建筑能源管理系统的应用实例——绿地东村4#地块

胡永壮，丁勇

（1.绿地集团成都蜀峰房地产开发有限公司，2.南京天溯自动化控制系统有限公司）



建筑能源管理系统的应用实例
——绿地东村4#地块

胡永壮1，丁勇2

（1.绿地集团成都蜀峰房地产开发有限公司，2.南京天溯自动化控制系统有限公司）

【摘要】结合绿地集团建筑能源管理系统解决方案建设导则要求，以绿地东村4#地块建筑能源管理系统设计方案为例,介绍建筑能源管理系统在绿地商业综合体项目中的应用,说明建筑能源管理系统在系统设计及实施过程中需要注意的事项,为今后大型商业地产建筑能源管理系统的设计实施提供参考。

【关键词 】绿色建筑，商业地产，能耗模型，能源管理

Application Examples of Building Energy Management System——Greenland East Village 4#Block

HU Yong-zhuang1, DING Yong2

(1, Chengdu Shufeng Real Estate Development Co., Ltd., Greenland Group；2,Nanjing Tiansu Automatic Control System Co., Ltd.)

【 Abstract】Combined with the construction guidelines of Greenland Group building energy management system solution, taking the Greenland East Village 4# Block building energy management system design scheme as an example, this paper introduces the application of building energy management system in Greenland commercial complex, and explains the matters needing attention in the design and construction of building energy management system, providing reference for the design of building energy management system of big commercial real estates.

【Keywords】green building; commercial real estate; energy consumption model; energy management

1 引言

商业地产包括商场、酒店、写字楼等，作为服务水平高、用能设备众多的公共建筑，其每年单位面积能耗强度多在100～200kW・h/m2之间，为住宅能耗的10～20倍。研究表明，一方面，我国公共建筑的能耗水平近年来呈现增长趋势，和发达国家同类建筑的能耗水平差距在不断缩小；另一方面，我国的商业地产处于快速发展阶段，建筑规模仍在迅速增长。近年来，绿色建筑和节能减排的概念在商业地产中逐渐发展，建筑能源管理系统作为建筑绿色运行管理的重要工具，得到了广泛的应用。

本例绿地东村4#地块项目以《绿地集团建筑能源管理系统解决方案》技术导则为设计依据，根据项目业务的自身定位，开展项目的建筑能源管理设计及实施工作，在此过程中总结了一些经验，供今后绿地集团内部及其他商业地产建筑能源管理系统的设计实施提供参考。

2 项目基本情况

绿地东村4#号地块项目总建筑面积179288.33m2，地上40层，裙房7层为商业。塔楼8～41层为办公用，其中商业面积79533.77m2，办公面积54480.85m2，配套设施建筑面积620m2，避难层1336.98m2。地下4层，为机动车库及设备用房，面积约41019.13m2。

关于裙楼商业部分，绿地集团已与伊藤亚洲新概念店签约，伊藤将其打造为成都最大的旗舰店，90000m2超大体量，容纳超市、餐饮、电影院、美术馆、主力店、樱花广场、空中花园等日本主题商业布局。

本例项目设计建立的建筑能源管理系统，通过末端采集智能设备完成对伊藤亚洲新概念店及塔楼办公的电力及能源数据的实时动态采样，并以此准确详实的电力及能源数据作为供电安全、能效分析、统计、诊断的基础。

3 建设范围及目标

3.1 建设范围

项目建筑能源管理系统的建设范围包括（见图1）：

1）建筑总能耗；

2）区域分类分项能耗；

3）建筑变配电监控、租户远程预付费等子系统；

4）接入系统的传感器和其他子系统等。

图1　建筑能源管理系统建设范围

3.2 建设目标

建筑能源管理系统的建设目标包括：

1） 提升在能源方面的综合管理能力；

2） 实现高低压配电房少人值守；

3） 自动生成能源使用报告及相关报表；

4） 租户能源计费一站式管理；

5） 能源历史数据的积累与沉淀；

6） 向绿地集团总部及四川政府主管部门上报数据。

4 系统整体架构

本例中能源管理系统的整体架构，采用主流的分层架构，将系统中不同的组成部分在物理上和逻辑上做了最优化的划分，使之逻辑上最合理，物理上最节省；并且逻辑上定义系统层级后，对后续运行维护中出现的故障也能更准确和方便地排查。

