建筑能源管理范文

时间:2023-12-20 17:55:48

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建筑能源管理

篇1

1.1能耗基线的测定方式国外的经验是可以把一个已经设计好的,符合各项规范标准的建筑当成是“既有”的[6]。这个建筑需要具备两个条件。1)该建筑是已经通过建筑设计阶段,在图纸上形成。2)该建筑符合国家各项规范,特别是用能基本规范的要求。这个“既有”建筑的能耗性能水平就成为了评估合同能源管理节能成果的能耗基线,通过比较在原建筑设计下和在节能节水措施实施后的能耗性能来计算能源节约量。应用计算机能耗模拟软件进行建筑能耗基线测定,如美国劳伦斯•伯克力国家实验室开发的DOE-2软件。在软件中构建此建筑的模型,模拟测量出建筑的初始能耗水平,作为评估节能成果的基线;再由节能服务公司对建筑设计进行优化,之后按优化后的图纸在原能耗模拟模型上进行节能措施的建模或模型改建,模拟测量出目标能耗水平。节能服务公司与客户通过合同约定项目建成后的节能水平,并全程参与到项目的建设、调试和建筑投入使用后合同约定年限的运营养护工作中。

1.2测定基线需考虑的因素由于新建建筑工程的基准能耗数据是基于计算机能耗预测而不是实际的能源审计,如果测量计算不精确的话,项目运营后达不到能耗目标的风险会大大提高。因此在能耗基线的测定时需考虑以下因素:1)原始的新建建筑设计;2)能耗标准,如美国参考能源部颁布的ASHRAE90.1能效标准;3)近期类似建筑的历史能耗状况;4)节能服务公司的项目经验。

1.3基线测定的监督机制合同能源管理实行的是市场机制,涉及节能服务公司和接受节能改造企业的利益,利益分配关键点就是节能量的确认。对于新建建筑来说,其初始能耗的测定是利用计算机建模完成的,在数据的测定方面更容易引起争议。因此,在新建建筑能耗基线的建模阶段,就应该委托业主与节能服务公司双方认可的具有相关资质的独立第三方节能评估机构进行监测。经过第三方权威的监测,得到一个科学的节能量,为基线的确定以及项目在此后的顺利实施提供保障。

2新建建筑全生命周期合同能源管理

2.1项目运作流程通过对我国合同能源管理运行机制的分析,加之国外将合同能源管理运用于新建建筑的经验,不难发现合同能源管理存在于新建建筑的全寿命周期中。因此,国内有学者提出了新建建筑全生命周期合同能源管理的概念。所谓新建建筑全生命周期合同能源管理,就是在新建建筑项目初期就引入合同能源管理模式,完成贯穿项目规划设计、建设施工和运营使用的能耗管控,实现对新建建筑的节能管理及投资回报的最大化。新建建筑全生命周期合同能源管理流程如图1所示。通过对新建建筑项目各阶段的划分,赋予相关参与主体各自应承担的合同能源管理任务,将新建建筑全生命周期每个阶段的管理无缝化对接,实现合同能源管理在新建建筑全生命周期的应用。

2.2建筑设计阶段参与主体及其任务在设计阶段,新建建筑合同能源管理的参与主体有建设单位、节能服务公司、设计单位、第三方评估机构。在这一阶段中,建筑设计由设计单位和节能服务公司共同完成,其中设计单位完成基本的建筑设计,之后节能服务公司主要着眼于建筑的能耗性能方面,以其在建筑节能方面的专业技术水平对原建筑设计进行优化。建筑设计阶段参与主体及其任务见表1。能耗性能目标的确定:能耗性能目标是建筑投入使用阶段的预期效用成本,利用计算机模型分析建筑用能得到,再根据建筑运营模式、气候和其他因素做出调整。但计算机模型分析必然是粗糙的,因此能耗性能目标可以由基础模型模拟量向最新类似建筑能耗结算历史校准得到。

2.3建设施工阶段参与主体及其任务在建筑的施工阶段,新建建筑合同能源管理的参与主体主要有施工单位、监理单位、建设单位、节能服务公司、第三方评估机构等。在这一阶段,由于节能服务公司与施工单位共同参与施工,容易导致责权不清,业主和监理应注意责权的分配与现场协调管理。节能服务公司应注意在关键施工节点对建筑能耗的监测,如超出预期应进行调整,达标后再进行下一阶段的施工,如此往复直至项目竣工。建设施工阶段参与主体及其任务见表2。

2.4投入使用阶段参与主体及其任务在建筑物的生命周期中,投入使用阶段是其中能耗最大的一个阶段,能耗约占全生命周期能耗的70%~80%,即使是节能建筑,投入使用阶段的能耗也占到50%~60%左右[9]。在新建建筑合同能源管理中,此阶段将会进行节能效果的评定和利益的分配,是新建建筑合同能源管理项目的关键阶段。本文所涉及的新建建筑合同能源管理机制适用于非出售型的新建建筑项目,项目的建设方能完全享受在项目节能中的投入带来的收益,由此可根据使用者的不同分为自用型和出租型。

2.4.1自用型对于业主自用型的新建建筑合同能源管理项目,在投入使用阶段的参与主体有业主、节能服务公司、第三方节能评估机构,参与主体及其任务见表3。节能服务费的给付:由于租户的陆续搬进搬出及设备的调试使用,第一年的建筑运行情况是不稳定的,所以通常用第二年的能耗情况来衡量能耗性能以计算奖励和处罚。在第二年末,能耗目标应依据实际运行时间、设备荷载、电梯耗能、实际天气和利用率来调整,并要考虑资金的时间价值。不同的付费结构建立的基础都是———节能服务公司有愿望努力超出规定的性能目标以取得奖励费,至少也要有足够的动力去达到目标能耗水平以获得基本服务费。图中的基本费用是指设计服务费用,不包括节能工作费用。超过目标能耗水平的奖励程度和低于目标能耗水平的惩罚程度可视合同情况而定,即在上图中目标能耗左右线段的斜率可不同,图中仅作示意。除了基本的付费结构外还可以赋予高效能耗水平更多的服务费权重,形成加权付费结构,如图3所示。加权付费结构对节能服务公司达到性能目标给予很强的激励,因为假如能耗性能不足,服务费将会急剧下降。同样,超过目标能耗水平的奖励程度和低于目标能耗水平的惩罚程度可视合同情况而定,即在上图中目标能耗左右线段的曲率可不同,图中仅作示意。从国外一些项目经验来看,从初始设计服务的开始到最后的费用支付之间的时间间隔很长,大概有2至4年的时间滞后。这势必会增加中小型节能服务公司的融资难度,降低他们对于新建建筑合同能源管理的参与意愿。所以在付费方式上可做改进,在最后的节能量测量评估支付服务费之前,有两个时间点可以进行部分先期支付。第一次是在完成模拟且满足能效目标的设计时,第二次在完成相对于最后确定的设计没有明显改动的施工后。虽然大多数节能服务公司都希望尽早的获得服务费,但为了保证合同能源管理的基本要素,最后的支付必须绝对遵循建筑投入使用后的实际能耗测量数据[4]。

3.4.2出租型出租型新建建筑合同能源管理与自用的区别在于,投入使用阶段由住户自行进行其占用房间一些终端用能设备的安装和其后的运营管理,此时节能服务公司与租户共同承担节能目标责任。要想达到最终的节能目标除了节能服务公司的节能设计与施工外,还必须以有效的激励方式来鼓励住户安装高能效的用能设备(包括节能照明设备和暖通空调设备等),以及后期合理的运营管理。激励的方法是业主与租客签订协议,如果满足一定的最低能效标准,承租人将获得一定的节能奖励。此时的能源管理合同除了业主与合同能源管理签订的以外,还新增了业主与住户签订的合同。出租型新建建筑合同能源管理合同关系如图4所示,图中灰色粗线代表能源管理合同。实施激励的第一步是为租户的节能改进建立一个设计标准。这个标准可以表示为一个最大照明功率密度、设备功率密度等等。租户如果按照标准来进行室内设计的话将得到租户节能补贴。在租户入驻以后,他们支付的能耗成本将和基本租金分离,这样租户将会有动力持续地以最高效的方式运营他们的空间。各个租户的用能情况都可以通过流量计、温度传感器、分电表的结合来测量,可以为每个荷载条件指定一个最大用能量。租户设备能效准如图5所示。此过程中各参与主体的职责如表4所示。

3结语

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关键词:智能建筑;电气能源;能源管理

引言

随着我国国民经济水平的不断提高,以及城市规模的不断扩张,给我国建筑事业的发展带来难得的发展机遇。但是,由于目前我国对建筑节能技术重视程度不足,致使建筑消耗能源多,能源利用率较低,形成浪费较为严重的现象。低能耗低排放,是我国节约资源,保护环境的重要政策之一,是建设资源节约型社会的重要保障。因此,对于建筑电气能源管理与使用的要求也越来也高。除此之外,随着人民生活质量的不断提高,现代化建筑对电气设计要求也逐步提升,开发舒适、高质量、节能环保的建筑才能满足人们的需求。因此,加大对建筑智能系统中的电气能源管理是我国当前紧要任务之一。

