建筑能耗的分类模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇建筑能耗的分类，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

【关键词】eQUEST建筑类型能耗模拟

【Keywords】 eQUESTtype of constructionenergy consumption simulation

中图分类号：TU111文献标识码： A 文章编号：

引言

目前，建筑、交通、工业是世界能耗中的“三大”耗能大户，根据联合国规划署（UNEP）统计结果显示，建筑能耗占全球能耗的25%～40%[1]，而建筑能耗中采暖、制冷、照明的所占比例最为巨大，为40%。因此，对新建建筑进行能耗模拟，通过对模拟结果进行分析，通过改变建筑结构参数，类型，系统形式，运行控制策略等来降低能耗成为一种新的节能途径。

在ASHREA Handbook 2005中“能耗评估与建模”[2]对建筑能耗的分析方法进行了较为完善的综述，其中一种“反向法”，即已知能耗模型的输入参数、输出结果，求解建筑能耗与影响因素之间的关系，这种方法又分为以下三种方法[3]：

1、经验方法（或黑箱方法），即在能耗数据与影响因素之间建立某种回归模型，常用的有最小二乘法、PRISM方法等；

2、校准模拟方法，即用模拟软件建立建筑模型，进而调整输入条件使得输入与实测能耗相符；

3、灰箱方法，即为建筑或系统建立物理模型，用统计方法确定模型参数。

本文所利用的就是第二种方法，所利用的能耗模拟软件是eQUEST软件。

1 能耗模拟

1.1 eQUEST软件简介

在美国能源部(u．s．Department of Energy)和电力研究院的资助下，由美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和J.J．Hirsch及其合作人共同开发了eQUEST能耗模拟软件。该软件的计算核心是目前使用最为广泛的能耗模拟软件DOE2的高级版本DOE2—2。eQUEST不仅吸收了DOE2的优点，并且增加了很多新功能，使建筑建模过程更加简单，结果输出形式更加清晰[4] 。

系统概况

对不同建筑类型采用同种建筑类型，利用eQUEST所建模型见图1：

图1：eQUEST建筑模型3D外观图

在建筑类型中分别选择住宅类建筑、宾馆类建筑、商业类建筑，具体见图2：

对围护结构的基本参数见表1[5]：

住宅类建筑：冬季采暖为市政管网，夏季制冷为家用空调；

宾馆类建筑：冬季采暖为市政管委，夏季制冷为家用空调；

商业类建筑：冬季、夏季采暖为四管制集中空调[6]。

根据设置的参数得出模拟结果见图3：

图3：住宅类建筑年电耗、气耗柱状图

图4：住宅类建筑年电耗、气耗构成图

图5：宾馆类建筑年电耗、气耗柱状图

图6：宾馆类建筑年电耗、气耗构成图

图7：商业类建筑年电耗、气耗柱状图

图8：商业类建筑年电耗、气耗构成图

2 能耗模拟结果分析

从这三种不同建筑类型模拟结果来看：

1.电耗全年趋势为6-8月有一个高峰期，主要是夏季制冷需求；气耗全年趋势为“U”型，在采暖季11-3月期间气量消耗有一个明显增加。均符合实际能耗分布。

2.三种不同建筑类型电耗的组成基本都是有设备耗电，照明耗电，制冷耗电，排风扇耗电这四个主要部分组成，不同之处就是所占比例不同，如在住宅类建筑中设备的耗电（即家用电器）占大部分，而在在宾馆类和商业类建筑中夏季的制冷耗电则更多一些；在天然气消耗量上也是有所区别，在住宅类建筑中燃气耗电全年平均比宾馆类建筑和商业类建筑中气耗低。

将三种类型电耗、天然气耗量进行对比如图9，图10：

图9：三种不同建筑电量消耗对比图

图10：三种不同建筑天然气量消耗对比图

3．结论

通过对三种不同建筑类型进行能耗模拟可以看出模拟结果符合实际情况：在电力消耗中，照明、设备、泵、夏季空调供冷都是主要组成部分，只不过各部分所占比例与不同建筑类型有一定关系；在天然气消耗中冬季供暖及热水供应是主要组成部分。商业、宾馆类建筑的能耗比住宅建筑高，符合大型公建的降耗要求，由于篇幅原因并未对影响因素进行分析，希望今后学者可以讨论改变参数对其能耗结果改变有何影响，希望本文对其具有参考价值。

参考文献

[1] 文库，全球建筑采暖的“能耗黑洞”；

[2]2005 ASHREA Handbook F32 SI: Energy Estimating and Modeling Methods；

[3]公共建筑能耗数据分析方法与分项计量，王鑫，魏庆芃，全国暖通空调制冷2010学术年会论文集；

篇2

中图分类号：TU111.195

1 引言

1.1 研究背景

随着经济的快速发展和社会的进步，能源需求与供给之间的矛盾日益严峻，节能成为我国面临的重要工作。调查显示，消耗在建筑运行过程中的电能约为4000～4500亿度/年，占我国总发电量的23%左右。并且伴随城市化进程的不断推进和人民生活水平的提高，建筑能耗在全国能源消耗总量中所占的比例将最终达到33%[2]。建筑业现已和工业及交通业并为我国节能的三大领域。

1.2 建筑能耗数据库国内外发展现状

数据库是最新型有效的数据管理技术，在各行各业都得到了广泛应用。建立针对某一地区或具备某些功能的能耗数据库，是建筑节能工作进一步开展的基础。

美国在这方面已经取得了丰硕成果。美国能源部开发的CBECS和加利福尼亚州的CEUS是目前使用广泛的数据库[3]，在其大量数据的基础上开发的Energy Star等软件，已是建筑能耗基准评价的重要工具。

清华大学建筑节能研究中心在多年建筑节能诊断测试的基础上，构建了公共建筑能耗数据库[4]。直至2006年，该数据库已收录了484栋公共建筑的能耗档案。建立这一建筑能耗统计平台的目标是收集我国各类建筑物能耗的具体数据，以描述各类建筑的用能特点。

从长远的角度考虑，研究开发一个面向福建省，并基于Internet的网络化数据管理平台，并通过该平台收集和管理大量建筑的基本信息和能耗数据是十分必要的工作。

2 数据库功能分析

2.1 需求分析

在对建筑业主、建筑能耗信息管理部门和统计人员进行走访后，总结该数据库的需求信息：

（1）数据库的对象涵盖居住建筑和公共建筑。按住建部要求，居住建筑分为低层、多层、中高层和高层建筑；公共建筑按面积是否超过2000m2分中小型公共建筑和大型公共建筑，按功能分为办公建筑、商场建筑、宾馆饭店建筑等。

（2）要收集的数据有2个方面：建筑基本信息和建筑能耗数据。建筑基本信息包括建筑名称、建筑面积、使用人数等；能耗类型包括水、电、柴油、天然气和可再生能源等。

（3）数据库系统具备分析处理功能，如计算单栋建筑的能耗指标，某一地区不同类型建筑总能耗的分类累加等。这些分析结果以图表的形式进行展示，并以Excel等软件的格式导出。

（4）数据库面向建筑业主及管理人员，设置多种不同权限的用户。管理员可设置其他用户的操作权限，升级系统等；建筑业主可查看自己的能耗数据，打印相关数据图表；各级主管部门可查看地区内所有建筑基本信息和能耗情况，在得到系统管理员授权情况下更改某些数据。

