大连科技馆-能源管理建议方案.

1、大连科技馆智能化弱电工程建议方案大连科技馆弱电系统能源管理建议方案1. 工程概况大连新建科技馆是集科技展览、教学、培训等多种服务为一体的综合性场馆。建筑高度约37米，总建筑面积40488.96平方米，地上5层。建筑功能划分：一层为配电室、物业办公室、信息中心、信息中心机房（暂定综合布线总机房）、厨房、员工食堂、库房。二层为希望天地展等大空间展馆、球幕天文等小空间展馆、零食区、培训中心、餐厅、贵宾室等。二层夹层为培训室。三层为神秘世界展大型馆、讲解室、多功能厅（含舞台）、会议室、客房。三层夹层为客房、办公室。四层为无尽探索展大型展馆、展教中心。四层夹层为办公室。五层为和谐的未来等大型展馆、体质测

2、试室。五层夹层为管理中心。展馆展区面积大于5000平方米，安防等级按一级进行设计。本次图设计内容包括大连科技馆的能源管理系统设计。2. 编制依据本次大连科技馆能源管理平台设计方案包括能源管理系统的建设。节能诊断、节能运行管理、咨询服务共三部分内容，旨在满足商业运营需求及日常能源管理要求。我公司在进行大连科技馆能源管理平台方案设计时同时关注了功能性、统筹性、规划性等方面，从全局出发，包括了自上而下的体系搭建、统筹兼顾的集约化全流程规划过程。2.1. 指导思想大连科技馆能源管理平台项目的施工组织设计将根据低压配电系统设计图，按现行的国家施工验收规程规范、工程质量评定标准、施工操作规程的有关规定，再

3、结合我公司的施工能力、技术准备力量及多年能源管理平台工程的设计施工经验和本工程的具体情况进行编制的。作为直接指导施工的依据，在保证工程质量、工期、安全生产、成本的前提下，对加强施工管理、有效的调配劳动力、提高施工效率、节约工程成本、保证施工现场的安全文明有积极作用。2.2. 编制范围及内容本方案是严格按照能源管理工程的要求进行质量策划后编制的，在人员、机械、材料供应、平衡调配、施工方案、质量要求、进度安排等方面统一进行部署下完成。我公司高度重视方案的编制工作，召集曾从事过类似工程工作的技术专家、有关负责人攻克本工程的重点、难点及特殊部位的施工技术，力求本方案重点突出，具有呼应性、针对性和可操作

4、性。本着对建设单位负责和资金的合理使用、对工程质量的高度责任感，针对本工程设计特点和使用功能要求，我们编制的原则是：“确保工程质量优、速度快、造价低、操作性强”。同时保证周边和施工现场有良好环境。3. 工程描述3.1. 工程范围本能源管理平台工程项目包括的主要内容有：u 计量装置安装；u 数据采集器安装；u 采集和传输网络部署，线路敷设；u 能耗采集服务器部署；u 能耗采集管理系统软件部署。u 光导照明(示范教学作用)3.2. 能耗特点分析根据商业地产数据分析，结合大连科技馆所在的位置及用途等情况和能源管理平台设计的实际需求，我们归纳总结了大连科技馆的用能特点如下：特点一：集成化角度大连科技馆

5、作为高档陈列展示场馆，多个区域的能耗数据的横向对比分析管理需求十分突出，同时作为商业建筑，其业态众多，每个区域的纵向用能分析同样十分必要。本次能源管理平台设计，考虑了未来的集成化。特点二：能耗分类角度大连科技馆能耗类型具有多样性的特点，包含水、电、冷量等能源以及温、湿、照度传感器等设备。针对这些能耗类别，需要为各种能耗专门统计分析，同时，还需能进行能耗换算，将各种能耗换算成标煤，这样才可以形成一个统一的计量规则，可以在总能耗的层次上进行比较和评价。特点三：电量分项角度大连科技馆用电设备种类繁多、级别复杂，应采用统一的分项模型描述与数据定义方法来进行能源管理。根据设备的特点和管理机构划分，我们定

6、义了暖通空调、动力用电、公共用电、商户用电四个一级分项，每个一级分项下面都包含若干二级分项。这样就解决了商场横向比较与分析要求的“统一性”和实际建筑用能状况的“特殊性”之间的矛盾。特点四：能耗指标管理角度大连科技馆各级领导针对各项能耗所关注的方向各不相同，为了更好的指导日常的物业管理和节能管理，进行全面的能耗数据分析对比，我们根据场馆内各业态提炼了以下量化能耗指标：用电指标KWH/，电梯用电指标KWH/，各展厅等能耗指标KWH/，暖通空调用电指标KWH/，照明用电KWH/。特点五：空调系统无纲量指标辅助分析角度此次能源管理平台包含节能诊断、节能运行管理咨询服务，而空调系统所占总电量的比例较大，

