摘要：對(duì)大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在日常的管理和應(yīng)用中遇到的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)問題進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)形成原因進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，為以后能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推廣提出了系統(tǒng)的建議。
1.引言
近年來，各級(jí)地區(qū)政府以及公共建筑業(yè)主和管理者，已充分認(rèn)識(shí)到分項(xiàng)計(jì)量在公共建筑節(jié)能中的重要性，政府主導(dǎo)或業(yè)主自發(fā)地在各類公共建筑中安裝了多塊電表，并搭建起建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，為公共建筑節(jié)能管理打下基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際工作中卻發(fā)現(xiàn)，由于公共建筑使用功能非常復(fù)雜，原有配電系統(tǒng)與實(shí)際的用電設(shè)備狀況、用電責(zé)任人都有較大的出入，導(dǎo)致計(jì)量得到的能耗數(shù)據(jù)說不清意義，也就無法真正的“用能耗數(shù)據(jù)說話”來進(jìn)行節(jié)能管理。這導(dǎo)致有相當(dāng)多的能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)建成以后不久就處于停頓甚至“癱瘓”狀態(tài)，未能充分發(fā)揮作用。因此總結(jié)和分析能耗計(jì)量數(shù)據(jù)在日常運(yùn)行管理出現(xiàn)的問題，避免走“重建設(shè)、輕運(yùn)營(yíng)”的老路，對(duì)讓真正能發(fā)揮作用的公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)能運(yùn)營(yíng)下去，同時(shí)借鑒已有經(jīng)驗(yàn)，重視計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)大型公共建筑節(jié)能管理的應(yīng)用，使得對(duì)未來建設(shè)的平臺(tái)能夠有效、節(jié)儉地推進(jìn)具有重要意義。
2.能耗分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)常見的問題
建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是指通過對(duì)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項(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。分項(xiàng)計(jì)量是指將建筑消耗的各類能源按其主要用途劃分，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析整理的技術(shù)，如：某大型公建能耗可以劃分為空調(diào)用電、動(dòng)力用電、照明用電、特殊用電等。分項(xiàng)計(jì)量技術(shù)主要借助詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、合理的方案設(shè)計(jì)，以及精準(zhǔn)的計(jì)量分析工作，其常見計(jì)量裝置包括電表、水表、燃?xì)獗?、?冷)量表等。
以分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)指導(dǎo)大型公共建筑的運(yùn)行管理和節(jié)能診斷，如何保證數(shù)據(jù)質(zhì)量是整個(gè)過程中的關(guān)鍵問題，不然會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的分析結(jié)果，導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策。從技術(shù)難度來看，建筑基礎(chǔ)信息的收集和能耗數(shù)據(jù)分項(xiàng)計(jì)量是一項(xiàng)技術(shù)門檻相對(duì)較低的工作，然而在大量的實(shí)際工程應(yīng)用中，分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題仍然普遍存在，有的甚至十分嚴(yán)重。另一方面，對(duì)能耗計(jì)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，尚且缺乏全面的認(rèn)識(shí)。概括起來，主要有以下四點(diǎn)問題：
2.1 建筑基本信息不完善
