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Acrel-5000建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)
1． 概述
2008年01月03日，北京市建委和市發(fā)改委公布了去年北京實(shí)施能源審計(jì)的部分北京市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑平均電耗、水耗。其中進(jìn)行審計(jì)的20個(gè)單位的國家機(jī)關(guān)辦公建筑，每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度（年平均85.4kWh／m2） ，人均年耗電量為3072.5度（年平均3072.5kWh／人） 。
統(tǒng)計(jì)表明，公共建筑耗電量是普通建筑5倍 國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍。是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5～2倍。北京的大型公共建筑每單位平方米年耗電量在50度到300度之間，這個(gè)數(shù)字較普通建筑要高出3到5倍。
在所有公共建筑中，商場耗電最多，信息顯示，國家機(jī)關(guān)辦公建筑、大專院校的學(xué)生宿舍以及寫字樓、酒店、商場、體育場館和醫(yī)院等，每平米建筑的耗電量商場最高，年耗電量達(dá)到175.5度； 大專院校辦公樓最低，為34.57度； 國家機(jī)關(guān)辦公建筑則為85.4度，而人均年耗電量，國家機(jī)關(guān)辦公建筑則達(dá)到了3072. 5度。
針對能源浪費(fèi)現(xiàn)象，國家出臺了相關(guān)文件。
溫家寶總理簽署的中華人民共和國國務(wù)院令第531號《公共機(jī)構(gòu)節(jié)能條例》已經(jīng)2008年7月23日國務(wù)院第18次常務(wù)會議通過，自2008年10月1日起施行�！稐l例》第十四條明確指出：公共機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)實(shí)行能源消費(fèi)計(jì)量制度，區(qū)分用能種類、用能系統(tǒng)實(shí)行能源消費(fèi)分戶、分類、分項(xiàng)計(jì)量，并對能源消耗狀況實(shí)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正用能浪費(fèi)現(xiàn)象。
建質(zhì)〔2006〕277號文《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——節(jié)能專篇 電氣分冊》提出電氣回路要加裝電能計(jì)量裝置。
江蘇、上海分別推出蘇建科〔2007〕217號文《江蘇省公共建筑用能計(jì)量設(shè)計(jì)規(guī)定》和滬建交〔2008〕828號文《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)本市民用建筑設(shè)備專業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)管理的通知》。
進(jìn)一步明確提出對主要用電設(shè)施分項(xiàng)計(jì)量，對辦公樓、商場、宿舍等應(yīng)計(jì)量到經(jīng)濟(jì)核算單元；對醫(yī)療病房、賓館客房、學(xué)校教室應(yīng)按樓層或功能分區(qū)計(jì)量等等，并納入審圖和竣工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之中。
滬建交〔2008〕828號文提出從2009年1月1日起，建筑面積大于2萬平方米的大型公共建筑、市（區(qū)）兩級國家機(jī)關(guān)辦公建筑、申請國家和本市的建筑節(jié)能示范項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)設(shè)置能耗監(jiān)測系統(tǒng)。
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建科[2008]114號文（2008-06-24）《關(guān)于印發(fā)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則的通知》實(shí)施，具體實(shí)施內(nèi)容參見[2008]114號文附件，附件名稱如下：
附件1：《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)則》；
附件2： 《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)導(dǎo)則 》；
附件3： 《 國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)樓宇分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)安裝技術(shù)導(dǎo)則》；
附件4： 《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》；
附件5： 《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)、驗(yàn)收與運(yùn)行管理規(guī)范 》。
114號文件根據(jù)建筑的使用功能和用能特點(diǎn)，將國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑分為8類。