整个系统分为3层，分别是终端层、网络传输层和监控层，系统由数据采集硬件系统、数据传输硬件系统和软件系统组成。如图2所示。

1） 数据采集系统：由终端计量表具(电表、水表、冷热量表、微机保护及其他电力智能设备等)、传感器（室内外温湿度、照度、CO2、CO、压力等）和数据采集器等组成。

2） 数据传输系统：由服务器、计算机终端、网络通信系统（工业交换机、光电转换器、UPS）等组成。

3） 数据展示系统：由数据分析软件、交互展示软件、展示屏幕、打印机等组成。

图2　建筑能源管理系统架构

5 能耗模型设计

能耗模型的设计要遵循兼容性、可比性及先分户再分项原则，准确的模型建立是能源管理系统针对性和适用性的基础。所以，建立合理的能耗模型，对建筑实际运营中的能源管理将起到至关重要的作用。

绿地东村4#地块主要包括裙楼商业及写字楼办公两种业态，结合集团技术导则，针对项目建筑特点，将建筑总能耗按照用户和设备类型的不同进行分类、分项，进而建立能耗模型。见图3、图4、图5、图6、图7、图8。

5.1商业能耗模型

1）用电能耗模型

图3　商业用电能耗模型

2）用水能耗模型

图4　商业用水能耗模型

3）冷热量能耗模型

图5　商业冷热量能耗模型

5.2办公能耗模型

1）用电能耗模型

2）用水能耗模型

3）冷热量能耗模型

图6　办公用电能耗模型

图7　办公用水能耗模型

图8　办公冷热量能耗模型

6 点位选择设计

点位选择设计的核心是计量表数量及位置的确认。以第5章的能耗模型为指导，充分考察能源系统拓扑结构及末端用能设备类型，同时兼顾东村4#地块项目预算、现场施工条件等因素，完成本例项目计量点位的选择。

6.1点位选择原则

1）充分调研基础信息

应结合设计图纸，充分调研建筑能源系统的拓扑结构及末端用能设备类型，以此为基础开展具体的点位选择。

2）合理控制选点数量

选点数量与项目预算密切相关。计量点位选择的一条重要原则是：用尽可能少的表计数量，对能耗模型中规定的每一个分项进行完整、准确的计量。

3） 合理选用拆分计算

当变配电房低压配电回路中包含分属于两个或多个不同分项的设备时，应优先考虑在下级支路（一般在楼层强电间或设备机房的配电柜）加装电表，通过直接计量的方式得到各分项能耗；对于没有条件在下级支路装表的支路，应采用拆分计算的方式将能耗分解。

4） 其他

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耗能极低的设备支路：如消防风机、消防水泵等设备所在支路，原则上不列入选点范围（含有其他耗能设备，或消防风机兼作通风机使用的除外）。

6.2能耗总量计量点位选择

建筑能耗总量的计量点位包括以下几类。

1）电、水、冷、热、燃气、燃油、可再生能源等输入建筑的一次能源总支路（其中，电表能安装在高压侧的，同时在高压、低压两侧安装；在高压侧不具备安装条件的，只在低压侧安装。当系统中有高压冷机等设备时，应计量这些设备用电量并计入能耗总量）。

