一(yī)、概述

随着我(wǒ)國經濟的高速發展，建築能耗，特别是國家機關辦公建築和大(dà)型公共建築高耗能的問題日益突出。學校屬大(dà)型公共機構建築的重要組成部分(fēn)之一(yī)，其特點是占地面積大(dà)，建築物(wù)種類及數量多，校園供配電系統及自來水管網、熱網面廣、量大(dà)。目前校園的能耗、水耗抄表數據不完整、不全面，造成管理不到位、能源利用存在較大(dà)的浪費(fèi)現象。爲了确保校園正常教學與科研的能源需求且實現有效節能，建立能源遠程監控與管理系統、掌握校園水、電、暖、氣能耗的實時數據、對校園各種能源系統進行分(fēn)布式監控與集中(zhōng)管理。

二、方案編制依據

XXXX學院校園建築節能監管系統建設要注重科學發展、統籌兼顧，在全面提升全校能源管理水平，最大(dà)限度降低學校能源消耗，節約能源費(fèi)用的同時，兼顧學校、部門、學院、師生(shēng)等各方利益；注重創新、引領示範，在滿足住房和城鄉建設部、教育部、财政部功能要求的前提下(xià)，與綠色校園、可持續校園建設相結合，全面提升節約型校園管理水平；注重突出特色、樹(shù)立典範，建設過程中(zhōng)體(tǐ)現XXXXXX職業技術學院特色，建設成全國具有代表性的節能監管體(tǐ)系。

XXXX學院校園建築節能監管系統建設要遵循實事求是、以人爲本的原則，在保證用能安全的前提下(xià)實施，最終形成一(yī)套數字化、網絡化、智能化的能源監控的管理平台。

   系統設計原則：

（1）規範性原則

①輸入/輸出符合行業标準。

②軟件工(gōng)程和數據庫建設符合行業規範。

（2）實用性原則

①界面設計盡量模拟人的工(gōng)作習慣，随時提示。

②與物(wù)處理的操作功能是“傻瓜型”，簡單、易于操作；同時提供複雜(zá)但功能強大(dà)的操作功能，供系統維護人員(yuán)使用。

（3）先進性原則

①硬件設備的先進性：硬件設備應選用性能價格比高的設備，并有很高的可靠性和較長的使用壽命；

②軟件的先進性：軟件應采用目前國際上通用禀賦和發展趨勢的軟件，爲以後的功能擴充打下(xià)基礎；

③技術方法的先進性：采用先進的技術方法和理論，設計使用、可靠、具有先進水平的分(fēn)析模型和應用模型。

（4）安全性原則

由于系統業務及不同權限的用戶、不同類型的業務數據，系統的安全保密是系統設計的重要原則。

（5）可靠性原則

①數據的可靠性：數據庫中(zhōng)的所有數據應準确可靠。

②系統可靠性：系統具有很強的容錯能力和處理突發事件的能力，不至于因某個動作或某個突發事件導緻數據丢失和系統癱瘓。

（6）可擴展性及開(kāi)放(fàng)性原則

①系統具有良好的接口和方便的二次開(kāi)發工(gōng)具，以便系統不斷的擴充、求精和完善。

②系統在輸入、輸出方面應具有較強的兼容性，能進行各種不同數據格式的轉換。

方案編制依據和規範有：

1）《節能監測技術通則》GB/T15316-1994；

2）《公共機構節能條例》中(zhōng)華人民共和國國務院令；

3）《國家機關辦公建築和大(dà)型公共建築能耗監測系統建設分(fēn)項能耗數據采集技術導則》；

4）《國家機關辦公建築和大(dà)型公共建築能耗監測系統分(fēn)項能耗數據傳輸技術導則》；

5）《國家機關辦公建築和大(dà)型公共建築能耗監測系統樓宇分(fēn)項計量設計安裝技術導則》；

6）《國家機關辦公建築和大(dà)型公共建築能耗監測系統樓宇分(fēn)項計量設計安裝技術、分(fēn)項能耗數據采集、分(fēn)項能耗數據傳輸技術導則以及系統建設、驗收與運行管理規範》；