（1）辦公建筑；
（2）商場建筑；
（3）賓館飯店建筑；
（4）文化教育建筑；
（5）醫(yī)療衛(wèi)生建筑；
（6）體育建筑；
（7）綜合建筑；
（8）其它建筑。
其它建筑指除上述7種建筑類型外的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑。
分類能耗應(yīng)當(dāng)包括：
（1）耗電量
（2）耗水量
（3）耗氣量（天然氣量或者煤氣量）
（4）集中供熱耗熱量
（5）集中供冷耗冷量
（6）其他能源應(yīng)用量（如集中熱水供應(yīng)量、煤、油、可再生能源等）。
電量分項(xiàng)能耗應(yīng)當(dāng)包括：
照明插座用電：為建筑物主要功能區(qū)域的照明、插座等室內(nèi)設(shè)備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應(yīng)急照明用電、室外景觀照明用電。
空調(diào)用電：主要包括冷熱站用電、空調(diào)末端用電。
動(dòng)力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風(fēng)機(jī)用電。
特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。
下圖為Acrel5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)控界面。
2．計(jì)量裝置
國家規(guī)定電能計(jì)量應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置分項(xiàng)計(jì)量回路。其分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用電子式、精度等級為1.0級及以上（0.2、0.5、1.0級）的有功電能表。采用的普通電能表，應(yīng)當(dāng)由測量單元和數(shù)據(jù)處理單元等組成，并能顯示、儲存和輸出數(shù)據(jù)，具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口。
2.1 在變壓器低壓側(cè)（AC230／400V）總進(jìn)線處，應(yīng)當(dāng)設(shè)置多功能電能表，至少具有監(jiān)測和計(jì)量三相電流、電壓、有功功率、功率因數(shù)、有功電能、最大需量、總諧波含量和2-21次各次諧波分量的功能。可選用ACR330ELH電力儀表
主要功能：
全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）
最大需量（I,P），四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)
THDu、THDi、2—31次諧波分量
電壓波峰系數(shù)、電話波形因子、電流K系數(shù)、電壓電流不平衡度
電網(wǎng)電壓電流正、負(fù)、零序分量測量
4DI+3DO
RS485接口、Modbus、DL/T645
應(yīng)用于高壓重要回路低壓進(jìn)線柜
2.2建筑工程能耗監(jiān)測系統(tǒng)能耗“應(yīng)合理設(shè)置分項(xiàng)計(jì)量回路，以下回路應(yīng)設(shè)置分項(xiàng)計(jì)量表計(jì)”（附件3）：
（1）變壓器低壓側(cè)出線回路；
（2）單獨(dú)計(jì)量的外供電回路；
（3）特殊區(qū)供電回路；
（4）制冷機(jī)組主供電回路；
（5）單獨(dú)供電的冷熱源系統(tǒng)附泵回路；
（6）集中供電的分體空調(diào)回路；
（7）照明插座主回路；
（8）電梯回路；
（9）其他應(yīng)單獨(dú)計(jì)量的用電回路。
上述回路可選用ACR220EFL和ACR120EFL電力儀表
主要功能：
全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）
四象限電能計(jì)量、復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)、最大需量統(tǒng)計(jì)
4DI+2DO
RS485接口、Modbus 、DL/T645
應(yīng)用于低壓聯(lián)絡(luò)柜、出線柜、動(dòng)力柜
2.3安裝有電能表的柜體實(shí)物圖
2.4對動(dòng)力箱、照明箱各個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)的電能進(jìn)行監(jiān)視與管理
可選用ADL-10、ADL100和ADL300/EF 導(dǎo)軌式安裝電能表
分別是1、4、7個(gè)模數(shù)
最大一次電流32、80、80A
復(fù)費(fèi)率電能累計(jì)
電能脈沖輸出
RS485/Modbus 、 DL/T645
DIN35mm導(dǎo)軌式安裝
導(dǎo)軌式安裝電能表安裝在終端配電箱中實(shí)物圖 導(dǎo)軌式安裝電能表安裝在動(dòng)力箱中實(shí)物圖
3安科瑞Acrel-5000能耗監(jiān)測系統(tǒng)
建科[2008]114號文要求對建筑物能耗監(jiān)測系統(tǒng)的自動(dòng)計(jì)量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)通過RS485接口，并采用TCP／IP通信協(xié)議自動(dòng)和實(shí)時(shí)上傳能耗數(shù)據(jù)。
3.1能耗數(shù)據(jù)編碼
