时间：2023-06-29 17:09:14
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇建筑能耗的分类，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
Abstract: Based on the Chongqing city large scale public building energy metering situation investigation, combined with the current situation of Chongqing city energy monitoring, energy consumption monitoring system in existing public buildings in the application are discussed, through the analysis of actual cases of energy consumption monitoring system for energy management function.
Key words: Large scale public building; sub-metering; energy consumption monitoring
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
根据《2009年中国统计年鉴》08年我国的能源消费总能耗为29.1亿吨标准煤，其中建筑能耗约占27%。大型公共建筑约占总建筑面积的4%，但能耗量却占到了建筑能耗的22%。因此开展建筑节能工作的首要任务是加强对大型公共建筑的能耗监管。根据对重庆市各类大型公共建筑的不完全统计，电能消耗在建筑能耗中的比例超过了80%， 燃气、燃油以及水资源的占比较少且结构单一，只需要对总表进行计量即可，而电气系统则结构复杂，支路众多，因此电力系统的分项计量是能耗监测系统的重点和难点。
1 重庆市能耗计量现状
重庆市属于夏热冬冷地区，年平均气温19℃，夏季超过30℃的时间超过3个月，空调负荷在整个电力消耗中占较大的比重，然而我市的公共建筑大都只对总量进行计量和统计，没有对能耗的用途即照明插座用电、空调用电、动力用电以及特殊区域用电进行分项计量，所以无从了解建筑用能的实际构成。并且主要依靠人工抄录进行统计，电力参数的测试主要是机械式电流、电压表，这种统计方式有较大缺陷：一是表计精度对测量结果影响大； 二是能耗数据计量的频率不足，一般情况是按月度进行，无法详细、深入分析用能状况；三是对能耗状况的分析和节能建议依赖管理人员的专业素质和工作态度，大多数的建筑业主尚不具备这样的条件。
2.能耗监测系统
能耗监测系统是指通过对国家机关办公建筑和大型公共建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现重点建筑能耗的在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。
分项计量是指根据国家机关办公建筑和大型公共建筑消耗的各类能源的主要用途划分如：空调用电、动力用电、照明用电、特殊用电等，进行能耗数据的采集和整理。
由以上国家相关导则对能耗监测系统及分项计量的定义可以知道：
(1)能耗监测系统需要对分类和分项能耗进行分别统计，分类能耗主要指能源的种类如：电力、燃油、燃气和水资源，分项能耗以能源的主要用途来划分，涵盖四个大项，也可根据业主的要求建设更深入、细致的分户计量采集端，从而实现对科室对基层组织用能的有效监管。
（2）能耗监测系统应当具备远程传输和及时采集能耗数据的能力，通过远程传输可以组成更大的网络，形成系统内甚至市级、部级、国家级的能耗监测平台，可以对能耗数据进行传输、存储、分析、监管；及时采集数据的能力保证了数据的真实、可靠和完整性。
根据对重庆地区8000栋建筑的调研情况，实施了能耗监测分项计量工程的建筑有210栋，仅占2.63%，能耗监测系统尚未在重庆得到普及。
3 能耗监测系统在既有公共建筑节能改造中的应用
既有公共建筑的节能改造指对已建成的公共建筑采取一项或多项节能措施如：墙面、屋顶的保温改造；窗结构或材质的改造；电力系统改造；水泵变频调速；空调系统能效改造；高效照明灯具的替换等。
下面通过能耗监测系统典型案例探讨如何建筑管理者利用能耗监测系统找出能源使用的某些利用效率不高的环节，对症下药开展节能改造工作。
3.1帮助管理层进行决策分析
建筑能耗主要是电力、燃气，极少量建筑采用煤炭、燃油作为锅炉及食堂炊事用能。不同类型的建筑电力和燃气的所占比例不同，根据对重庆地区20栋机关办公建筑的调研，电力约占建筑能耗的80%，燃气约占20%；学校建筑中电力约占48%，燃气约占52%；医院建筑电力69%，燃气约占31%。因此管理层在做出节能改造之前，首先要弄清楚在整个建筑能耗当中那类的能源消耗最大，然后判断此类能源中哪项能耗最多，节能空间最大，从而采取针对性节能技术和节能措施。
3.2 实时监测，及时发现能耗问题
能耗监测系统有实时在线、远程同步浏览的特点，由于建筑能耗受用能设备的装机功率、工作时间、工作效率影响，也呈现规律性变化。如安装有空调的建筑，夏季和冬季的制冷和采暖负荷将导致空调用能在总能耗中的占比大大提高；如工作时间能耗量比下班时间大等。
由于能耗监测系统可以记录每天每个小时的能耗量，所以能够明确各个时间段的用电情况，作为节能分析的必要依据。
表1 办公楼某日全天分项能耗统计
时间 照明能耗 空调能耗 动力能耗 特殊能耗 总能耗
0:00 53.70 2.80 0.90 2.70 60.10
1:00 24.38 0.30 0.30 0.90 25.88
2:00 19.23 0.59 0.30 0.90 21.02
3:00 12.38 1.91 0.60 0.90 15.79
4:00 24.16 0.60 0.30 1.20 26.26
5:00 18.53 1.89 0.30 0.60 21.32
6:00 18.30 0.30 0.30 5.10 24.00
7:00 25.73 0.60 0.60 10.20 37.13
8:00 34.14 1.91 1.50 9.90 47.45
9:00 57.92 0.59 2.40 12.60 73.51
10:00 40.63 1.91 1.80 14.70 59.04
11:00 72.25 208.30 2.10 9.90 292.55
12:00 40.88 144.60 2.10 10.80 198.38
13:00 37.16 147.50 0.90 9.30 194.86
关键词：电气 ， 系统，大型公建，节能
【 abstract 】 this article through to the energy consumption in the large public monitoring application, analysis of the system in the electrical function and influence.
