建筑能源管理系統(tǒng)的應用實例
——綠地東村4#地塊

胡永壯，丁勇

（1.綠地集團成都蜀峰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，2.南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司）

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建筑能源管理系統(tǒng)的應用實例
——綠地東村4#地塊

胡永壯1，丁勇2

（1.綠地集團成都蜀峰房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，2.南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司）

【摘要】結(jié)合綠地集團建筑能源管理系統(tǒng)解決方案建設導則要求，以綠地東村4#地塊建筑能源管理系統(tǒng)設計方案為例,介紹建筑能源管理系統(tǒng)在綠地商業(yè)綜合體項目中的應用,說明建筑能源管理系統(tǒng)在系統(tǒng)設計及實施過程中需要注意的事項,為今后大型商業(yè)地產(chǎn)建筑能源管理系統(tǒng)的設計實施提供參考。

【關鍵詞 】綠色建筑，商業(yè)地產(chǎn)，能耗模型，能源管理

Application Examples of Building Energy Management System——Greenland East Village 4#Block

HU Yong-zhuang1, DING Yong2

(1, Chengdu Shufeng Real Estate Development Co., Ltd., Greenland Group；2,Nanjing Tiansu Automatic Control System Co., Ltd.)

【 Abstract】Combined with the construction guidelines of Greenland Group building energy management system solution, taking the Greenland East Village 4# Block building energy management system design scheme as an example, this paper introduces the application of building energy management system in Greenland commercial complex, and explains the matters needing attention in the design and construction of building energy management system, providing reference for the design of building energy management system of big commercial real estates.

【Keywords】green building; commercial real estate; energy consumption model; energy management

1 引言

商業(yè)地產(chǎn)包括商場、酒店、寫字樓等，作為服務水平高、用能設備眾多的公共建筑，其每年單位面積能耗強度多在100～200kW?h/m2之間，為住宅能耗的10～20倍。研究表明，一方面，我國公共建筑的能耗水平近年來呈現(xiàn)增長趨勢，和發(fā)達國家同類建筑的能耗水平差距在不斷縮??；另一方面，我國的商業(yè)地產(chǎn)處于快速發(fā)展階段，建筑規(guī)模仍在迅速增長。近年來，綠色建筑和節(jié)能減排的概念在商業(yè)地產(chǎn)中逐漸發(fā)展，建筑能源管理系統(tǒng)作為建筑綠色運行管理的重要工具，得到了廣泛的應用。

本例綠地東村4#地塊項目以《綠地集團建筑能源管理系統(tǒng)解決方案》技術導則為設計依據(jù)，根據(jù)項目業(yè)務的自身定位，開展項目的建筑能源管理設計及實施工作，在此過程中總結(jié)了一些經(jīng)驗，供今后綠地集團內(nèi)部及其他商業(yè)地產(chǎn)建筑能源管理系統(tǒng)的設計實施提供參考。

2 項目基本情況

綠地東村4#號地塊項目總建筑面積179288.33m2，地上40層，裙房7層為商業(yè)。塔樓8～41層為辦公用，其中商業(yè)面積79533.77m2，辦公面積54480.85m2，配套設施建筑面積620m2，避難層1336.98m2。地下4層，為機動車庫及設備用房，面積約41019.13m2。

關于裙樓商業(yè)部分，綠地集團已與伊藤亞洲新概念店簽約，伊藤將其打造為成都最大的旗艦店，90000m2超大體量，容納超市、餐飲、電影院、美術館、主力店、櫻花廣場、空中花園等日本主題商業(yè)布局。

本例項目設計建立的建筑能源管理系統(tǒng)，通過末端采集智能設備完成對伊藤亞洲新概念店及塔樓辦公的電力及能源數(shù)據(jù)的實時動態(tài)采樣，并以此準確詳實的電力及能源數(shù)據(jù)作為供電安全、能效分析、統(tǒng)計、診斷的基礎。

3 建設范圍及目標

3.1 建設范圍

項目建筑能源管理系統(tǒng)的建設范圍包括（見圖1）：

1）建筑總能耗；

2）區(qū)域分類分項能耗；

3）建筑變配電監(jiān)控、租戶遠程預付費等子系統(tǒng)；

4）接入系統(tǒng)的傳感器和其他子系統(tǒng)等。

圖1　建筑能源管理系統(tǒng)建設范圍

3.2 建設目標

建筑能源管理系統(tǒng)的建設目標包括：

1） 提升在能源方面的綜合管理能力；

2） 實現(xiàn)高低壓配電房少人值守；

3） 自動生成能源使用報告及相關報表；

4） 租戶能源計費一站式管理；

5） 能源歷史數(shù)據(jù)的積累與沉淀；

6） 向綠地集團總部及四川政府主管部門上報數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)整體架構(gòu)