2.2 功能设计

总结需求，设计数据库系统具有如下功能模块：

（1）用户管理：根据职责分为省、市、县3级管理型用户，每一级管理型用户又分为管理员和审核员。加上建筑业主，系统一共七类用户。用户的功能分为业务功能和管理功能：业务功能包括录入建筑信息和能耗数据、审核建筑信息和能耗数据、数据上报、生成本级报表等；管理功能包括查看公告、编辑业主用户账号信息等。

（2）区域管理：对各行政区域进行管理，行政区域的信息包括区域名称、上级区域等。

（3）建筑基本信息管理。

（4）能耗数据管理：统计上报的建筑能耗逐月数据。建筑能耗数据上传过程中需要各级审核员逐级审核，减少数据库内的错误数据。

（5）统计报表图表管理：在完成的建筑基本信息和建筑能耗数据基础上，生成相关的统计报表图表，如：单栋建筑的年度逐月能耗图、年度总能耗图；建筑基本信息分类汇总表；年度能耗统计汇总表；建筑能耗统计分类综合表等。

3 数据库管理工具的选择

用于建立数据库的工具众多，应用较为广泛的有桌面数据库Access、FoxPro，和应用于大型数据库的Oracle、SQL Server等。其中，SQL server等大型数据库管理系统，把面向对象技术与关系数据库系统相结合，从而建立对象关系数据库（ORDBMS）。ORDBMS数据库都基于客户机/服务器模式，具有较高的灵活性、通用性和兼容性，用户界面方便灵活、功能强大；具有网络连和分布式处理功能及良好的开放性；拥有跨平台的开发接口及开发软件的支持。SQL Server 2005是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能（BI）工具提供数据管理，是市场上的主流数据库管理系统之一。福建省建筑能耗数据库的建成目标是基于网络的大型数据库管理系统，选用SQL Server 2005作为后台数据库较合适。

4 数据库的结构设计和建立

4.1 数据库概念结构设计

概念结构设计就是将用户需求抽象为信息结构（概念模型）的构建。该数据库模型采用比较实用的“实体-联系方法”（Entity-Relationship-Approach）构建概念模型，简称E-R方法。以本数据库的建筑基本信息和建筑能耗信息为例，其局部E-R图如图1和图2所示。

4.2 数据库逻辑结构设计

逻辑结构设计是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用数据库管理系统（DBMS）产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。本数据库采用的是关系模型，将概念模型转化为关系结构模型，即设计一系列二维表。该数据库的基本表包括：用户信息表、用户角色表、行政区域划分代码表、建筑基本信息表、分类分项能耗字典表、分类分项能耗拆分结果逐年汇总表、分类分项能耗逐地区汇总索引表及分类分项能耗逐地区汇总值表。以建筑基本信息表为例，如表1所示。

图1 建筑基本信息实体E-R图 图2 建筑能耗信息实体E-R图

4.3 数据库的建立

该数据库采用IBM 3850X5作为网络服务器。创建数据库前，先创建一个SQL Server注册以便连接到要管理的数据库服务器上。然后在创建好的服务器上创建数据库。创建好数据库之后，使用表设计器建立了数据表，并定义相应主键。在表的基础上可建立相应的视图，该数据库中，以视图的形式存放不同建筑的基本信息、能耗数据和统计图表。

5 福建省建筑能耗信息管理系统简介

在上述数据库建立的基础上，进一步研究开发了福建省建筑能耗信息管理系统。该系统于2009年7月初部署完成，并投入使用。系统登录后的主界面见图3，系统基本信息录入界面见图4，建筑逐月能耗展示见图5，区域分类能耗展示见图6。

图3 系统登录后主界面

图4 系统建筑信息管理界面

图5 建筑年度逐月能耗图

图6 区域年度总能耗对比图

6 小结

阐述了福建省建筑能耗数据库的设计过程，介绍了数据库需求分析、管理工具选择和结构设计，并介绍了在其基础上开发的福建省建筑能耗信息管理系统。该数据库系统是在建筑节能监管体系的背景下开发，利用该系统可以采集分析福建省各类建筑的基本信息及能耗数据，有利于掌握本区域建筑的用能情况，分析福建省各类建筑的用能特点。

参考文献：

[1]李运华.大型公共建筑运行能耗测试、评价与数据库管理系统开发[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2006.

[2]唐桂忠，张广明.公共建筑能耗监测与管理系统关键技术研究[J].建筑科学，2009，25（10）：27-30，73.

篇3

(1)医疗用电主要包括门诊、住院、医技和医疗综合等建筑的照明插座、空调用电、医疗设备用电(特殊用电)和动力用电四个分项;

(2)辅助用电主要包括后勤保障和办公等建筑的照明插座、空调用电、动力用电和特殊用电等。在数据采集中，照明插座用电主要采集功能区域的照明、插座等室内设备用电数据;空调用电采集空调、采暖服务的设备用电数据;动力用电采集各种动力服务(包括电梯、非空调区域通风、生活热水、自来水加压、排污等)的设备(不包括空调采暖系统设备)用电数据;特殊用电采集那些不属于建筑物常规功能的用电设备的耗电量(其中，特殊用电的特点是能耗密度高、占总能耗比重大的用电区域及设备)。医院院区内将采集的每栋建筑的分类分项能耗数据上传至该医院建筑节能监测平台，经该平台对数据分类汇总处理后上传至省级医院建筑节能监测系统。省级医院节能监测系统直接接入省公共建筑节能监测数据中心，与省数据中心的通信采用中心内联通道。这样既可在保持原有监测系统结构的前提下充分利用医院能耗监测数据，又能有效地提高运行效率，避免了资源的浪费，同时保证了全省节能监测系统的整体安全性。省数据中心与市数据中心之间通信通道采用VPN硬件设备连接，在公网上建立VPN虚拟专用通道，通过电子身份认证建立起通信连接，定时传输数据。

2省级医院建筑节能监测系统软件设计

2．1省级医院建筑节能监测系统软件设计构架

省级医院建筑节能监测系统负责全省各医院建筑节能监测平台上报的能耗数据的汇总、统计、分析、展示和，其系统软件架构。整个医院建筑节能监测系统由表现层、应用层及信息资源与数据层构成，在软件编制时，统筹考虑标准和规范要求，并嵌入安全保障模块，达到系统的规范、统一、安全、高效的要求。系统软件采用B/S结构，平台使用WindowsServer2003或WindowsServer2008操作系统，采用Microsoft．NetFramework3．5为底层基础类库，使用面向对象的C#语言编写程序。数据库系统采用SQLServer2008企业版。整个系统采用分布式数据库，授权数据也是分布式，同时具有分级授权功能。省级医院建筑节能监测系统的表现层实现权限管理，主要针对不同用户(如系统开发管理人员、医院管理人员等)授予相应查看或修改信息的权限。而应用层按功能可分数据及消息管理、分析展示和后台管理为三大板块。其中，数据及消息管理板块由数据接收、数据处理、数据上报、消息管理等模块组成。省级医院建筑节能监测系统接收省内各医院建筑节能监测子系统发送的建筑能耗数据。数据接收子系统主要包括数据接收、数据解包、数据校验、数据处理和存储、发送反馈结果等功能。

2．2省级医院建筑节能监测子系统构架及各模块功能

数据分析展示子系统处于省级医院建筑节能监测系统的应用层，是应用层重要组成模块。它对经过数据处理后的分类分项能耗数据进行分析汇总和整合，通过静态表格或动态图表方式将能耗数据展示出来，为节能运行、节能改造、信息服务和制定政策提供信息服务。根据实际需求，文章所设计研发的分析展示子系统主要由信息、能耗详览、能耗分析、医院信息、数据报表、系统管理、数据挖掘和运行日志等八个功能模块构成。