1 智能建筑介绍

智能建筑,是利用计算机技术、通信技术、控制技术以及建筑技术等,自动监控和管理建筑设备和信息资源,从而向用户提供安全可靠、舒适便利的建筑环境。近些年,随着我国对能源节约力度的加大,智能化系统逐步出现在一线城市的公共建筑中,成为建筑节能的主要措施之一[1]。虽然在建筑中采用先进技术,但是由于工程过程中质量不达标、后期维护不到位等原因,使得建筑智能化系统的使用率较低,节能效果甚微。

智能建筑特点:

环境方面:(1)舒适度。智能建筑使人们的生活或工作环境更为便利,从心理和生理上均感到舒适。(2)高效能。智能建筑不仅提高人力、时间、资源以及建筑物设备的使用管理效率,还提升了办公业务等方面的工作效率。(3)适应性强。智能建筑系统不仅适用于办公设备等的变化,而且在其更换过程中,对原有系统不造成障碍。(4)安全性能好。智能建筑除了可以保护使用者的财产、安全以外,还能有效保证数据信息不受破坏,有效防止了信息网信息的泄露与干扰[2]。

2 电气能源管理F状

建筑智能系统电气能源管理中常见问题:

由于我国智能建筑中能源的管理与使用技术还不够发达,导致实际应用过程中存在缺陷依然较多。

(1)智能建筑通风设计不合理。在实际的建筑物中,由于通风设计不合理,使得使用中央空调的建筑物不能及时合理地进行机械排风,导致室内外通风换气形成冷负荷,从而加大了智能建筑空调产生的冷量。(2)智能建筑照明系统设计不合理。在进行智能建筑照明系统设计时,由于未能合理选择光源或控制方式,导致照明设备在实际建筑物中浪费大量能源。(3)智能建筑电气设施设置不合理。在进行室内电气设备设置时,由于采暖、通风、给排水等方面设备选型不当或者运行方式不合理,造成能源消耗过高,而浪费了有效资源。

3 提高电气能源管理措施

智能建筑系统在人们的日常生活中发挥作用越来越重要,而电气能源在智能建筑系统中居于重要地位。因此,如何有效提高并管理电气能源,是当前一项紧要任务。

3.1 智能建筑电气节能设计

电气节能能有效减少能源使用,而电气节能设计是节能减排的关键环节。因此,进行电气节能设计时,既不能以牺牲建筑功能损害使用需求为代价,也不能盲目增加投资为节能而节能。因此,电气节能设计应遵循以下原则:

3.1.1 满足智能建筑具备节能特点。进行建筑设计时,如在照明系统方面,应充分考虑亮度、显色指数等方面指标,同时充分利用建筑所处位置的天然条件,降低能源消耗。而对于空调设计,在满足温度要求和舒适度的同时,应考虑电气设备的管道布线的美观度。

3.1.2 降低不必要能耗,确保能源节约。在智能建筑电气设计工程中,应及时舍弃与建筑功能无关的能源消耗,同时降低设施在工作时的功率损耗。例如,在选择照明设备时,尽可能选择节能或者可再生资源。除此之外,减少或消除与发挥建筑物功能无关的消耗,比如电气设备自身的电能消耗,传输线路上的电能消耗等等是节能的着眼点[3]。

3.1.3 保证建筑电气设计具有较好的经济效益。对于智能建筑电气节能设计,还应该综合考虑实际效益,避免因为节能而造成投入费用过高。合理选用节能设备及材料,使节能增加的投资能在较短的时间内用节能减少下来的运行费用收回。应该综合考虑节能电气设施在试用期内的节能费用与投入费用比率,合理的确定经济效益与节能效果最好的设计方案。

3.2 充分利用新型能源及可再生能源

进行智能建筑的电气能源设计时,尽可能选择新型可再生能源,如太阳能、风能等,从而降低对非节能型电气设施和高耗能设施的使用。除此之外,在智能建筑的施工过程中,利用新型保温材料代替传统材料,起到减少升温的设备耗能,从而降低建筑耗能。除此之外,还可起到隔音效果。

3.3 引用智能建筑电气新技术

传统建筑电气设计,不能较好地解决能源浪费这一问题。随着我国科学技术的快速发展,为解决能源浪费过大这一问题,在建筑设计时引入新型电气设计新技术,即通过先进的控制方法有效控制传统建筑中的电气设备。除此之外,通过计算机系统及时监控建筑室内的温度和亮度,从而设定室内的温度上下限以及灯光亮度,有效降低建筑电气设备所耗能源。

3.4 加强智能建筑电气设计管理工作

智能建筑电气设计质量直接影响着建筑电气能源的使用,而电气设计师是否具有丰富的工作经验以及能力,是决定建筑电气设计质量的关键。因此,在管理智能建筑电气设计的相关工作人员时应做到以下几方面:(1)对电气设计师进行定时培训,及时考察其工作能力;(2)对于建筑电气设计过程中出现的问题,施工人员不得擅自修改设计方案,应及时向建筑电气设计师反映。另外,在施工过程中,应该严格监督施工质量,严禁偷工减料;(3)设立相应的奖罚机制,从而调动工作人员的工作积极性。

4 结束语

智能建筑电气设计,是一项复杂的系统工程。在电气设计过程中,需要根据建筑所处自然环境,综合考虑,从而做到设计的协调统一,以及具有较好的经济效益。随着我国科学技术的快速发展,在智能建筑电气能源管理过程中,应及时引用新的技术,不断完善智能建筑电气设计,以及满足人们的生活需求,使智能建筑的发展越来越符合人们的生活需求。

参考文献

[1]邓春荛.民用建筑电气中的主要节能措施[J].科技资讯,2012(15).

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关键词:大型公共建筑;能源管理系统;建筑节能管理体系

Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.

Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system

中图分类号: TU201.5文献标识码:A文章编号:

一、引言

随着我国经济和社会的快速发展,大型公共建筑经常被作为一个城市现代化的象征,兴建大型公共建筑既促进了经济社会发展,又增强了为城市居民生产生活服务的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增长趋势。大型公共建筑一般指单体建筑面积2万平方米以上的办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通枢纽等公共建筑。由于此类建筑结构和用途的特殊性,且往往片面追求外形,用能系统复杂、运行工况变化大、影响能耗因素多,再加上再设计、施工、使用和运行维护等环节的粗放式管理等不利因素的影响,使得当前的一些大型公共建筑往往是耗能的大户。主要问题表现在以下几个方面:

(1)目前,我国大型公共建筑能耗高、能效低问题突出。根据清华大学与建设部的2007 年研究抽样调查,大型公共建筑面积占城镇建筑总面积的比例为4%,但消耗的电量却占22%[1]。据测算,我国大型公共建筑单位面积年耗电量达到70~300kWh,是普通居民住宅的10~20倍,其节能潜力亟待挖掘。

(2)超过70%的大型公共建筑没有专职的节能管理人员,大多数大型公共建筑业主的用能设备管理仅仅是从安全使用的角度考虑,缺乏系统的能源管理制度和手段,不能及时掌握能源的整体消耗情况,对主要用能设备的运行情况和节能状况未能及时把握及管理。因此,建立建筑能源管理体系,依靠先进的节能管理手段来实现大型公共建筑的节能运行,约束使用者的使用习惯和提升物业管理的运行管理水平,提高运行管理效率是目前亟待解决的问题。

(3)多能源系统与复杂负荷的结合体。在能源危机的今天,可再生能源的利用越来越普遍,大型公共建筑的这一现象尤为明显。大型公共建筑可能设置多种能源,如常规电制冷、三联供、地源热泵、冰蓄冷、蒸汽供热、太阳能、风能等。这么多能源在楼宇中综合使用所带来的多能源的协调优化、负荷预测与优化控制等问题将逐步凸显。

(4)缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同时伴随着供能系统众多、用能系统复杂、位置分散、用能信息量庞大等特点,常规的、针对设备或能耗的管理系统(如BA系统、能耗监测系统)一般只注重对设备自身管理或对能耗的计量监测,缺乏对整个能源的系统管理。因此,为保证整个建筑的能源的优化运行必须建立具有有效的监视控制、完善的通信系统、科学的分析诊断、合理的优化管控的建筑能源管理系统,同时结合建立的能源管理体系,实现大型公共建筑能耗的有效管理。

