一、建筑節能簡介
隨著社會經濟發展、人民生活水平不斷提高，建筑能耗持續上升。其原因，一是建筑面積增加，二是居民家用設備快速增長，建筑照明條件也愈益改善，三是人們對建筑熱舒適性要求越來越高，空調制冷面積不斷擴大，時間也在延長，能源消耗隨之增加。目前普遍認為建筑節能是節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張、解決社會經濟發展與能源供應不足這對矛盾的最有效措施之一。因此，采取建筑節能技術措施不僅能改善室內熱環境、減少空調耗能量，還能減少空調機排放的廢熱廢氣等改善大氣環境，且對削減用電高峰負荷意義重大。
二、建筑節能設備基本知識
1.建筑能耗設備
建筑設備包括建筑電氣、供暖、通風、空調、消防、給排水、樓宇自動化等。
建筑內的能耗設備主要包括空調、照明、熱水供應設備等。南方地區空調系統和照明系統的耗能在大多數的民用建筑能耗中占主要份額，空調系統的能耗更達到建筑能耗40%～60%，成為建筑節能的主要控制對象。
2.建筑設備節能設計應注意的問題
建筑的節能設計，必須依據當地具體的氣候條件，首先保證室內熱環境質量，同時，還要提高采暖、通風、空調和照明系統的能源利用效率，以實現國家的節能目標、可持續發展戰略和能源發展戰略。
1）合適、合理地降低設計參數
合適、合理的降低設計參數不是消極被動地以犧牲人類的舒適、健康為前提。空調的設計參數，夏季空調溫度可適當提高一點如25～26℃、冬季的供暖溫度可適當低一點。
2）建筑設備規模要合理
建筑設備系統功率大小的選擇應適當。如果功率選擇過大，設備常部分負荷而非滿負荷運行，導致設備工作效率低下或閑置，造成不必要的浪費。如果功率選擇過小，達不到滿意的舒適度，勢必要改造、改建，也是一種浪費。建筑物的供冷范圍和外界熱擾量基本是固定的，出現變化的主要是人員熱擾和設備熱擾，因此選擇空調系統時主要考慮這些因素。同時，還應考慮隨著社會經濟的發展，新電氣產品不斷涌現，應注意在使用周期內所留容量能夠滿足發展的需求。
3）建筑設備設計應綜合考慮
建筑設備之間的熱量有時起到節能作用，但是有時候則是冷熱抵消。如夏季照明設備所散發的能量將直接轉化為房間熱擾，消耗更多冷量。而冬天的照明設備所散發的熱量將增加室內溫度，減少供熱量。所以，在滿足合理的照度下，宜采用光通量高的節能燈，并能達到冬夏季節能要求的照明燈具。
4）建筑能源管理系統自動化
建筑能源管理系統（EMS，Building Automation System）是建立在建筑自動化系統（BAS，Building Automatic System）的平臺之上，是以節能和能源的有效利用為目標來控制建筑設備的運行。它針對現代樓宇能源管理的需要，通過現場總線把大樓中的功率因數、溫度、流量等能耗數據采集到上位管理系統，將全樓的水、電力、燃料等的用量由計算機集中處理，實現動態顯示、報表生成。并根據這些數據實現系統的優化管理，最大限度地提高能源的利用效率。BAS系統造價相當于建筑物總投資的0.5%～1%，年運行費用節約率約為10%，一般4～5年可回收全部費用。
5）建筑物空調方式及設備的選擇，應根據當地資源情況，充分考慮節能、環保、合理等因素，通過經濟技術性分析后確定。
三、建筑節能設備的系統構成
能耗分析管理系統是指通過對國家機關辦公建筑和大型公共建筑安裝分類和分項能耗計量裝置，采用遠程傳輸等手段及時采集能耗數據，實現重點建筑能耗的在線監測和動態分析功能的硬件系統和軟件系統的統稱。其中，分類能耗是指根據國家機關辦公建筑和大型公共建筑消耗的主要能源種類劃分進行采集和整理的能耗數據，如：電、燃氣、水等。分項能耗是指根據各類能源的主要用途劃分進行采集和整理的能耗數據，例如，電量分項能耗應當包括：照明插座用電、空調用電、動力用電、特殊用電。
1.數據采集系統
能耗數據采集方式包括人工采集方式和自動采集方式。通過人工采集方式采集的數據包括建筑基本情況數據采集指標和其它不能通過自動方式采集的能耗數據，如建筑消耗的煤、液化石油、人工煤氣等能耗量。通過自動采集方式采集的數據包括建筑分項能耗數據和分類能耗數據，由自動計量裝置實時采集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數據中心。
