摘要：對大型公共建筑能耗監測系統在日常的管理和應用中遇到的能耗計量數據問題進行了總結，并對形成原因進行了系統的分析，為以后能耗監測系統的推廣提出了系統的建議。
1.引言
近年來，各級地區政府以及公共建筑業主和管理者，已充分認識到分項計量在公共建筑節能中的重要性，政府主導或業主自發地在各類公共建筑中安裝了多塊電表，并搭建起建筑能耗監測平臺，為公共建筑節能管理打下基礎。然而，在實際工作中卻發現，由于公共建筑使用功能非常復雜，原有配電系統與實際的用電設備狀況、用電責任人都有較大的出入，導致計量得到的能耗數據說不清意義，也就無法真正的“用能耗數據說話”來進行節能管理。這導致有相當多的能耗監測平臺建成以后不久就處于停頓甚至“癱瘓”狀態，未能充分發揮作用。因此總結和分析能耗計量數據在日常運行管理出現的問題，避免走“重建設、輕運營”的老路，對讓真正能發揮作用的公共建筑能耗監測平臺能運營下去，同時借鑒已有經驗，重視計量數據對大型公共建筑節能管理的應用，使得對未來建設的平臺能夠有效、節儉地推進具有重要意義。
2.能耗分項計量數據常見的問題
建筑能耗監測系統是指通過對國家機關辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，實現重點建筑能耗的在線監測和動態分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱。分項計量是指將建筑消耗的各類能源按其主要用途劃分，并進行數據采集和分析整理的技術，如：某大型公建能耗可以劃分為空調用電、動力用電、照明用電、特殊用電等。分項計量技術主要借助詳細的現場調研、合理的方案設計，以及精準的計量分析工作，其常見計量裝置包括電表、水表、燃氣表、熱(冷)量表等。
以分項計量數據為基礎指導大型公共建筑的運行管理和節能診斷，如何保證數據質量是整個過程中的關鍵問題，不然會產生錯誤的分析結果，導致錯誤的決策。從技術難度來看，建筑基礎信息的收集和能耗數據分項計量是一項技術門檻相對較低的工作，然而在大量的實際工程應用中，分項計量數據質量的問題仍然普遍存在，有的甚至十分嚴重。另一方面，對能耗計量數據的應用，尚且缺乏全面的認識。概括起來，主要有以下四點問題：
2.1 建筑基本信息不完善
公共建筑能耗監測系統中需要對每一棟建筑制定基本的屬性標簽，以方便建筑物的分類、能耗數據查詢配置和各項性能指標的計算。建筑基本信息主要包括地理位置、建筑功能屬性、面積、空調系統形式、建筑中常規人數等。建筑的功能屬性是指辦公、商場、酒店、醫院等。大多數公共建筑屬于單一功能建筑，例如政府辦公樓。但這些建筑中通常會附帶少量的其他功能區域，例如辦公樓首兩層的一部分出租給了一家飯店，或者在某層安置了一個規模較大的計算設備中心。這些附加功能區域通常所占面積較小，但能耗特征和能耗強度與主體功能區有較大差異，如果不加以區分，會使得后期能耗分析和比較偏離實際情況，影響診斷結果。所以在建筑能耗監測系統設計之初就應當將這些區域與主體功能區分離，明確記錄特殊功能區域的屬性和面積，并獨立計量該區域的能耗。公共建筑通常采用中央空調系統，空調系統能耗一般占建筑全面總能耗的30%-50%，而空調系統形式的不同對空調能耗會造成較大的影響。空調系統形式是指建筑采用中央空調系統還是分散式多聯機，對于中央空調，末端形式是分散式風機盤管系統還是集中送風，冷源形式是風冷還是水冷。現階段，大多數能耗監測系統沒有考慮此項因素，導致在多建筑能耗對比中，分析結果缺乏對實際節能改造工作的指導意義。因此，有必要將空調系統形式納入建筑基本信息統一收集。