由上可知,我国大型公共建筑单位建筑面积能耗高,节能潜力巨大。其节能改造工作成为了一个系统的复杂工程。结合“十二五”期间我国大型公共建筑能耗降低15%的节能目标,这就需要针对大型建筑的使用特点,建立建筑能源管理系统,科学地进行能耗监测、分析诊断、优化管理与控制,提高大型公共建筑能源利用的经济与社会效益。本文将在充分研究分析建筑能源管理系统的基础上,结合大型公共建筑的特点及需求,提出大型公共建筑能源管理系统的设计目标、功能以及架构,用于指导大型公共建筑能源管理系统的建设。

2、建筑能源管理系统

建筑能源管理系统是指对建筑物或者建筑群内的变配电系统、照明系统、电梯系统、空调系统、供热系统、给排水系统等能源使用状况实行集中监视、分析管理和分散控制的软硬件系统。目前所提的建筑能源管理系统主要分为三类:

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关键词:建筑管理;能源;建筑节能

建筑工程所耗费的资源大多属于不可再生资源,如果不能提高循环使用的效率,就必须要重视建筑的节能性能,否则以目前的建筑工程发展模式,很可能会断送建筑行业的未来,而值得注意的是,很多原材料的价格在上涨,除了人工和生产消耗的因素之外,资源短缺是价格浮动的关键性因素。

1建筑工程建设现状

(1)建筑工程本身就是资源消耗巨大的代表,随着城市建设规模增大,建筑工程增多,对资源的需求将更为庞大,而且在施工中不注重节能技术和材料的应用,还以传统的施工方式进行施工建设,工程量增多,资源需求自然就直线上升。施工人员的技术水平参差不齐,高低不一,很多施工需要进行返工,使用的材料不得不拆卸下来并且做废弃处理,施工质量越差,技术标准不过关,返工次数就越多,资源被重复浪费。另外,工程人员在施工中没有树立起节能环保的意识,在很多施工程序中可谓“大手大脚”,材料就在这种不加节制的使用中被大量的浪费。(2)中国的国情决定了建筑规模的庞大是很多国家难以企及的,我国拥有近十四亿人口,要满足人们居住工作的要求,以及企业发展、社会进步的目标,城市化和乡村城镇化的建设浪潮还将以高速增长的发展模式持续多年,建筑规模越来越大,所需要的建筑原材料越多,消耗的资源和能源就越多,每年的建筑面积都在递增,而且我国的发展潜力仍然巨大,中西部省份还有很多城市正在迅速扩大,现有的资源恐怕难以满足过快的建筑规模的增长,这无疑让我国面临着更为严峻的资源危机形势,也是我国持续发展战略所要面对的重大挑战。(3)虽然我国的节能建筑、低碳建筑和生态城市的建设已经持续了多年,但是由于没有形成统一的管理和相应的评价标准,很多建筑企业和施工单位并没有大力的促成建筑节能发展模式,而依然固守原来的建筑工程建设模式,一些节能建筑在城市中可谓鹤立鸡群,很多城市还没有兴建一栋节能建筑物,可见,节能建筑的普及率非常低,甚至很多人都没有听说过节能建筑。

2建筑管理与能源匹配达成建筑节能的重要意义

(1)经济利益。通过合理规划建筑管理的各项举措,达到与能源科学的匹配,降低能源消耗量,资源的消耗减少,意味着节能目的的实现,降低了所需建筑材料的数量,也就降低了工程建设的成本,在施工中加强能源匹配方面的管理措施,健全相应管理制度,减少返工次数,提升施工技术和质量水平,使得建筑企业的建设能力得到提升,有利于企业的长远发展和提高经济效益。(2)社会价值。社会经济的发展不能以牺牲环境、过度消耗资源为代价,建筑节能是城市发展的良好开端,也是建设生态城市的一个突破口,更多节能建筑的兴建,可以在社会上引起广泛的关注,为城市发展节能减排,体现了极高的实用价值,引起社会各界人士的好评,有利于建筑行业的持续发展和挖掘自身的发展潜力,提高自身的社会价值。(3)环境保护。我国城市的建设规模极其庞大,如果节能建筑大量建造,或者通过建筑管理的合理规划降低能源消耗,对于像我国这样建筑面积庞大的国家来说,可以节省大量的资源和降低能源消耗,不只一座城市一个地区,形成全国范围内的建筑节能目标,还有很长的一段路要走,保护环境要时刻在路上,更不能半途而废。

3建议

从目前来看,我国在建筑节能方面才刚刚起步,和国外的模式还有着较大的差距,必须要对节能建筑进行重视,并不断对其进行探索与改善,使我国建筑节能领域能够快速发展。(1)对于建筑节能来说,其在未来的建筑领域中地位非常种重要,因为建筑节能的相关工作人员在对国外经验进行学习的时候,要积累实践经验,对我国建筑节能的相关管理模式进行完善,还要针对我国建筑节能做好政策管理的相关工作。(2)目前,我国建筑在节能模式方面比较单一,应该结合不同地区的各个特点按照不同的模式要求进行开发,要对各大地区做好地理特点以及文化特点的研究和分析,针对各大地区,将其节能建筑中的相关数据指标制作出来,并做好统一组织,保证我国建筑节能领域发展的统一性。(3)针对我国建筑节能领域,要对其研究工作进行鼓励和支持。就目前来看,我国对建筑节能的自主研究还不多,很多工作者的数据成果其实都是对国外实例进行了借鉴,这样能够让我们的研究少走弯路,但是这也使我们没有较强的自主开发的相关能力。对科学研究进行大力支持与奖励,研究人员对于建筑节能的兴趣大大提高,促进我国在建筑节能方面的技术发展。(4)使人们节能的整体观念得到提升。目前,不只是中国,世界上的国有国家对于资源的相关需求都大大增加,但是能源有限,人们只有对能源进行正确的了解,充分了解其重要性,才能更好地使能源问题得到解决。人们只有对建筑节能领域进行充分了解,才能促进建筑节能领域不断向前发展。

4结语

建筑节能需要合理的建筑工程建设的管理制度与能源消耗相互匹配。它对于我国建筑行业发展有着重要的推动作用,是确保我国经济可持续发展并使人们生活水平得到提升的重要因素。对这一问题进行分析和研究,其现实意义重大,我国的相关专家要对其进行积极研究,并将最新匹配措施研究出来,推动我国建筑行业快速发展。

作者:张丹 单位:葫芦岛市建设工程质量监督站

篇5

【关键词】建筑企业;人力资源;创新能力

中图分类号: C29文献标识码: A

1.现状分析

在经济飞速发展的今天,人才是每个企业都是可遇而不可求的,而一个企业对人才的选拔及培养在于企业人力资源管理。建筑企业也不例外,在与同行的竞争过程中,谁拥有了更好的人力资源管理,谁就有可能拥有更多优秀的人才。而一个企业的竞争归根结底还是人才的竞争。只有在强烈的竞争中拥有了超越别人的高素质人才,这样才能有更大的把握在竞争中取胜。建筑企业要想在竞争中取得优势,就必须得重视自己的人力资源管理,必须时刻进行人力资源管理管理的创新,掌握竞争中的主动权。就目前我国建筑企业的大体情况而言,在科技的贡献度上处于较低水平,劳动率水平也较低,严重缺乏创新,没有一个良好的创新发展机制。造成这一结果的主要原因在于我国的建筑企业在很大部分程度上并没有一个较好的人力资源支撑。

2 .建筑企业创新活动对人力资源的要求

2.1 模块创新对人力资源的要求

模块创新主要是针对建筑产品中的部分成分而言的,这主要是要求建筑企业在人力资源管理的过程中必须要有丰富的人力资源管理理论,具备较为扎实的专业技术能力,能够针对某一些个别的主体创造性地提出和制定有效的解决方案,对事物的发生有较强的预见性。

2.2建筑创新对人力资源的要求

建筑创新是建筑产品在其生产的过程中每个部分与整个系统之间的创新关系。这主要是在施工的现场较为常见,经常是承包商扮演这类角色。在整个的建筑建设过程中,要求管理者必须要有大局观,施工者必须要专业化技术扎实,这样才能解决管理和技术上的难题。

2.3系统创新对人力资源的要求

多个相互独立协作运转的创新整合在一起就形成了系统性的创新,这种创新也是整体的综合性创新。系统的创新要求很高,他要求管理层必须具备各方面的协调能力和控制能力,拥有很强的专业性知识和技术。创新者往往是对整个建筑系统以及各个部分与系统之间的关系进行全方位的把控,但创新者需要较强的能力与威性,这样才能保证整个系统的各个部分之间的友好协调运转。