7、以往的节能专项研究也证明冷水机组、冷却塔、冷冻泵的性能、选型、控制策略也对节能诊断管理意义重大，所以我们根据大连科技馆空调系统提炼了以下无纲量指标：冷水机组运行效率，冷冻水输送系数，空调末端能效比，冷却水输送系数。4. 建筑节能分析建筑节能，指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。4.1. 节能涵义全面的建筑节能，就是建筑全寿命过程中每一环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中，通过采用节能型的建筑材料、产品和设备，执行建筑节能标准，加强建筑物所使用的节能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖

8、、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。全面的建筑节能是一项系统工程，必须由国家立法、政府主导，对建筑节能作出全面的、明确的政策规定，并由政府相关部门按照国家的节能政策，制定全面的建筑节能标准；要真正做到全面的建筑节能，还须由设计、施工、各级监督管理部门、开发商、运行管理部门、用户等各个环节，严格按照国家节能政策和节能标准的规定，全面贯彻执行各项节能措施，从而使每一位公民真正树立起全面的建筑节能观，将建筑节能真正落到实处。4.2. 重要性世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋

9、枯竭，人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能和核能，而我国的能源问题更加严重。我国能源发展主要存在四大问题： 人均能源拥有量、储备量低； 能源结构依然以煤为主，约占75%。全国年耗煤量已超过1 3亿吨； 能源资源分布不均，主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足，造成北煤南运、西气东送、西电东送； 能源利用效率低，能源终端利用效率仅为33%，比发达国家低1 0%。随着城市建设的高速发展，我国的建筑能耗逐年大幅度上升，已达全社会能源消耗量的32%，加上每年房屋建筑材料生产能耗约1 3%，建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部

10、分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20亿m2，其中95%以上仍是高能耗建筑。如果我国继续执行节能水平较低的设计标准，将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗，已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。全面的建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用，缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾；有利于加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展；有利于长远地保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。5. 能源管理平台整体方案5.1. 方案整体设计原则充分利用既有设备和环境的原则；l 完全满足用户要求原则；l 接线尽量少原则；l 前期多想，避免后期

11、在添加原则；l 设备性能可靠性高和功能优原则；l 系统开放原则、系统功能全和实用原则。5.2. 分项计量设计依据大连科技馆建筑的节能管理，与普通的民用建筑或公共机构建筑节能有很大的不同。场馆的空间用途往往较为复杂，形成为一个综合体；同时场馆内的设备系统较为多样和庞杂，为配合各种要求，建筑中经常配有多套暖通空调系统和多种冷热源形式。此外，对于节能工作的要求和目的也不尽相同，往往需要优先保证环境的舒适以及为客户提供优质服务，节能工作的开展需要在不牺牲舒适性的前提下降低运行能耗，或者在不提高能耗的前提下，增加环境的舒适度。综上多种原因，为了更好的对所有项目的能耗进行分项计量和能源管理，本次设计特别针

12、对于大连科技馆的专用能耗模型结构。这一专用能耗模型结构完全针对大连科技馆的建筑特点划分用能单元。对于总用电指标、总暖通空调用电指标、电梯用电指标等在所有公共建筑中普遍存在的用能单元，该指标体系的数据也具备一定的对比价值。5.3. 能源管理平台设计方案能源管理平台的拓扑结构如“图1”所示，采用四级子系统分层设计，即“终端计量子系统”、“数据采集子系统“、”传输网络子系统”及”能源管理软件数据中心子系统”。终端计量子系统与网络接入层采用符合国家标准的RS-485工业数据总线实现数据交互。网络接入层的数据采集网关将得到的数据经由有线以太网网络或者GPRS无线通路接入Internet广域网网络，最终传

13、递到数据服务中心。数据服务中心将得到的原始采集数据通过一系列的处理和计算，生成分项能耗数据，通过信息发布网站或者专家系统为用户提供最终的服务。图1 能源管理系统拓扑结构图下面分别说明“终端计量子系统”、“数据采集子系统“、”传输网络子系统”及”能源管理软件数据中心子系统”这四个子系统的配置方案。5.3.1. 终端计量子系统按照能源管理系统的设计原则，大连科技馆需要为低压配电室所有支路以及制冷主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔等大型设备分别安装计量仪表。按照源管理平台绿色建筑对广场内环境质量参数监测要求，选择大连科技馆的典型区域安装传感器，进行室内环境参数的采集计量，预估计50个。这也是为了项目以后申

