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Acrel-5000建筑能耗監測系統
1． 概述
2008年01月03日，北京市建委和市發改委公布了去年北京實施能源審計的部分北京市國家機關辦公建筑和大型公共建筑平均電耗、水耗。其中進行審計的20個單位的國家機關辦公建筑，每平方米建筑面積年平均耗電量為85.4度（年平均85.4kWh／m2） ，人均年耗電量為3072.5度（年平均3072.5kWh／人） 。
統計表明，公共建筑耗電量是普通建筑5倍 國家機關辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮總耗電量的22%，每平方米年耗電量是普通居民住宅的10～20倍。是歐洲、日本等發達國家同類建筑的1.5～2倍。北京的大型公共建筑每單位平方米年耗電量在50度到300度之間，這個數字較普通建筑要高出3到5倍。
在所有公共建筑中，商場耗電最多，信息顯示，國家機關辦公建筑、大專院校的學生宿舍以及寫字樓、酒店、商場、體育場館和醫院等，每平米建筑的耗電量商場最高，年耗電量達到175.5度； 大專院校辦公樓最低，為34.57度； 國家機關辦公建筑則為85.4度，而人均年耗電量，國家機關辦公建筑則達到了3072. 5度。
針對能源浪費現象，國家出臺了相關文件。
溫家寶總理簽署的中華人民共和國國務院令第531號《公共機構節能條例》已經2008年7月23日國務院第18次常務會議通過，自2008年10月1日起施行。《條例》第十四條明確指出：公共機構應當實行能源消費計量制度，區分用能種類、用能系統實行能源消費分戶、分類、分項計量，并對能源消耗狀況實行監測，及時發現、糾正用能浪費現象。
建質〔2006〕277號文《全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇 電氣分冊》提出電氣回路要加裝電能計量裝置。
江蘇、上海分別推出蘇建科〔2007〕217號文《江蘇省公共建筑用能計量設計規定》和滬建交〔2008〕828號文《關于進一步加強本市民用建筑設備專業節能設計技術管理的通知》。
進一步明確提出對主要用電設施分項計量，對辦公樓、商場、宿舍等應計量到經濟核算單元；對醫療病房、賓館客房、學校教室應按樓層或功能分區計量等等，并納入審圖和竣工驗收標準之中。
滬建交〔2008〕828號文提出從2009年1月1日起，建筑面積大于2萬平方米的大型公共建筑、市（區）兩級國家機關辦公建筑、申請國家和本市的建筑節能示范項目，應當設置能耗監測系統。
住房和城鄉建設部建科[2008]114號文（2008-06-24）《關于印發國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設相關技術導則的通知》實施，具體實施內容參見[2008]114號文附件，附件名稱如下：
附件1：《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據采集技術導則》；
附件2： 《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統分項能耗數據傳輸技術導則 》；
附件3： 《 國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統樓宇分項計量設計安裝技術導則》；
附件4： 《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統數據中心建設與維護技術導則》；
附件5： 《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗監測系統建設、驗收與運行管理規范 》。
114號文件根據建筑的使用功能和用能特點，將國家機關辦公建筑和大型公共建筑分為8類。
（1）辦公建筑；
（2）商場建筑；
（3）賓館飯店建筑；
（4）文化教育建筑；
（5）醫療衛生建筑；
（6）體育建筑；
（7）綜合建筑；
（8）其它建筑。
其它建筑指除上述7種建筑類型外的國家機關辦公建筑和大型公共建筑。
分類能耗應當包括：
（1）耗電量
（2）耗水量
（3）耗氣量（天然氣量或者煤氣量）
（4）集中供熱耗熱量
（5）集中供冷耗冷量
（6）其他能源應用量（如集中熱水供應量、煤、油、可再生能源等）。
電量分項能耗應當包括：
照明插座用電：為建筑物主要功能區域的照明、插座等室內設備用電。主要包括照明和插座用電、走廊和應急照明用電、室外景觀照明用電。
空調用電：主要包括冷熱站用電、空調末端用電。
動力用電：主要包括電梯用電、水泵用電、通風機用電。
特殊用電：主要包括信息中心、洗衣房、廚房餐廳、游泳池、健身房或者其他特殊用電。
下圖為Acrel5000能耗監測系統的監控界面。
2．計量裝置
國家規定電能計量應當合理設置分項計量回路。其分項計量系統應當采用電子式、精度等級為1.0級及以上（0.2、0.5、1.0級）的有功電能表。采用的普通電能表，應當由測量單元和數據處理單元等組成，并能顯示、儲存和輸出數據，具有標準通訊接口。