公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中需要對(duì)每一棟建筑制定基本的屬性標(biāo)簽，以方便建筑物的分類、能耗數(shù)據(jù)查詢配置和各項(xiàng)性能指標(biāo)的計(jì)算。建筑基本信息主要包括地理位置、建筑功能屬性、面積、空調(diào)系統(tǒng)形式、建筑中常規(guī)人數(shù)等。建筑的功能屬性是指辦公、商場(chǎng)、酒店、醫(yī)院等。大多數(shù)公共建筑屬于單一功能建筑，例如政府辦公樓。但這些建筑中通常會(huì)附帶少量的其他功能區(qū)域，例如辦公樓首兩層的一部分出租給了一家飯店，或者在某層安置了一個(gè)規(guī)模較大的計(jì)算設(shè)備中心。這些附加功能區(qū)域通常所占面積較小，但能耗特征和能耗強(qiáng)度與主體功能區(qū)有較大差異，如果不加以區(qū)分，會(huì)使得后期能耗分析和比較偏離實(shí)際情況，影響診斷結(jié)果。所以在建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就應(yīng)當(dāng)將這些區(qū)域與主體功能區(qū)分離，明確記錄特殊功能區(qū)域的屬性和面積，并獨(dú)立計(jì)量該區(qū)域的能耗。公共建筑通常采用中央空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)能耗一般占建筑全面總能耗的30%-50%，而空調(diào)系統(tǒng)形式的不同對(duì)空調(diào)能耗會(huì)造成較大的影響?？照{(diào)系統(tǒng)形式是指建筑采用中央空調(diào)系統(tǒng)還是分散式多聯(lián)機(jī)，對(duì)于中央空調(diào)，末端形式是分散式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)還是集中送風(fēng)，冷源形式是風(fēng)冷還是水冷?，F(xiàn)階段，大多數(shù)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒有考慮此項(xiàng)因素，導(dǎo)致在多建筑能耗對(duì)比中，分析結(jié)果缺乏對(duì)實(shí)際節(jié)能改造工作的指導(dǎo)意義。因此，有必要將空調(diào)系統(tǒng)形式納入建筑基本信息統(tǒng)一收集。
除了屬性信息的全面性問題以外，建筑面積、常規(guī)人數(shù)這些量化信息的準(zhǔn)確性也是一項(xiàng)突出問題。單位面積（分項(xiàng)）能耗是建筑能耗分析中常用的能耗指標(biāo)，相對(duì)應(yīng)的建筑總面積、空調(diào)總面積成為關(guān)鍵參數(shù)。而工程實(shí)踐中往往出現(xiàn)能耗數(shù)據(jù)與面積不對(duì)應(yīng)的情況，使得計(jì)算得到的單位面積能耗指標(biāo)失去指導(dǎo)意義。例如，某單位辦公樓面積2萬平方米，同時(shí)在該樓旁邊還附帶一個(gè)4000平方米的小型辦公樓。這兩棟建筑統(tǒng)一配電，建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的是2.4萬平方米辦公建筑的能耗，而面積信息收集時(shí)只記錄了主樓2萬平方米，這就會(huì)導(dǎo)致單位面積能耗指標(biāo)計(jì)算偏大20%。
2.2 長(zhǎng)期數(shù)據(jù)質(zhì)量需要提高
公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)對(duì)建筑用能數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，特別在使用過程中，不僅僅觀察近期的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)需要綜合分析歷史以來的所有數(shù)據(jù)特征。因此，長(zhǎng)期有效地保證數(shù)據(jù)的高質(zhì)量，對(duì)能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用來說至關(guān)重要。然而在大量工程實(shí)踐中，該問題并沒有予以足夠的重視，最終導(dǎo)致安裝了能耗建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但得到的數(shù)據(jù)卻不能用。主要表現(xiàn)在以下三種數(shù)據(jù)質(zhì)量問題：
（1）數(shù)據(jù)丟數(shù)。現(xiàn)階段普遍采用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)用的是總線模式，即數(shù)據(jù)從每個(gè)末端到中央主機(jī)，一般要經(jīng)過物理測(cè)量、信號(hào)采集、信號(hào)變送、網(wǎng)絡(luò)傳輸、讀取和儲(chǔ)存等多層過程。這種信號(hào)傳輸模式遵循串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致信號(hào)中斷。臨時(shí)性的問題導(dǎo)致的中斷，通過重新傳輸可以彌補(bǔ)；但采集器或者網(wǎng)絡(luò)物理上的問題導(dǎo)致長(zhǎng)期數(shù)據(jù)中斷，很難找回丟失的數(shù)據(jù)。由于運(yùn)行人員缺乏建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的及時(shí)監(jiān)管，常常導(dǎo)致數(shù)日，甚至一個(gè)多月數(shù)據(jù)丟失；
（2）數(shù)據(jù)錯(cuò)數(shù)。電表計(jì)量的原始數(shù)據(jù)是累計(jì)電耗，而通常使用的是時(shí)間規(guī)范化以后的差分結(jié)果。有些電表設(shè)置的電量記錄上限較小，超過上限就會(huì)清零重新開始記錄。這就導(dǎo)致直接差分逐時(shí)電耗會(huì)得到極大的負(fù)電耗。另一種普遍的情況是某些支路或子分項(xiàng)的能耗由上級(jí)總電耗與其他支路電耗作差獲得。當(dāng)其中任何一路電表記錄的數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題時(shí)，都會(huì)影響到作差的支路的能耗數(shù)據(jù)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)很大的電耗值；