14、请绿色建筑做前期准备。5.3.2. 数据采集子系统数据采集网关作为核心采集设备,网关可以提供一个上行的10M/100M自适应以太网接口用于连接普通以太网交换机，接入用户已有的办公网络，最后进入城域网或广域网，同时提供16个下行的EIA-485接口用于接入末端设备如电表、热量表、电子水表等各种终端测量设备。网关与末端设备之间可以采取灵活的连接方式，可以是星型、总线型和混合型。也就是说，每个端口可以与一个设备一对一连接，也可以通过总线与若干个设备连接。网关的每个485端口还能自由进行扩展，通过连接专用的扩展模块可以将每个端子扩展为4个独立的485接口，扩大设备的带负载能力。数据采集网关不但具备普通

15、采集设备的所有数据采集功能和各种数据采集器的串口转换功能，同时还具备数据存储、断点续传、数据自由解析处理等特殊功能，网关可通过WEB服务器进行自由灵活的配置。5.3.3. 传输网络子系统深化设计由于数据采集网关需要将数据通过网络传输到数据中心，所以需要搭建一套传输网络。网络拓扑“图2”如下：图2 传输网络拓扑图5.3.4. 能源管理软件数据中心子系统本次所设计的能源管理软件数据中心子系统，由数据服务工控机和其它配套硬件设备组成，具有较高的计算性能和安全的存储性能。5.4. 能源管理平台软件详细设计根据此次大连科技馆能源管理平台设计任务要求以及情况，再结合与大连科技馆部门沟通的商业运营需求及日常

16、能源管理要求，我们详细设计了能源管理平台软件。5.4.1. 能源管理平台软件系统设计框架系统特别针对业主需求进行了定制化的修改。其设计框架图如下所示，其中展示了系统的构架与关联。右侧最底层开始为各种末端计量设备，该设备通过数据采集器将数据上传至专用传输网络，并将该部分数据最终上传至数据采集子系统，形成原始能耗数据积累。原始数据通过数据完整性计算机基础能耗计算服务，将不完整数据或错误数据剔除，或要求下层采集器重发，获取完整数据后通过能耗的拆分计算，将原始累计值的能耗数据计算成单位时间的能耗，形成基础能耗数据库，以备上层数据库调用。左侧底层开始为建筑基本信息等内容，通过人工调研和分析录入到建筑信息

17、调研系统软件，该软件能根据调研信息生成和评判计量设计方案，并形成建筑信息数据库，该数据库涵盖了设备系统能耗计算模型。该模型能对建筑能耗的计量支路情况进行系统的归类和划分，以便未来准确的拆分和计算能耗数据。在上层数据库及子系统中，根据下层上传的基础能耗数据和计算模型整理计算得出能为不同使用用户直接观看和理解的能耗数据。子系统包括设备系统分项能耗拆分计算服务子系统、功能区分户能耗拆分计算服务子系统、能源财务分析计算服务子系统。其相对应的数据库分别为分项能耗数据库、分户能耗数据库、能源财务数据库。其中设备系统分项能耗拆分计算服务子系统和分项能耗数据库，主要负责将原始数据拆分整理，根据能耗不同类型归类

18、，使之成为能耗分类数据。功能区分户能耗拆分计算服务子系统和分户能耗数据库负责计算和存储有关商户分户能耗的数据，并根据商户物业管理等需求，将商户的能耗进行分户整合。能源财务分析计算服务子系统和能源财务数据库负责将能耗数据与财务能耗费用相结合。具体情况如“图3”所示。图3 能源管理平台软件设计框架图5.4.2. 软件功能描述大连科技馆能源管理平台主要包括能耗模型分析、用电参数实时监控、能耗财务分析、报表打印、需量分析、商户功率管理和管理诊断等八大板块。此平台可以帮助管理人员更加全面深入地了解建筑物每一时刻、每一角落的能耗情况。1、总览页面系统可以将许多有比较价值的能耗数据通过直观的形式呈现给使用者