3.建筑企业创新能力提高的人力资源管理对策

3.1进行人才观的创新

人力资源管理的最基本的也是最重要的就是要树立正确的人才观,通才是人才,专才也是人才,人才可以有知识性的人才,也可以有技术性的人才,建筑企业的日常的人力资源管理中应该首先树立正确的人才观,同时还必须将自身的发展纳入到世界发展的洪流之中,参与世界的竞争,学习他人优秀的人力资源管理方法,为企业搭建一个合理的人才管理结构框架。就目前我国建筑企业的人力资源管理情况而言,管理手段低下,管理的科技含量不高,管理观念陈旧,管理机制不科学,这无疑不利于我国建筑企业人力资源的良好发展,这将不利于我国建筑企业的人力资源架构从劳动密集型向技术密集型和知识密集型转变。

3.2实现人力资源培养制度的创新

人才的培养需要一个科学合理的培养制度,对于我国建筑企业的人力资源管理中的人才培养也不例外。建筑企业的员工成分较为复杂,有一定的特殊性,因此在其人才的培养过程中更得注意培养的方式方法,培养的制度得更加的科学才行。建筑企业的人力资源人才的培养应该从实际的情况出发,对不同层次的人力资源进行不同层次的培养,可以为员工在企业内部的发展设置多条晋升通道,比如说管理通道和专业技能通道,这样既能满足企业对管理人才的需要,又能满足企业对专业技术人才的需求。因此实现建筑企业培养制度的创新必须毫无条件地执行下去。

3.3实现激励与制约机制的创新

对于任何一个企业而言,内部的激励机制都是必不可少的,它的存在能很好地调动员工的工作积极性,促使员工更加努力地为企业奉献。对于人力资源的管理创新业应当如此,建筑企业可以制定相应的激励机制,鼓励员工大胆地进行创新,奖励那些敢于创新的员工,激发员工的创新思维。当然企业内部的制约机制也是必不可少的,这种制约主要是约束那些不利于建筑企业人力资源管理创新的因素,使得建筑企业的人力资源管理创新朝着健康的方向发展。

4.结语

当今的社会是一个竞争的社会,企业要想在激烈的竞争环境中存活并不断地发展就必须不断地进行自我创新。但是创新并不是盲目的,必须一切从企业的实际情况出发。我国的建筑企业在人力资源管理的创新上一直都是薄弱环节,但这并不意味着我国的建筑企业的人力资源管理就不能实现创新发展,我国的建筑企业应该尊重现实情况,不断地创新自己的管理、培训、激励、制约和专业方面的创新,真正地实现人力资源管理上的创新,为我国建筑企业的创新型发展打下良好的人力资源基础。

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关键词:智能建筑设施设备;设施设备动态管理信息系统;系统化维护资源;多管道信息驱动

中图分类号:TM852文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0108-03

为适应省广播电视自身发展新平台的需要,广电新中心建设即将开始,其建设目标是:功能设施齐全,工艺技术先进,装备精良适用,建筑布局合理,造型新颖独特,环境优美宜人,并具有安徽特色兼有文化交流和旅游观光功能的广播电视中心。为达到舒适、节能、安全、快捷、满足广电行业需求等目的,这一现代智能建筑将安装各种用途的智能化系统,如智能变配电系统、太阳能光伏系统、消防报警系统、楼宇自动化控制系统、中央空调及冷热源系统、机房专用恒温恒湿空调系统、电梯系统、安防系统、一卡通系统、智能照明系统、公共广播及多媒体信息系统等。同时还将安装其它一些建筑物附属设施,如绿化景观喷泉、热饮水装置、卫生节水洁具等。

现代建筑是建筑艺术和智能化技术的完美结合。有统计数据显示,在建筑的全寿命周期内建筑的运营、使用和维护成本是建设成本的20倍,因此智能建筑的管理将是比建设好智能建筑更重要的问题,特别是智能建筑设施设备由于大量采用现代的通信技术、计算机技术及控制技术,无论是工作性质还是运行管理都与传统的机电设备有较大的差异,如果管理思路不能符合智能化系统的特点,那么就不能适应时代的发展。对于广电管理服务中心来说,在“管理集约化、保障科学化、服务人文化”的经营理念指导下,应用系统工程的理论和方法,采用现代计算机技术、通信技术、自动化控制技术和图形显示技术,提高设施设备管理水平是一个值得探讨的问题,

一、物业设施设备管理模式的发展

传统的物业设施设备维修和管理一般采用二级保养、定修结合的事后维修方式,管理模式为静态管理的计划定保定修,有的是手工台帐,有的虽然应用了设备管理软件,使得设备的静态信息数据记录规范化,能提高工作效率,但仍属于对手工管理的简单模仿。传统静态管理模式最大不足之处就是滞后性,缺乏对基础数据的收集和统计分析,无法准确掌握设备的实时状态,对维修效果不能进行有效的评价。另外各部门分管的设备系统无法实现协同,领导无法及时了解设备系统的运行情况,不能实现设备的精确管理。况且对于像广电中心这样的建筑园区来说,如果还采用传统的设施设备管理模式,将是不可想象的。

智能建筑设施设备的运行管理是一门新兴的学科,国际物业设施管理协会(IFMA,International Facility Management Association)对FM所下的定义是:“以保持业务空间高品质的生活和提高投资效益为目的,以最新的技术对人类有效的生活环境进行规划、整备和维护管理的工作”。物业设施管理涉及的领域很广泛,它包括对不动产、土地、建筑物、设备、房间、家具、备品、环境系统、服务、信息物品、预算和能源等设施的管理。

智能建筑设备动态管理信息系统(IBMIS)就是以系统思想的方法,利用现代信息通讯技术和设备管理理论的最新发展成果,并结合国家有关设备管理的法律、法规,对智能建筑物业设备管理活动中的信息进行收集、提取、分析、统计、输出,并形成支持组织决策的信息系统。动态设备管理信息系统改进了静态设备管理信息系统的不足,基本实现了对设备的动态管理。两者的对比见表1:

管理服务中心通过现代物业设施设备管理模式将能全面获取建筑物的环境、业务、财务、设备的信息,从经营战略的高度进行设施设备管理,全面提高物业设施设备管理水平。为了提高设备的安全可靠性,降低维修成本,提高服务品质,真正实现状态监测、检修、动态管理的目的,应当应用基于多种信息驱动技术实现设施设备动态管理。

二、智能建筑设施设备动态管理的实现途径

广电中心智能建筑园区总建筑规模达35万平米,根据未来管理和使用需要,将建设基于建筑设备管理系统(BMS)、办公自动化系统(OAS)、物业管理系统(PMS)、通讯与网络系统(CNS)四大控制与信息数据系统的网络化综合信息集成与交互管理平台。采用Internet/Intranet和Web技术,建立以浏览器/服务器(B/S)为模式的计算机管理信息系统。通过授权的计算机桌面系统,都可以在.NET信息安全保护模式下通过网络浏览、查询、监控园区设施设备综合信息,包括设备运行状态、报警与故障信息、必要的设备控制和运行,以及设备的维修管理等。IBMIS隶属于物业管理系统(PMS)的一个主要应用模块,并且需要与BMS、0AS进行集成。实现的途径如下:

(一)维护管理资源的系统化

园区所有需要被维护和管理的各种设施设备的基本个体及其复合体的集合统称为维护管理资源。为了便于IBMIS识别和管理,我们要按其系统构成进行分解,在不增加管理成本和无用数据的情况下而区分出来的最小单位资源可以被定义为简单个体。例如对于建筑智能化系统,维护资源包括了被控设备所属的维护资源和控制系统所属的维护资源这两个部分。理想的分解是将设备所有组件和部件分解到零件,并按其连接关系予以组织,实际应用中为减少系统信息量,分解到能满足正常维护即可。

系统化维护资源管理为我们找到了从被控对象设备、通信设备、通信线路、接口、专业控制子系统到集成平台的完整资源组织形式和资源分布表达形式,方便了设备实体与IBMIS维护资源的关联,使之成为实现园区设施设备动态管理的基础。

(二)构建设施设备与系统档案

狭义的设施设备档案为以固定资产管理为目的,反映设施设备属性的文件或文件管理系统。基本属性包括:名称、规格、型号、制造厂家、制造日期、产地、出厂编号、购买日期、价格、经办人、安装位置、使用日期、技术文档等。

广义的设施设备档案以系统化维护资源管理为目的,反映设备或系统属性的文件或文件管理系统。其结构除了包括基本的狭义设备和系统属性,整个设备系统属性是一个分级的分布式树形结构,与对应的维护资源管理树同构,其属性分布在树形结构的不同层次上,以表达构成设备或系统的组织结构。所以广义档案由设施设备静态档案和动态档案两个部分组成,静态档案是反映资源个体原始属性部分,动态档案包括设备状态管理、维修管理、备件管理、变更管理等,反映的是资源个体属性随对象条件状态变化而变化的部分。为便于新中心建成后的管理,工程建设期内就要按照系统化维护资源管理的思想,对所有采购安装的设施设备的静态数据予以登记、编码和备案,成为将来构建动态设施设备档案的基础。