除了屬性信息的全面性問題以外，建筑面積、常規人數這些量化信息的準確性也是一項突出問題。單位面積（分項）能耗是建筑能耗分析中常用的能耗指標，相對應的建筑總面積、空調總面積成為關鍵參數。而工程實踐中往往出現能耗數據與面積不對應的情況，使得計算得到的單位面積能耗指標失去指導意義。例如，某單位辦公樓面積2萬平方米，同時在該樓旁邊還附帶一個4000平方米的小型辦公樓。這兩棟建筑統一配電，建筑能耗監測系統采集到的是2.4萬平方米辦公建筑的能耗，而面積信息收集時只記錄了主樓2萬平方米，這就會導致單位面積能耗指標計算偏大20%。
2.2 長期數據質量需要提高
公共建筑能耗監測系統強調對建筑用能數據的長期監測，特別在使用過程中，不僅僅觀察近期的動態變化，同時需要綜合分析歷史以來的所有數據特征。因此，長期有效地保證數據的高質量，對能耗數據應用來說至關重要。然而在大量工程實踐中，該問題并沒有予以足夠的重視，最終導致安裝了能耗建筑能耗監測系統，但得到的數據卻不能用。主要表現在以下三種數據質量問題：
（1）數據丟數。現階段普遍采用的數據采集系統應用的是總線模式，即數據從每個末端到中央主機，一般要經過物理測量、信號采集、信號變送、網絡傳輸、讀取和儲存等多層過程。這種信號傳輸模式遵循串聯結構，其中任何一個環節出現問題都會導致信號中斷。臨時性的問題導致的中斷，通過重新傳輸可以彌補；但采集器或者網絡物理上的問題導致長期數據中斷，很難找回丟失的數據。由于運行人員缺乏建筑能耗監測系統的及時監管，常常導致數日，甚至一個多月數據丟失；
（2）數據錯數。電表計量的原始數據是累計電耗，而通常使用的是時間規范化以后的差分結果。有些電表設置的電量記錄上限較小，超過上限就會清零重新開始記錄。這就導致直接差分逐時電耗會得到極大的負電耗。另一種普遍的情況是某些支路或子分項的能耗由上級總電耗與其他支路電耗作差獲得。當其中任何一路電表記錄的數據出現問題時，都會影響到作差的支路的能耗數據，有時會出現負數，有時也會出現很大的電耗值；
（3）數據亂數。建筑中許多大功率的設備，或重要的租戶配備的雙路供電。在計量配置過程中，一般只對主力供電支路安裝計量電表，備用支路不裝表。這就導致當投切到備用支路時，原支路對應的設備電耗突變為零，而在備用支路的上級電表處出現了能耗突增。更有甚者，末端系統在使用中調整或改造，原有的主備支路互換，或改作他用，使得計量數據與最初調研配置的關系不相符。以上問題都可以通過數據預處理來解決。在采集到原始數據之后，設計一些簡單判斷條件，對數據的連貫性、突變情況做出判斷，并針對這些情況作出相應的自動修正或報警，就能夠及時較好的保障數據質量。有效避免數據長期丟失和錯誤。
2.3 主路下屬設備調研不足
公共建筑能耗計量與監測在提出之初，就強調了依照用能類型，對能耗分類分項。從2006年綠色建筑標準中對能耗分項計量的規定，到2008年住房城鄉建設部印發的技術導則附件中對分項計量設計和安裝的規定，都明確指出對空調系統、照明插座、電梯、水泵等獨立計量。由此形成一個樹狀的能耗監測框架，實現從建筑總能耗出發，分類逐級搜索各類設備能耗和運行狀況的管理模式。在能耗分項實施的過程中，需要考察每一路被計量的用電支路下屬設備，根據設備類型對該支路的能耗數據進行分析。正是在這個過程中，容易出現調研不充分、設計不完善，最終導致分項落實不足，能耗數據難以使用。主要表現為以下三種典型情況：
（1）支路計量不完善，總數與分項總和相差較大。在一些工程項目中，只計量了部分配電柜的能耗，計量能耗都不足能耗的60%，使得計量結果中“其他”分項的能耗很大，沒有充分起到能耗分項的作用。還有一些工程中由于不方便計量總能耗，直接用計量的部分能耗求和作為總能耗，導致能耗評估時能耗水平較低的假象；
（2）不做詳細調研，單純依照支路名稱分類。在配點設計時，通常會根據支路的主要功能予以命名。例如“三層A區照明”，而其下屬設備除了照明燈具以外，還包括有少部分插座和一臺新風機。在建筑能耗監測系統設計時，只調研了一級配電，而不深入調研二級配電情況，草率做分類，導致空調設備和照明混合計量的情況；