(1)信息

信息模块中主要提供能耗总览功能，在能耗总览中可以查看医院能耗排名、建筑物信息统计、各医院建筑及分项总能耗和单位面积能耗、所有医院建筑及不同建筑总能耗和单位面积能耗的信息。该功能主要以动态柱状图及折线图等形式实现，展示各市总能耗的汇总情况。其中，柱状图分为对总能耗、总电耗、动力用电、空调用电、特殊用电和照明插座用电等能耗数据汇总展示。折线图则对全省以及各地市的医院根据建筑类型的能耗数据进行分类显示。

(2)能耗详览

能耗详览模块则提供医院能耗和建筑物能耗信息。该功能实现对各医院及医院建筑物的总能耗、单位面积能耗、人均能耗、照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电等数据按日、月、年进行查询，并以表格、棒图及折线图形式展现出来。尤其是各医院能耗指标、建筑物用能比例排名、不同功能建筑不同日期总能耗、单位面积总能耗等信息为建筑节能提供了决策参考和依据。

(3)能耗分析

能耗分析模块提供医院能耗的横向/纵向分析和建筑物能耗的横向/纵向分析，为节能改造和建筑节能提供数据参考和决策依据。其中，医院能耗的横向分析功能可实现针对同一所医院的不同建筑类型、对比类别及能耗分项，按时间刻度，选择日、月、年等不同日期，进行能耗对比;而医院能耗的纵向分析功能可选择两所不同的医院，根据建筑类型、对比类别及能耗分项，按不同时间粒度进行能耗对比。建筑物能耗的横向分析则对两所不同的医院，根据建筑类型、对比类别及能耗分项;建筑物能耗的纵向分析对不同医院的不同建筑物，根据对比类别、能耗分项进行能耗对比。

(4)医院信息

医院信息则主要处理医院基本信息和医院内建筑物的基本信息。其中，医院基本信息可以查看医院名称、编码、别名、描述、经度、纬度及医院人数信息和能耗价格信息。如果是管理员进入，默认加载所有的医院信息，如果操作员进入，加载所有其所拥有权限的医院。而建筑物基本信息可以查看建筑名称、编码、年代、功能、层数和面积等详细信息及附加信息。如果是管理员进入，默认加载所有的医院的建筑物信息，如果操作员进入，加载所有其所拥有权限的医院下的建筑物。除以上四大模块外，分析展示子系统还有数据报表、系统管理、数据挖掘、运行日志等功能。数据报表实现汇总各医院在某个时间段内(按日、月、年划分)各时间段的能耗数据汇总查询。系统管理主要用于用户管理、角色管理、节点管理、临界值管理、节点分配和手动汇总数据等用途。其中，节点管理可以查看系统的节点名称和编号等信息，并可以进行修改和删除操作。临界值管理可以查看各医院每栋建筑物的基本信息以及能够对建筑用电各分项临界值进行设定。数据挖掘的功能是对监测建筑的能耗数据进行数据挖掘分析，该模块为预留模块。运行日志包含数据接收日志、数据发送日志、数据处理日志和异常数据日志，用于实现对当前数据的发送、接收和处理日志进行浏览，查看显示建筑物异常信息汇总，以便用户及时收到下辖各建筑物的实时情况。

2．3省级医院建筑分类编码设计

节能监测系统中，能耗数据的采集、传输和存储均以一栋建筑为基本单位，每栋建筑物均需配唯一编码作为建筑物身份标识。因此，建筑物编码在系统实现过程中非常重要，它要求以极短的字段包含尽可能多的建筑物信息(如建筑物所处地市、建筑物所属医院、建筑物类别等信息)。编码不仅要满足节能监测系统需求而且必须满足在全省范围内的统一及建筑物编码的唯一性。

3省级医院建筑节能监测系统的应用

文章所设计研发的医院建筑节能监测系统从2012年开始作为山东省专项推动医院建筑节能监管平台建设的重要组成部分在山东省投入使用，系统运行良好，稳定可靠，可自动采集、存储和分析各医院能耗监测平台上传的监测数据和建筑物基础信息，为我省医院的节能管理和节能改造提供了决策依据，2013年通过项目验收。山东省医院全部建筑和不同类建筑一天24h的总电耗情况;图6给出了建筑物基本信息，包含建筑年代、建筑层数、采暖面积及建筑护结构等信息。

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监测对象

监测对象主要包括空间信息数据、建筑动态信息数据、建筑静态信息数据3种。空间信息数据主要包括遥感数据和地理信息数据。建筑动态信息数据主要包括建筑能耗数据和建筑环境气象数据。建筑静态信息数据主要包含建筑物围保系统信息和房地产信息。而监测要素则主要包括以下几种。

1遥感数据热红外遥感影像主要包括地表温度反演和热岛效应反演要素。地表温度反演和热岛效应反演可通过单一热红外通道方法、分裂窗方法、基于MODIS探测仪的白天/夜间MODISLST方法实现。

2建筑能耗主要检测以下要素：(1)建筑围保与空调能耗评估是指通过分析空调冷热负荷所消耗的能量与建筑围保系统的关系，改善建筑围保系统降低空调能耗。(2)可再生能源利用现状及开发潜力评估是指通过对城市建筑物屋顶的光伏、光热、空气源热泵等可再生能源分布的现状普查、分布情况及潜力评估，结合高分遥感技术，对建筑屋顶进行分类识别，筛选出可利用可再生能源的建筑，便于未来开发利用。(3)城市热岛与城市建筑能耗关联分析是指利用分辨率较低的红外遥感图，结合建筑的耗能热岛的分布情况，分析出典型季节和典型时间段(白天、黑夜、冬季、夏季)城市能耗的高密度点与温度高点的关系。(4)城市建筑能耗密度分析是指通过分析城市建筑能耗密度图(白天、夜间)、总能耗/建筑面积、总能耗/占地面积之间的关系，总结出典型城市建筑的能耗密度。(5)城市建筑能耗趋势预测是指通过分析各类建筑的典型建筑能耗，利用地面的房产信息，对建筑物分布做类别区划，通过计算每类建筑的用能特点和面积，计算整个城市的用能情况，对城市未来的能耗趋势做出预测。(6)地表温度反演要素：利用热红外遥感波段数据，采用热红外辐射传输模型反演得到地表温度，具体应用时可根据遥感热红外波段的设置采用单窗或分裂窗算法进行地表温度反演。(7)城市热岛要素：利用地表温度遥感反演数据，分析比较得出城市冷热源分布情况，根据冷然源分布确认城市热岛要素信息。(8)城市建筑物与周边环境要素：利用高分遥感数据，采用面向对象的分类技术，实现建筑物与周边环境要素的空间分布要素信息。

监测数据获取

监测数据的获取应遵循真实性、准确性、时效性、连续性、保密性等原则。(1)真实性原则：监测数据的获取必须遵循客观、真实的工作原则，实行现场、实点、准确采集、填报和集成。(2)准确性原则：数据的准确性主要包括数值的准确性、采集时间的准确性、计量单位的准确性。为确保监测数据的准确性，必须对获取的数据进行审核。(3)时效性原则：监测数据要按照规定的获取周期及时采集、及时审核、快速传输，及时反映建筑能耗和绿色建筑发展趋势，发挥其分析预测效能。(4)连续性原则：一定时期内获取的同一城市的监测数据保证前后连贯，具有相对稳定性和前后可比性，从而保证预测分析的科学性、有效性。(5)保密性原则：通过合法监控、管理监控和技术监控，对获取的监测数据进行保护，保证数据在外界非法侵入和使用、被故意/无意地改造或破坏、被故意或无意地泄漏以及盗窃的情况下得到保护。

