建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)核心技術(shù)解析，從傳感器到大數(shù)據(jù)平臺的智慧升級

一. 背 景

為進(jìn)一步加強(qiáng)上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱“建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)"）的建設(shè)和運(yùn)行監(jiān)管管理，上海市住建部印發(fā)的相關(guān)文件要求，單體建筑面積在1萬平方米以上的新建國家機(jī)關(guān)辦公建筑和2萬平方米以上的新建大型公共建筑，應(yīng)當(dāng)安裝建筑用能分項計量裝置，同步建立建筑能耗監(jiān)測終端，并確保建筑能耗數(shù)據(jù)上傳至各級分平臺，未取得聯(lián)網(wǎng)驗收報告的，不得完成竣工驗收。

隨著"雙碳"戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，建筑能耗監(jiān)測管理解決方案已成為推動城鄉(xiāng)建設(shè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的核心抓手。住建部最新政策要求新建大型公共建筑強(qiáng)制安裝能耗監(jiān)測系統(tǒng)，標(biāo)志著我國建筑能耗管理進(jìn)入數(shù)字化監(jiān)管新階段，其深層價值體現(xiàn)在多個維度：全生命周期降本增效、低碳轉(zhuǎn)型關(guān)鍵支撐、數(shù)字化轉(zhuǎn)型核心載體、合規(guī)發(fā)展必由之路，智慧城市神經(jīng)末梢。

二. 案例詳解-上海某集團(tuán)股份有限公司

上海某集團(tuán)股份有限公司是上海市國資委直屬管理的現(xiàn)代科技服務(wù)企業(yè)，上海地區(qū)規(guī)模較大的建設(shè)工程檢測檢驗和環(huán)境影響評價機(jī)構(gòu)之一，擁有國家企業(yè)技術(shù)中心、國家綠色建筑質(zhì)量檢驗檢測中心、國家建筑工程材料質(zhì)量檢驗檢測中心、國家裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地。

該集團(tuán)承建了上海市某區(qū)建筑能耗在線監(jiān)測平臺，負(fù)責(zé)為該區(qū)所轄區(qū)域內(nèi)建筑物建設(shè)建筑分類分項能耗系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)上傳至區(qū)平臺。區(qū)平臺需要按照要求將每日數(shù)據(jù)匯總后上傳至市平臺，市平臺對區(qū)平臺上傳的數(shù)據(jù)有質(zhì)量要求。

2.1 用戶“痛點(diǎn)"

多年前，該集團(tuán)委托一家軟件公司開發(fā)了區(qū)平臺，該平臺運(yùn)行多年，存在以下突出問題：

• 數(shù)據(jù)質(zhì)量低

區(qū)平臺按要求每日需向市平臺上傳匯總數(shù)據(jù)，市級平臺會檢查上傳數(shù)據(jù)的質(zhì)量，檢查內(nèi)容包括每小時數(shù)據(jù)是否完整、是否有缺項、數(shù)據(jù)過大、分項之和不等于總用電等，因為原平臺設(shè)計問題，異常數(shù)據(jù)沒有做過濾或處理，導(dǎo)致上傳數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，影響市平臺對區(qū)平臺的考核，進(jìn)而影響第二年政府對平臺維護(hù)費(fèi)用的撥款；

• 平臺架構(gòu)不合理

原來平臺架構(gòu)時沒有考慮大規(guī)模數(shù)據(jù)接入的情況，隨著接入建筑物的不斷增多，平臺數(shù)據(jù)處理能力遇到瓶頸，軟件頁面刷新越來越慢，有些頁面打開需要好幾分鐘，平臺使用困難；

• 服務(wù)不到位

原平臺委托給軟件公司開發(fā)，該公司規(guī)模小，不熟悉能耗項目的建設(shè)，只懂軟件開發(fā)，后續(xù)經(jīng)營困難，無法為平臺提供升級服務(wù)；

• 平臺功能單一

平臺僅提供數(shù)據(jù)集抄、分項統(tǒng)計功能，功能比較簡單，缺乏多維度的能耗統(tǒng)計分析報表；

2.2 用戶訴求

A、功能要求

保留原平臺的各項功能；

增加全區(qū)能耗多維度分析、單體建筑能耗分析、分類分項能耗分析、同環(huán)比分析功能；

增加設(shè)備檔案管理、巡檢管理功能；

B、性能要求

滿足當(dāng)前200多棟建筑、10000多塊表計接入的要求，同時具備遠(yuǎn)期400多棟建筑、20000多塊表計的接入能力，頁面響應(yīng)快速；

C、質(zhì)量要求

按要求將數(shù)據(jù)上傳至上海市平臺，且上傳數(shù)據(jù)質(zhì)量滿足市平臺的考核要求；

D、數(shù)據(jù)遷移

原平臺的數(shù)據(jù)保留，平臺遷移到新平臺繼續(xù)使用，且需要對原平臺的異常數(shù)據(jù)做處理；

2.3. 實施方案

方案結(jié)構(gòu)