2.數據傳輸技術
建筑物能耗監測系統的自動計量裝置所采集的能耗數據，通過RS485接口，并采用TCP/IP通信協議自動并實時上傳給數據中心，以保證數據得到有效的管理和支持高效率的查詢服務，同時數據傳輸采取一定的編碼規則，實現數據組織、存儲及交換的一致性。
3.數據中心
數據中心也就是數據庫，接收并存儲其管理區域內監測建筑的能耗數據，并對其進行處理、分析、展示和發布。數據中心具備設置數據更新的時間間隔，訪問歷史數據，報警，打印報表，實時與歷史曲線，圖表的繪制，并預留相應擴展功能。
四、建筑節能設備的系統結構
Acrel-5000能耗監測系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建筑的實時數據采集、開關狀態監測及遠程管理與控制提供了基礎平臺，它可以和檢測、控制設備構成任意復雜的監控系統。該系統主要采用分層分布式計算機網絡結構，分為：站控管理層、網絡通訊層和現場設備層。
1）站控管理層
站控管理層針對能耗監測系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的最上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如工業級計算機、打印機、UPS電源等組成。監測系統軟件具有良好的人機交互界面，對采集的現場各類數據信息計算、分析與處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。
監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發。為系統內或外部提供數據接口，進行系統管理、維護和分析工作。
打印機：系統召喚打印或自動打印圖形、報表等。
模擬屏：系統通過通訊方式與智能模擬屏進行數據交換，形象顯示整個系統運行狀況。
UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個系統發生供電問題時，保證站控管理層設備的正常運行。
2）網絡通訊層
通訊層主要是由通訊管理機、以太網設備及總線網絡組成。該層是數據信息交換的橋梁，負責對現場設備回送的數據信息進行采集、分類和傳送等工作的同時，轉達上位機對現場設備的各種控制命令。
通訊管理機：是系統數據處理和智能通訊管理中心。它具備了數據采集與處理、通訊控制器、前置機等功能。
以太網設備：包括工業級以太網交換機。
通訊介質：系統主要采用屏蔽雙絞線、光纖以及無線通訊等。
3）現場設備層
現場設備層是數據采集終端，主要由智能儀表組成，采用具有高可靠性、帶有現場總線連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳存儲的建筑能耗數據。測量儀表擔負著最基層的數據采集任務，其監測的能耗數據必須完整、準確并實時傳送至數據中心。
五、節能設備的軟件實現與系統功能
軟件最大的特點是能以靈活多樣的“組態形式”而不是編程方式來進行系統集成，它提供了良好的用戶開發界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的采集與監測功能。系統具有友好的人機交互界面，可實時和定時采集現場設備各參量及開關量狀態，并將采集到的數據上傳給數據中心存儲。系統還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統可以實現所有回路能耗的采集和統計，實現了遠程自動抄表、能耗監測功能。
1）運行狀態監測：通訊異常報警提示。
2）用戶管理：不同用戶權限具備不同操作功能，各級權限的口令修改操作功能，具有權限防誤功能。
3）能耗報表、棒圖：實現了所有能耗報表的按時間查詢，分為日、月、年報表等，任意分類、分項實時能耗棒圖顯示。
4）打印及導出：所有報表及界面可打印，或以EXCEL、WORD格式進行導出。
