1 概述
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,、人民生活水平不斷提高，建筑能耗持續(xù)上升,。其原因,，一是建筑面積增加，二是居民家用設(shè)備快速增長(zhǎng),，建筑照明條件也愈益改善,，三是人們對(duì)建筑熱舒適性要求越來(lái)越高，空調(diào)制冷面積不斷擴(kuò)大,，時(shí)間也在延長(zhǎng),，能源消耗隨之增加。目前普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是節(jié)能途徑中潛力最大,、最為直接有效的方式,，是緩解能源緊張,、解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)不足這對(duì)矛盾的最有效措施之一,。因此，采取建筑節(jié)能技術(shù)措施不僅能改善室內(nèi)熱環(huán)境,、減少空調(diào)耗能量,，還能減少空調(diào)機(jī)排放的廢熱廢氣等改善大氣環(huán)境，且對(duì)削減用電高峰負(fù)荷意義重大,。
為了貫徹國(guó)家有關(guān)能源規(guī)定和政策,，提高設(shè)備和能源利用效率，提高建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平,，使建筑節(jié)能設(shè)計(jì)人員更好地掌握節(jié)能設(shè)計(jì)方法,、熟悉節(jié)能設(shè)備選用。Acrel(安科瑞)公司研發(fā)的Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng),，可以通過(guò)ACR網(wǎng)絡(luò)電力儀表,、諧波表、導(dǎo)軌式電能表,，對(duì)商場(chǎng),、賓館、學(xué)校,、醫(yī)院,、銀行、體育館,、政府機(jī)關(guān)等大型公建進(jìn)行電能分項(xiàng)計(jì)量和能耗分析管理,。希望能對(duì)人們的建筑節(jié)能意識(shí)起到引導(dǎo)作用，為建筑設(shè)計(jì)人員提供參考,，使建筑與節(jié)能一體化設(shè)計(jì),，達(dá)到更好的節(jié)能效果,。
在建筑節(jié)能設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)用中應(yīng)大力利用可再生能源，如利用地下水作為空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水和熱源水,，用制冷（熱泵）從低品位熱源中提取所需的冷（熱）量為建筑供冷（熱）,；又如太陽(yáng)能是清潔而且用之不盡的可再生能源，不僅可提供生活熱水,，還可進(jìn)行光伏發(fā)電,，為建筑的照明系統(tǒng)提供光源。另外將太陽(yáng)能應(yīng)用于空調(diào)技術(shù),，可以有效降低由于使用常規(guī)機(jī)械壓縮制冷設(shè)備帶來(lái)的大量電力消耗,，從而減輕由于燃燒化石能源發(fā)電所帶來(lái)的環(huán)境污染。所以設(shè)計(jì)人員在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中,，應(yīng)該努力探索可再生能源與建筑的結(jié)合方式,，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。
2 基本知識(shí)
2.1建筑能耗設(shè)備
建筑設(shè)備包括建筑電氣,、供暖,、通風(fēng)、空調(diào),、消防,、給排水、樓宇自動(dòng)化等,。
建筑內(nèi)的能耗設(shè)備主要包括空調(diào),、照明、熱水供應(yīng)設(shè)備等,。南方地區(qū)空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)的耗能在大多數(shù)的民用建筑能耗中占主要份額,，空調(diào)系統(tǒng)的能耗更達(dá)到建筑能耗40%～60%，成為建筑節(jié)能的主要控制對(duì)象,。
2.2建筑設(shè)備節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
建筑的節(jié)能設(shè)計(jì),，必須依據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的氣候條件，首先保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量,，同時(shí),，還要提高采暖、通風(fēng),、空調(diào)和照明系統(tǒng)的能源利用效率,，以實(shí)現(xiàn)國(guó)家的節(jié)能目標(biāo)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和能源發(fā)展戰(zhàn)略,。
1）合適,、合理地降低設(shè)計(jì)參數(shù)
合適、合理的降低設(shè)計(jì)參數(shù)不是消極被動(dòng)地以犧牲人類(lèi)的舒適,、健康為前提,?？照{(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)，夏季空調(diào)溫度可適當(dāng)提高一點(diǎn)如25～26℃,、冬季的供暖溫度可適當(dāng)?shù)鸵稽c(diǎn),。
2）建筑設(shè)備規(guī)模要合理
建筑設(shè)備系統(tǒng)功率大小的選擇應(yīng)適當(dāng)。如果功率選擇過(guò)大,，設(shè)備常部分負(fù)荷而非滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行,，導(dǎo)致設(shè)備工作效率低下或閑置，造成不必要的浪費(fèi),。如果功率選擇過(guò)小,，達(dá) 不到滿(mǎn)意的舒適度，勢(shì)必要改造,、改建,，也是一種浪費(fèi)。建筑物的供冷范圍和外界熱擾量基本是固定的,，出現(xiàn)變化的主要是人員熱擾和設(shè)備熱擾,，因此選擇空調(diào)系統(tǒng)時(shí)主要考慮這些因素。同時(shí),，還應(yīng)考慮隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，新電氣產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),，應(yīng)注意在使用周期內(nèi)所留容量能夠滿(mǎn)足發(fā)展的需求,。
