（1.江西省建科工程咨询有限公司江西省330000；
2.江西省建筑科学研究院江西省330077）
摘要：中国作为世界上人口第一大国，世界第二大经济体，供不应求的资源却负载着地球五分之一的人口。“十一五”规划纲要中首次提到“节能减排”的概念，建筑能耗作为我国未来能源消耗的主要增长点，不容忽视。随着社会和经济的不断发展，建筑节能俨然已成为节能的重点。不论采取何种建筑节能措施，均需掌握建筑能源构成及用能特征、运行能耗数据。公共建筑能耗监测平台作为建筑能源管理中的重要环节，研究如何完善江西省公共建筑能耗监测平台，为建筑节能工作的开展提供数据支持，已成为当务之急。江西省已在2014年建设省级公共建筑能耗监测平台，平台模式为1+11+1，即1个省级平台+11个地级市平台+1个省直机关平台。为完善平台建设，对“能耗监测平台调研评价研究”课题作好充分准备，仅以此文做初步探讨。
关键词：节能减排；建筑能耗；建筑节能；耗监测平台；能源管理
1前言
中国经济中高速增长与我国社会的主要矛盾（即人民日益增长的美好生活需求和不平衡不充分的发展之间的矛盾）促使中国的城市化得以快速发展。截止2006年，我国城镇公共建筑面积约61.3亿㎡[1]。我国建筑数量大幅增长的同时，建筑功能也在不断增加，导致建筑能耗呈几何式激增。在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10％，上升到近年的27.45％，建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列成为我国能源消耗的三大“耗能大户”[2]。在不同发展状况的国家和地区，建筑能耗占社会总能耗中的比重并不相同。据统计，在我国建筑能耗将占总能耗的27.6%，并且是我国未来能源消耗的主要增长点；而西方发达国家建筑能耗占全国总能耗的30%~40%[3]。由此可见，随着社会生产力的不断发展，人们对居住环境质量要求也会不断提高，建筑能耗比例随之上升。若任由能耗持续迅速增长，将加剧我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾，最终导致全社会的能源短缺。
2公共建筑能耗监测平台雏形初现
在大型公共建筑节能监管体系中，对大型公共建题导致能耗监测数据与建筑真实能耗相差甚远。假如建筑进行能耗分项计量、实时数据在线采集，建立大型公计量结果不能反映建筑能耗真实水平，那么公共建筑建能耗监测平台是一项重要举措。2008年住建部发布了《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理的实施意见》和《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设实施方案》等系列技术导则，要求公共建筑应当安装用电分项计量装置，建立能耗监测系统，并确保能源统计数据真实、完整。
省级数据中心负责采集并存储本省区域内监测建筑的能耗数据，对本区域内的能耗数据进行处理、分析、展示和发布，并将各种分类汇总数据逐级上传到部级数据中心。
一套完整的公共建筑能耗监测平台由4个不同层级的子系统组合而成：建筑能耗监测系统、数据传输系统、数据服务器和建筑能耗监管终端。
（1）建筑能耗监测系统。在传统概念中，能耗监测系统仅仅是指水、电、气和冷热量等能源的计量表具。而忽略了计量装置安装位置，计量点位数量等因素。这必须对各种能源输配路径拓扑结构有充分的了解，以确保计量结果最准确，实施方案最优化。
（2）数据传输系统。该系统负责将建筑内所有计量模块采集的原始数据实时传输至数据采集器（采集网关），该网关再通过有线以太网或者无线网络的方式将数据远程传输到数据中心的服务器上。
