建筑能耗監(jiān)測平臺

摘要：文章以每年發(fā)布的上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測及分析報告變化為切入點，分析了歷年能耗分析報告的內(nèi)容和功能變化；介紹了上海市國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺發(fā)展和應(yīng)用歷程；揭示了當下顯現(xiàn)的問題，并以問題為導(dǎo)向，預(yù)測了未來發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：國家機關(guān)辦公建筑和大型公共建筑；能耗監(jiān)測；能耗監(jiān)測平臺；數(shù)據(jù)

        1歷年能耗分析報告概況

自2013年以來，上海已經(jīng)連續(xù)7年發(fā)布能耗分析報告，隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及管理要求的不斷提升，報告的內(nèi)容及功能也不斷的得到擴展和充實。1.1歷年能耗分析報告內(nèi)容變化

        2013年至2015年期間，能耗分析報告主要內(nèi)容包括3個部分：市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺情況簡介、納入建筑能耗監(jiān)測的樓宇能耗情況、典型建筑類型建筑能耗對標分析。基于能耗監(jiān)測平臺尚處于初創(chuàng)時期，很多工作尚處于探索階段，相關(guān)的數(shù)據(jù)資源尚需時間積累，為此內(nèi)容較少，報告功能比較單一。2016年，隨著實時監(jiān)測樓宇數(shù)量擴大，數(shù)據(jù)質(zhì)量提升，梳理分析內(nèi)容也增多，為此能耗分析報告較前三年發(fā)生了較大變化，主要表現(xiàn)在報告架構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整，同時對內(nèi)容進行擴充。架構(gòu)方面調(diào)整為全市篇、區(qū)域篇、行業(yè)篇三大板塊，對報告的敘事邏輯進行了由面到片再到點的邏輯優(yōu)化，提高了報告的可讀性。內(nèi)容方面增加了大量的能耗數(shù)據(jù)及對比分析，充實了報告內(nèi)容。這也反映了經(jīng)過幾年積累，能耗監(jiān)測平臺開始利用積累的大量數(shù)據(jù)資源，開拓應(yīng)用功能，發(fā)揮平臺效應(yīng)。2017年至2019年期間，能耗分析報告基本延續(xù)了2016版報告的架構(gòu)，并在其基礎(chǔ)上增加了管理篇內(nèi)容。主要反映了能耗監(jiān)測平臺管理部門在積極保持數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量的基礎(chǔ)上，利用積累的數(shù)據(jù)資源開展相關(guān)研究分析，開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用，并面向樓宇及各行業(yè)管理部門開展數(shù)據(jù)服務(wù)，進一步拓展平臺的作用。

1.2歷年能耗分析報告功能變化

        2013至2015年期間，因為數(shù)據(jù)積累尚需時間，能耗分析報告的功能相對單一，主要是整體介紹了市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺的建設(shè)及工作情況，能讓讀者對上海能耗監(jiān)測平臺相關(guān)工作有一定了解。梳理了納入監(jiān)管樓宇的基本情況及類型分布。對公共建筑能耗按建筑類型進行簡單對比分析。同時開展制定管理辦法和數(shù)據(jù)分析方法等基礎(chǔ)研究工作。2016年，經(jīng)過三年的工作積累，報告的功能有了較大拓展，主要增加了年度總用電量和年均用電強度的能耗數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上從建筑類型，中心城區(qū)與非中心城區(qū)，供熱季、制冷劑與過渡季，超大型公共建筑等多維度開展數(shù)據(jù)分析對比并揭示其背后原因，分析相關(guān)建筑總體用能趨勢。提高了能耗分析報告的數(shù)據(jù)分析功能。2017年至2019年期間，隨著前期研究成果應(yīng)用，進一步體現(xiàn)了能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)服務(wù)功能。