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近年来,我国能源消费增长迅速,2012年全国能源消费总量36.2亿吨标准煤,碳排放总量占全球排放总量的25%左右,且碳排放增量占全球增量的60%,预计到2020年我国的能源需求总量将达到50亿吨标准煤,能源形式极为严峻。建筑能耗约占我国总能耗的20~30%,是能源消耗的重要组成部分.随着经济发展,建筑能耗占总能耗的比例还将进一步增长。

建筑能耗,是指建筑物内各种用能系统和设备的运行能耗,主要包括采暖、空调、照明、家用电器、办公设备、热水供应、炊事、电梯、通风等能耗。从能源消耗领域看,主要包括商业建筑、公共建筑和居民住宅中各种用能设备的运行能耗。在发达国家,建筑能耗一般占全社会总能耗的30%~40%。在全国能源形势严峻的大背景下,建筑领域的节能减碳日益重要。合同能源管理运用市场机制,为建筑领域尤其是商业建筑和公共建筑的节能改造工作提供了一条切实可行的途径。

2、合同能源管理概述

2.1 概述

合同能源管理(即Energy Management Contracting简称为EMC)是国际上一种先进的基于市场的、新型的节能项目投资方式,是节能技改、扩建等项目市场化运作的新机制,它是以减少的能源费用来支付节能项目成本的一种新型市场化运作的节能机制。节能服务公司(即Energy Management Company简称为EMCo)与用户签订能源管理合同,约定节能目标,为用户提供节能诊断、改造等服务,并以节能效益分享等方式回收投资和获得合理利润,可以显著降低用能单位节能改造的资金和技术风险,充分调动用能单位节能改造的积极性,是行之有效的节能措施。

我国自上世纪90年代末引进合同能源管理机制,通过示范、引导和推广,节能服务产业迅速发展,专业化的节能服务企业不断增多,服务范围已扩展到工业、建筑、交通、公共机构等多个领域。截至目前,通过审批并取得资质的节能服务企业已达3000家。通过专业化的节能服务公司以合同能源管理机制为客户实施节能项目,可以克服目前众多业主在实施节能项目是所遇到的障碍,诸如技术和方案选择、项目融资困难和管理风险等。

2.2 合同能源管理模式

合同能源管理的商务运作模式有很多种,通常分为节能效益分享型、节能量保证型和能源费用托管型等,其中节能效益分享型是全国政策重点支持的运作模式。不同的合作类型,在业务环节上具有以下区别:

类型

内容 节能效益分享型 节能量保证型 能源费用托管型

资金来源 ESCo提供项目的全部资金 客户提供全部或部分项目资金 ESCo为客户管理或投资改造能源系统,承包能源费用

服务内容 ESCo提供项目的全过程服务 ESCo提供项目的全过程服务,特别承诺节能量(率) 合同约定能源服务标准及确认方法,不达标时,ESCo按合同给予补偿

运营管理 一般由用户运营管理 一般由用户运营管理 一般由ESCo运营管理

节能量检测 合同规定节能指标及检测和确认节能量(或节能率)的方法 合同规定节能指标及检测和确认节能量(或节能率)的方法 一般不对项目本身进行节能量检测

利润来源 合同期内ESCo与客户按约定分享节能效益;合同结束后设备和节能效益全部归客户所有,客户现金流始终是正确的。 客户向ESCo支付服务:如果在合同期项目没有达到承诺的节能量,ESCo赔付全部未达到的节能量的经济损失。 ESCo的经济效益来自能源费用的节约,客户的经济效益来自能源费用(承包额)的减少。

3、合同能源管理的技术经济分析

3.1 技术经济优势

用能单位和EMCo按照EMC模式实施节能改造可带来的技术经济优势十分明显,归纳起来表现在如下几个方面:

(1)用能单位不需要承担节能项目实施的资金、技术风险,并在项目实施降低用能成本的同时,获得实施节能带来的收益和获取EMC提供的设备。

(2)节能效率高、投资回收期短。EMC项目的节能率一般在5%~40%,EMC项目的投资额较大,但投资回收期平均只有3~6年。

(3)节能更专业、节能更有保证。由于EMCo是全面负责能源管理的专业化“节能服务公司”,所以能够比一般技术机构提供更专业、更系统的节能技术。

(4)对EMCo实施合同能源管理项目,取得的营业税应税收入,暂免征收营业税,对其无偿转让给用能单位的因实施合同能源管理项目形成的资产,免征增值税。

(5)可获财政补贴力度大。按照中央财政每吨煤补贴240元,地方财政补贴60元的标准。补贴力度相当于标准煤煤价的30%,补贴力度大。

(6)可获财政补贴范围广。按照要求,工业节能在500~10000t/a即可以获得补贴,而其他节能形势下线可以放宽到100t/a,补贴范围非常广。

可见,合同能源管理模式实现了参与各方的多赢格局,是行之有效的节能投资新机制、新模式。

3.2 合同能源管理经济回收期分析

按改造前年采暖能耗为30kgce/m2计算,改造成本:围护结构改造成本约为200元/m2(门窗50元/m2,外墙100元/m2,屋顶50元/m2);供热系统节能改造成本约为50元/m2(温控计量20元/m2,二次网及可能的热源30元/m2)。节能改造效果:仅改造围护结构可降低30%采暖负荷,节约采暖能耗9 kgce/m2;仅供热系统,可直接降低30%采暖负荷,节约采暖能耗9 kgce/m2(含通过温控装置减少房间温度过热形成的节能量);如果围护结构和供热系统都改造,可降低约50%采暖能耗,节约采暖能耗约15 kgce/m2。

节能改造形成1吨标准煤节能能力的成本:围护结构、供热结构和围护结构+供热系统分别为28000元、5500元和17000元。直接节能效益:围护结构、供热结构和围护结构+供热系统改造带来的直接节能效益分别为7.2元/ m2、7.2元/ m2和12元/ m2。按照煤炭价格800元/tce计算节能效益和投资回收期。投资回收期:围护结构、供热结构和围护结构+供热系统改造分别为35年、7年和21.3年。

3.3 合同能源改造工程——威海汇泉服装公司节能改造

威海汇泉服装公司用“LED绿色照明”取代传统的高能耗日光灯照明,通过提高照明效率来减少用电量。项目初期的改造费用由专业节能公司承担,通过项目实施后节约的电费折算来逐步收回投资。威海汇泉服装有限公司不仅零投入进行照明装置升级,而且还从节能费用中分享收益。

通过实地测试,安装LED节能灯后,工作台照度平均提高60%,过道照度平均提高50%。根据目前的平均用电量计算,该项目完成后,五年内合计可节电约74万度,节省电费约67万元,节能率达63%。折算节省标煤300吨,减排二氧化碳783吨,相当于2万平米住宅或193辆1.5L汽车一年的碳排放。

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关键词:能源管理方案 空调系统能耗 能源计量 控制 收益

中图分类号:TB494 文献标识码:A 文章编号:

一、概述

1.1某大学多功能图书馆建筑面积35019米2,其中图书馆主楼31672米2,地上四层;学术报告中心3305米2,地上两层,全楼设计中央空调系统。

1.2空调系统冷、热负荷参数:图书馆主楼夏季空调总冷负荷为2365KW,冬季空调总热负荷为1482KW;学术报告中心夏季空调总冷负荷为392KW,冬季空调总热负荷为392KW。

1.3用电负荷参数:图书馆主楼空调系统总装机容量为:夏季,906.2KW;冬季,236.4KW。学术报告中心空调系统总装机容量为:夏季及冬季,124.9KW。

1.4图书馆主楼夏季冷源由制冷机房供给7-12℃冷水,冬季热源为校区内城市集中供热管网,设置二次换热器,提供60-50℃热水;学术报告中心冷热源均为电力驱动的风冷多联式热泵机组,夏季供冷、冬季供热。

1.5通风区域:一层的书库、学术报告中心一层和二层的报告厅设置全热交换式新风换气机组,公共卫生间设置吊顶排气扇。

二、能源管理方案设计的目标

2.1提高空调系统管理的效率:调整动态负荷,用科学系统的管理手段提升由于管理不到位引起的耗能问题。

2.2改善环境舒适度:根据室内人员状况,调节温度及空气质量,达到人体最佳舒适状态。

2.3降低建筑的能耗:对建筑物内外环境数据进行分析,建立能耗模型得出建筑本身的能耗改进空间。

2.4实现分项能耗数据采集及数据互通:保证数据上传到校级能耗监测平台,同时与本校或本建筑其它管理系统进行数据互通。

2.5提高设备的性能:通过对空调设备的特性进行分析,采取合适的节能措施,提高设备的效率。

三、空调系统能耗的分析

3.1能耗管理

在空调系统能耗中,有很大一部分是由于管理不善而引起的。各项调节和节能措施的实施,亦与操作人员的技术素质直接相关。然而就现阶段来说最难提高的也是操作人员的技术水平,因此,在加强对空调操作人员的培训,提高管理人员素质的同时,提供一种先进的技术管理手段,可以帮助操作人员更快更好地掌握空调系统的节能运行技巧。另外,实行实时计量和收费,从源头上为能耗管理提供事实依据,也是建筑节能的一项基本措施。