建筑分項模型

2.4. 實施溝通過程

2.5.  平臺功能界面展示

● 全區(qū)建筑數(shù)量、總建筑面積、總能耗   ● 全區(qū)建筑分布GIS電子地圖   ● 全區(qū)建筑能耗排行10位（總量或單位面積）

● 全區(qū)建筑逐日用能趨勢及同環(huán)比分析   ● 全區(qū)各建筑類型能耗占比   ● 全區(qū)各建筑類型面積占比

● 全區(qū)各街道能耗占比分析    ● 全區(qū)各街道建筑面積占比

● 全區(qū)建筑分項用電占比分析    ● 全區(qū)當(dāng)年及上一年逐日能耗趨勢分析

●  多棟建筑各分項用電逐日用能趨勢對比分析

●  多建筑各分項用能排行分析

● 單個建筑信息顯示(面積、往年能耗、建筑類型） ● 單個建筑能耗同環(huán)比分析   ● 單個建筑逐時、逐日能耗分析

● 單個建筑能源流向圖（按分類能耗、分項能耗、分區(qū)域能耗、分設(shè)備能耗逐級細(xì)化）

● 每個建筑每個用能回路的任意時間段的用能集抄

● 單個建筑總用能或者分項用能的同環(huán)比分析

● 數(shù)據(jù)異常檢查（檢查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)過大、數(shù)據(jù)過小、數(shù)據(jù)缺項、數(shù)據(jù)缺失、總分?jǐn)?shù)據(jù)不對等），主動發(fā)現(xiàn)問題，保證滿足市平臺要求

●  人工數(shù)據(jù)錄入 ：對不方便采集的能源類型或者缺失的歷史數(shù)據(jù)支持手工錄入

三. 典型硬件

• ANet能源網(wǎng)關(guān)-簡介

ANet系列邊緣計算網(wǎng)關(guān)是一款基于嵌入式平臺的工業(yè)級通信管理機(jī)，具有2/4/8個隔離串口，1/2個以太網(wǎng)口，集成Lora通信接口，且支持4G網(wǎng)絡(luò)通信。具備強(qiáng)大的EMC防護(hù)能力，可在強(qiáng)電磁環(huán)境下高效穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備支持DL/T 645、Modbus、CJ/T 188等工業(yè)、電力行業(yè)通信協(xié)議，滿足企業(yè)能源管理系統(tǒng)對水、電、氣、冷熱量等多種形式能源數(shù)據(jù)采集的需求。

• ANet能源網(wǎng)關(guān)-相關(guān)證書

四. 項目收益 / 項目效果

• 平臺運(yùn)行穩(wěn)定，頁面刷新快，客戶及用戶體驗大大提升；

• 上傳至市平臺的數(shù)據(jù)質(zhì)量高，滿足市平臺考核要求；

• 平臺功能更豐富，有利于平臺方未來向建筑業(yè)主提供更多增值服務(wù)；

• 平臺按期上線，順利驗收，有助于客戶拿到政府的平臺維護(hù)撥款；

五. 典型案例

5.1 辦公建筑

延安市市級行政中心能耗管理系統(tǒng)

山東省知識產(chǎn)權(quán)中心能耗監(jiān)測系統(tǒng)

陽光保險通州后援中心能耗監(jiān)測系統(tǒng)

新疆吉昌市政務(wù)中心項目能耗分析管理系統(tǒng)

徐匯區(qū)政府機(jī)關(guān)大院用電分戶計量改造項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)

5.2 商場建筑

成都優(yōu)客城市廣場能耗管理系統(tǒng)

濟(jì)南路港商業(yè)廣場二期項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)

大連萬科生活廣場項目能耗監(jiān)測系統(tǒng)

南通南山湖水街建筑能耗監(jiān)測

北京大鐘寺方恒國際商業(yè)廣場能耗監(jiān)測系統(tǒng)

5.3 醫(yī)療衛(wèi)生建筑

江陰市人民醫(yī)院東院工程能耗管理系統(tǒng)

上海市虹口區(qū)江灣社區(qū)醫(yī)療用房（彩虹灣醫(yī)院）

天津濱海新區(qū)腫瘤醫(yī)院項目能耗監(jiān)測

天津濱海中醫(yī)醫(yī)院能耗管理

蘇州中醫(yī)院建筑建筑能耗監(jiān)測

5.4 體育建筑

金閶體育館能耗管理系統(tǒng)

長春市全民健身活動中心游泳館改造工程

海門體育中心能耗監(jiān)測系統(tǒng)

青浦區(qū)體育中心能耗監(jiān)測系統(tǒng)

2021年FIFA世俱杯決賽上海體育館應(yīng)急改造工程項目能源管理系統(tǒng)

5.5 綜合建筑

徐匯濱江綜合商務(wù)區(qū)項目能耗系統(tǒng)

嘉隆國際廣場能耗監(jiān)測系統(tǒng)

上海臨港國際會議中心能耗管理系統(tǒng)

天鵝湖奧斯塔娜中心廣場能耗管理系統(tǒng)

虹橋天地項目能源管理系統(tǒng)

建筑能耗監(jiān)測管理解決方案的實施，正在重構(gòu)建筑能源管理范式。數(shù)據(jù)顯示，實施監(jiān)測系統(tǒng)的建筑平均節(jié)能率可達(dá)15-25%，投資回收期縮短至3-5年。隨著住建部"十四五"期間計劃完成10億平方米既有建筑節(jié)能改造，監(jiān)測系統(tǒng)將成為建筑領(lǐng)域落實"雙碳"戰(zhàn)略的核心基礎(chǔ)設(shè)施。這不僅催生了智能傳感器、能源物聯(lián)網(wǎng)平臺等千億級市場，更推動建筑業(yè)從"粗放用能"向"精細(xì)治能"轉(zhuǎn)型升級，為構(gòu)建綠色低碳城市提供數(shù)字化底座。