Keywords: electric, system, large-scale public, energy saving
中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
在当今世界能源日益紧缺的前提下，人类社会在更努力地开发新能源，尽可能地节约能源，降低能源的消耗。《公共机构节能条例》中明确指出：公共机构应当实行能源消费计量制度，区分用能种类、用能系统实行能源消费分户、分类、分项计量，并对能源消耗状况实行监测，及时发现、纠正用能浪费现象。
能耗监测系统是通过对建筑安装分类和分项能耗计量装置，采用远程传输等手段及时采集能耗数据，实现建筑能耗的实时监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。
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。
分类能耗
1. 用电量
2. 用水量
3. 燃气量
4. 集中供热耗热量
5. 集中供冷耗冷量
6. 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：
1） 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。
2） 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。
3） 室外照明采用射灯，室外照明总安装功率为19.2kW。
4） 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：
1） 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。
2） 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。
3） 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，
该建筑为商场类建筑，建筑内空调系统主要3~11月运行（其他时段根据需要开启）而照明和电梯设备全年运行。从2009~2010年逐月用电量统计结果，可以看出，6~10月份用电量较高，因为这段期间空调系统运行时间较长，且负荷率较高。此外，1月份用电量也很高，这主要是源于节假日（圣诞、元旦、春节）商场客流量的增加带来的用电量的增加。2~4月和11月用电量较低，因这段期间属于非空调季，室内外气温比较舒适，且节假日较少，空调系统开启时间较短。
将2009~2010年逐月用电量同期相比，可以看出，该建筑用电量有增有减，这与客流量和室外气温有直接关系。整体来看，月用电量呈下降的趋势，说明该建筑在节电方面实施效果较好。但2010年6~8月用电量呈增加的趋势，这与空调系统用能关系较大，因此空调系统能耗仍为今后节能的重点。
根据以上种种分析，发展能耗监测的意义在于通过对各种能源的数据统计，分析建筑物在能源使用上的优势与不足，从而去完成能源的充分利用。但现如今能耗监测，仅仅还处于起步阶段，鉴于各方面的客观制约，大规模去普及化，还有很长的一段路。伴随着应用的同时，建立一套有效的管理体制，也是当前勿需质疑的任务之一。总之，在当今世界倡导绿色节能的主流下，能耗监测可以为绿色建筑提供一种有效的评价标准，有利于推动可持续发展。
【参考文献】
1. 工业与民用配电设计手册
文献标识码：A文章编号：16749944（2016）12021702
1引言
建筑能耗与工业能耗、交通能耗为我国社会能源消费的三大领域，各类建筑能耗总量已接近社会总能耗的30 %[1～3]。在建筑围护结构中，门窗系统虽然所占面积最小，但其保温隔热性能最差，通过门窗损失的热量最大[4，5]。因此门窗是影响建筑能耗的主要因素之一，是建筑节能课题中重要的研究方向。
2物理模型及参数设置
模型：平面为5 m×5 m，3层的层高都为3 m；窗户规格为1 m×1 m；门1.58 m×2 m，木质门，厚25 mm ；混凝土墙体，厚200 mm。具体模型如图1所示。
参数设置：气象参数：铜仁地区；运行时间： 1/1～12/31；计算负荷设计日：1/21（冬季），7/21（夏季）；外墙为200 mm重型混凝土；外窗和天窗的材料为3 mm厚玻璃；室内热源：人员3人；灯，15 W/m2；设备负荷10 W/m2；换气次数：1次/h；设定房间空调温度：20 ℃（冬季）25 ℃（夏季）；添加空调系统：理想的空调（COP=1）；计算夏季空调负荷和冬季采暖负荷：20 ℃（冬季）25 ℃（夏季）。
3结果分析
3.1年能耗比较
图2为窗户安装不同玻璃条件下整栋建筑全年能耗对比情况。由图可知，安装单层玻璃时，建筑的全年能耗为367.5kW?h/年；双层中空玻璃时整栋建筑的全年能耗为334.7kW?h/年，相比较下，双层玻璃的全年能耗降低38.2 kW?h/年，降低比例为3.7 %。
3.2空调装机容量比较
图3为单双层玻璃时夏季空调的装机容量比较情况。从图中可以看出，单层玻璃时，空调的装机容量为8037.8W；双层中空玻璃时装机容量为7534.6W。比较可知，双层玻璃时，空调的装机容量降低503.2W，降低幅度达6.3 %。
4结论
由上述研究可得出以下结论。
关键词：高校 监管系统 能耗监测 实时采集
高等学校节能监管系统指对校园建筑设施能耗的计量、数据分析、数据统计、节能分析及节能指标管理，是高等学校校园节能监管体系的核心内容。2009年，住房和城乡建设部会同教育部组织有关专家编制了《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》及有关管理办法（以下简称《导则》），明确了能耗数据在能耗监测平台中传输的全过程和采集系统的框架体系。
能耗数据采集分为自动实时采集和人工采集，以自动实时采集技术为核心的能耗数据采集系统是节能监管系统建设的重要内容，某高校校园建筑节能监管体系是高等学校节约型校园监管体系试点建设项目，本文以某高校为例，介绍建筑能耗实时采集技术在节能监管系统中的应用。
一、建筑能耗实时采集系统概述
某高校按照相关导则及管理办法的要求，对建筑能耗计量和采集进行方案设计，其校园能耗实时采集系统基于485总线通讯技术，对建筑内的远传水表、电能表、蒸汽流量计、中央空调冷热量计等不同类型的能耗计量设备进行集中采集，并通过校园局域网传输至监管系统能耗采集中心。