3.2设备耗能

管理好了空调系统的末端设备,意味着减少了使用造成的能耗浪费。即从主观上帮助系统节能。此外,设备本身的运行能耗也是空调能耗的重要组成部分。因此,在选择系统设备的时候,必须考虑设备本身的能效比,采用能效比高的空调设备。

3.3环境能耗

由于室外温湿度在不断的变化,为保持相对恒定的室内温、湿度,必须提供匹配当量的能量补充,由此带来的能量损耗,我们称之为环境能耗。因此,对建筑内外的环境参数实时监测,计算因此产生的理论能量,与实际用掉的电力能量对比,找出系统的最佳运行工况和不同时段的最佳设定参数,提高能效,科学节能。

四、能源管理方案设计

4.1方案结构

能源管理方案的设计包括前端采集和计量两大部分。第一部分是空调系统的监测与控制,包括空调系统的参数监测、工况的调控,和对其周围相关环境的监测。第二部分是对能耗的分项计量,即主机和末端设备运转的能耗。

第一部分主要采用DDC设备,其特点为操作简便,可靠性高,独立控制性能好,适合中小系统的控制使用。

第二部分的主要功能是分项能耗的计量和采集,系统网络平台采用RS485工业总线,逻辑上单层透明,物理上双层隔离结构,自由式网络拓扑连接,通讯可靠稳定。

4.2能源管理方案分析

4.2.1简洁管理原则

我们在方案中首先应用简洁管理原则——精简控制点、减少变量,优化控制环路,避免系统冗余。系统越简洁,过渡期越短,系统越可靠、稳定及可用性好。因此,我们在设计开始前,对系统进行反复的研讨、通过对框图的不断优化,合并功能相同的控制节点,删除意义不大的系统变量,使数据的监测、传输及处理均达到最简的目的。

4.2.2对建筑物空调系统负荷的分析

形成建筑物空调系统夏季冷负荷及冬季热负荷的因素主要包括:①围护结构各种得热(耗热)量②人体的散热、散湿量③照明散热量④各种工艺设备、电气设备的散热量⑤新风系统的耗冷(耗热)量⑥空气渗透带入的热(冷)量⑦各种散湿带来的潜热量。在以上因素中,太阳辐射形成的负荷在一天内变化幅度较大,而其他因素形成的负荷值则相对稳定。因此从建筑物总负荷的角度分析,波动并不剧烈,变化也不是时刻发生。许多工程实例也证明了通常在工作时间内,负荷往往是相对稳定的,即在不同的日期以及在每一天的不同时刻内温度的变化是缓慢的。当负荷变化幅度增大时,系统并不试图保持温度的绝对恒定,而是保证在一定范围内波动。这样一方面可以节能,另一方面可以保证执行机构不会忽高忽低的大幅度动作,延长执行机构的寿命。

4.2.3预冷(热)阶段

每天在开馆前首先进行预冷(热),使楼内空气温度达到设计温度值。此后,能源管理系统再根据冷热负荷进行调节控制,这样就避免了系统极限调节的工况。在预冷、预热时,系统关闭室外新风风阀,可以减少新风带来冷却或加热的能量消耗。

在控制系统实践中,具有一定惯性的控制参数及被控对象是房间的温度及湿度。尤其是房间的相对湿度指标,往往在控制系统发出指令停止或运行相关设备后,相对湿度值还会沿原来的变化趋势上升或下降一个数值区间后再回到受控范围。据此,在系统设计时,要对设备的最佳启停时间进行计算,根据计算结论对受控对象予以调控,达到在保证环境参数达到设计指标的前提下,缩短不必要的设备启停宽容时间,降低系统的能源消耗,缩短设备的运行时间,延长了系统及设备的使用寿命。

4.2.4 空气平衡的策略

暖通空调系统中两个平衡至关重要——热平衡及空气平衡。在建筑物中保证新风量与排风量的稳定比例,是建筑物相对室外环境维持5Pa左右的正压值,是降低建筑物能耗、保证室内洁净度的关键环节。因此,建筑物内所有风机的运行参数均与密不可分。在控制框图及编程中,维持风量平衡、实现楼内正压是必要条件,也是通过软件控制新风风机、排风风机转速的基本依据。但新风量变化时,风量平衡被打破,控制系统就要建立新的空气平衡点,调节排风风机改变转速;如果房间的空气品质发生变化而需要调节排风量时,同样需要控制系统作出反应,加大或减少新风量的供应,仍然维持房间的一定正压值,避免成室外环境的冷(热)空气渗入楼内,增大了系统空调系统的负荷,使能耗持续增加。

4.2.5新风量的管理与控制

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)的要求,建筑物内的新鲜空气供给必须达到一定的标准。传统的做法是对建筑物内的最大人数进行统计,并计算出建筑物所需的最大新风量。据此数据选择新风设备,并在运行中维持一个恒定的数值(最大新风量值)。但建筑物内人员的数量减少时,新风量无法实现相应的调整,带来了新风量偏大,耗能始终处于高位的局面。

在新的能源管理系统理念中,新风量是一个可变的、始终根据建筑物人数变化而变化的参数。在硬件方面,需要在建筑物内设置一定数量的CO2传感器,监测室内的CO2浓度【CO2允许浓度值一般取0.1%(1000ppm)】。同时,系统收集全部的CO2浓度参数,对全楼进行该参数的加权计算及分析,得出即时新风量的参数,并将新风控制策略下达给系统的执行元件,实现新风量的连续调节。这是目前最为合理的,也是最佳的新风能源管理方案之一。

4.2.6温度控制

室内温湿度的变化与建筑节能有着紧密的相关性。统计资料表明,如果在夏季将设定值温度下调1℃,将增加9%的能耗,如果在冬季将设定值温度上调1℃,将增加12%的能耗。因此将室内温湿度控制在设定值精度范围内是空调节能的有效措施。空调系统温度控制精度越高,舒适性越好,同时节能效果也越明显。

4.2.7温度补偿

我们主要考虑了两种温度补偿措施。

(1)设定温度的补偿:由于室内环境参数受到室外温、湿度,太阳辐射强度、风向等的不断影响,因此,在冬季时,将建筑物内的初始平均温度和送风平均温度适当降低,而当室外环境变化需要室内环境系统作出相应反应时再调节室内温度提高,这样既保证了人员的基本舒适度要求,也降低了能耗。在夏季时,当建筑物内人数减少或图书馆的专业设备运行较少时,能源管理系统首先将空调系统的送风机调整至最低允许转速,此时如果而楼内平均环境温度仍在继续降低时,能源系统适当提高送风平均温度的设定值,使房间不至于过冷,保证人员的舒适性,同时也降低了空调系统的能耗。对于为不同朝向区域送风的空调机组,根据其送风区域的朝向不同设定不同的温度设定值。

(2)送风温度的补偿:主要为获得较高的调节品质,克服系统运行和调节中存在的滞后现象。这种补偿可以较早地根据测到的室内温度、送风量等参数的变化做出正确的校正和调节动作,减少这些干扰对楼内送风平均温度的影响,防止控制系统产生振荡。

4.2.8冷/热水盘管阀门开度控制

在通常的空调自控系统中,冷/热水盘管阀门开度一般由回风温度或室内温度控制。对于大空间或有二次热交换的区域,也可采用送风温度来控制冷/热水盘管阀门开度。

基于水阀调节的节能策略中,首要要做到的是保证阀门的“零”开度。各类电动水阀是节能管理系统主要执行机构,在控制过程中阀门开度是节能系统主要调节内容。其中,保证阀门“零”开度是节能系统控制精度的重要保证。换句话说,选择正确流量特性和合适口径的电动水阀是节能系统成功的重要保证。

4.3能源管理方案控制方法分析

4.3.1夜间能源管理

夜间能源管理是指建筑物在进入夜间运转时为了保证维持最基本的要求而对各个能源单元进行的管理。能源管理在保证建筑物最低照度和通风率的同时,仍要确保安防、消防等系统的正常运行。

4.3.2轮循控制

轮循控制是通过对设备系统中的机组定期或按照需要切换工作。相比较把机组中所有设备投入使用而言,轮循控制是按照需要仅使部分机组进行轮循投入,这样既大大降低机组能耗,又减少设备不必要的损耗,延长使用寿命。