（3）數(shù)據(jù)亂數(shù)。建筑中許多大功率的設(shè)備，或重要的租戶配備的雙路供電。在計(jì)量配置過程中，一般只對(duì)主力供電支路安裝計(jì)量電表，備用支路不裝表。這就導(dǎo)致當(dāng)投切到備用支路時(shí)，原支路對(duì)應(yīng)的設(shè)備電耗突變?yōu)榱悖趥溆弥返纳霞?jí)電表處出現(xiàn)了能耗突增。更有甚者，末端系統(tǒng)在使用中調(diào)整或改造，原有的主備支路互換，或改作他用，使得計(jì)量數(shù)據(jù)與最初調(diào)研配置的關(guān)系不相符。以上問題都可以通過數(shù)據(jù)預(yù)處理來解決。在采集到原始數(shù)據(jù)之后，設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單判斷條件，對(duì)數(shù)據(jù)的連貫性、突變情況做出判斷，并針對(duì)這些情況作出相應(yīng)的自動(dòng)修正或報(bào)警，就能夠及時(shí)較好的保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。有效避免數(shù)據(jù)長(zhǎng)期丟失和錯(cuò)誤。
2.3 主路下屬設(shè)備調(diào)研不足
公共建筑能耗計(jì)量與監(jiān)測(cè)在提出之初，就強(qiáng)調(diào)了依照用能類型，對(duì)能耗分類分項(xiàng)。從2006年綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)能耗分項(xiàng)計(jì)量的規(guī)定，到2008年住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的技術(shù)導(dǎo)則附件中對(duì)分項(xiàng)計(jì)量設(shè)計(jì)和安裝的規(guī)定，都明確指出對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、照明插座、電梯、水泵等獨(dú)立計(jì)量。由此形成一個(gè)樹狀的能耗監(jiān)測(cè)框架，實(shí)現(xiàn)從建筑總能耗出發(fā)，分類逐級(jí)搜索各類設(shè)備能耗和運(yùn)行狀況的管理模式。在能耗分項(xiàng)實(shí)施的過程中，需要考察每一路被計(jì)量的用電支路下屬設(shè)備，根據(jù)設(shè)備類型對(duì)該支路的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。正是在這個(gè)過程中，容易出現(xiàn)調(diào)研不充分、設(shè)計(jì)不完善，最終導(dǎo)致分項(xiàng)落實(shí)不足，能耗數(shù)據(jù)難以使用。主要表現(xiàn)為以下三種典型情況：
（1）支路計(jì)量不完善，總數(shù)與分項(xiàng)總和相差較大。在一些工程項(xiàng)目中，只計(jì)量了部分配電柜的能耗，計(jì)量能耗都不足能耗的60%，使得計(jì)量結(jié)果中“其他”分項(xiàng)的能耗很大，沒有充分起到能耗分項(xiàng)的作用。還有一些工程中由于不方便計(jì)量總能耗，直接用計(jì)量的部分能耗求和作為總能耗，導(dǎo)致能耗評(píng)估時(shí)能耗水平較低的假象；
（2）不做詳細(xì)調(diào)研，單純依照支路名稱分類。在配點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)根據(jù)支路的主要功能予以命名。例如“三層A區(qū)照明”，而其下屬設(shè)備除了照明燈具以外，還包括有少部分插座和一臺(tái)新風(fēng)機(jī)。在建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，只調(diào)研了一級(jí)配電，而不深入調(diào)研二級(jí)配電情況，草率做分類，導(dǎo)致空調(diào)設(shè)備和照明混合計(jì)量的情況；
（3）忽視后期改造的調(diào)研。典型現(xiàn)象是建筑使用過程中安置計(jì)算設(shè)備中心，往往在初期配電設(shè)計(jì)時(shí)是無法考慮和體現(xiàn)的，所以從配電圖紙上通常找不到這類高能耗設(shè)備的配置信息。這就需要在建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或改造的過程中，重點(diǎn)考慮，并調(diào)研清楚。支路信息調(diào)研不充分，甚至不調(diào)研，直接導(dǎo)致計(jì)量得到的數(shù)據(jù)沒有明確的分項(xiàng)屬性，無法按照標(biāo)準(zhǔn)的能耗分項(xiàng)模型歸類和應(yīng)用，失去了分項(xiàng)計(jì)量工程的基本意義。非但起不到輔助節(jié)能管理、發(fā)掘節(jié)能潛力的作用，反而總價(jià)運(yùn)行投入、誤導(dǎo)能源管理工作。因此在建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝階段，詳細(xì)調(diào)研末端設(shè)備和配置信號(hào)端口名稱的工作對(duì)能耗建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性顯得尤為重要。
2.4 能耗數(shù)據(jù)應(yīng)用不充分