其能耗采集系统建设流程大致可分为“建筑能耗计量与数据采集方案设计——能耗监测设备安装实施——能耗数据采集传输调试——能耗数据使用与维护”几个阶段。
二、能耗监测设备安装
1.远程计量监测表计安装
能耗监测计量设备为电、热等能源消费、水资源消费的计量装置，包括电能表、水表、燃气表、热（冷）量表等。某高校根据《导则》要求，按照能耗分类分项的原则，同时考虑学校实际管理需求，设计安装能耗监测计量设备。
截止2010年底，学校新装分类、分项、分户计量表计3500余组，其中包含电表、水表、蒸汽流量计、冷（热）量计等多种类型的计量监测表计，同时集成和利用了一些既有远程计量监测设备，各类表计均具备数据通讯接口并支持国家相关行业的通讯标准协议。
2.数据采集器（网关设备）安装
某高校数据采集器（网关设备）采用浙江中控生产的WNC系列建筑能耗数据采集器，该数据采集器符合《导则》关于数据采集设备的功能性能要求，并可并发采集水、电、气、蒸汽、冷热量计等各种能量表计。截止2010年底，学校共安装了能耗数据采集器80余台。
三、能耗数据采集与传输
某高校节能监管系统的能耗数据采集传输分为两个方面：一是数据采集，实现多种能耗监测计量表计到数据采集器（网关设备）之间的网络链路和数据传输；二是数据传输，通过数据采集设备（网关设备）和校园网络通道向建筑节能监管平台数据服务器发送采集数据。
1.能耗数据采集技术
计量表计通讯协议符合P645规约、ModBUS协议等国家相关行业的通讯标准协议，根据计量表计的接口特点，采用以RS-485总线技术为主，对部分布线距离较长施工难度大的计量表计辅助采用短距离无线传输技术，根据现场实际情况两种传输方式可以组合使用。
2．能耗数据传输技术。
某高校的校园网络硬件资源丰富，遍布各校区的校园网络几乎覆盖到每一栋校园建筑，利用校园以太网传输能耗数据，可以降低能耗数据传输成本，提高数据传输稳定性，因此数据传输以校园以太网为主。部分监测表计受环境限制，选用无线网络（GPRS/CDMA）将采集数据上传到监管平台数据采集器。
四、数据质量与安全保障策略
某高校监管系统采用水、电、汽多能耗一体化采集技术，为保障能耗数据在采集、传输过程中的安全性和可靠性，主要采取了以下几项策略。
1. 能耗采集器在连接至客户端时，需经过身份验证过程才可进行采集器注册，网络传输数据包经过高强度加密，可保证传输过程中数据不会被第三方所窃取。
2. 数据中心客户端以及监管平台都具有报警功能，可对采集器状态、采集点数据质量码进行报警。维护人员可针对报警类型进行有效的分段判断，从而快速定位故障环节，并可进行远程故障排查功能。
3.采集器内置大容量CF卡及存储数据库，采集器与数据中心连接断开后，可保存至少1个月内的所有采集数据，从而实现数据中心端的数据完整性。当采集器与数据中心重新连接时，将主动对断线期间的数据进行历史恢复，同时支持对指定时间段历史数据人工恢复功能。
关键词：智能建筑能源管理节能
中图分类号： TS958 文献标识码： A
一、概述
目前，全国现有房屋建筑面积已达430亿平方米。在建筑的建造和使用中，能源消耗高、利用效率低的问题十分突出。相关部门的调查数据表明，2009年建筑耗能占全社会耗能总量的比例由1978年的10%上升到30%左右。我国每年竣工建筑面积约为20亿m,其中公共建筑约有4亿m。2万m以上的大型公共建筑面积占城镇建筑面积的比例不到4%，但是能耗却占到建筑能耗的20%以上，中国工程院的相关人士在对居民住宅、公共建筑的用电量进行比较之后发现，一些写字楼、饭店等大型公共建筑的单位平方米年耗电量在100度~300度之间，是居民住宅的10~15倍。在公共建筑（特别是大型商场、高档旅馆酒店、高档办公楼等）的全年能耗中，大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统，20%~30%用于照明。
在我国现有的建筑中，只有4%采取了能源效率措施，单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗是现在的3倍以上。在国家大力推行节约型社会之时，酒店、大型办公楼、商场等能耗量较大的公共建筑开始意识到设备运行中能耗过高的问题。因此，做好大型公共建筑的节能管理工作，对实现国家建筑节能规划目标具有重要意义。二
二、智能建筑能源管理系统的结构
智能建筑能源管理系统是基于自动化控制系统基础上一套计算机智能化的管理软件平台。该系统通过对建筑物内各类能耗参数的收集、分析，运用科学算法发出合理的操控指令，通过楼宇控制系统实现其动作。
智能建筑能源管理系统以计算机、通讯设备、测控单元为基本工具，为大型公共建筑的实时数据采集、开关状态监测及远程管理与控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备构成任意复杂的监控系统。该系统主要采用分层分布式计算机网络结构，一般分为三层：管理层、网络通讯层和现场设备层 。
1）管理层
站控管理层针对能耗监测系统的管理人员，是人机交互的直接窗口，也是系统的最上层部分。主要由系统软件和必要的硬件设备，如工业级计算机、打印机、UPS 电源等组成。监测系统软件具有良好的人机交互界面，对采集的现场各类数据信息计算、分析与处理，并以图形、数显、声音等方式反映现场的运行状况。
监控主机：用于数据采集、处理和数据转发。为系统内或外部提供数据接口，进行系统管理、维护和分析工作。
打印机：系统召唤打印或自动打印图形、报表等。
模拟屏：系统通过通讯方式与智能模拟屏进行数据交换，形象显示整个系统运行状况。
UPS：保证计算机监测系统的正常供电，在整个系统发生供电问题时，保证站控管理层设备的正常运行。
2）网络通讯层
通讯层主要是由通讯管理机、以太网设备及总线网络组成。该层是数据信息交换的桥梁，负责对现场设备回送的数据信息进行采集、分类和传送等工作的同时，转达上位机对现场设备的各种控制命令。
通讯管理机：是系统数据处理和智能通讯管理中心。它具备了数据采集与处理、通讯控制器、前置机等功能。
以太网设备：包括工业级以太网交换机。
通讯介质：系统主要采用屏蔽双绞线、光纤以及无线通讯等。
3）现场设备层
现场设备层是数据采集终端，主要由智能仪表组成，采用具有高可靠性、带有现场总线连接的分布式I/O控制器构成数据采集终端，向数据中心上传存储的建筑能耗数据。测量仪表担负着最基层的数据采集任务，其监测的能耗数据必须完整、准确并实时传送至数据中心。