3）建筑設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮
建筑設(shè)備之間的熱量有時(shí)起到節(jié)能作用，但是有時(shí)候則是冷熱抵消,。如夏季照明設(shè)備所散發(fā)的能量將直接轉(zhuǎn)化為房間熱擾,，消耗更多冷量。而冬天的照明設(shè)備所散發(fā)的熱量將增加室內(nèi)溫度,，減少供熱量,。所以，在滿(mǎn)足合理的照度下,，宜采用光通量高的節(jié)能燈,，并能達(dá)到冬夏季節(jié)能要求的照明燈具。
4）建筑能源管理系統(tǒng)自動(dòng)化
建筑能源管理系統(tǒng)（EMS,，Building Automation System）是建立在建筑自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS,，Building Automatic System）的平臺(tái)之上，是以節(jié)能和能源的有效利用為目標(biāo)來(lái)控制建筑設(shè)備的運(yùn)行,。它針對(duì)現(xiàn)代樓宇能源管理的需要,，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)把大樓中的功率因數(shù)、溫度,、流量等能耗數(shù)據(jù)采集到上位管理系統(tǒng),，將全樓的水,、電力、燃料等的用量由計(jì)算機(jī)集中處理,，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示,、報(bào)表生成。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化管理,，最大限度地提高能源的利用效率,。BAS系統(tǒng)造價(jià)相當(dāng)于建筑物總投資的0.5％～1％，年運(yùn)行費(fèi)用節(jié)約率約為10％,，一般4～5年可回收全部費(fèi)用,。
5）建筑物空調(diào)方式及設(shè)備的選擇，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源情況,，充分考慮節(jié)能,、環(huán)保、合理等因素,，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析后確定,。
3 Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)
3.1系統(tǒng)構(gòu)成
能耗分析管理系統(tǒng)是指通過(guò)對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類(lèi)和分項(xiàng)能耗計(jì)量裝置，采用遠(yuǎn)程傳輸?shù)仁侄渭皶r(shí)采集能耗數(shù)據(jù),，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)建筑能耗的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng),。其中，分類(lèi)能耗是指根據(jù)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源種類(lèi)劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù),，如：電,、燃?xì)狻⑺?。分?xiàng)能耗是指根據(jù)各類(lèi)能源的主要用途劃分進(jìn)行采集和整理的能耗數(shù)據(jù),，例如，電量分項(xiàng)能耗應(yīng)當(dāng)包括：照明插座用電,、空調(diào)用電,、動(dòng)力用電、特殊用電,。
3.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
建筑物能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)計(jì)量裝置所采集的能耗數(shù)據(jù),，通過(guò)RS485接口，并采用TCP／IP通信協(xié)議自動(dòng)并實(shí)時(shí)上傳給數(shù)據(jù)中心,，以保證數(shù)據(jù)得到有效的管理和支持高效率的查詢(xún)服務(wù)，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸采取一定的編碼規(guī)則,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組織,、存儲(chǔ)及交換的一致性。
3.3數(shù)據(jù)中心
數(shù)據(jù)中心也就是數(shù)據(jù)庫(kù)，接收并存儲(chǔ)其管理區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)建筑的能耗數(shù)據(jù),，并對(duì)其進(jìn)行處理,、分析、展示和發(fā)布,。數(shù)據(jù)中心具備設(shè)置數(shù)據(jù)更新的時(shí)間間隔,，訪(fǎng)問(wèn)歷史數(shù)據(jù)，報(bào)警,，打印報(bào)表,，實(shí)時(shí)與歷史曲線(xiàn)，圖表的繪制,，并預(yù)留相應(yīng)擴(kuò)展功能,。
3.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
Acrel-5000建筑能耗分析管理系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備,、測(cè)控單元為基本工具,，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、光纖環(huán)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)通訊中的一種或多種結(jié)合的最優(yōu)化的組網(wǎng)方式,，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺(tái),，它可以和檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開(kāi)放性,、網(wǎng)絡(luò)化,、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱?、分?jí),、分布式智能一體化結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：
