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公共建筑节能监测系统运行现状及技术分析论文
1.前言
随着城市化进程的不断推进，建筑能源消耗占社会总能耗的比例不断增大，建筑节能工作的必要性日益突出。为得到对建筑节能工作有力的数据支持，国家提出并推广公共建筑节能监测系统建设，对国家机关办公建筑和大型公共建筑实施在线监测。
2.公共建筑节能监测系统运行现状
公共建筑节能监测系统建设是一个新生事物、一个长期的工程，在实施运行过程难免会出现一些问题，如部分项目数据不准确、运行不稳定，一定程度上影响了省、市宏观数据的有效性；个别地方"重建设、轻应用，重数量、轻质量"的问题比较突出，没有充分发挥监测平台作用等。诸如此类问题是公共建筑节能监测系统建设发展过程中的正常现象。为加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作，建设"数据可靠、运行稳定、应用高效"的节能监测平台，2015年7月山东省住建厅出台了《关于加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作的意见》（鲁建节科字[2015]12号）[1].
为进一步保证公共建筑节能监测系统的运行稳定和长期有效，结合山东省公共建筑节能监测系统建设实际和运行现状，参考国家和山东省公共建筑节能监测系统技术规程和规范，结合山东省建筑节能监测系统运行现状，本文细化了建筑节能监测系统主要功能和技术要求。
3.建筑节能监测系统体系技术探讨
3.1 建筑节能监测系统概念
建筑节能监测系统能够实现对建筑物或园区内能耗计量表具的实时监测，具备数据存储、处理和运算能力，可按照相关数据上传接口技术要求与上级能耗监测中心实现数据上传，可根据用户或业主实际需求提供web界面展示、数据报表、分析展示等功能。建筑节能监测系统数据架构基本组成包括数据接收服务、数据存储处理服务、数据上报服务、WEB服务等4部分。
（1）数据采集服务
建筑节能监测系统数据采集服务支持对建筑用电监测设备的数据通讯和采集，如电能表、水表、热量表等，应具备2路及以上RS-485串口，每个接口应具备至少连接32块能耗计量装置的功能。接口应具有完整的串口属性配置功能，支持完整的通讯协议配置功能，符合国家现行标准《基于Modbus协议的工业自动化网络规范》（GB/T 19582）、《多功能电能表通讯协议》（DL/T 645）和《用户计量仪表数据传输技术条件》（CJ/T 188）的有关规定[2].
建筑节能监测用电数据采集点应包括建筑（群）配电室低压侧所有支路，根据需要可扩展到楼层配电以及房间用电支路，如图2所示。其中，建筑节能监测系统仅将建筑总电量和16个一级子项建筑能耗上传至上级数据中心，楼层及房间用电计量仅供业主管理或分析使用。
（2）数据存储处理服务
建筑节能监测系统数据存储处理服务实现对监测能耗数据进行分类、分项归类，对用电分项监测支路数据进行合并整合处理，并自动保存到相应数据库，保存时间不少于三年；归纳整理出单栋建筑分类和分项用电逐日、逐月、逐年的总能耗、单位面积能耗或人均能耗等数据，可进一步深化至该建筑楼层、房间或部门相应数据，并以曲线图、柱状图、报表等形式显示、查询和打印；若监测项目为建筑园区（建筑群），应增加园区整体能耗数据的处理和分析展示，以及提供不同建筑间能耗数据对比功能[3].
（3）数据上报服务
按照山东省公共建筑节能监测平台数据接收标准接口要求，建筑节能监测系统数据上报服务支持将建筑监测实时数据自动上传至市级公共建筑节能监测平台。
山东省公共建筑节能监测系统数据上传以建筑物为单位，将建筑分类和分项能耗数据实时上传至上级数据中心。为降低通讯数据量，以及保证分析数据的完整性，规定建筑节能监测系统应实时上报该建筑的总电量、水、燃气、集中供冷量、集中供热量等分类能耗数据，以及房间照明与插座、冷热源系统、电梯、信息机房等16个一级子项数据[2].