三、智能建筑能源管理系统建设
智能建筑能源管理系统建立，具体包含以下几个方面内容。
1、能源规划（Energy Planning）
根据建筑具体情况，全面规划智能建筑的能源使用，建立建筑能源使用模型。包括建筑物综合节能解决方案，各系统集成，太阳能、地源热泵等新能源与可再生资源的利用模型。
按照世界能源委员1979年提出的“节能”定义：采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源资源的利用效率。即尽可能地减少能源消耗量，生产出与原来同样数量、同样质量的产品；或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。以此延伸开来，建筑物的节能可以定义为：在基本不影响建筑物功能和舒适性的前提下，尽量减少能耗。所以，判断一个建筑物节能与否，节能多少需要有个参照物，通过和参照物比较才能得出结论。对于改造的建筑，通常可以用同一气候条件下的历史能耗数据作为参照。而新建建筑则相对比较复杂，日前在实际工程中常见下列几种方式：
类比法：以类型、规模、功能相仿的建筑的能耗作为参照。主要适用于连锁酒店、连锁超市、连锁商场等建筑条件相仿，管理模式相同的同一集团或管理公司旗下的建筑物。
测试法：在建筑物正常运行后，分别在各气候条件下测试采取能耗管理措施和未采取措施的日能耗数量。通常可以在夏、冬两季各选择数天，采取隔日测试法，即第一天，测试采取能源管理措施日能耗量；第二天，关闭能源管理软件测试日能耗量；以此类推。这种方式缺陷是测试的时间跨度偏长。
计算法：通过为建筑建立模型，设定参数，模拟计算出该建筑物的能耗。这种方式优点很明显，通过模型能对建筑物的各设备能耗全面计算，为能耗管理提供方向性指导。但采用不同的软件计算出的能耗值有差距，目前对计算出的能耗值的准确性和权威性均存在争议，计算结果能否作为节能合同内的节能率计算依据是主要的分歧点。
2、能耗监测（Energy consumption Monitoring ）
监测建筑物内的能耗使用，具体到各系统分项监测，环境参数与设备运行参数，对机电设备进行动态管理。数据可通过建筑设备管理系统（BAS系统）采集。
数据的采集和存储是整个系统的基础
数据内容主要包括：实时监测建筑分类 、分项能耗情况，及时报告能源及设备运行状况，包含建筑物环境参数、设备运行状态参数、各设备能耗数据等。获取的参数越多、运行的周期越长，越容易得到准确的结论。但若参数过多，又会造成建设成本的大量增加，因此可根据各建筑物的具体情况把数据分为：系统运行所必须的基础数据和辅助数据（可选数据），在管理效果和建设成本间取得平衡。
3、能耗分析（Analysis of Energy consumption ）
根据能耗监测数据，进行能耗分析。没有大量的数据就无法进行有效的分析，没有有效的分析就无法得到正确的能源管理措施。对智能建筑中各系统，各设备用能情况进行综合分析，与模型数据，历史数据进行综合比较，为节能运行提供科学依据。通过对建筑的能耗数据统计、分析，结合模型建筑物能耗对比，确定建筑物能耗对比，确定建筑物的能耗状况和设备能耗效率，从而提供建筑物能源管理优化措施。能耗数据分析模块是能耗管理软件的精髓所在，目前市场上各家软件的算法不尽相同，其效果还需市场验证。然而，以模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的计算机智能控制技术的发展将极大推动能源管理水平。
对建筑能耗数据进行历史能耗分析、能耗比例分析、能耗分布、能耗排名等各项能耗分析，并通过图表进行展示，帮助用户直观了解能耗变化情况，把握重点能耗；
系统具有能耗标杆库，将用户能耗情况与标杆值进行对比，实现能耗对标，帮助用户了解与同行业能耗水平之间的差距；
系统可通过对用能费用预算完成率、用能结构、管理节能情况、安全情况及设备情况等各项评价指标的分析，对用能情况进行评估打分，有助于提升用能效率，降低用能成本；
能源管理报表：用表格和图片的形式体现建筑物的能源使用情况、设备能耗、设备运行效率、能耗历史曲线等，以适应不同人群的需求。系统一般应能提供WEB服务，获得授权许可的远程用户能通过浏览器了解建筑物的能源使用状况
4、节能控制（Energy saving control ）
根据能耗监测与能耗分析，通过楼宇智能化控制各系统设备，达到经济运行，合理运行，降低能耗。建筑物的节能措施主要通过建筑设备管理系统（BAS系统）来执行。能源管理平台和BAS系统的完美结合，是能源控制和管理措施实现的保障。目前，能源管理和BAS还分属不同智能化系统，两系统的相互融合应该是智能化系统发展的方向。
节能控制采取的主要方法：
1）时序控制法：根据大楼工作作息时间按时启停控制设备，如风机、照明等。
2）运行模式控制：根据不同的时间段，不同的工作模式设置设备运行数量与工作模式。如：夜间工作模式、节假日工作模式等。
2）温度―时间延滞法：根据大楼内温度保持的延滞时间，提前关闭空调主机或锅炉达到节能之目的。
3）调节供水温度：根据室内外实际温度调节空调系统的供水温度，设定合适的供水温度减少系统主机的过度运行，实现节能。
4）经济运行法：在室外温度达到13℃时，可直接将室外新风作为回风；在室外温度达到24℃时，可直接将室外新风送入室内。在这样的情况下，系统可节约对送回风系统进行处理的能源。
5）设备等寿命运行：对楼内冷热源主机、泵机、风机等设备进行等时间交替运行，延长设备的运行寿命，节省维护费用。
5、节能改造（Energy sources reconstruct）
系统能够记录每一次节能改造的过程及成果，使原来无法说清楚的能源管理，变得可量化、可比较、可评价。
四、智能建筑能源管理系统建设展望
针对能源需求日趋紧张的情况，中国政府高度重视节能与环保，积极推进节能减排、发展绿色产业和绿色经济，建设部科技司司长赖明曾大致估算了建筑节能这个市场的市场值，“建筑节能势在必行，建筑节能市场容量很大，据测算，有5000亿元的空间。”有专家表示，“在建筑节能方面，国家推出了一系列政策，统计表明，我国节能减排市场每年至少有3000亿~5000亿元的市场需求，2020年我国用于节能建筑项目的投资至少是1.5万亿，建筑能源管理系统的市场前景是很广阔的。
对此，认为建设智能建筑能源管理系统将有如下几个方面特点
1. 全面的能源解决方案，可以节约20%-30%的能源成本控制；从建筑设计阶段-建筑使用-建筑节能改造，进行全面的能源管理，包含建筑结构，建筑设备，建筑使用管理等全方面的能源控制，真正做到智能建筑全生命周期的节能降耗控制；
