基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)改造設(shè)計

摘 要： 研究基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)改造設(shè)計問題。針對節(jié)能化管理，設(shè)計改造辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，使其可以符合實際節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用需求。設(shè)計基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)用性能提升20.0%，設(shè)計改造成本節(jié)約8.0%。結(jié)論證實，改造設(shè)計基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中可以節(jié)約辦公建筑能源，提升系統(tǒng)監(jiān)測性能，發(fā)揮改造經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞： 節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)； 辦公建筑； 節(jié)能化管理； 改造設(shè)計

中圖分類號： TN931+.3?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）18?0157?04

Abstract： The purpose of this thesis is to study the reformation design of the office building energy saving monitoring system based on energy saving management. The office building energy saving monitoring system in energy saving management was designed and reformed， so as to satisfy the application requirements of the actual energy saving monitoring system. The results confirm that the application performance of the system can be increased by 20.0%， and the design and reformation cost of the system can be decreased by 8.0%. The conclusion proved that the designed office building energy saving monitoring system based on energy saving management can save the energy of office building， improve the system monitoring performance， and develop the economic benefit of reformation.

Keywords： energy saving monitoring system； office building； energy saving management； reformation design

0 引 言

對于當(dāng)前辦公建筑節(jié)能監(jiān)測中秉持節(jié)能化管理的理念，實現(xiàn)對建筑的節(jié)能化管理，不僅可以節(jié)約能源，也可以降低成本消耗，發(fā)揮積極優(yōu)勢[1]。本文基于具體的辦公建筑節(jié)能項目，基于節(jié)能化管理，改造設(shè)計辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，以提升該系統(tǒng)的應(yīng)用性能，發(fā)揮節(jié)能作用。

1 建筑節(jié)能化管理

1.1 建筑項目

對于該辦公建筑，其占地面積 2 826 畝，建筑中面積26 萬m2，建筑人數(shù) 500 余人。其建筑辦公節(jié)能情況如表1所示。

1.2 節(jié)能化管理

節(jié)能化管理可以全面提升建筑能源管理水平，最大限度降低建筑的能源消耗，節(jié)約建筑能源費用[2]。全面進(jìn)行建筑節(jié)能化管理，提升節(jié)約化建筑節(jié)能監(jiān)控管理水平；在保證用能安全的前提下，監(jiān)測能源消耗，發(fā)揮積極意義[3?6]。

表1 主要辦公建筑情況表

2 設(shè)計需求分析

基于節(jié)能化管理，在本次辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)改造設(shè)計中，需要完成以下功能：

（1） 完成辦公建筑內(nèi)低壓配電室的用電情況監(jiān)測，建設(shè)低壓配電監(jiān)測系統(tǒng)[7]；完成辦公建筑區(qū)域內(nèi)所有建筑的用電計量監(jiān)測，建設(shè)電計量監(jiān)測系統(tǒng)；供電監(jiān)測到建筑并可計量到每個院系。

（2） 對辦公建筑各區(qū)供水主管線和供水干線共75個監(jiān)測點進(jìn)行建筑用水節(jié)能監(jiān)測和計量，建設(shè)供水計量監(jiān)測系統(tǒng)[8?12]；通過平臺能夠掌握每棟建筑的水耗情況和學(xué)校總用水情況；安裝遠(yuǎn)傳水表75只。

（3） 辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計中，對辦公建筑安裝根據(jù)教室人數(shù)和光照度進(jìn)行分區(qū)控制的節(jié)電控制器；對部分中小型辦公建筑安裝人體感應(yīng)的節(jié)電控制器[13]；對單體空調(diào)進(jìn)行節(jié)電試點改造；對辦公建筑路燈進(jìn)行單燈節(jié)電控制；對辦公建筑進(jìn)行供暖節(jié)能試點改造。

（4） 針對辦公建筑的實際情況，辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)要完全按照住建部導(dǎo)則要求建設(shè)，保證建成后能夠順利驗收[14]；辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)改造設(shè)計后使建筑節(jié)能監(jiān)控過程中可以掌握水、電能耗等基本數(shù)據(jù)并進(jìn)行能源公示及管理[15]，通過監(jiān)測手段和進(jìn)行節(jié)電改造后，達(dá)到大大降低節(jié)能化管理費用和支出的效果。

3 設(shè)計改造基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計改造該辦公建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)中，設(shè)計服務(wù)與應(yīng)用界面的總體框架平臺，以有利于后續(xù)規(guī)約和功能擴(kuò)展。系統(tǒng)整個網(wǎng)絡(luò)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能細(xì)化為主網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)、終端通信網(wǎng)、信息發(fā)布網(wǎng)。