可用于建筑能耗监测的遥感数据主要有热红外波段数据和可见光高分数据，包含3种数据类型：BSQ(bandsequential)格式、BIP(bandinterleavedbypix-el)格式、BIL(bandinterleavedline)格式。

(1)建筑动态信息数据。建筑动态信息数据主要包括建筑分项实时能耗数据和建筑环境气象数据。建筑分项实时能耗数据是指能量在建筑内主要用于采暖、供冷、供生活热水，以及风机、炊事设备、照明设备、家电/办公设备、电梯、机房设备、建筑内服务设备和其他特殊功能设备等消耗。建筑环境气象数据是指中国建筑热环境气象数据集中用于热环境分析的地面气候资料，主要包括气温、相对湿度、地面温度、风向风速、日照时数等参数。

(2)建筑静态信息数据。建筑静态信息数据主要包括房地产信息、围保系统信息、空调设备信息、可再生能源系统信息、空间地理信息。房地产信息是指建筑物的类别、用途、占地面积、建筑面积等数据；围保系统信息是指建筑物围保系统的结构、围保材料类别等；空调设备信息是指空调的类型、功率等；可再生能源系统信息是指太阳能光热、太阳能光电、空气源热泵等系统的信息；空间地理信息是指与建筑物空间地理分布有关的信息，表示地表建筑体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。(3)热红外遥感数据。地表物体的温度一般在±40℃之间，平均环境温度为27℃，其辐射峰值位于8～14μm。因此，热红外波段的大气窗口可选为8～14μm之间的波段。(4)高分遥感数据。要能够实现城市建筑物的提取，高分遥感数据的空间分辨率要求达到米级或亚米级要求，波段要求在可见光波段范围内。

监测数据处理与加工

专题数据源有可见光波段高分遥感数据、热红外波段遥感数据、NDVI求取相关波段数据3种。专题数据的基本内容包括建筑物与周边环境分布专题产品、城市冷热源分布专题产品、城市热岛分布专题产品。专题数据算法模型包括面向对象信息提取算法与技术、大气纠正模型、地表反射率算法、地表温度反演单窗算法。对于加工完的数据产品可以分成建筑物与周边环境信息原始矢量产品、地表温度数据两类。#p#分页标题#e#

1影像数据处理辐射纠正：针对选用的遥感数据，采用专业团队提供的定标常数，对遥感数据进行辐射定标。几何纠正：通过计算机或人工目视解译的方式寻找影像地面控制点，采用多项式纠正的模型对遥感数据进行几何纠正，纠正误差要满足0.5个像元误差要求。

2业务数据处理(见表1)

3专题产品成果建筑数据和遥感数据的融合关联，形成遥感应用的专题信息产品。

监测数据建库与管理

1数据建库将所采集或收集到的各类数据、文本、图片等数据，按照基础数据库、业务数据库、服务数据库、模型数据库、案例数据库进行分类，并根据各类数据库的不同特点进行组织和管理，满足海量数据存储、关联、分析、挖掘和可视化的要求。数据内容具体包括基础数据库、业务数据库、服务数据库、模型数据库、案例数据库。

1.1基础数据库主要包括：城市基本信息、建筑基本信息、建筑设计和验收数据、建筑用能特征信息、城市地理空间数据、城市其他共享数据、其他基础数据。

1.2业务数据库业务数据库主要包括：能耗统计数据、能耗实时监测数据、室内监测数据、红外遥感数据、气象实时监测数据、其他业务数据。

1.3服务数据库以基础数据库、业务数据库为来源，构建建筑节能与绿色建筑数据仓库；利用统计模型、分析模型、计算模型等，建立数据集市，满足各层面应用需求，表现形式为图、表、分析报告等。主要包括：统计数据、分析计算数据、分析预测数据、辅助决策数据、其他服务数据。

1.4模型数据库实现设计模型和运行模型数据的集中存储，主要包括：统计模型、设计模型、运行模型、其他模型数据。

1.5案例数据库根据各星级绿色建筑案例、可再生能源在建筑中应用项目案例以及其他相关案例的数据特点和检索需要，建立案例的元数据库，实现所有案例的存储和查询检索。主要包括绿色建筑案例的评价、设计、材料、施工建造等方面的数据。

2数据管理数据管理是指基于建筑节能与绿色建筑数据的海量性、多样性、保密性等要求以及用户群等因素，对数据进行分类分级管理，主要包括海量数据的分类入库、数据共享等级划分、用户分级分类、数据共享方式和数据共享措施等。进行数据管理的方式主要有：(1)建立规范化的数据共享与交换管理机制，保证共享与交换。(2)以数据安全为重点，统一规划，建立信息安全认证体系、运行环境的安全保障系统和功能完备的容灾备份系统，确保数据中心的物理安全、网络安全、系统安全和数据安全。

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中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）12-0109-01

1 概述

目前全国在广泛推进节能减排工作，随着社会的发展全社会对能耗需求越来越高，节能的意识也从国家贯彻到各级政府及每个公民。社会生产生活需要有能耗，如何在全面保障社会生产生活的前提下降低能耗，让能耗更加合理，这就是当下要做的事情。

天津市的所有公共建筑需要进行能耗的监控与监测。如果要做好能耗的管理与控制，就需要对这些建筑的耗能情况进行采集与分析。随着公共建筑的不断出现，能耗的监控与检测越来越重要，未来的发展趋势将是对所有公共建筑及设施进行能耗的监控与管理。

2 建设目标

运用计算机控制、通讯网络、数据库、智能计量和采集等计算机技术，以服务于天津机关办公建筑和大型公共建筑能耗采集和分析为主要目的，通过对各类能耗数据的采集，建立一个分布于天津市行政区域内所有机关办公建筑和大型公共建筑的能耗采集网络，为公建能耗的分析和节能趋势分析提供服务的，具有先进水平的建筑能耗监控分析系统。

系统主要实现以下目标：（1）设计、建立能耗监控数据库；（2）建设各类数掘传输系统；完成信息中心与各监控点的网络连接；（3）搭建建筑能耗采集的基础设施建设、运行状况监控系统；（4）搭建建筑能耗采集设备的预警及报警系统及应用平台；（5）输出工作所需的文字报告和数据报告；（6）实现对建筑所属单位开放的能耗查询系统；（7）对现有系统历史数据进行保留，并转化到新系统中；（8）最大限度的保证原有投资。

3 设计、开发原则

（1）实用性与先进性的统一；（2）紧密围绕能耗监测管理的业务；（3）注重系统易操作与标准化的特点；（4）保证系统具有开放性、可扩充性和较长的使用期；（5）遵循安全性、保密性和共享性的原则；（6）继承性原则：系统在设计过程中要充分考虑继承不卧利用己有的硬件设备和开发完；（7）成的软件系统，在原有基础上进行整合，在整合的基础上提高；（8）系统设计需要遵循可持续、可操作的原则，系统采用分级结构逐级上传数据，并由各中心及区县二级平台汇总后上传到数据中心。

4 编制依据

（1）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》；（2）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》；（3）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》；（4）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统数据中心建设与维护技术导则》；（5）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范》；（6）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》。