2. 快速安装调试、便捷管理。操作界面更加灵活，便于人机交互。灵活科学的安装控制方案可减少30%-50%的安装和重新配置时间；
3. 在整个楼宇生命周期内可以灵活改造，建立能效控制中心，持续监控能源使用效率；
关键词：医院；建筑能耗；节能技术；节能分析
中图分类号：TU201.2文献标识码： A
一、引言
相关文献早已指出：我国新建的城镇的节能到2012年以来已经达到了50%甚至50%以上；对于建筑的能耗的节省工作已经逐渐展开，现今的大城市中应改造面积已经逐渐完成了25%，15%的中等城市改造也已经完成。对于北方各大城市在2020年的节能目标拟定为50%，这也是对北方城市节能改造任务的开始。
医院建筑本身就属于规模较大的公共建筑，在运营的过程中会有很高的能耗消耗。对现今既有医院建筑的能耗进行检测，是为了能够尽可能找出医院能耗中的可节省点，使医院既运营能够最大限度节能，以此促进经济和社会的发展，对环境的保护和能源的节省都有非常重要的意义。
二、检测能耗过程中检测的主要内容
对建筑物的能耗检测一般通过建筑物耗能数据以及各种耗能的账单进行仔细分析便能够统计出建筑的总能耗；再将各个项目能耗进行分划，并仔细分析单一项目的能耗，其中单一项目能耗一般是空调、取暖、室内耗能设备、照明设备等，在分析之后将相应的能耗数据和能耗指标进行比对之后，能够迅速找出用能超标的建筑，以此针对超标的能耗可以提出节能的具体措施。
三、对医院建筑的实际检测情况
本文以吉林市某医院为检测对象实施检测，此医院属于规模较大的综合医院，医院建设的总面积为3万平米，医院内部的有52个临床科室，并且拥有700张床位，一般情况下每天都会有1700人到此医院就诊。建筑楼群的组成包括了1栋主楼、2栋分楼和2栋辅楼，主楼总共11层，两栋分楼均为7层，两栋辅楼层数为3层。主楼总体有50米高，其中包括一层地下室和10层楼上建筑，总面积达到了5万平米。主楼根据科室和检测部门的分类划分成了A、B、C、D、E、F六个区域，现浇混凝土结构是主楼建筑的基本结构，主楼墙体厚度一般为0.2米至0.3米之间，墙体中使用的保温板材为厚聚苯板，板材的厚度均为75mm，建筑的窗体都使用铝合金窗框，遮阳方式一般采用中空镀膜。
四、对对采暖系统的检测并对检测数据进行节能分析
（一）采暖系统的基本概述
暖季以及共度季节的供热是该医院供热中最重要的部分。在供暖过程中，三台换热机交换工作为供暖季提供所需的热水，温水的输送在此过程中会通过集分水器后再进行输送，各个病房的末端设备在接受到供应的热水之后再提供给所需者使用。在医院内的智能机房中设立了3台热交换机，其中为暖季使用的有一台，另外两台提供过渡季使用，在供暖季还使用了7台热水循环泵，其中6台用于使用，另外一台热水循环泵作为备用；在交换季所提供的一次水温一般为110摄氏度，供应的二次温水水温一般为60摄氏度，为了能够使共度季节的供热得到基本保证，还应该在制冷机房再安装两台热交换器，系统在过渡季供水的水温一般都95摄氏度，二次供水的水温一般也为60摄氏度。
（二）对医院采暖系统的耗能分析
如下图1是该医院在2011年和2012年的采暖燃气能耗，其中颜色较深部分为2011年燃气能耗，颜色较浅为2012年燃气能耗。
图12011年和2012年燃气能耗对比情况
通过图1中两年取暖能耗对比，我们可以清楚的发现，2012年的3月至5月以及11约至12约相比于2011年同月的能耗明显高了许多。根据实际情况分析，2012年的11约至12月燃气能耗增加是因为医院将行政楼的取暖燃气消耗也算在总取暖能耗中，但2012的3约至5月的能耗明显高于2011年同月的能耗，说明该医院在2012年的3月至5月有明显浪费能耗的现象，经过调查后发现，主要由下列情况导致，该医院制冷房的锅炉没有及时进行校准，导致空气系数存在严重不合理的情况；并且循环水系统中的诸多管道都出现了堵塞的现象，导致锅炉在运行的过程中水流量严重不足，甚至经常锅炉都会面临较为频繁重启情况，致使锅炉在运行的过程中的工作效率大大降低，使整个运行过程中的资源严重浪费。也不排除因为各种管理人员的管理失误或者管理不当，管理人员在设备运行的过程中甚至对设备能耗问题从不过问。
（三）节约能耗的建议
1.首先应该加强管理人员自身的意识和素质，结合医院实际情况将管理体制迅迅速建立起，使取暖设备和锅炉设备的运行能够更科学；2.对于各种设备的管道要定期进行清理，特别是对管网清理工作作为重要，管网堵塞会导致能耗增加，甚至损坏设备，对各种管网出现的故障要及时检修，在管网的保温设备出现故障之后要重新安装保温管网；3.锅炉开启的数量要和医院的规模和实际情况相符合，以此避免能耗浪费的情况出现。
五、医院其余设备节能的建议
（一）医院的照明设备节能建议
医院要在照明设备中节约能耗，必须将照明用电和其余设备用电的控制分开，在计算的过程中也要分项进行计算，对于医院中使用较为规律的照明设备进行合理的分组，而后对每个分组的照明设备设置一个中的控制系统，在控制系统中设置好开启时间、关闭时间，使灯具在无人使用的情况下能够自动关闭，能够节省大量能耗。
（二）空调能耗的节能建议
医院应该将空调系统中的水流量设定好，通过设定水量来达到节能降耗的目的，对于各种末端空调设备要进行及时清理，因为空调末端不同的设备自身的尺寸和压差必然不同，在设备的进水口经常容易出现堵塞的情况，在运行过程中可能会出现骤停的情况，因此医院仔细对末端设备的风口进行消毒处理，以此室内的空气质量才能够得到质量保证。空调在提高节能功效的过程中，根据医院的实际情况安装能够回收余热的系统。因为大量的热量会在空调压缩机工作过程中产生。机组在将热量向大气排放的过程中都要对废热进行冷却处理。而余热回收系统能够经这部分热量进行充分利用。在能耗降低的情况下还能够获得大量的热能。
医院应该根据实际情况控制空调的开启时间，空调开启时间的安排要尽可能的合理，一般在室内控制质量较好的情况下就可以不用再换气，新风量得到控制之后便能够最大化节约能耗。
参考文献：
[1] 原兆亮.医院建筑节能潜力分析与节能途径研究[D].长安大学,2012.
[2] 李靖.建筑物内有效能量分析与空调节能控制[D].山东大学,2009.
[3] 张湘圆,张辉.建筑围护结构能耗检测及评价的等效模型[J].建筑热能通风空调,2012,31(5):58-61.
[4] 王洪福.建筑能耗统计与建筑节能检测评估[D].河北工业大学,2008.