7）《高等學校節約型校園建設管理與技術導則》；

8）《高等學校校園設施節能運行管理辦法》

9）《高等學校校園建築能耗統計審計公示辦法》

10）《高等學校校園建築節能監管系統運行管理技術導則》

11）《高等學校節約型校園指标體(tǐ)系及考核評價辦法》

12）《電能計量裝置技術管理規程》DL/T 448—2000；

13）《電子遠傳水表》CJ/T188-2004；

三、校園用能現狀分(fēn)析

随着各種能源價格的飛漲，各學校用于能耗的開(kāi)支費(fèi)用日益增加，各管理部門均想方設法節約能耗開(kāi)支。現就校園内各種能耗管理及使用情況進行分(fēn)析。

1、用電現狀

目前，學校還沒有建立詳細的能源賬本，對園區内的各個建築沒有進行用電核算。大(dà)多管理者掌握着隻是總用電情況，對單個建築以、各個建築内用電情況以及園區内功能性區分(fēn)用電情況并不了解。同時，校園内還存在較大(dà)的節電潛力。

1）教室、實驗室、辦公室長明燈、少人開(kāi)多燈、自然光照充分(fēn)的情況下(xià)開(kāi)燈等現象仍然存在；

2）辦公室、教室、宿舍等空調使用中(zhōng)存在超标使用，如：不按溫度管理要求開(kāi)空調、開(kāi)門、窗開(kāi)空調等；

3）學生(shēng)公寓中(zhōng)未安裝電表、 學生(shēng)存在使用大(dà)功率電器等現象，既費(fèi)電又(yòu)存在安全隐患。

4）校園内景觀燈、路燈等管理不合理、開(kāi)關時間設置不合理現象比比皆是。

2、用水現狀

目前，學校對于校内用水還沒有很好的管理辦法，水資(zī)源浪費(fèi)現象嚴重，加上一(yī)些學校建築建設年代較久，地下(xià)管網老化嚴重，管道破裂導緻的水資(zī)源流失更是無法估計。常見水資(zī)源浪費(fèi)現象如下(xià)：

1）衛生(shēng)間、茶水間長流水；

2）教師宿舍、學生(shēng)公寓無用水計量，導緻浪費(fèi)；

3）跑冒滴漏現象較多，地下(xià)水管網洩露較難發現。

3、用氣現狀

因國内南(nán)北(běi)分(fēn)布及氣候因數導緻南(nán)方學校基本用氣量較恒定，北(běi)方學校需要供暖，多采用燃氣鍋爐進行集中(zhōng)供暖，則燃氣消耗與供暖管理息息相關。

4、采暖現狀

對有集中(zhōng)供暖的學校，采暖管理具有較大(dà)的節能空間。集中(zhōng)供暖中(zhōng)出現的浪費(fèi)現象如下(xià)：

1）供暖期間開(kāi)窗通風時間較長；

2）由于供暖管道設計的不合理以及供暖配比的失調，導緻近端溫度過高，遠端溫度不夠；

3）因學校的特殊因素導緻放(fàng)假期間教學樓、學生(shēng)公寓等設施基本無人，但暖氣仍然正常供應。

四、推薦方案設計

1、建設目标

爲了确保校園正常教學、科研的能源需求和實現有效節能，XXXX學院節能監管平台項目用以掌握校園建築能耗的實時數據、對校園各種能源系統進行分(fēn)布式監控與集中(zhōng)控制和管理。通過能源管理平台可實現校園用能的實時在線分(fēn)類、分(fēn)項、分(fēn)戶監測和計量，自動化節能控制，能耗數據自動采集與存貯、數據統計與分(fēn)析、數據遠程傳輸、數據顯示和打印、數據顯示發布等，使學校能源管理部門對能源系統進行有效的監控與管理；爲校園節能降耗研究、設計與改（建）造提供參考數據；對已實施節能改造的建築提供節能效果真實數據。能源管理平台軟件必須具有擴展性，确保實現與學生(shēng)公寓用電管理系統和新圖書(shū)館智能管理系統的對接.節能監管平台必須和數字化校園有機融合，節能監管平台中(zhōng)心與數字化校園中(zhōng)心、安全監控、網絡中(zhōng)心、圖書(shū)館智能控制中(zhōng)心等管理中(zhōng)心系統整合。