5 业务需求

（1）监控系统软件提供建筑能耗信息、查询实时监控情况、历史监测数据、监测点信息。（2）采用基于B/S架构的设计和开发，客户端使用浏览器完成全部操作。（3）支持预警和报警，报警方式包括短信报警、邮件报警，报警范围和对象可自由设定。（4）具备独立的能耗数据采集平台，数据采集的内容及格式符合国家要求及天津市关于建筑能耗的有关规定。（5）以动态图形方式实现公共建筑能耗状况。（6）支持与GIS系统的接口，将建筑能耗信息传输到GIS系统中。

6 系统体系构架

篇6

P键词：本体；建筑施工能耗；案例检索；相似度

Key words： ontology；construction energy consumption；case searching；similarity

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0198-03

0 引言

建筑施工能耗是指建筑施工企业在整个施工过程中为完成单位合格产品所消耗的能源数量，主要包含建材或构件加工能耗、施工运输能耗和施工过程能耗[1]。传统的建筑施工能耗控制依赖现场施工和管理人员的经验，难以实现经验的共享和重用[2]。本体能够对领域的知识进行规范化描述[3，4]，并在此基础上进行实例的存储、共享和重用[5]。因此提出用本体方法对建筑施工能耗控制领域知识进行规范化表示，建立已完工程施工能耗控制本体案例库，在本体案例库中检索与拟建项目相似度最高的案例，借鉴相似案例的能耗控制经验，制定拟建项目的能耗控制措施，实现拟建工程施工能耗的合理控制。

1 建筑施工能耗控制本体模型的构建

1.1 建筑施工能耗的影响因素分析

建筑施工过程中影响施工能耗水平的因素众多，如自然环境的好坏、施工机械的种类与新度、水文地质条件、施工管理水平及工人技术水平的高低[6，7]等。以土方工程为例，挖掘一类土时施工能耗比较低；挖掘四类土时施工能耗比较高[8]。

1.2 建筑施工能耗控制本体的构成

建筑施工能耗控制本体模型采用五元结构CECO={C，R，F，I，A}，在上述施工能耗影响因素分析基础上，结合建筑施工特点，对施工能耗本体建模元描述如下：

①C：概念集合。1）项目信息术语，包括工程类别、参建单位、建设地点等；2）自然环境术语，包括土壤类别、气温、海拔等；3）施工管理术语，包括施工管理水平、组织结构形式；4）施工技术术语，包括施工方案、工人技术水平等；5）述施工机械术语，包括机械种类、机械新度等；6）施工能耗术语，包括施工材料加工能耗、施工运输能耗、施工过程能耗。7）能耗控制措施术语，包括施工前控制、施工控制等。

②R：概念间的分类关系集合，对象属性（Object Properties）关系和数据属性（Data Properties）关系。对象属性表示概念或实例之间的关系，如父类关系（Super Class Of）、实例关系（Instance Of）等；数据属性表示概念或实例与基本的数据类型（int、short等）之间的关系，包括海拔高度、施工过程能耗量等。

③F：函数，概念之间的非分类关系集合，如施工总能耗量=∑分部分项工程量×单位工程量的施工能耗量。

④I：建筑施工能耗工程实例集合，概念的具体表现，如黄土为一类土的一个实例。

⑤A：公理集合，约束概念、属性、实例之间关系的公认正确命题，如“土壤坚硬程度与施工能耗量成正比关系”。

1.3 建筑施工能耗控制本体模型的构建实例

将“建筑施工能耗本体”设为最顶级概念，作为本体结构的根节点，并向下逐层建立子类及实例，应用Protégé4.2构建部分本体模型如图1所示（以土方工程为例）。

2 基于本体模型的案例检索

2.1 案例检索原理

本体模型构建完成后，使用本体模型对低能耗案例进行统一表达，形成本体案例库。拟建项目（即问题案例）出现时，将其与案例库中各案例相似度比对，寻找相似度最高的案例作为最优解案例，输出其节能措施，即可为问题案例的能耗控制提供参考。同时，问题案例作为新案例存储入案例库。

2.2 案例检索方法

案例的属性根据其可否计量分为两类：对象属性和数据属性。对两类属性运用不同规则，确定其相似度、权重，即可得到案例之间的相似度，实现案例检索。

①数据属性相似度。

2.3 实例应用

某基坑开挖工程，基坑挖深5.5m，开挖面积约为151.5m2。根据地质勘探报告，基坑开挖的土壤为黄土，地下水在地面下1.5m，拟采用轻型井点降水法降低地下水位，并用土钉墙对基坑进行支护。土方开挖采用机械挖装，自卸汽车外运，辅以人工挖土与修土。施工场地距离最近的堆土场5.3公里。现需根据已有本体案例库制定相应节能措施。

假设本体案例库中已存入5个案例，问题案例及案例库中5案例的属性如表1所示。

①属性间相似度的计算。

因此选择案例三作为案例匹配结果，调取其施工能耗控制措施作为参考：提高现场管理水平及施工人员素质；对施工机械操作人员定期进行培训、指导；制定施工机械操作规程，出现异常及时排除；保持施工机械清洁，加强保养，及时调整、紧固松动的零部件，降低磨损和破坏。

3 结论

①建筑施工能耗控制领域涉及概念和影响因素众多，本体方法能对其进行清晰和科学的表达，提供规范和统一的描述。

②本体模型和本体案例库的构建，使能耗控制不再简单依赖现场施工和管理人员的经验，为建筑施工能耗控制I域知识、经验的共享与重用提供基础。

③在本体案例库中进行案例检索，提高了对已有的建筑施工低能耗案例的利用率，对象属性相似度计算方法的改进使案例检索过程更趋合理。

参考文献：

[1]许伟，徐伟，李帼昌.建筑建造能耗分析[J].施工技术，2014，43（16）：74-77.

[2]Hendro Wicaksono， Fabian Jost， Sven Rogalski， Jivka Ovtcharova. Energy efficiency evaluation in manufacturing through an ontology represented knowledge base[J]. Intell， 2014， 21 （1）：59-69.

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    该系统由数据采集系统、数据传输系统、数据中心三部分组成。监测数据主要包含两个方面的内容:分类能耗和分项能耗。其中,分类能耗是指根据建筑消耗的主要能源种类划分进行采集和整理的能耗数据。分项能耗是指根据建筑消耗的各类能源的主要用途划分进行采集和整理的能耗数据。

    1.分类能耗

    2.用电量

    3.用水量

    4.燃气量

    5.集中供热耗热量

    6.集中供冷耗冷量

    其他能源

    其中分析用电量可以得到以下分项能耗:

    1.照明插座用电

    2.空调用电

    3.动力用电

    4.特殊用电

    实例应用:

    某商场基本信息

    建筑面积(m2):22000

    建筑层数:地下1层;地上4层

    变压器:3台 1000KVA

    功率因数: 0.93/0.94/1.00

    以下是供电局采集的数据:

    2009年:用电量7699210(kWh),单位建筑面积用电量350(kWh/(m2·a))

    2010年:用电量7452783(kWh),单位建筑面积用电量339(kWh/(m2·a))

    2009~2010年逐月用电量

    根据分项能耗的要求,我们对3台低压柜的28条低压出线回路进行了监测。

    共设了内置多功能表3台(可计量无功,谐波),三相电能表28台。

    冷量表1台(本工程不涉及热量表),数据通讯网关1台。

    将电能表箱直接设于变配电房内,方便监测及走线。当采集后的用能数据通过RJ-485双绞线传输到数据通讯网关,数据通讯网关再通过网络端口将能耗数据传输到远程能耗监测数据中心的服务器,由服务器实现能耗数据的分类存储,并能将能耗数据到互联网,用能单位及上级单位可以通过远程WEB访问实时了解建筑用能情况。