关键词:新常态;火电厂建筑节能;设计原则
当前，我国建筑节能事业发展如火如荼，经过近30年的发展，已基本实现了对民用建筑领域的全覆盖，民用建筑节能取得了明显的社会和经济效益。但是在工业领域，工业建筑节能远远落后于工业本身的飞速发展。调查表明，尽管我国每年完成的建筑工程投资额中，工业建筑与民用建筑之比为53∶47，工业建筑占了半数以上，但工业建筑能耗占建筑总能耗的40%以上。由于建筑节能存在着“重民用、轻工业”的观念，工业建筑节能中又存在“重工艺、轻建筑”的观念，再加上工业建筑的多样性，所以到目前为止，尚无一项完整的工业建筑节能设计国家标准。现阶段工业建筑的节能设计可以说是无法可依、可有可无，造成了巨大的能源浪费，成为建筑领域节能的一道“软肋”。随着我国经济社会发展对电力的需求增加趋势渐缓，而且水电、核电、风电等新能源的发电比重逐年上升，火力发电虽然作为我国能源企业主力军的地位短期内无法动摇，但其发电利用小时数降低、上网电价调低等经济性评价指标下降已是不争的事实。未来火电向清洁、环保、节能发电方向发展将是大势所趋。火力发电厂作为工业领域的重要分支之一，拥有大量的生产及辅助、附属建筑物，其建筑能耗总量的控制也是影响未来火电厂经济性指标的重要组成部分。在目前电力行业发展进入新常态的阶段下，火电厂建筑节能的推广也必将成为一种“新常态”。
1火电厂建筑节能
1．1火电厂建筑气候分区的划分
火电厂建筑与节能设计应因地制宜，与地区气候相适应。为合理地制订火电厂的节能技术原则，将火电厂按照《中国建筑气候区划图》划分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区来进行研究和分析(温和地区的电厂根据当地气象条件参考其它气候分区)，如图1所示。
1．2火电厂建筑物分类
1．2．1火电厂建筑物组成火电厂建筑物按使用性质可分为工业类建筑和民用类建筑。属于工业类建筑的包括主厂房建筑、电气建筑、运煤与除灰建筑、化学建筑、脱硫建筑及其它生产性辅助、附属建筑;属于民用类建筑的包括办公楼、食堂、浴室、宿舍招待所及消防站等附属建筑。1．2．2火电厂建筑物分类针对全国建筑气候分区，火力发电厂建筑物根据其使用功能、室内环境要求以及采暖空调能耗等多方面因素，主要分为5类:A类、B类、C类、D类、E类建筑。其分类见表2.1．3火电厂建筑节能设计原则1．3．1建筑布局朝向:建筑总平面的布置和设计，宜利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季自然通风。建筑的主朝向宜选择本地区最佳朝向或接近最佳朝向。厂前区建筑的主要朝向应尽量选择本地区最佳朝向。外部环境:在总平面设计中，应对建筑所处的具体环境加以充分利用和改善，平衡环境温度、湿度，提高建筑室内外环境的舒适度。联合建筑:在总平面设计中，应对厂区建筑群体组合进行合理规划，尽量采取联合建筑的方式，减少围护结构的传热面积，防止热量散失。建筑物联合建筑的方式依据工程的特点，可采用相近功能或多功能等联合布置方式。1．3．2建筑设计建筑体型:建筑物体形系数的大小影响建筑的能耗，体形系数越大，护结构的能耗就越大。建筑平面功能在满足工艺布置的同时，应处理好分散与集中、开敞与封闭、简洁与丰富的关系，建筑造型宜简洁、完整;形体应避免过多凹凸，应通过合理布置、降低层高等优化手段减少体形系数。减小护结构的传热系数:减小外墙、屋面、直接接触室外空气的楼板、门窗及透明玻璃幕墙等围护结构的传热系数，可以有效地降低建筑物采暖空调系统的能耗。控制建筑外窗面积:在建筑物围护结构中，门窗及透明玻璃幕墙的传热系数较高，保温隔热性能较差，是建筑节能的薄弱环节。建筑外窗面积大，采暖和空调能耗损失也大，从建筑节能的角度出发，在满足采光标准的前提下，应控制建筑外窗面积。加强护结构的隔热、遮阳:隔热、遮阳的热工性能指标直接影响空调负荷的能耗，应提高有隔热、遮阳要求的地区围护结构的外墙、屋面和外门窗的热工性能。建筑节能材料选择:选择建筑材料应优先考虑环保、节能可回收的产品，落实可持续发展建筑理念;门窗等围护结构材料的选用应满足当地气候的要求。1．3．3各类建筑物节能设计1)A类建筑(主厂房类)主厂房建筑围护结构包括屋面(屋顶天窗)、外墙、门窗、采暖部位挑台底板等，除靠厂房外墙的办公、休息类用房外，一般不考虑地面的保温设计。建筑设计依据工艺要求，体现形式与功能的统一，体形系数不作要求。除特殊要求外，汽机房外墙不宜采用玻璃幕墙等不利于节能的建筑方案。条件许可，严寒地区主厂房运转层以下，应采用砌体围护结构;寒冷地区主厂房运转层以下，宜采用砌体围护结构。主厂房建筑设计应根据使用功能结合采暖、通风及空调要求，对室内空间进行合理分隔(包括水平与竖向)，协调好汽机房、除氧煤仓间、锅炉房的通风;严寒、寒冷地区底层高大空间要做好层间分隔，防止采暖热气流上升造成底部温度过低的现象。主厂房外窗可开启面积，按暖通通风要求确定，严寒、寒冷地区不应大面积使用通风百叶窗。汽机房宜适当增大中间层开窗比例;增加配电室区域外窗面积，减小室内高压配电室对该层通风气流的影响。锅炉顶部开设通风窗时，一般宜在运转层到炉顶距离的2/3处设置。严寒地区汽机房、除氧间、煤仓间、炉前低封固定端连接主要道路的入口应设门斗，寒冷地区宜设门斗。2)B类(集控楼类)建筑集控楼、网控楼、化验楼等B类建筑围护结构包括屋面、外墙、门窗、采暖部位挑台底板等。建筑围护结构节能设计，宜考虑地面的保温设计。建筑设计依据工艺要求，体现形式与功能的统一，体形系数一般不大于0．4。集控楼、输煤综合楼、化验楼等B类建筑围护结构构造应根据气候、地域特点采用成熟可靠的构造形式。严寒、寒冷地区墙面宜用深色，夏热冬冷、夏热冬暖地区宜用浅色。建筑设计应根据使用功能结合采暖、通风及空调要求对室内空间进行合理分隔(包括水平与竖向)，房间、管井布置应利于采暖不变通风，管道短捷。严寒地区无地下设施的建筑周边地面，热阻不小于1．5m2•k/W。3)C类(一般性生产建筑物等)建筑C类建筑主要包括除灰、化水、输煤(不含封闭煤场)、脱硫脱硝、水工泵房、生产辅助类等建筑。这类建筑主要为设备设施的用房，一般无人员值守。严寒、寒冷地区设采暖设施，墙体需要考虑保温;夏热冬冷和夏热冬暖地区无能耗损失，仅考虑构造要求即可。建筑护宜采用砌体结构，屋面宜采用钢筋混凝土防水保温屋面。严寒地区无地下设施的建筑，周边地面热阻不小于1．5m2•k/W。4)D类(栈桥类)建筑严寒地区输煤栈桥宜采用工厂复合压型钢板封闭，寒冷地区输煤栈桥可采用工厂复合压型钢板或现场复合压型钢板封闭。栈桥顶面或底板应采取保温措施，保温做法可采用与底板结合的整体构造形式，也可采用外保温构造。输煤栈桥宽度超过5m时，室内采暖设备宜双侧布置。长度超过100m的栈桥，在栈桥高位和低位皮带以上空间宜设置软质挡帘。5)E类(附属建筑类)建筑E类建筑主要布置在厂前区，包括办公楼、食堂、宿舍或公寓、招待所等公共建筑或居住建筑。建筑节能设计应满足国家和当地公共建筑节能设计标准或居住建筑节能标准的相关要求。
2结束语
随着中国经济的快速发展，火电项目的规模和投资也在快速增长，相应建设和运行能源的增加也更加惊人。为降低火电厂总体能耗，火电厂建筑节能必将成为节能设计的“新常态”。我们必须适应国家、社会、企业的有关节能政策和技术方面的要求，提高节能技术水准，创造出更多适用、经济、美观并节能的火电厂建筑，推进火电厂建筑节能技术的发展。
参考文献:
［1］龙惟定，武涌．建筑节能技术［M］．北京:中国建筑工业出版社，2009．
【关键词】能耗统计；节能监管体系；分项计量
前言