4.3.3能耗计量统计管理

常规的空调自控系统多强调保证舒适度,节能管理则多作为辅助功能进行应用。在衡量建筑的节能措施是否有效时,无法给出有说服力的数据。且因为舒适度改变和管理的习惯,更容易造成能耗增大。而能源管理系统双管齐下,在保证舒适度的同时,对空调系统的单项能耗计量并统计,作为节能管理的事实依据,定期对统计结果分析比较,使节能管理手段和措施落到实处,同时让管理者对能耗的使用更加心中有数。

五、能源管理方案节能收益估算

设备额定能耗明细

设备能耗合计913.7KW,全时出力能耗按80%计算,为730KW。

常规情况下,单日运行平均时间为11.5小时(图书馆),年平均出力为180天,即年耗电为1,511,100度。

5.2按年平均用电150万度估算,采用能源管理方案,可保证节约达到25%以上,即保证年节省用电37.5万度以上。

六、投资回收年限估算

6.1根据5.2条计算结果,节能管理方案实施后,年节约耗电量为37.5万KWh,电费费率为0.599元/KWh,每年节约电费为:0.599元/KWh×375000KWh=224,625元

6.2系统静态除投资(不包括管理、人员费用)为877,413元,投资回收年限(理论值)约为4年;根据实际经验,考虑到管理、人员费用以及其他影响因素,实际投资回收年限约为5年。

七、其它设想

7.1增设建筑物内的其它设备的能源管理程序及设施。即能源管理系统除对空调系统做节能调节外,还应对照明系统、给水系统等用电做相应调控,达到综合节能。

7.2增设借阅定位集成管理

图书馆因其功能的特殊性,建议在借阅管理时,采用人员基本定位手段,可对整个图书馆各阅览室的借阅人员做统一管理,以便系统运行人员有效的掌握各分区人员的存在情况,达到人性化节能,使节能管理系统更好的为建筑服务。

7.3与能耗监测平台集成

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1系统结构设计

针对总部经济基地自身特点,仔细分析能源管理的实际需求,采用先进的分布式监控技术和系统集成技术。系统由监测中心平台、现场通信网络、智能传感器装置、智能网关(用于连接第三方智能计量装置)等组成。系统在统一的能源管理平台下,通过数据共享机制,实现对基地内建筑用能进行全面的、实时的用能计量、能源质量监测、安全管理、节能控制。系统设计有以下特点:(1)系统集成在总部基地自动控制(BA)系统,在同一信息平台采集、调度,便于各系统的整合,减少重复投资,同时便于维护。(2)系统利用设备专网资源,采用基地内铺设设备光纤环网作为能源数据的主干传输网络,通过主干网与LonWorks分布式高速控制网络的无缝连接,构建成覆盖全基地的分布式高速控制网络系统。(3)实现总部基地水、电等能源的分类计量及用电分项计量等监测。用电总计通过读取安装在变电所低压进线的具有远传接口智能电表数据累加实现,用电分项计量数据通过读取安装在变电所低压配电柜所有出线回路的具有远传接口智能电表数据获得,用水总计通过在市政各总管网上安装远传智能水表计量累加获得。通过实时数据发现用能问题,同时对重点用能系统进行专项用能计量和监测。(4)利用现代传感器技术、变频技术和LonWorks分布式高速控制网络技术,对基地内多联机(VRV)空调系统及新风系统进行全面的闭环节能控制,大幅降低空调能耗。(5)对基地内变电所进行环境监控,通过视频监控确保设备及用能安全,有效实现重要设备场所的无人值守。通过安装温感、烟感装置监测重要设备场所设备安全状态及异常报警。

2硬件设计

2.1现场传感器。智能电表使用的是三相多功能电力终端NLA-PM100D,采集三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因素、频率及谐波等电能参数,具有在线分析各种用电回路的需量、识别有效负荷与无效能耗、监测变电站的开关状态等功能,同时自带LonWorks网络接口,方便使用。智能远传水表采用单流束叶轮技术,计数器部分采用成熟可靠的干式技术,计数器内部没有任何部件与水接触,同时具备自动采集并能远程传输数据。2.2现场通信子网。现场通信子网由智能网络控制器、各类智能表计、智能网关等组成。系统选择i.LONSmartServer作为现场通信子网中的智能网络控制器,主要功能是执行LonWorks现场控制网络至以太网的路由通信功能,起到双向通信控制功能。其一,i.LONSmartServer可以向上通过系统通讯网路与控制中心进行数据传递交换,保证控制中心可以快速获取关键数据;其二,i.LONSmartServer可以向下通过双绞线与现场各类传感器设备进行数据交换,完成传感器设备的数据采集和发送,实现远程监测、远程测量和远程控制等功能,同时起到各类通信协议转换作用。现场采用Lonworks双绞线控制网络,具有拓扑结构灵活、传输介质和方式多样、传输速度快、抗干扰能力强等特点。Lon-works现场网络采用了P-CSMA/CD技术,使用了可实时通信、网络的LONTALK通信协议,符合国际标准,可真正实现产品的互换性、网络极容易扩充、修改和维护。此外LonWorks网络与Internet无缝连接,可以实现远程监控与远程操作。2.3变电所线路电力监测系统。变电所配置智能网关读取高压配电自动监控系统参数,接入能管系统,实现电量计量及参数检测报警(如电压、电流、断路器状态、功率因数等,故障报警)。在基地内各个变电所内低压室低压进线配置三相多功能电力监控终端,用于变电所低压侧用电的总计量及电能质量的监测。对变电所各个低压出线回路配置三相多功能电力监控终端,用于对各个出线回路的计量及电能质量监测。2.4空调新风节能监测控制。目前总部基地使用较多的暖通系统是多联机(VRV)空调和新风系统相结合的工作方式。总部基地能源管理系统利用温度传感器及网络控制技术,实现多联机(VRV)空调和新风系统自动化控制。对空调机组配置通信接口及智能网关,接入到能效提升和柔性调峰控制平台,通过能效提升和柔性调峰控制平台,对多联机(VRV)空调系统进行集中控制。新风系统根据温度传感器、空气质量传感器等监测数值,自动启动停止对应的新风机组、调节新风阀开度。

3软件设计

系统软件可有效对总部基地电、水等各类能源的智能表计进行实时在线的数据采集、监测和计量,为能源精细化管理提供准确、连续的数据,保证数据源头的可靠性。系统软件采用B/S架构与C/S架构有机结合的方式,用B/S架构的软件实现数据查询的需求,用C/S架构的软件实现系统的能源实时监控功能。系统开发使用C#开发语言和SQLServer数据库,主要开发基于C/S的基地能源自动化监管系统软件和基于B/S的基地能源查询分析软件,用WINDOWS2008Advancedserver和SQLServer2008数据库搭建。基地能源自动化监管系统软件用C#语言开发,主要对现场各种智能表计能源数据进行采集并存储,对单体状态、能源报表、设备节点的组态进行实时监测。基地能源查询分析软件主要为能源数据的查询、统计与分析,供管理人员进行能源查询、分析与预测,并作出科学的能源策略。基地能源自动化监管系统的数据存储与操作软件部分是在SQLServer2008数据库基础上进行二次开发的。考虑总部经济基地建筑规模大、运行时间长、功能复杂、能源种类多且消耗高等特点,在系统设计中会用到大量的数据存储和读取,这也是关系到系统运行快慢的重要部分。对于基地能源监测大数据的管理,系统采用了存储管理方式,这样虽然占用了一定的存储资源,但是在效率上有了很大提升,为提高整个控制系统的响应速度打下了基础。

4系统优势

目前常用的能源管理方法分为人工传统方法、设备检测方法和自动能源管理方法,主要内容比较如下:(1)人工传统方法。该方法主要使用在一些运行年代久远的企业或基地,这些企业或基地使用的设备较为传统,没有安装自动化检测装置,缺少数据自动传输功能。该方法多为粗放式能源管理方法,主要是使用人工抄表的方法采集数据,定期进行人工统计,或者根据能源购入总量及使用时间进行统计。(2)设备检测方法。随着科技的发展,一些传统企业或基地开始对能源设备进行更新换代,对一些重点设备安装了能源使用监测设备或使用了全自动的设备,这些设备工作的相关数据可以由设备单独保存,工作人员可以读取设备数据进行分析。(3)自动能源管理方法。进入互联网时代,设备的发展也被赋予了互联网因素,设备不仅可以自动完成能源相关数据读取和检测,还可通过互联网技术实现数据通信和分享,全面进入了物联网时代。这种方法完全剔除了人工现场检测或数据分析部分,交由计算机和传感器自动完成。基于物联网技术的能源管理方法属于自动能源管理方法的一种,具有以下优势:①突破人工传统方法的获取数据方式,人工传统方法在抄写数据记录时会可能会出现录入错误,特别是总部经济基地采集点多、数据多,使用人工传统方法时很容易出错。采用基于物联网技术的能源管理方法,可以快速读取数据,保证数据准确率,自动化读取,减少工作错误。②基于物联网技术的能源管理方法可以根据要求做到实时统计传感器数据,可以快速响应控制系统要求,通过快速获取数据及时分析判断总部基地运行状态,这点是人工传统方法和设备检测方法无法完成的。③人工传统方法和设备检测方法都是需要人工读取、统计和分析,对人员的管理和工作流程的控制有着较高要求。基于物联网技术的能源管理方法是一次投入,减少了人员的使用,避免了运营时人员管理和工作流程控制等问题,在减少运营成本的同时,消除了人员记录主观错误的风险。④基于物联网技术的能源管理方法可以快速定位能源系统故障处,提升问题处理反应能力,确保总部基地正常运转。⑤基于物联网技术的能源管理方法通过前端传感器获取数据,利用后台控制系统可以对用能过高单位和用能危险单位进行合理控制,用闭环控制方法降低整个能源消耗。