本例中能源管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)，采用主流的分層架構(gòu)，將系統(tǒng)中不同的組成部分在物理上和邏輯上做了最優(yōu)化的劃分，使之邏輯上最合理，物理上最節(jié)??；并且邏輯上定義系統(tǒng)層級后，對后續(xù)運行維護中出現(xiàn)的故障也能更準確和方便地排查。

整個系統(tǒng)分為3層，分別是終端層、網(wǎng)絡傳輸層和監(jiān)控層，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。如圖2所示。

1） 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由終端計量表具(電表、水表、冷熱量表、微機保護及其他電力智能設備等)、傳感器（室內(nèi)外溫濕度、照度、CO2、CO、壓力等）和數(shù)據(jù)采集器等組成。

2） 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：由服務器、計算機終端、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)（工業(yè)交換機、光電轉(zhuǎn)換器、UPS）等組成。

3） 數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)分析軟件、交互展示軟件、展示屏幕、打印機等組成。

圖2　建筑能源管理系統(tǒng)架構(gòu)

5 能耗模型設計

能耗模型的設計要遵循兼容性、可比性及先分戶再分項原則，準確的模型建立是能源管理系統(tǒng)針對性和適用性的基礎。所以，建立合理的能耗模型，對建筑實際運營中的能源管理將起到至關重要的作用。

綠地東村4#地塊主要包括裙樓商業(yè)及寫字樓辦公兩種業(yè)態(tài)，結(jié)合集團技術導則，針對項目建筑特點，將建筑總能耗按照用戶和設備類型的不同進行分類、分項，進而建立能耗模型。見圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8。

5.1商業(yè)能耗模型

1）用電能耗模型

圖3　商業(yè)用電能耗模型

2）用水能耗模型

圖4　商業(yè)用水能耗模型

3）冷熱量能耗模型

圖5　商業(yè)冷熱量能耗模型

5.2辦公能耗模型

1）用電能耗模型

2）用水能耗模型

3）冷熱量能耗模型

圖6　辦公用電能耗模型

圖7　辦公用水能耗模型

圖8　辦公冷熱量能耗模型

6 點位選擇設計

點位選擇設計的核心是計量表數(shù)量及位置的確認。以第5章的能耗模型為指導，充分考察能源系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及末端用能設備類型，同時兼顧東村4#地塊項目預算、現(xiàn)場施工條件等因素，完成本例項目計量點位的選擇。

6.1點位選擇原則

1）充分調(diào)研基礎信息

應結(jié)合設計圖紙，充分調(diào)研建筑能源系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)及末端用能設備類型，以此為基礎開展具體的點位選擇。

2）合理控制選點數(shù)量

選點數(shù)量與項目預算密切相關。計量點位選擇的一條重要原則是：用盡可能少的表計數(shù)量，對能耗模型中規(guī)定的每一個分項進行完整、準確的計量。

3） 合理選用拆分計算

當變配電房低壓配電回路中包含分屬于兩個或多個不同分項的設備時，應優(yōu)先考慮在下級支路（一般在樓層強電間或設備機房的配電柜）加裝電表，通過直接計量的方式得到各分項能耗；對于沒有條件在下級支路裝表的支路，應采用拆分計算的方式將能耗分解。

4） 其他

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耗能極低的設備支路：如消防風機、消防水泵等設備所在支路，原則上不列入選點范圍（含有其他耗能設備，或消防風機兼作通風機使用的除外）。

6.2能耗總量計量點位選擇

建筑能耗總量的計量點位包括以下幾類。

1）電、水、冷、熱、燃氣、燃油、可再生能源等輸入建筑的一次能源總支路（其中，電表能安裝在高壓側(cè)的，同時在高壓、低壓兩側(cè)安裝；在高壓側(cè)不具備安裝條件的，只在低壓側(cè)安裝。當系統(tǒng)中有高壓冷機等設備時，應計量這些設備用電量并計入能耗總量）。