2.1能耗監(jiān)測平臺整體情況

        自2012年以來，上海已經(jīng)建成1個能耗監(jiān)測市級平臺、17個能耗監(jiān)測區(qū)級分平臺和1個市級機關(guān)辦公建筑能耗分平臺的體系，納入能耗監(jiān)測平臺的樓宇數(shù)量逐年穩(wěn)步提升，監(jiān)測范圍不斷擴大。截止2020年6月，上海市累計共有1783棟公共建筑完成用能分項計量裝置安裝并實現(xiàn)與能耗監(jiān)測平臺聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積8241.8萬平方米。

2.2能耗監(jiān)測平臺應(yīng)用情況

        經(jīng)過多年探索嘗試，上海在保證能耗監(jiān)測平臺安全、正常、穩(wěn)定基礎(chǔ)上，不斷拓展平臺應(yīng)用功能，發(fā)揮系統(tǒng)效應(yīng)。目前能耗監(jiān)測平臺應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下六個方面：

        一是統(tǒng)計樓宇基礎(chǔ)信息。通過能耗監(jiān)測平臺將納入監(jiān)測樓宇基礎(chǔ)信息的自動統(tǒng)計匯總，使管理者得以獲得包括樓宇數(shù)量、樓宇面積、各類型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區(qū)與非中心城區(qū)樓宇數(shù)量和類型分布等多維度數(shù)據(jù)信息，從而對上海納入監(jiān)測樓宇的基本情況以及每年新納入監(jiān)測樓宇的工作推進情況有總體掌握。

        二是分析樓宇能耗數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析方法，對納入監(jiān)測樓宇的用能總量、能耗類型分布、歷年能耗對比分析、總體用能趨勢等開展分析研究，使管理者得以掌握本市建筑能耗總體情況，并從中挖掘各類型各區(qū)域建筑的節(jié)能潛力。

        三是服務(wù)各行業(yè)及管理部門。依據(jù)各類合理用能指南，對各類型建筑開展用能對標分析，用以指導(dǎo)各類型建筑運行過程中節(jié)能工作的開展。通過向各行業(yè)管理部門發(fā)送行業(yè)季度能耗情況報告等方式反饋能耗數(shù)據(jù)，向區(qū)級建筑能耗監(jiān)測管理部門推送月度數(shù)據(jù)報告，為相關(guān)部門開展節(jié)能工作提供參考依據(jù)。同時對高耗能建筑進行篩選，進一步推進能源審計和能耗公示工作的開展。

        四是研究海量數(shù)據(jù)資源。通過對能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)資源的深度分析，開展如“公共建筑碳排放交易研究"、“辦公建筑能耗限額指標研究"、“各類型建筑高峰用能特征研究"、“大型公共建筑用電監(jiān)測數(shù)據(jù)開發(fā)利用方案研究"等大量科學(xué)研究工作，探索能耗監(jiān)測平臺未來應(yīng)用的發(fā)展方向，為今后進一步功能的拓展做好技術(shù)積累。

        五是修復(fù)數(shù)據(jù)及拓展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。采用基于Spark機器學(xué)習(xí)在公共建筑能耗大數(shù)據(jù)分析中的研究成果，在部分地區(qū)開展具有人工智能特性的數(shù)據(jù)修復(fù)工具試點，提高能耗數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時，開發(fā)能耗在線“（樓宇版/管理辦）移動端"APP，為樓宇業(yè)主和管理部門提供數(shù)據(jù)共享、能耗分析、情況報告查詢等實時在線功能。

        六是宣傳與推廣建筑節(jié)能。依托能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)資源，全面梳理上海公共建筑能效提升的政策標準、流程模式和技術(shù)體系，編制了《公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)50問》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本，并通過每年的節(jié)能宣傳周活動，培訓(xùn)等方式向社會各界進行發(fā)放，對公共建筑能效提升相關(guān)技術(shù)知識進行普及和推廣，取得了較好的社會效益。

        雖然能耗監(jiān)測平臺經(jīng)過多年發(fā)展已取得可喜成績，但隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各方面管理要求的不斷提高，為滿足未來的需求，勢必倒逼能耗監(jiān)測平臺相關(guān)工作在新的形勢下轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。

