某高校校园建筑能耗分项计量系统设计
中图分类号：TU2文献标识码： A
1、前言
为实现我国经济建设的可持续性发展，树立科学发展观以及落实节能减排已成为全社会的最重要任务之一。校园是是构成社会的重要社区，也是资源能源消费的大户，因此建设节约型校园对建设节约型社会具有重要现实意义和教育意义。
校园建筑能耗分项计量是将校园内建筑物主要能源种类(如电、燃气、燃油、水等)，并按不同用途（如空调、采暖、照明、动力等）进行采集和整理的能耗数据。建筑能耗分项计量为进行建筑节能诊断和节能改造提供准确可靠的数据信息，实现“以用能数据为导向的节能”，“以实际运行能耗指标”来合理、客观评价建筑能耗水平。避免建筑节能工作变为追求节能技术数量的无效堆砌。
2、系统结构
校园建筑能耗分项计量系统采用分布式架构。系统采用具备通讯接口的水、电计量表计按照能耗分类分项的计量要求合理设置。借助于现场总线（或则无线短距离通讯方式）将能耗数据传至数据采集器。能耗数据采集器对能耗数据进行编码打包等处理之后，经TCP/IP传输协议通过校园局域网、互联网、移动网络等方式上传至校园数据中心服务器。
该系统结构具有结构灵活、传输安全、实时性好、通信不受距离限制、可扩展性强的特点。
图一：校园建筑能耗分项计量系统结构图
与其他类型分项计量系统相比，校园建筑能耗分项计量系统具备以下几个特点：
a)根据学校各建筑实际情况，对现在表计的安装位置选择上充分考虑“同一建筑不同学院”，“同一学院多栋建筑”，以及后勤管理、宿舍楼等不同建筑类型、不同校内用能主体的用能特点。
b)在校园建筑能耗分项计量系统的基础上开发应用系统，对能耗数据进行开发利用，形成校园能源使用计划，进行能耗指标分析，开展能耗审计，并根据审计结果建立需量控制系统，最终达到节能目的。
c)可按要求定时自动报送教育部数据中心和省、国家建设部等多个数据中心，为全面推进我国高等学校节约型校园建设积累经验，提供示范案例。
3、设备与实施经验
3.1计量表计介绍
本系统中电能表选用了单相电表、三相单功能电表、三相多功能电表，同时在兼顾实测回路电流大小与测量精度后决定采用直接接入式或互感器接入式安装方式。通讯电能表具备RS485标准串行电气接口并支持《多功能电表通信规约》DL/T 645-1997有关规定。此外电能表的精度不低于1.0级。
对于用水量的采集使用具有CJ/T 188-2004通讯协议的远传水表。远传水表电源线接入工作电源，通讯线通485网络或无线形式接入能耗数据网关，最终实现用水量的上传。
3.2数据采集器
数据采集器 Data Acquisition Unit (DAU)主要作为在一个区域内进行能耗数据采集的设备。需要具备以下几个主要功能：
a)数据采集器包含多个独立RS485标准串行电气接口，并具备1个RJ45接口。
b)支持多种类型的计量装置或设备进行数据采集，包括符合相关标准要求的电能表（
c)相电能表、三相电能表、多功能电能表）、水表、热（冷）量表等。同时支持Mod-bus、DL/T 645-1997、CJ/T 188-2004等通信协议或标准；
d)具备本地能耗数据存储空间，在网络发生故障并恢复的情况下支持断点续传，保持数据完整性；
e)具备本地配置和管理功能。
f)数据采集器以及数据采集和传输数据格式都需要符合大型公建和校园能耗监测方面的相关要求。
3.3数据存储/服务器
服务器作为系统软件的承载设备，关系到系统能否高速、稳定、有效的运行，因此在选型上要特别注意。本期方案选用两台高性能的IBM 应用服务器和两台高性能的IBM 数据库服务器。