3.2 数据上报技术要点
为保证数据传输质量，山东省对建筑节能监测系统数据上传格式进行了相技术规定，制定了数据上报标准上报技术要点。
（1）基本要求
建筑节能监测系统采用身份认证和数据加密方式，每个小时整点后以XML文件形式上报建筑的基本信息和上一小时时间段内分类分项能耗数据（具体见表1）。
（2）上报数据内容与方式
建筑节能监测系统实时上报数据的内容包括建筑基本信息XML文件（Build.xml）、分类分项能耗数据XML文件（Energy.xml）、补传的建筑历史数据XML文件（UnsendEnergy.xml），其中，系统正常稳定运行时，上传数据包仅包括Build.xml和En-ergy.xml;当系统出现故障停运一段时间后恢复运行时，系统上传数据包为Build.xml、Energy.xml和UnsendEnergy.xml文件。
建筑节能监测系统是以建筑物或建筑群为节点上报数据，主要识别码为节点编码（NodeID）和建筑编码（BuildID），均由省建筑节能监测数据中心里进行统一分配。建筑节能监测系统Node编码图中第1-6位为建筑所在地区，具体到区/县；第7位为建筑功能码，包括办公建筑A、商场建筑B、宾馆饭店建筑C、文化教育建筑D、医疗卫生建筑E、体育建筑F、综合建筑G、交通建筑H、其他建筑Z等；第8-10位为项目节点和建筑物识别编码。
普通建筑（建筑群）节能监测系统BuildID格式与NodeID格式一样，同为10位；节约型高校或医院建筑节能监测系统BuildID为13位，节约型园区建筑节能监测系统BuildID编码中，园区功能代码包括D（节约型高校）和E（节约型医院）；节约型高校建筑功能代码包括行政办公建筑A、图书馆建筑B、教学楼建筑C、科研楼建筑D、综合楼建筑E、场馆类建筑F、食堂餐厅G、学生集中浴室H、学生宿舍I、大型或特殊科研实验室J、医院K、交流中心L、其他M等13类；节约型医院建筑功能代码包括门急诊类建筑A、医技类建筑B、住院类建筑C、医疗综合类建筑D、后勤保障类建筑E、办公类建筑F等6类。
3.3 建筑节能监测系统模式与技术实现
建筑节能监测系统应能实现对建筑能耗数据的采集、处理、上报和WEB展示，监测对象可为单栋建筑、建筑群、园区建筑（高校、医院）等。根据工程实际情况与用户需求，建筑节能监测系统硬件实现可采用工控机模式和嵌入式数据采集系统模式，其放置应在配电室或信息机房，并均可采用双机热备形式。
（1）工控机代替普通PC模式
山东省住建厅《关于加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作的意见》（鲁建节科字[2015]12号）文中指出，子系统软硬件结构均应达到工业实时测控标准[1].本节采用工控机作为子系统软件的硬件载体，主要是考虑到工控机具有较高的防磁、防尘、防冲击的能力、工作运行时间长、稳定性高、体积小、性价比高等优势。
（2）嵌入式数据采集系统模式
嵌入式数据采集系统将数据采集器和建筑节能监测子系统集成于一体，具备RS485接口、网络接口等数据采集传输方式，实现了建筑节能监测系统的数据采集、处理、上报等功能，并为用户或业主提供远程访问系统WEB功能，其网络结构图。
参考文献：
[1] 山东省住房和城乡建设厅。关于加强公共建筑节能监测系统质量管理和数据应用工作的意见（鲁建节科字[2015]12号）[EB/OL].
[2] JGJ/T 285-2014, 公共建筑能耗远程监测系统技术规程[S].
[3] DBJ/T14-071-2010, 公共建筑节能监测系统技术规范[S].
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