2.1 在變壓器低壓側（AC230／400V）總進線處，應當設置多功能電能表，至少具有監測和計量三相電流、電壓、有功功率、功率因數、有功電能、最大需量、總諧波含量和2-21次各次諧波分量的功能。可選用ACR330ELH電力儀表
主要功能：
全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）
最大需量（I,P），四象限電能計量、復費率電能累計
THDu、THDi、2—31次諧波分量
電壓波峰系數、電話波形因子、電流K系數、電壓電流不平衡度
電網電壓電流正、負、零序分量測量
4DI+3DO
RS485接口、Modbus、DL/T645
應用于高壓重要回路低壓進線柜
2.2建筑工程能耗監測系統能耗“應合理設置分項計量回路，以下回路應設置分項計量表計”（附件3）：
（1）變壓器低壓側出線回路；
（2）單獨計量的外供電回路；
（3）特殊區供電回路；
（4）制冷機組主供電回路；
（5）單獨供電的冷熱源系統附泵回路；
（6）集中供電的分體空調回路；
（7）照明插座主回路；
（8）電梯回路；
（9）其他應單獨計量的用電回路。
上述回路可選用ACR220EFL和ACR120EFL電力儀表
主要功能：
全電量測量（U、I、P、Q、PF、F、S）
四象限電能計量、復費率電能累計、最大需量統計
4DI+2DO
RS485接口、Modbus 、DL/T645
應用于低壓聯絡柜、出線柜、動力柜
2.3安裝有電能表的柜體實物圖
2.4對動力箱、照明箱各個電氣節點的電能進行監視與管理
可選用ADL-10、ADL100和ADL300/EF 導軌式安裝電能表
分別是1、4、7個模數
最大一次電流32、80、80A
復費率電能累計
電能脈沖輸出
RS485/Modbus 、 DL/T645
DIN35mm導軌式安裝
導軌式安裝電能表安裝在終端配電箱中實物圖 導軌式安裝電能表安裝在動力箱中實物圖
3安科瑞Acrel-5000能耗監測系統
建科[2008]114號文要求對建筑物能耗監測系統的自動計量裝置所采集的能耗數據，應當通過RS485接口，并采用TCP／IP通信協議自動和實時上傳能耗數據。
3.1能耗數據編碼
編碼后能耗數據由15位符號組成。若某一項目無須使用某編碼時，則用相應位數的“0”代替。
例：北京第二外國語大學圖書館空調用電
110100 D 101 01 B 2 0
110100:行政區劃代碼編碼，110100 北京市 市轄區
D: 建筑類別編碼，D文化教育建筑
101： 建筑識別碼，由建筑所在地的縣市建設行政主管
部門統一規定，101圖書館北二外圖書館
01： 分類能耗編碼，01電
B： 分項能耗編碼，A照明插座用電，B空調用電，
C動力用電，D特殊用電
2： 一級子項，2空調末端
0： 二級子項，0表示沒有該項
3.2數據處理方法
建筑總能耗為建筑各分類能耗（除水耗量外）所折算的標準煤量之和。
總用電量＝∑各變壓器總表直接計量值
分類能耗量＝∑各分類能耗計量表的直接計量值
分項用電量＝∑各分項用電計量表的直接計量值
單位建筑面積用電量＝總用電量/總建筑面積
單位空調面積用電量＝總用電量/總空調面積
3.3能耗數據展示
數據中心接收并存儲其管理區域內監測建筑和數據中轉站上傳的數據，并對其管理區域內的能耗數據進行處理、分析、展示和發布。
數據中心分為部級數據中心、省（自治區、直轄市）級數據中心和市級數據中心。
市級和省（自治區、直轄市）級數據中心應將各種分類能耗匯總數據逐級上傳。
部級數據中心對各省（自治區、直轄市）級數據中心上報的能耗數據進行分類匯總后形成國家級的分類能耗匯總數據，并發布全國和各省（自治區、直轄市）的能耗數據統計報表以及各種分類能耗匯總表。
監測建筑數據展示應包括：
（1）建筑的基本信息，能耗監測情況，能耗分類分項情況；
（2）各監測支路的逐時原始讀數列表；
（3）各監測支路的逐時、逐日、逐月、逐年能耗值（列表和圖）；
（4）各類相關能耗指標圖、表；
（5）單個建筑相關能耗指標與同類參考建筑（如標桿值、平均值等）的比較（列表和圖）。
電能報表匯總
電流趨勢曲線
用電棒圖顯示
3.5能耗監測系統的組網方式
組網方式:光纖環網方式、以太網方式、GPRS/GSM無線方式
北京第二外國語學院以太網組網方式實例
青海油田供水供電公司變配電監控系統光纖環網實例
無線方式：淄博市電力環網改造
4基于Zigbee的無線抄表技術
ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數據速率（20k——250kbps）、低成本（相對于GPRS網絡的收費）、低復雜度的無線網絡技術。ZigBee 技術在低功耗、低成本和組網能力方面具有無可比擬的應用優勢。
Zigbee網狀網絡——“接力”傳輸
MESH網狀網絡拓撲結構的網絡具有強大的功能，網絡可以通過“多級跳”的
方式來通信；該拓撲結構還可以組成極為復雜的網絡；網絡還具備自組織、
自愈功能。
基于Zigbee技術的電表遠程抄表系統
基于zigbee技術的遠程抄表省去了現場布置通訊線的麻煩，在節約成本的同時又減少了工程量，為有效實現電能集中管理大大提供了方便；采用mesh網狀網絡結構充分保證了數據傳輸的可靠性。
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