（3）数据服务器。数据中心内的服务器接收一栋或多栋建筑的能耗数据，并进行本地存储和处理，根据相应的转换关系，得到同意的分项能耗数据。通过服务器再将数据上传至上级能耗管理平台。
（4）建筑能耗监管终端，即上级能耗管理平台。省、市级国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台对上传的数据进行统一编码，将数据接收、处理、存储于平台管理系统内。通过软件平台，向用户及管理者展示建筑中的能耗情况，实现监测、统计、分析、报表等功能。同时将处理后的数据加密并上传至上级平台。
公共建筑能耗监测系统需经数据采集装置将数据上传给数据中转站，数据中转站再将数据上传到数据中心，包括省/市级能耗监测平台，也可上传到国家级能耗监测平台，对数据进行处理、存储、查阅。
能耗监测平台数据通讯主要分为三大部分，分别是建筑信息交互、数据接收和数据上报。
（5）建筑信息交互。为保证能耗数据可进行计算机或人工识别和处理，保证数据得到有效的管理和支持高效率的查询服务，实现数据组织、存储及交换的一致性，上级平台将根据技术导则中的能耗数据编码规则，为每栋建筑提供建筑代码，保证数据唯一性和统一性。该建筑与上级平台建立正常的数据通讯关系。
（6）数据接收。平台将每间隔一个采集时间，接受来自各建筑的能耗数据，并将当前时间点与上个时间点对应的电表累计值相减，得到单位时间内能耗。
（7）数据上报。平台需将接收到的各建筑能耗数据，每小时生成一次数据文件，上报至上级平台的同时、进行本地备份。
3.公共建筑能耗监测平台存在的问题
能耗监测系统计量电耗、水耗、冷热量和燃气量，其中电耗计量是建筑能耗计量中最复杂，同时也是数据量最丰富的一项。电耗可分为4大分项，包括照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电。电量的4项分项是必分项，各分项可根据建筑用能系统的实际情况灵活细分为一级子项和二级子项[4]。
照明插座包括照明系统和插座设备，照明系统又分为室内照明、走廊照明与应急照明、室外景观照明等；空调系统包括冷热站和末端空调设备，其中，冷热站又可分为冷热机组（冷水机组、锅炉）和附属设备（冷冻水泵、冷却水泵、热水泵、热水循环泵、冷却塔等），末端空调设备又分为风机盘管、新风机组、全空气系统的空调器、分体式空调器等；动力设备包括水泵、电梯、风机等综合服务性设备；特殊设备主要指负荷密度大火连续运行的设备或区域，主要包括信息中心、厨房、消防控制中心、游泳池等。由上述可见，建筑中用能设备不但数量庞大，而且种类繁杂。
电耗计量的主要场所在建筑的低压变配电室内，变电室位置和电能设备安装较为固定，计量条件容易满足。因此，大部分能耗监测系统都是以电耗计量为主，本文也主要以电耗计量存在的问题为例，说明能耗平台中存在的问题。
3.1能耗监测系统不完善导致数据质量问题
大型公共建筑体量庞大、配电系统拓扑图结构复杂、用电回路与用能设备数量多，甚至有些建筑的用电回路是从其他建筑中拉电缆过来使用。因此在设计与实施能耗监测系统时可能存在对用能回路遗漏、重复或错误计量。
为了避免此类情况的发生，需要在设计能耗监测方案前，除了对建筑的竣工图纸进行仔细研究，还要做深入的现场调研，获得正确、清晰的建筑内、外电路输配系统情况。在能耗监测系统实施中，避免漏计、重计、误计的情况发生。在建筑能耗监测系统实施完成后，需由当地上级管理平台安排专人对分项计量情况进行评估，并将上传的分项计量数据进行核对，及时发现并解决系统中可能存在的问题。
3.2数据异常状态判断
在正常情况下，单栋楼宇的总能耗（即总项）应略大于各分项能耗之和。因此在平台监管终端管理过程中，平台会自动将分项与总项的异常状态划分为以下三种：
（1）总项或分项数据缺失