    照明插座用电:

    该建筑插座用电设备主要包括台式电脑、复印机、打印机、传真机、饮水机及其他临时插座用电设备,上班时间由使用人员自行开启。

    商场区域照明主要采用T5荧光灯和双U型节能筒灯两种灯具形式,T5荧光灯单管功率为14W,节能筒灯单盏功率为13W。超市区域照明采用T5荧光灯,单管功率为28W。商场内办公室照明采用T8荧光灯,单管功率为40W。

    室外照明采用射灯,室外照明总安装功率为19.2kW。

    照明控制方式:商场及超市区域照明为手动控制,一般早上上班由工作人员自主开启,晚上下班手动关闭;办公室照明及插座用电设备一般早上上班时由员工自主开启,下午下班时手动关闭。室外景观照明为定时控制,不同季节根据天气情况设定开启时间。

    空调用电:

    空调冷源系统设置在地下一层,共3台螺杆式4机头冷水机组,单台机组总制冷量为1305 kW,总装机容量为3915 kW,每台输入功率为4×90kW;冷冻水泵共4台,单台功率45kW;冷却水泵共4台,单台功率45kW;冷却塔置于屋顶,共六组,风机电机功率为7.5kW/台。

    空调冷冻水系统为一次泵系统,冷冻水供回水温度为7/12℃,冷冻水供应商场以及超市两个区域。系统采用两管制,水平管路同程。冷水机组和水泵分别并列后通过管道相连。

    空调风系统为一次回风全空气系统,每层均设置四台空气处理机组。其中三台额定制冷量为458.7kW,电机输入功率为11kW;另外一台额定制冷量为394.8kW,电机输入功率为11kW。四层设有新风机,新风由新风机引入,送至各楼层空调机房与回风混合,经空气处理机组热湿处理后送至空调区域。全年没有根据季节调节新风比和新风量。

    动力用电:

    (1)该商场配有货梯2台,扶梯6台,平板梯1台。货梯功率为11kW/台;扶梯功率为11kW/台;平板梯功率为11W/台。所有电梯均未设变频控制装置。

    (2)该商场设有一台生活水泵供应商场日常用水,水泵功率为5.5kW。

    从监测结果以及供电局提供的资料分析,

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1.2建筑能源管理系统架构

1.2.1物理架构建筑能源管理系统由测控当地子系统B-SCADA和B-EMS（能源管理系统云平台）构成，其中测控当地子系统安装在每栋大楼，由各级电能计量装置、各类测量装置组成，计量与测量装置采用RS-485，ModBus等总线与采集装置连接。采集装置负责将各类测量与计量信息通过公网通信系统传送到B-EMS。B-EMS由数据前置机、数据库、Web服务器组成。系统总体物理架构如图1所示。

1.2.2功能架构系统的功能结构如图2所示。由图2可知，该系统共5个应用类，其中3个为前台应用类，2个为后台应用类，系统共26个应用功能项。

1.2.3系统数据模型根据系统的实际应用需求，结合相关的国家和地方标准，对建筑总能耗按照分项、分类、分能耗节点三级计量的标准设计。系统的数据对象模型如图3所示。系统主要采集的设备对象、参数、频度等情况如下：（1）冷源：需采集的参数有冷冻水供水温度、冷冻水回水温度、冷冻水流量、集水器入口水温、压缩机电压/电流/功率、直燃机燃料消耗，采集频率为每小时1次，数据用途为冷源运行效率、运行状态及能耗分析。（2）热源（锅炉）：需采集的参数有燃料消耗量和补水量，采集频率为每小时1次，数据用途为热源运行效率、运行状态和能耗分析。（3）冷却塔：需采集的参数有冷却水进水温度、冷却水出水温度、冷却水流量、冷却塔风扇开启台数、冷却塔风扇转速和风扇电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为冷却塔运行效率、冷源运行状态、冷源能耗分析。（4）一次回风机组：需采集的参数有混风阀开度、回风温度、进风温度、风机运转小时数、风机电流、回风湿度、风机电压/电流/功率，采集频率为每天1次，数据用途为风机效率、过滤器阻塞程度、空调箱运行效率、空调箱能耗分析。（5）新风（排风）机组：需采集的参数有排风温度、新风温度、新风湿度、风机运转小时数、风机电流/电压/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为风机效率、新风系统运行效率、新风系统能耗分析。（6）风机盘管：需采集的参数有供水管温度、回水管温度、进风口温度、出风口温度、湿度、风机盘管回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为末端能耗、末端能效分析。（7）冷冻泵、冷却泵、采暖泵：需采集的参数有水泵运转小时数、水泵电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为输配系统能耗分析。（8）照明：需采集的参数有总照明回路电压/电流/功率、分区/分层照明回路电压/电流/功率、分项照明回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为照明系统能耗分析。（9）电梯：需采集的参数有电机运行电压/电流/功率、电机温度，采集频率为每小时1次，数据用途为电梯运行情况分析。（10）变压器：需采集的参数有电压/电流/功率、温度，采集频率为每小时1次，数据用途为变压器负载情况分析。（11）开水炉：需采集的参数有电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为开水炉功耗分析。（12）办公设备：需采集的参数有分回路电压/电流/功率，采集频率为每小时1次，数据用途为办公设备功耗统计。（13）环境参数：需采集的参数是室内外温度、湿度、照度，采集频率为每小时1次。

2系统应用效果

2.1创维自动化工程有限公司三墩生产区创维自动化工程有限公司三墩生产区为5层建筑，总建筑面积约为12000m2。空调采用分体式加VRV多联机形式，照明以荧光灯为主。应用建筑能源管理系统后，在每层楼的每个办公室及生产区安装能效监测终端，监测每个房间的用能情况。通过通信网络把采集数据实时传送到监控平台，使系统能够按照建筑、楼层、办公室、配电箱、用电设备等各种维度进行数据对比和分析，并对不同的数据对象进行对比，对内部的电费进行计算与分摊，同时还能发现异常用电与用能信息，提高了能源管理的透明度和准确性，为建筑节能运行提供技术支撑。通过本系统的应用，创维自动化工程有限公司三墩生产区的能耗降低了8％。

2.2浙江省电力公司本部大楼浙江省电力公司本部大楼共17层，地下3层，地上14层，总建筑面积为84724m2。空调采用冷水机组形式，冷源为蓄冰系统加基载主机，热源为蓄热式电锅炉。大楼共有高速电梯12部。照明以荧光灯为主。大楼已经完成了屋顶太阳能光伏发电并网，每天工作3h。应用建筑能源管理系统后，根据现场情况，安装能效采集终端，对电能参数和非电能参数进行在线监测，向数据集中器上传能耗数据，然后上传到主站，在监控平台上实时展示。系统对此数据进行对比分析，寻找异常用电与用能信息及光伏发电系统的异常供能信息，并对不同的数据对象进行对比，实现空调、通风、照明、光伏发电等系统的节能控制，制定大楼节能改造通用模板。还能对内部的电费进行计算与分摊，提高了能源管理的透明度和准确性，为建筑节能运行提供技术支撑。通过本系统的应用，浙江省电力公司本部大楼的能耗降低了10％。

