電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)下的學(xué)校建筑節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黃兆強(qiáng) 福州市第五建筑工程有限公司

現(xiàn)在已經(jīng)將建筑節(jié)能納入了國(guó)家基本法中，隨著人們節(jié)能意識(shí)的加強(qiáng)，為了更好的滿足社會(huì)需求，我國(guó)很多建筑也開(kāi)始順應(yīng)國(guó)家的政策。首先從培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，讓學(xué)生養(yǎng)成量的節(jié)能習(xí)慣。本文將針對(duì)學(xué)校建筑節(jié)能監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，探討利用電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)校園節(jié)能建設(shè)。

1 目標(biāo)項(xiàng)目概況

隨著學(xué)校擴(kuò)招，校園規(guī)模不斷的擴(kuò)建，能源消耗也不斷增加，主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：（1）因?yàn)樾@正在開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)期，所以每年需要的能源不斷增加。比如：改善校園、辦公環(huán)境、后勤軟硬件、科研等，都需要消耗大量的能源[1-2]。（2）有些學(xué)校不僅包括教務(wù)工作，同時(shí)也逐漸提高了社會(huì)服務(wù)和科技創(chuàng)新等工作，不僅需要增加能源，還需要增加投資。造成科研用電和生活用電大量增加，再加上教學(xué)用電，還有一些老舊教學(xué)設(shè)備需要及時(shí)更新，這些在管理上需要消耗大量的能源。

根據(jù)大型的公共建筑分裂方法，這些總結(jié)了幾點(diǎn)校園建筑功能設(shè)計(jì)特點(diǎn)，就是對(duì)校園建筑需要增加的子項(xiàng)編碼，以及不同的用途和功能，主要分成15種：

1行政辦公建筑

2 綜合樓建筑

3 學(xué)術(shù)報(bào)告廳

4 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)樓建筑

5 體育場(chǎng)館的建筑

6 學(xué)生生活中心

7 教學(xué)樓建筑

8 體育場(chǎng)館的建筑

9 醫(yī)療中心

10 學(xué)生創(chuàng)業(yè)園

11 信息中心建設(shè)

12食堂餐廳

13 學(xué)生宿舍

14 后勤中心

15其他

2 節(jié)能監(jiān)測(cè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)框架

在校園建設(shè)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是計(jì)算校園各種設(shè)備的耗能量，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，以及進(jìn)行節(jié)能指標(biāo)分析和管理。與建設(shè)設(shè)備的系統(tǒng)不同，它是需要進(jìn)行自動(dòng)控制，它是利用智能控制系統(tǒng)（BA系統(tǒng)）以及水電氣表遠(yuǎn)程的記錄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)管理[3-4]。而且校園節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也是可以與建筑智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的。

校園節(jié)能監(jiān)管系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量表具、數(shù)據(jù)服務(wù)器、轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站、軟件管理、數(shù)據(jù)采集等模塊構(gòu)成的。該系統(tǒng)是建立在BS軟件框架和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上的。

該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、通訊、自動(dòng)分類統(tǒng)計(jì)、指標(biāo)對(duì)比、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、報(bào)表管理、顯示圖表、上傳數(shù)據(jù)、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)等功能，它能夠更好的滿足校園對(duì)節(jié)能監(jiān)管的需求和要求。

3 檢測(cè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

想要使檢測(cè)系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)更加科學(xué)性，需要從整體角度去把握結(jié)構(gòu)。校園節(jié)能檢測(cè)系統(tǒng)是建立在集散控制系統(tǒng)上，該系統(tǒng)是由通信網(wǎng)絡(luò)、管理中心、采集設(shè)備等構(gòu)成。該系統(tǒng)是通過(guò)TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)與校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的，而計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是重要部分。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)功能是統(tǒng)計(jì)用電信息和用電的費(fèi)用結(jié)算等，還有就是考核線損、網(wǎng)損、電量平衡等。建立自動(dòng)化的通信功能，是利用數(shù)字表格建立異步半雙工RS485接口，通過(guò)這個(gè)接口，電表網(wǎng)就可以與任何一個(gè)數(shù)字電報(bào)相連，之后通過(guò)Modbus—RTU協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，距離范圍在一千米左右[5]。建立通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是利用雙絞線進(jìn)行設(shè)計(jì)，采集的電能信息是整個(gè)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)部分，它是有斷路器和數(shù)字電表構(gòu)成，而數(shù)字電表被安裝在不同的樓中、樓層和房間，并結(jié)合配電柜和電表網(wǎng)與校園進(jìn)行連接。