能耗數(shù)據(jù)是建筑中各類系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行狀況的終端表現(xiàn)，通過分析分項(xiàng)能耗的數(shù)值及其變化特征，在一定程度上可以了解相應(yīng)的系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行管理狀況。這使得公共建筑能耗管理變得更加細(xì)致和精確。能耗建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以幫助管理者跟蹤買一臺(tái)主要設(shè)備的運(yùn)行情況，在提高管理水平的同時(shí)，減少人力成本。但在許多建筑中，建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)并沒有得到管理者的足夠重視，往往只是作為逐月抄表的工具，或是直接交給節(jié)能診斷團(tuán)隊(duì)來分析處理。而實(shí)際上，以計(jì)量數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一些基本功能是很容易的。例如，自動(dòng)生成關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀況日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表，主要包括冷機(jī)、大型水泵、大型風(fēng)機(jī)、主要功能區(qū)照明、電梯等，基本參數(shù)可以包括最大電流值、最大功率值、總運(yùn)行時(shí)間、機(jī)械正常與否、日累計(jì)電耗、同期對(duì)比情況等。這些簡(jiǎn)單的參數(shù)報(bào)表不需要專業(yè)化的計(jì)算分析技巧，對(duì)已有的計(jì)量數(shù)據(jù)直接讀取并輔助簡(jiǎn)單的四則運(yùn)算即可完成。
3.改進(jìn)意見
針對(duì)上述能耗計(jì)量數(shù)據(jù)在日常管理和應(yīng)用出現(xiàn)的問題，結(jié)合筆者的實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)該從如下幾個(gè)方面著手：
（1）不將“不清不楚”的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)放進(jìn)能耗數(shù)據(jù)庫。要計(jì)量的這一條配點(diǎn)支路，究竟帶了什么用電設(shè)備、正常的使用功能是什么、正常的開啟時(shí)間規(guī)律是什么都要弄清楚，計(jì)量得到的電耗數(shù)據(jù)對(duì)節(jié)能管理才有意義。
（2）能耗計(jì)量既要“抓準(zhǔn)重點(diǎn)”、又要“全面覆蓋”。這二者看似是矛盾的，“魚與熊掌不可兼得”，實(shí)則不然。有些公共建筑裝上百塊電表，但進(jìn)行能耗分拆時(shí)仍有50%是“其他”，顯然能耗計(jì)量沒有抓準(zhǔn)重點(diǎn)，也沒有實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。實(shí)際公共建筑中能耗也在一定程度上符合“二八原則”：整個(gè)建筑物80%的電耗可能是數(shù)量上僅占20%的用電設(shè)備消耗的。對(duì)公共建筑的實(shí)際用電支路狀況進(jìn)行分析，選取能耗高且變化復(fù)雜的支路或用電設(shè)備進(jìn)行裝表計(jì)量，往往起到事半功倍的效果。
（3）能耗計(jì)量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存“一步到位”。這里所講的“一步到位”是指計(jì)量下來的能耗數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)被清晰、整齊地儲(chǔ)存為電子表格形式，不能是潦草的手抄計(jì)量數(shù)據(jù)，也不是錯(cuò)誤百出、單位不清、時(shí)間混亂不統(tǒng)一的原始數(shù)據(jù)表格。這樣就能使得下一步節(jié)能管理著不必花費(fèi)時(shí)間精力去“重新梳理”能耗計(jì)量數(shù)據(jù)，確保了節(jié)能管理的有效性。
4.結(jié)語
為了使大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮更好的作用，需要建筑管理者轉(zhuǎn)變?cè)械拇址判凸芾硭悸?，從單純監(jiān)管逐月建筑總能耗的模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹饡r(shí)分項(xiàng)管理，從只看自己轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ鄬?duì)比，找差異找問題。隨著數(shù)據(jù)開放化的程度不斷提高，大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)不僅僅是一個(gè)“顯微鏡”，形成的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)也是一個(gè)“望遠(yuǎn)鏡”。確保能耗計(jì)量數(shù)據(jù)的真實(shí)、有效，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)際應(yīng)用如對(duì)同類建筑的分項(xiàng)能耗進(jìn)行排序、比較，對(duì)能耗曲線特征做對(duì)比等，可以幫助建筑管理者找到運(yùn)行管理中的那些習(xí)慣性的錯(cuò)誤，可以更好地形成一套完善的能耗、能效體系，幫助節(jié)能診斷。
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