1.1 總體(tǐ)設計目标

建設設計總體(tǐ)目标如下(xià)表所述：

主 要 功 能		實   施   内   容
能耗計量	能耗分(fēn)類總計量	實時監測所有變電所和建築低壓總進線、總進水管、總暖氣管，獲得校區總用電量、用水量和用暖量。
	大(dà)樓用電總計量及分(fēn)項計量	實時監測所有變電所低壓出線回路、教學樓、實訓樓、實驗樓、圖書(shū)館、學生(shēng)宿舍等建築的低壓總進線、大(dà)樓分(fēn)項用電回路（動力、照明插座、空調及特殊用電），獲得所有大(dà)樓的總用電量，分(fēn)項用電量。
	分(fēn)戶用電計量	實時監測建築實訓館、利亞樓、學院辦公樓等每個樓層或房間的低壓進線，獲得每個樓層或房間（部門）的總用電量，以及辦公科研用電量。
	分(fēn)戶用水計量	實時監測各幢樓的進水管及每個食堂等建築的進水管，獲得各幢大(dà)樓用水量及食堂等建築用水量。
	分(fēn)戶用暖計量	實時監測2路總進氣管，獲得每個管道的用暖量。
能源監控	用能診斷	以實時監測有功功率、電量、水量、氣量爲依據，進行水管網的平衡檢測與分(fēn)析，變壓器負荷率分(fēn)析，配電網各級用電回路負荷分(fēn)析，線損分(fēn)析。
	節能潛力分(fēn)析和效果驗證	以實時監測的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素等電力參數爲依據，進行節能潛力分(fēn)析和節能改造項目的節能效果驗證。
	節能控制	全部教室的節電控制，全校路燈智能監控，空調、節水控制的樣闆示範，走廊等公共區域照明節電控制和教室等照明節電控制，并确保實現與學生(shēng)公寓用電管理系統的對接。
能源質量監測	電能質量監測	實時監測電壓、頻(pín)率、功率因數、諧波等。
系統集成	數字化校園系統	能源監管系統與校園一(yī)卡通集成，實現能源消費(fèi)網上支付。能源監管系統與數字化校園有機融合，使學校能源管理部門對能源系統進行有效的監控與管理。

具體(tǐ)分(fēn)解建設目标如下(xià)所述：

1）能耗采集、統計、分(fēn)析

a.用能計量（分(fēn)類分(fēn)項分(fēn)戶）：在各用能點安裝具有遠傳功能的智能表計，通過現場網絡和遠程傳輸網絡，實現用能的實時、在線計量。

b.分(fēn)類計量：按照國家住建部的導則要求，對建築的能源按下(xià)面幾個方面進行分(fēn)類計量：

Ø        電量；

Ø  水耗量；

Ø  燃氣量(天然氣量或煤氣量)；

Ø  集中(zhōng)供熱耗熱量；

其中(zhōng)電的總計量通常是在變電所内實現的，各個變電所所有變壓器低壓總出線的電量之和即爲總電量；所有市政進水/進氣/熱能管路的能源用量之和，即爲總用水/總用氣/總用熱量。若爲單幢建築，則計量該幢建築的總進線/總進水/總進氣/總進熱，即爲總用電量/總用水/總用氣/總用熱能量。

c.分(fēn)項計量

按照國家住建部的導則要求，對建築的用電按下(xià)面四個方面進行分(fēn)項計量：

Ø  照明插座用電

Ø  空調用電

Ø  動力用電

Ø  特殊用電

計量變電所的各條低壓出線回路并按照上述四個分(fēn)項進行合并計算，即爲各分(fēn)項的用電量。

d.分(fēn)戶計量

将表計的計量值按照各個單位或部門進行合并計算，從而得到各個單位或部門的各類能耗總值；然後通過能耗指标（單位面積能耗值、人均能耗值）進行評估、考核，最終推動節能減排工(gōng)作。

e.用能診斷：以實時監測的有功功率、電量、功率因數等實時數據爲依據，進行變壓器負荷率分(fēn)析、配電網各級負荷和線損分(fēn)析，有效防止偷電、漏電等情況的發生(shēng)，并且有針對性的對配電系統進行優化（如：三相不平衡）。

f.節能潛力分(fēn)析：根據能耗數據并輔以實時曲線，發現用能不合理的方面，挖掘節能潛力。

g.節能效果驗證：對比并分(fēn)析節能（采用節能技術或節能設備後）前後的能耗數據，從而爲節能效果進行定量的判定，以驗證該種節能方式是否達到預期的效果，爲下(xià)一(yī)步的節能指明方向。