主網(wǎng)絡(luò)通過前置服務(wù)和通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；通信網(wǎng)絡(luò)則面向客戶現(xiàn)場終端的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，管理系統(tǒng)通信資源，接入各類客戶側(cè)終端設(shè)備，主要由串口信道、GPRS公網(wǎng)信道等組成。總體設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 功能設(shè)計

（1） 實現(xiàn)與公共建筑節(jié)能監(jiān)測信息管理系統(tǒng)市級數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

（2） 接入GPRS公網(wǎng)通信信道。

（3） 接入本地串口信道。

（4） 實時數(shù)據(jù)庫，提供高效的實時數(shù)據(jù)存取，實現(xiàn)工況監(jiān)視、負(fù)荷管理和電網(wǎng)分析，提高系統(tǒng)的并發(fā)性，能夠建立多種數(shù)據(jù)集，用于不同的運行模式等。

（5） 自定義圖形平臺，是實現(xiàn)基本線路圖繪制的平臺，使得上層應(yīng)用可以在不同的設(shè)備和操作系統(tǒng)之上實現(xiàn)互連、互通、互操作。

（6） 進(jìn)程監(jiān)控，在某設(shè)定時間內(nèi)檢測出被監(jiān)視應(yīng)用的異常狀態(tài)，并采取相應(yīng)的措施：如殺死進(jìn)程、重啟程序等，并以報警的形式提示用戶。

3.3 硬件設(shè)計

硬件設(shè)備技術(shù)參數(shù)：

（1） 服務(wù)器不低于以下要求

CPU為兩顆Xeon X5670或以上；內(nèi)存為32 GB ECC DDR3 1 333內(nèi)存或以上；硬盤為6塊300 GB SAS熱插拔15 000 r/min硬盤；RAID卡為512 MB緩存SAS RAID卡，可支持Raid 0，1，5，6，10，50，60；光驅(qū)為內(nèi)置DVD刻錄光驅(qū)；電源為1+1熱插拔冗余電源，電源輸出功率≥700 W；網(wǎng)卡為集成雙千兆自適應(yīng)網(wǎng)卡，支持網(wǎng)卡冗余、負(fù)載均衡；風(fēng)扇為熱插拔冗余風(fēng)扇，支持智能調(diào)速；標(biāo)配3個PCI?E2.0擴(kuò)展槽。

（2） 磁盤陣列不低于以下要求

存儲容量為3.6 TB SAS 15 000 r/min 硬盤；6 Gb/s SAS 系統(tǒng)；緩存大小為1 GB；雙冗余熱插拔電源和風(fēng)扇。

（3） 交換機(jī)不低于以下要求

應(yīng)用層級為三層； 端口數(shù)量不小于24； 傳輸速率為10 Mb/s，100 Mb/s，1 000 Mb/s；傳輸方式為全雙工/半雙工自適應(yīng)；交換方式為存儲?轉(zhuǎn)發(fā)；包轉(zhuǎn)發(fā)率不小于192 Mb/s；支持VLAN，支持QoS。

（4） 防火墻不低于以下要求

設(shè)備類型為安全網(wǎng)關(guān)；網(wǎng)絡(luò)端口為2 GE Combo；入侵檢測為DoS，DdoS；管理為支持命令行、Web方；VPN支持；安全標(biāo)準(zhǔn)為CE，ROHS，CB，UL；控制端口為Console口；其他性能為UTM；電源AC 100～240 V；適用環(huán)境為工作溫度：0～45 ℃；處理器為多核處理器。

（5） UPS不低于以下要求

類型為在線式；額定輸出容量為10 kV·A，2 h；輸入電壓范圍為176～276 V；輸入頻率范圍為46～54 Hz；輸出電壓范圍為220×（1±1%） V；輸出頻率范圍為 50×（1±0.1%） Hz；輸出電壓波形為正弦波；電池為閥控式鉛酸蓄電池；充電時間為滿載/半載：>7 min/20 min。

3.4 軟件代碼實現(xiàn)

綜上所述，針對辦公樓建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中，基于節(jié)能化管理理念，優(yōu)化改造設(shè)計辦公樓建筑節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以提升系統(tǒng)應(yīng)用性能，也可以降低系統(tǒng)改造設(shè)計成本，可以在實踐中推廣該技術(shù)。

4 結(jié) 語

基于節(jié)能化管理，設(shè)計改造辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，運用當(dāng)前信息化計算機(jī)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計該監(jiān)測系統(tǒng)，經(jīng)測試應(yīng)用表明該系統(tǒng)發(fā)揮積極的效益。設(shè)計基于節(jié)能化管理的辦公建筑節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)用性能提升20.0%，設(shè)計改造成本節(jié)約8.0%。

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