集工作，自動生成各種形式的報表、圖表以及系統(tǒng)性的能耗審計報告，能夠監(jiān)測能耗設(shè)備的運行狀態(tài)，設(shè)置控制策略，達到節(jié)能目的。

6.4智慧消防系統(tǒng)

智慧消防云平臺基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動報警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對這些設(shè)備的狀態(tài)進行智能化感知、識別、定位，實時動態(tài)采集消防信息，通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報警，再到控制聯(lián)動，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺內(nèi)運行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運行狀況，并能夠在出現(xiàn)細節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時間內(nèi)，相關(guān)報警和事件信息通過手機短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達相關(guān)人員。

7 平臺部署硬件選型

7.1電力監(jiān)控與運維平臺

7.2后勤計費管理

7.2.1宿舍/商業(yè)預(yù)付費平臺

7.2.2充電樁管理平臺

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防火門監(jiān)控系統(tǒng)

7.4.4消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)