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中图分类号:TUlll.19+5.4

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)07-0193-03

1　引言

近年来随着我国建筑业飞速发展,尤其是城市化进程的加・陕。建筑能耗比例在不断增加,很多大型公共建筑更多从舒适性着眼,空调系统设计时的制冷(热)量远大于实际运行时建筑的冷(热)负荷量,另外绝大多数大型公共建筑在维护上缺乏对能源利用的整体规划,诸多不合理因素导致了大型公共建筑能耗居高不下。

城乡建设部、财政部于2007年在全国重点省市开展建立国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系工作,并相继出台了《民用建筑能耗统计制度》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》等相关技术规范。长沙市建筑能耗调查小组于2008～2009年对长沙市内的各类典型的公共建筑能耗情况进行了统计和调查研究,得到了大量的建筑基础数据和能耗资料,本文选取其中的29栋不同功能的典型建筑进行了能耗研究分析。

2　调查概况

2.1　典型建筑的选取及概况

本次调查对象共包括300多栋政府办公建筑和大型公共建筑,调查内容包括建筑基本信息、耗能设备信息及2007年能耗信息等,本次选取的典型建筑为基本信息和能耗信息齐全。并在长沙市具有一定代表性的建筑,共包括7栋政府办公建筑(A)、5栋商业办公建筑(B)、8栋商场建筑(C)、6栋宾馆酒店建筑(D)、3栋医院建筑(E),总体代表了长沙市主要的公共建筑类型。

2.2　统计方法

长沙市的建筑能源构成较为复杂,其中天然气、柴油占能源消耗总量的比例比其他城市较大,本次调查中采用对电能消耗折算为一次能源(标煤)。然后对三种一次能源按热值进行加和的统计方法,计算总能耗指标和单位面积的能耗指标。

3　调查统计结果

调查统计结果如表1所示,其中包括29栋不同类型建筑的电、燃气、柴油和总能耗指标的信息。图1为29栋典型建筑的能耗分布情况图,图2为5类典型建筑的平均单位面积总能耗对比图。

4　能耗分析

4.1　总体能耗分析

由图1和图2我们看出,29栋建筑的面积范围在20000-130000m。之间,其中20000～60000m2。的栋数占全部29栋建筑的将近60%,29栋建筑的能源消耗分布相对较为集中,5类建筑中,政府办公建筑的能耗最低,商场超市建筑最高,从低到高依次为政府办公建筑、商业办公建筑、医疗卫生建筑、宾馆酒店建筑、商场超市建筑。单位面积耗能最大的为2878MJ/(m/2・a),单位面积耗能最小的为487 MJ/(m2・a),29栋建筑平均值为1236MJ/(m2・a),单位面积能耗最大的建筑为单位面积能耗最小的建筑的近6倍,单位面积的平均能耗商场超市类建筑为政府办公类建筑的近3倍。

电能消耗方面,商场超市建筑的平均单位面积电耗达到了为178kWh/(m2・a),政府办公建筑的平均单位面积电耗最小,为50 kWh/(m2・a),宾馆酒店建筑的电耗为98kWh/(m2・a)。

4.2　能源构成

由表1可以看出,只使用电能的建筑为7栋,占全部29栋建筑的24.1%,除电能外使用燃气的为13栋,占44.8%,使用柴油的也为13栋,两者都是用的为4栋,占13.8%,29栋建筑总能源消耗构成比例见图4,分类建筑能源构成比例见图5,由图可知,长沙市政府办公建筑和大型公共建筑的能源构成为以电为主,燃气和柴油为辅,电能占总耗能总量的80%,这与长沙地区夏热冬冷的气候特性有关,冬季采暖期较短并且最低气温一般在00c以上,另外商场超市类建筑冬季室内的灯光和室内的人员的发热量较大,热空调多数不开启或者只在极冷的天气条件下开启。燃气和柴油一般为建筑的直燃机或者锅炉消耗,小部分为建筑的厨房设备消耗。

政府办公建筑和医疗卫生建筑能耗构成大致相同,主要为电和燃气,这是因为大部分政府办公建筑和医疗卫生建筑的锅炉或直燃机进行了“油改气”的节能改造,冬季空调采暖直接由燃油或燃气锅炉提供热源,另外医疗卫生建筑对卫生热水的需求量也比较大,而热水通常也有锅炉提供,部分建筑对热水系统进行节能改造,采用空气源热泵为主,锅炉辅助的方式,节约了柴油或燃气等一次能源,提高了能源的利用效率。

酒店宾馆类和商业办公类建筑类似,部分采用了燃气锅炉,部分采用燃油锅炉,由于资金或者建筑存在多业主问题,部分进行了“油改气”,酒店宾馆建筑冬季空调采暖一般采取两种方式,一种采用直燃机提供热源,另一种采用燃油或燃气锅炉提供热源。两种空调方式消耗的主要能源为柴油或燃气,另外由于餐饮业对炊事能源的特殊需求,用于炊事等的天然气和柴油也是构成建筑能耗的一部分。

商场超市类建筑主要能耗为电能,占了全部能耗的98%,商场超市建筑由于自身冬季热负荷小,夏季热负荷大的特性,设计时夏季通常采用了容积式冷水机组(离心式、螺杆式等)进行供冷,冬季采用热泵或者燃油锅炉供热,冬季由于室内的大量灯光设备和人流的散热较大,室内温度通常在10度以上,多数商场选择不开启或者少开热空调,故热空调的热源的柴油消耗量较少。

4.3　各类建筑分项耗电量分析

为了进一步了解各类建筑全年总耗电量和空调通风等各项耗电量,从5类建筑中分别抽取一栋代表建筑进行分析,政府办公建筑以A4为例,商业办公建筑以B2为例,商场超市建筑以C4为例,酒店宾馆建筑以D2为例,医疗卫生建筑以E1为例,该5栋代表性建筑的分项耗电量比例见图6-图10。

政府办公类建筑的特点是工作时间集中,办公设备(电脑、打印机、传真机、信息机房设备)相对较多,照明和办公设备电耗占总电耗的30%,通风空调的耗电量达到了全年电耗的63%,其中冬季采暧用电锅炉占总耗电量的39%,因为电能是高品位能源,直接使用电锅炉进行供热造成了巨大的浪费,建议该建筑改用燃气锅炉或空气源热泵等进行供暖。

由图7可知,商业办公建筑中,照明办公

设备及空调末端占建筑耗电量的43%,由于空调使用直燃机,故夏季和冬季空调系统主要耗电设备为空调循环水泵,该项占总耗电量的比例相对不大,另外,由于该大厦有一个证券交易中心,该中心的信息机房耗电量也占一定的比例。由此可见,对照明系统、空调系统和办公设备进行节能改造,并进行制度化管理,提高办公人员的节能意识,是降低办公类建筑能耗的关键。

商场照明系统的电力能耗较为稳定,一般不随季节和外界条件而变化。由于当前商场超市建筑的营业厅空间为全封闭空间模式,完全依靠于人工照明进行采光,所以在营业时间段内(9:30～22:00),商场照明系统需要一直开启,以满足商品展示等商场内部光环境的需求。根据部分商场建筑现场测试结果,发现灯光照度最大的超过了1000Lx,平均值在600～800Lx,大部分存在照度过大问题。为了保证室内温度环境的舒适,商场一般于五月份就开启空调进行制冷,一般持续到十月份,空调系统平均开启的时间均超过5个月。在图8中,商场超市建筑C4商业照明占建筑总用电量的34%。其次为建筑的动力设备(电梯、冷冻冷藏设备和水泵、空调末端风柜风机等),与照明系统相比,动力设备耗电量所占的比例较小。空调制冷主机和电锅炉占全部用电量的27%,该项比例比商场的平均水平略低。