編碼后能耗數(shù)據(jù)由15位符號組成。若某一項(xiàng)目無須使用某編碼時(shí)，則用相應(yīng)位數(shù)的“0”代替。
例：北京第二外國語大學(xué)圖書館空調(diào)用電
110100 D 101 01 B 2 0
110100:行政區(qū)劃代碼編碼，110100 北京市 市轄區(qū)
D: 建筑類別編碼，D文化教育建筑
101： 建筑識別碼，由建筑所在地的縣市建設(shè)行政主管
部門統(tǒng)一規(guī)定，101圖書館北二外圖書館
01： 分類能耗編碼，01電
B： 分項(xiàng)能耗編碼，A照明插座用電，B空調(diào)用電，
C動(dòng)力用電，D特殊用電
2： 一級子項(xiàng)，2空調(diào)末端
0： 二級子項(xiàng)，0表示沒有該項(xiàng)
3.2數(shù)據(jù)處理方法
建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標(biāo)準(zhǔn)煤量之和。
總用電量＝∑各變壓器總表直接計(jì)量值
分類能耗量＝∑各分類能耗計(jì)量表的直接計(jì)量值
分項(xiàng)用電量＝∑各分項(xiàng)用電計(jì)量表的直接計(jì)量值
單位建筑面積用電量＝總用電量/總建筑面積
單位空調(diào)面積用電量＝總用電量/總空調(diào)面積
3.3能耗數(shù)據(jù)展示
數(shù)據(jù)中心接收并存儲其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測建筑和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站上傳的數(shù)據(jù)，并對其管理區(qū)域內(nèi)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、展示和發(fā)布。
數(shù)據(jù)中心分為部級數(shù)據(jù)中心、�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）級數(shù)據(jù)中心和市級數(shù)據(jù)中心。
市級和�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）級數(shù)據(jù)中心應(yīng)將各種分類能耗匯總數(shù)據(jù)逐級上傳。
部級數(shù)據(jù)中心對各省（自治區(qū)、直轄市）級數(shù)據(jù)中心上報(bào)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總后形成國家級的分類能耗匯總數(shù)據(jù)，并發(fā)布全國和各�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及各種分類能耗匯總表。
監(jiān)測建筑數(shù)據(jù)展示應(yīng)包括：
（1）建筑的基本信息，能耗監(jiān)測情況，能耗分類分項(xiàng)情況；
（2）各監(jiān)測支路的逐時(shí)原始讀數(shù)列表；
（3）各監(jiān)測支路的逐時(shí)、逐日、逐月、逐年能耗值（列表和圖）；
（4）各類相關(guān)能耗指標(biāo)圖、表；
（5）單個(gè)建筑相關(guān)能耗指標(biāo)與同類參考建筑（如標(biāo)桿值、平均值等）的比較（列表和圖）。
電能報(bào)表匯總
電流趨勢曲線
用電棒圖顯示
3.5能耗監(jiān)測系統(tǒng)的組網(wǎng)方式
組網(wǎng)方式:光纖環(huán)網(wǎng)方式、以太網(wǎng)方式、GPRS/GSM無線方式
北京第二外國語學(xué)院以太網(wǎng)組網(wǎng)方式實(shí)例
青海油田供水供電公司變配電監(jiān)控系統(tǒng)光纖環(huán)網(wǎng)實(shí)例
無線方式：淄博市電力環(huán)網(wǎng)改造
4基于Zigbee的無線抄表技術(shù)
ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率（20k——250kbps）、低成本（相對于GPRS網(wǎng)絡(luò)的收費(fèi)）、低復(fù)雜度的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee 技術(shù)在低功耗、低成本和組網(wǎng)能力方面具有無可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢。
Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)——“接力”傳輸
MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過“多級跳”的
方式來通信；該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、
自愈功能。
基于Zigbee技術(shù)的電表遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)
基于zigbee技術(shù)的遠(yuǎn)程抄表省去了現(xiàn)場布置通訊線的麻煩，在節(jié)約成本的同時(shí)又減少了工程量，為有效實(shí)現(xiàn)電能集中管理大大提供了方便；采用mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)充分保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/DIV>
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