2007年，建设部和财政部联合下达了《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能管理工作的实施意见》(建科［2007］245号)，提出“十一五”期间的工作目标是建立健全国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系，进一步强化监督管理，确保新建建筑全面执行建筑节能强制性标准，建立和完善能效测评、用能标准、能耗统计、能源审计、能耗公示、用能定额、节能服务等各项制度，促进既有高耗能国家机关办公建筑和大型公共建筑节能运行和改造。争取“十一五”期末，国家机关办公建筑和大型公共建筑总能耗下降20％，节约1100～1500万吨标准煤。逐步建立起全国联网的国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台，对全国重点城市重点建筑能耗进行实时监测，并通过能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额和超定额加价等制度，促使国家机关办公建筑和大型公共建筑提高节能运行管理水平，培育建筑节能服务市场。
1 能耗统计分析评价
根据建设部《关于加强国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设工作方案》（建科[2007]245号）的要求，我省从2008年开始开展了能耗统计工作，现共统计366栋建筑，面积约485.4万平方米。
通过对能耗的统计和结果的分析，对建筑的用能特点做了总结。我们发现在所调查的建筑物中大型公共建筑的能耗位居前列。从能耗统计表中可以看出能耗高的都为大型公共建筑物，这些建筑都是需要常年提供照明和空调的建筑。
办公建筑主要用能种类为电力，主要用能设备包括空调用电系统、照明用电系统、办公插座用电系统、动力用电系统及其他用电系统。办公建筑中大型建筑配备中央空调，通常采用风机盘管加新风系统，较老的办公楼采用分体空调型式
在所调查的建筑中，没有任何建筑安装分项计量装置，一些建筑物甚至连建筑的基本资料都没有保存，这就表明了建筑管理者对能源管理不够重视，能源管理的组织、能源管理的实施相对比较薄弱。这些现象表明我们离国家的要求还很远。
图1贵州省国家机关办公建筑和大型公共建筑面积平均能耗对比图
建设资源节约型社会，这是中央根据我国的社会、经济发展状况，在对国内政治经济和社会发展历史进行深入研究之后，做出的战略决策。节约能源是资源节约型社会的重要组成部分，建筑的运行能耗大约为全社会商品能耗的三分之一。因此，建筑用能是节能工作的重点。能够定量描述建筑能耗具体状况的能耗具体数据便是建筑节能工作的重要基础。若得不到建筑能耗具体数据，就无从谈起节能的成效。
以后还要执行用能定额和超定额加价制度，并推行各种节能管理和节能改造，核心的问题就是必须先实现各个用能子系统的分项计量。
所以安装分项计量装置在节能监管中很重要，实施分项计量，建立国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗数据库，通过实际能耗的横向和纵向比较发现问题，在运用一些技术手段解决问题，是建筑节能的重要手段。
2 分项计量的开展
由于建筑物的建造年代不同，各建筑之间的维护结构、体型系数、窗墙比、照明灯具、空调设备及用能管理等差别很大，加上建筑遮阳、通风形式的不同，对能耗的影响很大。所以不能简单的用建筑物的能耗总量来衡量其能耗大小，认为能耗总量高的就是不节能。
判断一栋建筑物能耗的高低，应该通过分项、分类的能耗数据，进行横向和纵向的比较，认真分析室内的环境质量，结合建筑物的运行管理水平等，才能真正的做到科学、真实、合理。为政府的决策提供数据支持，为进一步的节能改造工作找准方向。
分项计量的目标是以计量和采集备类能耗信息，各分项计量装置的安装应该满足技术导则的要求，对照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电四类能耗进行采集。
3 分项计量安装原则
3.1 现有的配电系统分项电能管理用表的配置，不涉及现有配电系统的计费电能表计。
3.2 用电分项计量安装是为了加强用能统计、管理，以达到节能的目的，不作为用电计量收费依据。
3.3 分项计量安装不改动供电部门计量表的二次线，不与计费电能表串接。
3.4 计量装置的设置应能有效进行能量计量、管理，并保证计量量值的准确、统一和计量装置运行的安全可靠。
3.5 原有的收费计量表数据，其电量可作为分项计量采集数据的对比参考值。
4 总结
分项计量装置的安装在节能监管体系中是一个很重要的内容，没有分项计量，也无从谈节能监管。建议由省级人民政府出台相关文件，在新建建筑中，特别是国家机关办公建筑和大型公共建筑强制执行分项计量的安装，未安装的建筑不予验收备案，这样可以有效的促进节能监管体系建设的开展
安装分项计量装置各栋建筑的运行管理者可以清楚了解建筑的用能情况，挖掘节能潜力，对能耗高的地方做出改进。各级政府主管部门可以通过能耗统计和能源审计的结果鼓励先进 督促落后 使节能工作建立在定量化的基础上。在此基础上还可进一步实现分项用能定额管理制度，各种节能改造的实际效果可从实际的能耗数据中得到客观的反映与评价。
参考文献：
[1]张伟荣，魏庆苊，王鑫，江亿． 政府机构办公建筑能耗现状调查。
关键词:建筑节能必要性;节能设计;建筑设计措施
Abstract: in the building and use process not only consume large amounts of energy and resources, and destroy the environment, so, for saving energy and resources, and improve the efficiency, alleviate the shortage of energy resources contradiction, protecting and improving the environment, governments and engineering are made unremitting research and practice. So how to do well to energy-saving, reduce the energy consumption ratio, has become a top priority of the construction industry. From the current situation of the look, China's residential building energy saving design still in the development stage, some problems still exist, to solve these problems will be from the overall planning of residential, structure heat preservation, energy optimization using, new energy development and so on aspects take measures to reduce the energy consumption of the residential buildings.