5结语

本文设计的能源管理系统以物联网技术为基础,实现了总部经济基地常规能源监测和重点用能系统(空调新风系统)监测控制相结合的系统设计。设计中综合运用了互联网快速通信、各类传感器检测、系统软件开发、数据库应用等领域的相关技术,有一定的实际使用价值。在分析了人工传统方法、设备检测方法和自动能源管理方法优劣的基础上,发现属于自动能源管理方法的基于物联网技术的能源管理方法更适合在总部经济基地使用。基于物联网技术的总部经济基地能源管理系统的建立不仅可全方位监控总部基地能源使用状况,而且还可快速判断出基地能源使用故障和故障位置,同时对重点用能系统(空调新风系统)进行了闭环式监测控制,提高了总部基地能源使用效率,减少了能源浪费,对总部经济基地正常运转起到了十分重要的作用。

作者:华磊 单位:江苏省工程咨询中心

参考文献:

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[2]陈永攀.建筑能源系统物联网架构与实现技术研究[D].哈尔滨工业大学,2011.

[3]埃施朗公司.i.LONSmartServer智能服务器——实现能源监控关键产品[J].仪器仪表标准化与计量,2008.

篇10

关键词:校园 能源管理 计算机技术 采集方式

中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)11-0007-02

随着科技的发展,计算机技术已经成为如今的通用技术。人们可以利用它来解决实际生活中一些人工无法解决的问题。例如校园能源的计算与实时监控,并且要对校园能源的数据进行采集。如果使用人工技术,这将会是一项庞大的工作,但是利用计算机技术就非常便利了,不仅能减少人们的工作量,还能提高工作效率。采集到的数据也更具有准确性。

一、校园能源的内容

总体来说,校园能源主要包括电、水、汽、油。利用计算机技术将这些能源的分配区域进行实时的监控和精细化管理。能够快速和有效地了解能耗设备的具体参数。既提高了工作效率,又有利于能耗设备更好的运行。以下就是校园内能源管理比较常见的一些能源设备的数据采集的主要内容:

1.电

从供电所采集建筑总配电房、楼层配电间、室内、室外各区域的电流电压的大小、判断有无功和频率等相关参数。

2.水

采集市政进水、区域进水、建筑进水、用户用水等各区域的数量;供水栗房电流电压的大小、判断有无功和频率等相关参数。

3.汽

采集市政进户管、减压站、用户等环节的数量等相关参数。

4.油

采集用油量。

5.校园建筑

采集利用计算机技术监控点的所有信息,包括建筑名称、建筑大小、建筑面积、建筑时间以及建筑内能耗设备的具体使用情况。能够了解校园建筑内各楼层和各房间的具体用能情况。

6.校园能耗设备

6.1校园室外照明:

采集光照时间、日出日落时间、运行时间(判断有无功)、电流电压大小和频率等相关参数。

6.2校园室内照明:

采集光照时间、日出日落时间、运行时间(判断有无功)、电流电压大小和频率等相关参数。

二、采集能源的方式

1.采集方式包含自动采集和人工采集

1.1自动采集: 可通过计算机技术定时地采集校园建筑内消耗能源的数据,并将这些数据自动的传输到校园网上或者数据中心。

1.2人工采集: 主要采集不能通过自动采集方式的能耗数据和一些基本数据,如煤气、石油、汽油等相关数据。

1.3数据梳理

利用计算机技术将采集到的大量信息和数据通过网络自动上传至校园网上或者数据中心,并永久的存储在服务器中。系统也会自动的对这些数据和信息进行梳理、归类、加工和相关处理,从而生成校园分类能耗、建筑分类能耗、用电分项能耗。

2.能耗数据展示

2.1能耗计量:

利用计算机技术对能源进行实时的监控,采集校园内电、水、汽、油的数据并对其进行计量。这些精细化管理能够给我们提供可靠、及时和准确的数据。

2.2用电实时监测

用计算机技术查看配电系统图并对系统图的相应回路进行监控和查找操作,知道电压的具体情况。可针对异常的回路进行估量和计算,可得出总功率曲线。

2.3用水实时监测

用计算机技术监测水管网布局情况,明确各水表之间的关系与状态。可了解到具体自来水的使用情况以及特定时间水压大小。这样监控以便及时的发现水管网有跑水,漏水,冒水,滴水等异常情况。让我们及时的做出相应的措施如故障排查或报警,从而减少不必要的消耗。

2.4天然气实时监测

利用计算机技术对校园内的天然气网进行实时的监控和计量,来一个天然气模拟实验,可通过手工采集方法进行计算和估量。进一步将采集的数据进行统计包括日统计、月统计、年统计和某一特定时间段统计。统计出来的数据进行处理,做出一份汇总报表,将汇总报表上传至校园网上或者数据中心。

对校园内各种能耗设备进行监控和计算具体数据,完成单耗、总耗、环比、同比的能耗设备的数据统计和分析。对校园内重点用能设备进行估量,计算节能率。利用计算机技术进行控制和采集数据,能够实现分类管理如分别计量,客观的评价能源管理方式从而优化过程中出现的问题。对过程中出现的问题进行对比研究,通过报表、图形、曲线或文字等方式反馈出来,从而进一步发现问题,并对问题进行分析找出相应的解决方案。优化运行,完善管理方式,能够有效的降低消耗运行的目的。通过24小时实时监控的数据,可形成不同类型的报表。

2.5能耗审核:

根据能源管理体系和各责仟单位的具体能源消耗情况进行定量分析,并与能源管理相应制度及节能控制指标对整个学校及相关部门的能源利用效率、消耗水平、能源经济与环境效果进行审计、检测、诊断和评价。

2.6能耗情况公示:

利用计算机技术在校园网上公布各个职能部门或责任单位具体的用能情况进行具体分析,采用一定的用能制度指标对各单位进行管理,对比之间的用能情况如消耗率、消耗水平、消耗的主要设备等,结合单位的环境和相关因素进行诊断与评价。

三、异常能耗数据的分析

由于需要采集校园内大量的监控能耗数据并对其进行存储,还要对其进行各单位、各部门以及各建筑的用能情况进行分类和分析,通过校园网展现给大家,从这些大量的数据中我们很耐发现异常能耗数据和单位内一些不合理用能,同时也很难找出能耗设备的操作上出现的任何问题。但可以通过计算机技术建立一个数据模型,通过数据模型用户能够更方便的诊断和分析用能情况以及能耗设备操作上出现的一些问题。

1.信息挖掘

校园能源管理是以智能信息化为标准的,也是我们的核心目标!利用计算机技术将采集信息智能化、处理信息智能化、推送信息智能化、显示信息智能化和用能信息智能化进行全面的落实。

采集信息智能化是能耗管理的核心步骤也是一切信息的来源。采集信息的设备具有自动诊断、自动分析、自动处理、自动修复、运行稳定性高、可靠性高等特点,从而减少人工采集,不但给人员带来了便利,同时也提高信息的准确性和可靠性。

2.扩建子系统内容

由于校园内能源系统不仅要对各单位用能情况和能耗设备进行实时监测,而且还要不断的信息采集、信息分类、信息处理和信息反馈对这些大量进行操作从而导致系统运行过于劳累,因此要抓住能源自动监控、能源自动调节、能源自动修复和能源安全处理进行设计和实施,在统一的一个系统内划分多个子系统,为各个子系统划分任务,这样既可以缓解一个系统运行劳累,也能更准确的反馈信息给用户,形成高度集成和统一的管理。

结语

通过利用计算机技术对校园内能源进行监控和管理,实现了数据的实时计量,对能源的使用情况进行全方位的掌握,从而形成一体化的管理与实施。并且能对校园能源和能耗设备进行检测、诊断、调节、分析和修复。为校园提供了强有力的技术支撑。

参考文献

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