4 檢測(cè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

4.1 檢測(cè)系統(tǒng)軟件體系

節(jié)能檢測(cè)系統(tǒng)的軟件是利用面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)管理的，它可以更用戶不同的需求對(duì)應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行種類劃分。設(shè)計(jì)系統(tǒng)中比較重要的部分就是搭建基礎(chǔ)框架，之后在將各種服務(wù)對(duì)象加載到里面。而且，隨著節(jié)能技術(shù)不斷的更新，在該系統(tǒng)管理中需要不斷的更新數(shù)據(jù)，這樣才能更好的達(dá)到節(jié)能需求。

4.2 檢測(cè)系統(tǒng)軟件應(yīng)用的構(gòu)成

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的軟件具有解析采集數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、耗能風(fēng)向結(jié)算、處理采集數(shù)據(jù)等功能。而實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的通信服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存和接收電表網(wǎng)中的數(shù)據(jù)包，它是利用Socket協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。（該功能的實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖1）。

圖1 接受數(shù)據(jù)軟件流程圖

另外，數(shù)據(jù)解析服務(wù)功能就是讀取獲得的智能電網(wǎng)卡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包，同時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化解析并記錄，之后保存這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理的工作包括：首先，讀取被結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)；其次，檢查數(shù)據(jù)的合理性和準(zhǔn)確性；最后，計(jì)算每日的用電設(shè)備結(jié)算記錄，還有每項(xiàng)耗能情況；分項(xiàng)耗能服務(wù)就是讀取每項(xiàng)耗能量，以及記錄耗能日志等。

5 預(yù)測(cè)節(jié)節(jié)能的目標(biāo)

通過(guò)健側(cè)系統(tǒng)對(duì)不同的用電建筑系統(tǒng)進(jìn)行模擬，之后建立合理的節(jié)能方案，而且通過(guò)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)給可以為設(shè)備維護(hù)提供一定的幫助，這樣才能建立更加優(yōu)化的管理政策，從而節(jié)省成本。通過(guò)節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以計(jì)算節(jié)約的能耗是否超過(guò)20%，這樣才能更好的為學(xué)校節(jié)省用電成本，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能校園建設(shè)的目標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)校園節(jié)能建筑檢測(cè)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的建設(shè)、設(shè)計(jì)和功能進(jìn)行分析，該系統(tǒng)是建設(shè)在實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)校園建筑耗能的監(jiān)測(cè)，從而提高全校師生對(duì)節(jié)能的重視，推動(dòng)學(xué)校節(jié)能任務(wù)的繼續(xù)，從而為社會(huì)能源節(jié)約做出共享，并影響學(xué)生建立節(jié)能意識(shí)。本文分析的節(jié)能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還是不夠完善的，需要未來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)和深化，提高校園節(jié)能的成效。

[1]鄒和平,鄭安剛,祝恩國(guó),等.基于高級(jí)量測(cè)技術(shù)的能效管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù),2017, 35(3):245-250.

[2]劉繼飛,丁慧.基于.NET的建筑節(jié)能信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù):學(xué)術(shù)交流, 2015, 11(2X):80-81.

[3]程坤,胥布工,李偉勝,等.基于C/S模式的智能建筑用電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 建筑節(jié)能,2017(3):107-110.

[4]賴振彬,黃巧玲,張宇,等.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的綠色施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].建筑節(jié)能, 2015(8):122-125.

[5]馮荷蘭,宗瑋.綠色照明背景下建筑室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].新教育時(shí)代:電子雜志, 2015(11):134-135.