3.4能耗数据采集范围
3.4.1电能分项采集
能耗分项计量系统监测范围内的建筑按照其自身的用能特点，进行合理的划分，抓住重点用能单位，提高能耗计量表计安装的合理性。因此可以将被监测建筑分为高能耗（重点）监测对象，一般能耗（非重点）监测建筑。
高能耗（重点）建筑主要包括面积较大或能耗较高设备的建筑，如教学主楼、各学院实验楼；同时涵盖特殊建筑，如医院、宾馆等建筑。高能耗建筑主要对其水、电等能源消耗分类分项计量，并结合现状对用能设备进行对点计量，如照明、动力、办公设备、实验设备耗能等。同时通过赋予计量表计“从属行政关系”，可以对高能耗建筑中相对对立的用户进行分户计量，确定各户能耗标准，通过定额或公示的方式培养自觉节能的习惯，进一步挖掘节能潜力。对于学院、工程实训中心、各研究中心（所、室）大部分进行分户计量。
一般建筑指除高能耗建筑外的其它建筑。
分项计量是最重要的能耗计量方式，分户计量作为适当补充，有时这两者是不矛盾的，很可能是同一块电能表的所产生的数据从不同角度来理解的结果。分项计量的监测范围可参考以下几个主要方面设立：
按照分项计量设立监测支路时可依据建筑的本身特点选取以下几个主要回路：
a)变压器低压侧出线回路；
b)单独计量的外供电回路；
c)特殊区供电回路；
d)制冷机组主供电回路；
e)单独供电的冷热源系统附泵回路；
f)集中供电的分体空调回路；
g)照明插座主回路；
h)电梯回路；
i)动力回路等。
按照分户计量单位监测点划分原则：校园内的不同建筑在分项的同时做到分户,在项目的实施过程中总结出以下经验：
a) 公共教学区。公共教学区属于学校后勤统一管理，因此按照楼群和楼层进行计量单元划分，可以实时检测负荷运行情况，便于合理判断，确定节能需要，并实现统一计量和管理
b) 学科楼和办公实验区。办公楼：以单相用户为主。实施的办法是按照房间装设计量单元，必要时进行线路改造。根据规范和使用要求，在每个办公室内加装漏电开关盒，在楼层统一装置数字集中电表，在楼群加装三相电表并将公共部分用电相对独立，实现分户检测、评估和计量。实验楼：在楼层装置单相电能表和三相电能表集中，在楼群加装三相电能表并将公共部分用电相对独立。
c) 教学生活辅助用房：图书馆、礼堂、加压泵站等属于学校公用设施，在楼群加装三相电表并将公共部分用电相对独立。
d) 专业独立实验楼：对独立运行的实验楼采用楼群加装三相电表的方式，部分有办公室的楼宇按照房间设计量单元。
e) 服务实体：招待所、餐厅等经济实体采用楼群加装三相电表的方式，实行独立核算
f) 学生宿舍：考虑充分利用已有的计量装置，与已有的电表收费系统对接，将数据同步到校园建筑节能监管数据中心。
通过对这两种计量的比较研究，可以发现项目在施工中对电表的详细信息记录以及所在用能回路的负荷（用能单位）的信息收集是有必要的。后期的用能评价和能源管理都离不开这些最基本信息。
3.4.2用水分项采集
目前校园所消耗水能的计算主要是采用无通讯功能表计对水能源数据进行采集，并派专人现场抄取数据并逐级统计、上报，建立数据库对数据进行管理。这种方式，不能满足大范围的数据采集需要，不能实现对校园内用水情况进行实时监测和分析评估。针对现状主要对供水管网上一级总表和二级水表更换成具备通讯功能的水表。
4、结论
本文中提供了一些在校园建筑能耗分项计量系统建设中的一些经验和思考。尤其是在分项计量系统建成之后的一段运行时间里，越发觉得项目前期能耗计量分项的精细程度、合理程度对后期各种节能管理工作至关重要。希望这次项目的经验总结对同行业的朋友有一定的借鉴意义。