3.1發(fā)展思路轉(zhuǎn)變滯后

        隨著能耗監(jiān)測平臺工作的深入開展，原有的以政策為導(dǎo)向的管理思路，在工作推進中逐漸遇到瓶頸，樓宇運營單位相對缺乏積極性。需要我們更多的向服務(wù)于樓宇業(yè)主方向多作工作創(chuàng)新和嘗試。

3.2平臺功能支撐不夠

        目前能耗監(jiān)測平臺的各項功能主要集中在對樓宇能耗數(shù)據(jù)的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著城市精細化管理要求的不斷提高，僅僅側(cè)重數(shù)據(jù)分析方面的功能將不能完*滿足未來的管理需求，面向樓宇日常管理的功能拓展應(yīng)會成為未來的主要工作發(fā)展方向。

        隨著“十三五"臨近結(jié)束，在即將到來的新“十四五"時期中，上海將更加積極的拓展能耗監(jiān)測平臺的功能應(yīng)用，提高功能定位，使其更好的服務(wù)于城市精細化管理。

4.1數(shù)據(jù)價值進一步得到發(fā)揮

        在新冠*炎疫情期間，市級能耗監(jiān)測平臺充分挖掘數(shù)據(jù)價值，通過分析春節(jié)前、春節(jié)假期中和復(fù)工后上海公共建筑運行能耗數(shù)據(jù)，解讀上海各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況，受到行業(yè)管理部門及廣大市民廣泛關(guān)注。未來，能耗監(jiān)測平臺將以上海全面建設(shè)“一網(wǎng)統(tǒng)管"為契機，應(yīng)用k-means和隨機森林、機器深度學(xué)習(xí)等算法，通過建筑用能特征分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、能耗預(yù)測、能耗與經(jīng)濟關(guān)聯(lián)分析等模塊，滿足樓宇業(yè)主和管理部門的不同需求，讓能耗數(shù)據(jù)發(fā)揮作用。

4.2平臺功能進一步得到拓展

        市級能耗監(jiān)測平臺將持續(xù)對各區(qū)級平臺進行政策和技術(shù)指導(dǎo)，深挖區(qū)級平臺潛力、推進區(qū)級平臺個性化建設(shè)。如從某區(qū)級能耗監(jiān)測平臺對商業(yè)建筑需求側(cè)虛擬電廠實踐示范，通過建立商業(yè)建筑虛擬電廠可以促進商業(yè)建筑對自身可控負荷的精細化管理。可探索嘗試建立一套相對完整的需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng)，能根據(jù)不同應(yīng)用需求為業(yè)主使用和政府管理提供相應(yīng)服務(wù)，助力建筑智能化管理。

4.3前沿技術(shù)進一步得到融合

        今年3月4日召開的中共中央政*局常務(wù)委員會會議提出“加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)"。3月6日，工業(yè)和信息化部召開加快5G發(fā)展專題會，再次宣布加快5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧城市等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。市級能耗監(jiān)測平臺應(yīng)積極順應(yīng)形勢發(fā)展，以與城運平臺共享數(shù)據(jù)為切入點，利用新一代信息技術(shù)對能源、交通、城市在內(nèi)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進行數(shù)字化改造，讓城市變得更聰明更智慧，從而推動城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

        Acrel-5000web建筑能耗分析系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進行細分和統(tǒng)計，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點或不合理的耗能習(xí)慣，有效節(jié)約能源，為用戶進一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實施能源計算，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實可行的節(jié)能措施，并向縣級以上管理節(jié)能工作的部門報送能源計算報告。

建筑能耗檢測與智能控制系統(tǒng),通過實時監(jiān)測建筑能耗數(shù)據(jù)與智能控制相結(jié)合,能夠得出建筑能耗的優(yōu)化方案,大大降低傳統(tǒng)建筑的能耗。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的485協(xié)議,各個設(shè)備只需符合協(xié)議便可在系統(tǒng)中使用,方便了系統(tǒng)設(shè)計者的設(shè)計和集成商的集成、布線簡單清晰,減少了線材的使用,方便后期的維護工作,同時便于用戶的統(tǒng)一管理。