2）供暖系統管理控制

a、建立建築物(wù)溫度采集系統，采集各監測點溫度，獲得建築物(wù)平均溫度及溫度變化趨勢；

b、在各建築主供暖管道上安裝比例積分(fēn)調節閥、壓差平衡閥及控制器，通過建築平均溫度自動調節主供暖管道供暖流量，做到将室内溫度控制在 18-22 度之間；

c、在節假日期間及工(gōng)作日夜間，将相應建築（如：教學樓、辦公樓等）室内溫度控制在 8-12 度之間，實現節能；在較長假期（寒假）将相應建築（學生(shēng)公寓、教學樓、食堂等）室内溫度控制在 6-10 度之間；

d、對供暖循環水泵系統進行變頻(pín)改造，根據前端供水壓力及回水溫差進行變速調節。

3）空調系統管理控制

a、建立建築物(wù)内部溫濕度采集系統，實時監測室内各個區域溫濕度變化；

b、根據時間和溫度的要求對空調系統進行控制（室内溫度夏季：不低于 26 度，冬季：不高于 18 度，非工(gōng)作時間關閉空調），較合理的使用空調；

c、嚴禁開(kāi)門、開(kāi)窗使用空調。

4）教室照明管理系統

建立教室照明管理系統，通過安裝在各個教室的照明控制器和相應傳感器，對教室照明根據課程表時間、光照度和是否有人在教室進行集中(zhōng)管理。做到自然采光滿足照度需求時系統自動關閉教室燈光，夜間自習時可根據需求開(kāi)放(fàng)相應教室照明，避免人少開(kāi)多盞燈現象。

5) 校園生(shēng)活區節水節電管理與控制

a、學生(shēng)宿舍用水、用電預付費(fèi)管理。對原有學生(shēng)宿舍進行改造，安裝預付費(fèi)水電表，除每月定量補貼外(wài)，其餘用量由學生(shēng)自費(fèi)，提高學生(shēng)節約意識；每個學生(shēng)宿舍安裝智能限電器，杜絕宿舍内使用大(dà)功率發熱電器，消除安全隐患；

b、對校内員(yuán)工(gōng)宿舍安裝、更換預付費(fèi)水、電表，提高後勤工(gōng)作管理效率；

c、對校園内路燈照明進行控制管理，安裝自動控制器，使路燈安裝每天日出、日落時間以及自然光照度級别進行工(gōng)作。

1.2建設範圍

本系統實現對校園内水、電、暖等能耗實時動态的分(fēn)布式監控與集中(zhōng)管理，用以掌握校園建築能耗的實時數據。通過節能監管平台可實現校園用能的實時在線分(fēn)類、分(fēn)項、分(fēn)戶監測和計量，自動化節能控制，能耗數據自動采集與存貯、數據統計與分(fēn)析、數據遠程傳輸、數據顯示和打印、數據顯示發布等，方便學校能源管理部門對能源系統進行有效的監控與管理，對已實施節能改造的建築提供節能效果真實數據，爲校園節能降耗研究、設計與改（建）造提供參考數據。

能耗計量部分(fēn)：

（1）水計量：全校區教學樓、辦公樓、食堂、宿舍樓等所有建築的用水監測的一(yī)級計量；市政進水總計量、分(fēn)區總計量。包括對應計量監測點的水表井擴建和水表閥門安裝。

（2）電計量：所有教學樓、辦公樓、實驗樓、浴室、食堂、宿舍樓等用電一(yī)級計量以及重點建築的三級計量以及分(fēn)項計量；

（3）供暖監測：監測内容包括：進水流量、進水溫度和進水壓力，設計可擴展到包括所有建築。

節能控制部分(fēn)：

（1）路燈節電控制:路燈節電控制，另外(wài)實現路燈單燈控制。

（2）空調節電控制：公共建築中(zhōng)央空調聯網控制（需設計）,辦公室單體(tǐ)空調控制管理。

（3）照明節電控制：教學樓大(dà)教室節電控制設備安裝監控；中(zhōng)小(xiǎo)教室節電控制設備安裝監控；教學樓公共區域單燈節電控制設備安裝監控。

（4）節水控制：建立校園水管網管理信息系統，對校園用水數據和管網平衡情況進行統計分(fēn)析，挖掘節能潛力；選擇部分(fēn)公共用水區域作智能節水控制試點：節水控制設備安裝監測。

（5）配電室監管：實現配電室電能質量監測，包括三相電壓、電流、有功功率、無功功率、諧波等參數遠程測量。

2、方案設計

2.1系統簡介

   能耗監測及節能管理系統采用先進的現場控制總線技術和無線傳感網技術（