（3）忽視后期改造的調研。典型現象是建筑使用過程中安置計算設備中心，往往在初期配電設計時是無法考慮和體現的，所以從配電圖紙上通常找不到這類高能耗設備的配置信息。這就需要在建筑能耗監測系統設計或改造的過程中，重點考慮，并調研清楚。支路信息調研不充分，甚至不調研，直接導致計量得到的數據沒有明確的分項屬性，無法按照標準的能耗分項模型歸類和應用，失去了分項計量工程的基本意義。非但起不到輔助節能管理、發掘節能潛力的作用，反而總價運行投入、誤導能源管理工作。因此在建筑能耗監測系統設計、安裝階段，詳細調研末端設備和配置信號端口名稱的工作對能耗建筑能耗監測系統的有效性顯得尤為重要。
2.4 能耗數據應用不充分
能耗數據是建筑中各類系統和設備運行狀況的終端表現，通過分析分項能耗的數值及其變化特征，在一定程度上可以了解相應的系統和設備的運行管理狀況。這使得公共建筑能耗管理變得更加細致和精確。能耗建筑能耗監測系統可以幫助管理者跟蹤買一臺主要設備的運行情況，在提高管理水平的同時，減少人力成本。但在許多建筑中，建筑能耗監測系統并沒有得到管理者的足夠重視，往往只是作為逐月抄表的工具，或是直接交給節能診斷團隊來分析處理。而實際上，以計量數據庫為基礎，實現一些基本功能是很容易的。例如，自動生成關鍵設備運行狀況日報表和月報表，主要包括冷機、大型水泵、大型風機、主要功能區照明、電梯等，基本參數可以包括最大電流值、最大功率值、總運行時間、機械正常與否、日累計電耗、同期對比情況等。這些簡單的參數報表不需要專業化的計算分析技巧，對已有的計量數據直接讀取并輔助簡單的四則運算即可完成。
3.改進意見
針對上述能耗計量數據在日常管理和應用出現的問題，結合筆者的實際項目經驗，認為應該從如下幾個方面著手：
（1）不將“不清不楚”的能耗計量數據放進能耗數據庫。要計量的這一條配點支路，究竟帶了什么用電設備、正常的使用功能是什么、正常的開啟時間規律是什么都要弄清楚，計量得到的電耗數據對節能管理才有意義。
（2）能耗計量既要“抓準重點”、又要“全面覆蓋”。這二者看似是矛盾的，“魚與熊掌不可兼得”，實則不然。有些公共建筑裝上百塊電表，但進行能耗分拆時仍有50%是“其他”，顯然能耗計量沒有抓準重點，也沒有實現全面覆蓋。實際公共建筑中能耗也在一定程度上符合“二八原則”：整個建筑物80%的電耗可能是數量上僅占20%的用電設備消耗的。對公共建筑的實際用電支路狀況進行分析，選取能耗高且變化復雜的支路或用電設備進行裝表計量，往往起到事半功倍的效果。
（3）能耗計量數據的儲存“一步到位”。這里所講的“一步到位”是指計量下來的能耗數據，應當被清晰、整齊地儲存為電子表格形式，不能是潦草的手抄計量數據，也不是錯誤百出、單位不清、時間混亂不統一的原始數據表格。這樣就能使得下一步節能管理著不必花費時間精力去“重新梳理”能耗計量數據，確保了節能管理的有效性。
4.結語
為了使大型公共建筑能耗監測系統發揮更好的作用，需要建筑管理者轉變原有的粗放型管理思路，從單純監管逐月建筑總能耗的模式轉變為逐時分項管理，從只看自己轉變為互相對比，找差異找問題。隨著數據開放化的程度不斷提高，大型公共建筑能耗監測平臺不僅僅是一個“顯微鏡”，形成的數據網絡平臺也是一個“望遠鏡”。確保能耗計量數據的真實、有效，提高數據質量，加強數據的實際應用如對同類建筑的分項能耗進行排序、比較，對能耗曲線特征做對比等，可以幫助建筑管理者找到運行管理中的那些習慣性的錯誤，可以更好地形成一套完善的能耗、能效體系，幫助節能診斷。
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