当某一个或多个回路通讯故障时，会造成该回路所属分项数据异常或者缺失，平台监管系统会将此类情况判定为分项数据缺失；当总项数据缺失或者突然远远小于分项之和时，平台监管系统会将此类情况判定为总项数据缺失；当总项与分项数据全部缺失，且全部回路通讯存在故障时，平台监管系统会将此类情况判定为建筑能耗数据缺失。
数据长时间缺失的原因主要有：建筑物进行网络改动或发生网络故障，但物业没有通知监测平台运行维护人员，导致采集器无法正常上传数据；人为拔掉网线，导致数据丢失；计量设备或采集器因故失电。
（2）分项用电大于总项用电
理想状态下的总项等于各分项之和，但因线路及电能损耗，分项能耗之和会略小于总项用电。当出现分项之和大于总项时，数据往往是存在问题的。造成这种情况的因素有很多，如总项与分项计算方式错误；进线计量设备故障，如无法通讯等；支路计量设备计量结果偏大，如设置变比偏大、双拼回路计量不完全等。
（3）分项用电远小于总项用电
分项用电之和可以小于总项，但若超出了允许范围之内，则同样属于系统异常。一般来说分项之和偏小是因为能耗监测系统计量回路缺失，如计量支路设备与线路故障导致设备掉线；计量设备变比等参数设置错误；能耗系统设计实施时存在疏漏等。
出现异常状态后，平台会将上述情况告知业主，并由负责维护的专业工程公司进行设备及线路检修，以确保能耗数据的准确性。但由于相关政策缺失，部分业主配合度较低，使得异常数据修复缓慢，数据中断时间过长。
3.3建筑信息没有及时录入与更新
不同类型建筑的使用功能、建筑面积、建筑结构体系、空调与采暖形式、建筑外窗类型、建筑外墙形式和外墙保温形式等都大不相同。在数据分析与挖掘中，建筑信息起到至关重要的作用，错误的建筑信息会导致建筑能耗数据产生巨大偏差，严重影响平台的数据质量。
4结语
2013年国务院国办1号文件将绿色建筑作为战略性新兴产业上升为国家战略。江西省住建厅发布赣建科〔2014〕4号《关于规范我省绿色建筑评价标识管理工作的通知》，明确要求国家机关办公建筑和大型公共建筑将能耗监测系统作为绿色建筑控制项内容。2016年1月江西省人民政府法制办颁布了《江西省民用建筑节能和推进绿色建筑发展办法》，其中第二十二条与二十四条就大型公共建筑能耗监测系统的设立做出了明确的规定。南昌市建委及发改委在洪建发【2017】102号文件第十六条：新建大型公共建筑应设置能耗监测系统，并与省（市）建筑节能监管平台实现能耗数据实时传输。该文件也同时明确了绿建验收的控制措施以确保达到绿色建筑实施要求。为完善江西省能耗监测平台建设与平台评价研究提供政策保障。
公共建筑能耗监测平台的建立，为建筑运行管理人员直至管理层提供了便捷、直观和高效的节能管理平台。建筑节能并不是通过节能技术堆积达到节能目的，而是希望运用科学的运行管理措施，最大限度降低建筑能源消耗量。运用“互联网+”思维，制定合适的节能管理策略，实现动态节能和提高建筑节能管理效率。
参考文献：
[1]清华大学建筑节能研究中心，中国工程院咨询项目.中国建筑节能年度发展研究报告2009[M].北京，中国建筑工业出版社，2009-3.
[2]张培.大楼能耗尽在掌握—公共建筑能源利用监测与分析技术[N].科技日报，2009，6，第005版.
[3]国家质量监督检疫总局计量司，法规司.定量包装商品计量监督管理办法释义.中国计量出版社，2005
[4]住房和城乡建设部国家机关办公建筑和大型公共建筑分项能耗数据采集技术导则.2008
作者简介：
罗俊（1994.7-），男，江西南昌人，安徽建筑大学建筑电气与智能化专业，项目经理，单位：江西省建科工程咨询有限公司，研究方向：建筑能耗与信息管理
吴梵（1968.5-），女，江西南昌人，华东交通大学电气自动化专业，高级工程师，单位：江西省建筑科学研究院，研究方向：建筑能耗与信息管理