2）建筑自制的電、冷、熱等二次能源總支路。

3）向建筑外輸出的能源總支路（包括一次和二次能源）。

表1　分項能耗計量點選擇

圖9　能源管理系統(tǒng)建設跨專業(yè)示意圖

7 項目難點及措施

7.1管理難點及措施

本次系統(tǒng)的建設跨專業(yè)、跨學科，涉及業(yè)主方、機電總包、弱電總包、配電柜成套廠等多個單位（詳見圖9），給項目建設的管理增加了難度。

為了確保實現(xiàn)項目的安全、質(zhì)量、進度和成本的控制目標，對新建建筑的能源管理項目工程進行工程實施界面劃分，具體劃分如表2所示。

7.2實施難點及措施

1）智能設備的電源供應

（1）難點：智能遠傳水表、各類傳感器、冷熱量表等智能設備及采集器需要供應不間斷工作電源，因現(xiàn)場智能設備分布分散，給實施帶來很多不便。

（2）措施：采用集中供電，電源由安裝采集器的采集箱提供，電源與RS485同時穿線，使用RVVSP4*1.0線材，避免傳感器在各個安裝點均要取電源的問題。

2）數(shù)據(jù)采集器的位置確定

（1）難點：數(shù)據(jù)采集器負責采集各類表計及傳感器的數(shù)據(jù)，采集器的位置確定直接影響穿管布線的數(shù)量及實施難度。

（2）措施：結(jié)合各區(qū)域、各樓層的表計數(shù)量及采集器自身特性，確定采集器安裝的弱電井位置，確保表計通信穩(wěn)定、可靠。

8 系統(tǒng)價值

8.1 多方共贏

1）地方政府：響應政府關于國家節(jié)能減排、評選綠色建筑的需要，可作為制訂節(jié)能標準的參考。

表2　建筑能源管理系統(tǒng)與總包分包單位施工界面劃分

機電總包　1）負責為暖通空調(diào)每臺冷機設備、支路總管安裝智能遠傳冷量表及表計設備電源接線。2）確保表計設備調(diào)試正常弱電總包　1）負責協(xié)助平臺建設單位進行通信線纜敷設。2）確保IT設備等通信正常，整體網(wǎng)絡通信正常空調(diào)系統(tǒng)平臺建設單位1）負責供應各類傳感器；并提供各類傳感器相關使用說明、合格證或質(zhì)保書、其他要求的資質(zhì)證書等。2）負責指導和配合弱電總包將各類傳感器安裝至合適位置，并確保所有設備調(diào)試正常。3）負責從指定傳感器設備引出RS485信號線至能耗采集設備接駁。4）能耗采集設備及采集設備電源的安裝與接線，采集箱體的供應安裝。5）路由器、光纖收發(fā)器、交換機、服務器等IT設備安裝及網(wǎng)絡接線弱電總包1）負責協(xié)助平臺建設單位進行通信線纜敷設。2）負責安裝各類傳感器至合適位置。3）確保IT設備等通信正常，整體網(wǎng)絡通信正常整體平臺建設平臺建設單位1）負責整體平臺搭建以及調(diào)試。2）負責平臺后期整體運維，可提供運維方案、計劃安排等。3）涉及相關表計及保護售后問題，及時提供相關處理機制；其他硬件問題，協(xié)調(diào)其他廠家解決

2）集團內(nèi)部：幫助集團實現(xiàn)對建筑能耗的實時監(jiān)測和顯示、數(shù)據(jù)挖掘減低建筑能耗、量化管理提升服務品質(zhì)、綠色運維塑造節(jié)能品牌。

3) 項目物業(yè)：幫助項目物業(yè)遠程抄表，節(jié)省物業(yè)人力成本；快速形成能耗報表，提高管理效率；全過程的能耗異常診斷處理，提高服務質(zhì)量；機電設備故障預警，確保設備安全；結(jié)合歷史數(shù)據(jù)，進行趨勢分析，制定優(yōu)化運行方案。

4） 駐戶單位：幫助客戶獲得收益，客戶能夠?qū)嵤┱莆漳芎臄?shù)據(jù)，電費心中有數(shù)；結(jié)合上個月能耗指標，預估能源費用；多指標體系的能耗分析，降低客戶能源費；量化節(jié)能管理，培養(yǎng)節(jié)能意識。

8.2 營銷賣點

1）降低能耗費用，進而降低物業(yè)費用，吸引客戶購買；

2）提供專業(yè)的節(jié)能服務，提升樓盤檔次和附加值；

3）保障機電系統(tǒng)高效運行，提升服務品質(zhì)；

4）實現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)可視化，讓企業(yè)領導了解能耗去向；

5）同步實現(xiàn)溫度、空氣品質(zhì)監(jiān)測，營造可感知環(huán)境。

9 結(jié)束語

當前地產(chǎn)行業(yè)形勢嚴峻，作為項目機電設計負責人，需要深入解讀集團總部紅頭文件的要求，與項目業(yè)務定位相結(jié)合，通過對項目建設范圍、建設目標、系統(tǒng)架構(gòu)、模型設計、點位選擇、項目實施等多個角度綜合考慮，掌握建筑能源管理系統(tǒng)在項目中如何建設與使用，確保項目的安全、質(zhì)量、進度和成本的控制目標，以達到最優(yōu)的投入產(chǎn)出。

參考文獻

[1] 楊毅.能源管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代建筑電氣,2013(12).

[2] 施超,徐陽.商業(yè)地產(chǎn)能源管理系統(tǒng)建設[J].智能建筑與城市信息,2015(03).