2）建筑自制的电、冷、热等二次能源总支路。

3）向建筑外输出的能源总支路（包括一次和二次能源）。

表1　分项能耗计量点选择

图9　能源管理系统建设跨专业示意图

7 项目难点及措施

7.1管理难点及措施

本次系统的建设跨专业、跨学科，涉及业主方、机电总包、弱电总包、配电柜成套厂等多个单位（详见图9），给项目建设的管理增加了难度。

为了确保实现项目的安全、质量、进度和成本的控制目标，对新建建筑的能源管理项目工程进行工程实施界面划分，具体划分如表2所示。

7.2实施难点及措施

1）智能设备的电源供应

（1）难点：智能远传水表、各类传感器、冷热量表等智能设备及采集器需要供应不间断工作电源，因现场智能设备分布分散，给实施带来很多不便。

（2）措施：采用集中供电，电源由安装采集器的采集箱提供，电源与RS485同时穿线，使用RVVSP4*1.0线材，避免传感器在各个安装点均要取电源的问题。

2）数据采集器的位置确定

（1）难点：数据采集器负责采集各类表计及传感器的数据，采集器的位置确定直接影响穿管布线的数量及实施难度。

（2）措施：结合各区域、各楼层的表计数量及采集器自身特性，确定采集器安装的弱电井位置，确保表计通信稳定、可靠。

8 系统价值

8.1 多方共赢

1）地方政府：响应政府关于国家节能减排、评选绿色建筑的需要，可作为制订节能标准的参考。

表2　建筑能源管理系统与总包分包单位施工界面划分

机电总包　1）负责为暖通空调每台冷机设备、支路总管安装智能远传冷量表及表计设备电源接线。2）确保表计设备调试正常弱电总包　1）负责协助平台建设单位进行通信线缆敷设。2）确保IT设备等通信正常，整体网络通信正常空调系统平台建设单位1）负责供应各类传感器；并提供各类传感器相关使用说明、合格证或质保书、其他要求的资质证书等。2）负责指导和配合弱电总包将各类传感器安装至合适位置，并确保所有设备调试正常。3）负责从指定传感器设备引出RS485信号线至能耗采集设备接驳。4）能耗采集设备及采集设备电源的安装与接线，采集箱体的供应安装。5）路由器、光纤收发器、交换机、服务器等IT设备安装及网络接线弱电总包1）负责协助平台建设单位进行通信线缆敷设。2）负责安装各类传感器至合适位置。3）确保IT设备等通信正常，整体网络通信正常整体平台建设平台建设单位1）负责整体平台搭建以及调试。2）负责平台后期整体运维，可提供运维方案、计划安排等。3）涉及相关表计及保护售后问题，及时提供相关处理机制；其他硬件问题，协调其他厂家解决

2）集团内部：帮助集团实现对建筑能耗的实时监测和显示、数据挖掘减低建筑能耗、量化管理提升服务品质、绿色运维塑造节能品牌。

3) 项目物业：帮助项目物业远程抄表，节省物业人力成本；快速形成能耗报表，提高管理效率；全过程的能耗异常诊断处理，提高服务质量；机电设备故障预警，确保设备安全；结合历史数据，进行趋势分析，制定优化运行方案。

4） 驻户单位：帮助客户获得收益，客户能够实施掌握能耗数据，电费心中有数；结合上个月能耗指标，预估能源费用；多指标体系的能耗分析，降低客户能源费；量化节能管理，培养节能意识。

8.2 营销卖点

1）降低能耗费用，进而降低物业费用，吸引客户购买；

2）提供专业的节能服务，提升楼盘档次和附加值；

3）保障机电系统高效运行，提升服务品质；

4）实现能耗数据可视化，让企业领导了解能耗去向；

5）同步实现温度、空气品质监测，营造可感知环境。

9 结束语

当前地产行业形势严峻，作为项目机电设计负责人，需要深入解读集团总部红头文件的要求，与项目业务定位相结合，通过对项目建设范围、建设目标、系统架构、模型设计、点位选择、项目实施等多个角度综合考虑，掌握建筑能源管理系统在项目中如何建设与使用，确保项目的安全、质量、进度和成本的控制目标，以达到最优的投入产出。

参考文献

[1] 杨毅.能源管理系统设计与实现[J].现代建筑电气,2013(12).

[2] 施超,徐阳.商业地产能源管理系统建设[J].智能建筑与城市信息,2015(03).