酒店是长沙市公共建筑中的重要组成部分。随着经济快速发展,大型酒店逐年增多,酒店建筑能耗在公共建筑能耗中所占的比例也逐步增高。大型酒店用能普遍偏高,在酒店D4的电耗构成中,空调系统能耗比例在45%,动力系统能耗所占的比例也在21%,因此,空调系统和动力系统是酒店建筑能耗的重点。

在公共建筑里,医院的能耗属于较高的类型,医院的病人是体弱有病的患者,他们对温度、湿度等环境条件适应能力较差,对室内环境敏感。由于服务人群的特殊性,医院的能源供应以及各种设施的配备,应具备高保障性和高品质。电气、空调、给排水、照明、锅炉,空调能耗是建筑能耗的主要部分,约占医院总能耗的50%左右,最大可占到建筑总能耗的65%,医院节能的主要任务是降低其空调系统能耗。

5　结论

本文在实际调查的基础上,对长沙市机关办公建筑和大型公共建筑的能耗水平进行了统计分析,选取的建筑覆盖面相对较广,基本反映了长沙市现阶段公共建筑的总体能耗水平。希望通过这次能耗调查,为今后顺利开展深度能源审计工作并制定合适的长沙市公共建筑能耗标准提供参考,并对夏热冬冷地区的节能改造和节能运行管理提供数据支持。现将本次调查的结论归纳如下:

(1)选取的29栋建筑的能耗平均值为1236MJ/(m2・a),能源构成为以电为主,天然气和柴油为辅,电能占总耗能总量的80%:

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中图分类号：TE08文献标识码： A

引言：

我国十分重视建筑节能工作，特别是大型公共建筑的节能工作，因为其建筑能耗高、节能潜力大，一直是我国建筑节能工作的重点。而要开展好建筑节能工作，首要的问题是了解建筑能耗状况和分析节能潜力。

一、建筑概况

某高等院校的图书馆，占地面积22442 m2，建筑高度为22.30米，图书馆地上4层地下1层。由于该建筑属于校园建筑，建筑类型为图书馆，建筑的实际使用人员流动性较大，故无法确定建筑具体使用人数。该建筑的结构形式为框架剪力墙结构，其围护结构的基本情况为：外墙材料为空心粘土砖，未做保温；屋顶采用30 mm厚挤塑聚苯板做保温；外窗采用单框Low-E中空玻璃铝合金窗，部分朝向采用窗帘作为内遮阳；建筑局部存在明框玻璃幕墙。

二、本建筑的用能系统概况

建筑节能应是在保证人体舒适度的前提下节能， 电力是本建筑主要的用能之一，按用能设备及能耗使用类型分，本大楼的用电能耗分类见表1：

表1建筑的用电能耗分类

能耗类别 用电能耗名称

第一类能耗（常规能耗） 建筑空调

室内照明

室内插座（室内办公设备）

动力设备（电梯、生活水泵、消防水泵等）

公共照明

2.1、空调系统

图书馆的空调系统为集中式空调系统，集中式空调系统由学校统一开启，除特定用途外，夏季日最高气温32℃以上，冬季日最低气温低于0℃时才可开启空调。夏季室内空调温度设置应不低于26℃，冬季室内空调温度设置应不高于20℃。空调开启时间为8:00~22:00。图书馆采用一套水冷式空调机组，由冷源制备冷媒或由蒸汽锅炉制备蒸汽后经两次热交换，再由组合式空调箱对大楼进行制冷或供暖。

2.2、照明系统

室外照明包括路灯系统和庭院灯系统，路灯系统采用智能控制系统，根据每日的经纬度以及太阳高度角确定每日路灯启闭的时间；庭院灯根据路灯智能控制系统的启闭时间每隔一段时间人工手动调整一次。该建筑室内照明于早上7:00时部分开启，晚上10:00统一关灯，关闭电源。

2.3、室内设备系统

室内设备主要有电脑、复印机、电视机、传真机、电热开水器、干手机。台式电脑、笔记本电脑使用较为频繁；打印机、复印机和传真机使用次之，较长时间不用时自动转为待机状态。

2.4、图书馆出现的外窗可开启面积较小的问题，由于图书馆密封状况严重，因此在出现人员密集的情况下，CO2浓度亦出现超标问题，且无新风系统，建议对外窗进行节能改造，或者添加新风系统，以保证该大楼室内空气质量。

2.5、综合服务系统能耗

综合服务系统的用能设备主要有电梯、排烟风机和卫生间排气扇。电梯全天候全部开启，节假日不关闭。

三、本建筑的用电量比例概况

图书馆用电量所占比例见图1：

图1图书馆用电量所占比例图

图书馆照明与插座用电量占该建筑总用电量的比例最大，为57%，其次为空调用电，为35%，两者占大楼总用电量的92%。由此可知，该照明插座用电与空调的比例极大，为该建筑节能改造的重点考虑对象。

四、本建筑节能技术潜力及建议

4.1建筑围护结构节能潜力分析及建议

（1）建筑外墙传热系数不符合节能设计标准，建议节能改造过程中增加保温层。

（2）外窗可开启面积过小，建议在节能改造过程中增加外窗可开启面积，选用开启面积较大的窗户类型以保证室内空气质量品质。

4.2 空调通风系统节能潜力分析及建议

（1）图书馆在暑假期间仍有部分学生使用，且其使用频率大于其他类型校园建筑，但在电子阅览室以及多媒体视听室内学生较少但仍开启全部空调系统极为不妥，造成极大浪费，应采取灵活分区的形式，在使用频率过低的情况仅开启部分风口。

（2）在建筑正常运营期内，空调系统启闭时间为8:00~22:00，早上可晚开启15~30分钟，晚上空调系统可提早30~60分钟关闭。中午休息时间可关闭部分区域空调系统。

（3）中央空调冷冻水供水温度在设计条件下为7℃，国家已倡议要求将空调室内温度设定在26℃以上，可适当提高空调冷冻水温度，可获得全面节能的效果。

（4）空调系统使用过程中，往往出现开启外门，使得冷量散失，虽然整幢大楼的密封效果较好，但是仍有大量冷量因此损失，建议提出有效可行的空调管理体制，督促使用者对其空调系统进行合理使用，降低能耗。

（5）清洗风机盘管确保换热效果。清洗风机盘管可解决部分区域风量不足，温度过的问题，并且提高换热效率。

4.3电气节能潜力分析及建议

（1）本建筑照度水平较差，存在以下三个原因：1.房间及办公室的进深较大，窗口光照度已达到标准，但内侧工作面上往往存在照度较低的问题；2.窗帘处于关闭状态，但是并未开启室内照明设备，致使工作面照度偏低；建议合理利用自然采光，适当开启室内照明设备，同时保证灯具的清洁。

（2）热水器存在明显的使用高峰期，尽量避免个各房间内分别设置饮水机，建筑可集中供应生活热水，并固定供水时间，可降低热水器的待机能耗。

五、结束语

实现建筑节能，我们应该积极采用最前沿的智能控制系统，以达到节能、经济、舒适的目标，此外提高管理水平也是实现节能的另一种有效途径。

参考文献：

[1]马丽华.节能建筑现状与发展前景探讨[J].煤矿现代化，2006