19、，此部分功能就是将系统内涉及四大类分项能耗数据通过数值和百分比的形式显示给管理者，并且为管理者提供日周月年的能耗对比分析，数据同期对比和数据环比都可以非常直观的展现给管理者，供能耗公示使用。2、指标体系系统提供建筑全面能耗数据分析指标对比分析，每个建筑都有自己特定的指标体系，可以指导日常的物业管理或节能管理工作，建筑业主各级领导针对建筑内能耗所关注方向不同，并且根据建筑业态可以提炼很多有价值的量化对比指标或无量纲效率指标，数据指标分析对建筑节能管理具有非常大的指导意义。具体情况如“图4”所示。n 图4指标体系数据分析3、能耗模型分析n 图5耗电量分析图按照项目不同设备用途和特性，将项目内使用的

20、所有设备进行逐层分项，以便广场相关管理人员更加清晰、全面地了解大连科技馆内各个分项的能耗情况。同时，可以监测各个设备的耗电量和用电安全情况，随意统计各个时段内能耗数据，并可以在设备之间、分项之间进行能耗比较，也可以对不同时间的能耗进行比较。具体情况如“图8”所示。4、管理分析根据大连科技馆部门要求，可对大连科技馆内部进行分部门、分区域、分楼层等方式的管理，对所有能耗和用电安全进行实时监测，详细了解每个办公室的能源使用情况，如单位面积能耗、用电功率峰值、实时统计电价、各分项能耗统计等。同时，也可以对广场的其他能耗种类进行同样形式的统计和展示（如水、蒸汽、天然气等），还可以根据从不同角度对分户进行

21、综合排名和对比。具体情况如“图6、7”所示。图6商户管理分析n 图7分户能耗分析5、用电参数实时监控n 图8用户参数实时监控将用电支路信息图以web的形式清晰地展示于大连科技馆节能监测系统平台中，可监测商场每一条用电支路的耗电量、实时功率、电表读数等实时参数，并配合声光效果对发生故障或者出现用电安全问题的支路进行实时报警。具体情况如“图8”所示。6、能耗财务分析n 图9能耗财务分析此板块可以根据不同的计价方式计算出广场内各个用电设备及各个办公室或其它分户的能源消费详单；帮助相关管理人员深入了解建筑能源费用的组成，从而确定各种能源的节能潜力；帮助管理人员选择合理的MD值，从而节省不必要的支出。具

22、体情况如“图9”所示。7、报表打印n 图10报表打印此板块包含了日常使用的所有报表模式，可根据办公的需求打印出百种报表。主要类型包括：设备集报表、分户报表、财务报表、用电参数报表、环境参数报表、HVAC参数报表、诊断信息报表、节能足迹报表、天气报表等。建筑相关管理人员还可以自由地根据自己需求设计报表模版，批量生成和打印报表。具体情况如“图10”所示。8、管理诊断系统可以通过数据分析为管理者提供每日的设备运行故障报警、每日用能对比分析，可以非常直观的判断日能耗是否节能。系统为各级管理人员都可以提供判断问题的简捷方法，可以提供异常用电、能耗突增、三相不平衡分析、设备不规则用电等多种节能诊断结果，并

23、提供可互动的故障管理按钮，为各级管理人员直接问题定位和问题分析，最大化提高管理人员的工作效率。具体情况如“图1113”所示。n 图12管理诊断主页n 图12能耗突增问题报警n 图13异常用电问题报警和分析（1）9、建筑楼宇其他运行参数及效率分析系统除可以针对水、电、气等能源进行计量和分析，还可以对各种空调设备运行参数或环境温湿度参数进行全面的监测和分析，可以对各种机电设备分析工作效率，为建筑节能分析专家提供各种必要的参数依据，使节能工作更加有据可依。同时，对各种参数的采集分析，可以指导管理者进行设备节能控制改造，并且可以根据系统数据的分析结果指定合理的控制策略，实现真正的小系统节能控制。具体情

24、况如“图14、15”所示。n 图14单位供冷量和冷冻泵输配系数n 图15冷却系统输配系统和空调COP分析10、需量分析图16需量分析系统可以根据太阳高度角指导室内照明灯具的开启状态，并通过对某日太阳照度角大小，评判日常时间的长短，近而可以预测当天室内照明用电的多少。图形可以从照明用电和太阳角两个参数二维显示，直观发现照明策略的合理性。空调系统的需量预测和调节是通过对实时温湿度的数据分析得出，通过历史温湿度曲线和空调系统的用电结合，可以判知某天系统开启策略的差异，发现问题并深入挖掘。具体情况如“图16”所示。11、商户能源管理图17商户功率管理商户能源管理和功率管理，主要反映商户能耗数据的分类，清