Keywords: building energy saving necessity; Energy saving design; Architectural design measures
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：
一、建筑节能涵义
全面的建筑节能,就是建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。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、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。
二、设计节能建筑的必要性和现状
1、我国住宅建筑节能设计的必要性
城市化进程的不断进步,建筑在人类的生活中扮演着重要的角色,而其建筑建设和使用过程中所产生的能耗也是相当巨大的。建筑能耗包括很多方面,比如建造能耗、使用能耗、电能能耗、调节能耗等。因为建筑的使用周期长的特点,这也注定了使用能耗要远远高于建造能耗。在我国,目前来讲,建筑能耗已经达到了终端总能耗的30%,在总能耗的占有比例中高居首位。而且我国正处在城市化的上升阶段,全国民用建筑的总面积达到了400亿㎡,而且既有和新建的建筑中高能耗建筑的比例极高。按照目前的发展趋势,我国每年都会有20亿㎡的新增建筑,而且与发达国家相比,我国的建筑能耗比发达国家的能耗高出2-3倍,加之再生资源利用上的落后,如果不控制新建建筑的能耗,那么将进一步扩大我国能耗的基数,造成潜在的能源危机。因此,为了缓解能源危机,建筑节能已经成为了降低能耗的最大阵地,也成为了最具潜力、最具实效的节能方式。而且对我国的能源紧张和供应不足有着重要的现实意义。所以建筑节能是目前所有建筑行业都需要认真面对的问题。在所有的建筑类型中我国的住宅面积所占的比例是最大的,因为人口数量的原因,我国的住宅比例占建筑面积的70%,其能耗的比例也是所有建筑能耗中比例最大的部分。如果可以从住宅建筑入手实现节能和减排,那么对于我国的节能工作将作出重大的贡献。
2、我国住宅建筑节能设计现状
从实际中看,我国的住宅建筑节能设计起步落后于西方国家,且能源浪费情况严重。如:我国的建筑采暖、外墙的耗热量为气候条件向接近的发达国家的4-5倍,外窗能耗为1.5-2.5倍,门窗透气能耗为3.-6倍,屋顶能耗为2.5-5.5倍,综合能耗为3-4倍。形成这种现状的原因为:
（1）设计结构的过程中没有节能的意识,导致房屋结构的不合理,提高了能耗;
（2）投资过程中过于注重利润,而忽视了后期使用的能源消耗和费用支出;
（3）某些设备在运行中效率偏低,运行管理不到位;
（4）结构保温的技术应用不够广泛,传统的保温材料导致了建筑设计的保温标准很难实现。所以,在我国的住宅建筑的能耗一直居高不下,严重阻碍了节能减排的进程,而高能耗的住宅也越来越不适应城市的发展和居民生活水平的提升。
三、建筑设计节能的重大意义
建筑事业是国民经济的重要组成部分,它在加快城市化进程、搞好城乡统筹、改善城乡居民生产生活环境等方面起着十分重要的作用。同时,建筑领域又对资源和环境影响很大。有关统计表明,建造使用能耗约占全社会总能耗的46.7%,用水占城市用水总量的47%,与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染占到污染总量的34%,建筑垃圾则占人类活动产生垃圾总量的40%。因此,解决好建筑行业的节约问题十分重要,注意建筑行业的节约既是建设节约型社会的重要组成部分,也是建设节约型社会的有效途径。
四、节能型建筑设计的要点
关键词：大型公共建筑；能源管理系统；建筑节能管理体系
Abstract: this paper in the full analysis building energy management system, and on the basis of large-scale public buildings in combination with unit building area of high energy consumption, energy saving potential characteristics and energy-saving management requirements, put forward in large-scale public buildings set up energy management system in the proposal, used to master the energy utilization and energy use of scientific management, and finally reach the goal of saving energy. And explains the energy management systems design goal, function, design elements and structure, can be used to guide large-scale public buildings energy management system.
Keywords: large-scale public buildings; Energy management system; Building energy efficiency management system
中图分类号： TU201.5文献标识码：A文章编号：
一、引言
随着我国经济和社会的快速发展，大型公共建筑经常被作为一个城市现代化的象征，兴建大型公共建筑既促进了经济社会发展，又增强了为城市居民生产生活服务的功能。新建建筑中大型公共建筑的比例呈增长趋势。大型公共建筑一般指单体建筑面积2万平方米以上的办公建筑、商业建筑、旅游建筑、科教文卫建筑、通信建筑以及交通枢纽等公共建筑。由于此类建筑结构和用途的特殊性，且往往片面追求外形，用能系统复杂、运行工况变化大、影响能耗因素多，再加上再设计、施工、使用和运行维护等环节的粗放式管理等不利因素的影响，使得当前的一些大型公共建筑往往是耗能的大户。主要问题表现在以下几个方面：
（1）目前，我国大型公共建筑能耗高、能效低问题突出。根据清华大学与建设部的2007 年研究抽样调查，大型公共建筑面积占城镇建筑总面积的比例为4％，但消耗的电量却占22％[1]。据测算，我国大型公共建筑单位面积年耗电量达到70～300kWh，是普通居民住宅的10～20倍，其节能潜力亟待挖掘。
（2）超过70%的大型公共建筑没有专职的节能管理人员，大多数大型公共建筑业主的用能设备管理仅仅是从安全使用的角度考虑，缺乏系统的能源管理制度和手段，不能及时掌握能源的整体消耗情况，对主要用能设备的运行情况和节能状况未能及时把握及管理。因此，建立建筑能源管理体系，依靠先进的节能管理手段来实现大型公共建筑的节能运行，约束使用者的使用习惯和提升物业管理的运行管理水平，提高运行管理效率是目前亟待解决的问题。
（3）多能源系统与复杂负荷的结合体。在能源危机的今天，可再生能源的利用越来越普遍，大型公共建筑的这一现象尤为明显。大型公共建筑可能设置多种能源，如常规电制冷、三联供、地源热泵、冰蓄冷、蒸汽供热、太阳能、风能等。这么多能源在楼宇中综合使用所带来的多能源的协调优化、负荷预测与优化控制等问题将逐步凸显。
（4）缺乏有效的能源管理手段。大型公共建筑往往同时伴随着供能系统众多、用能系统复杂、位置分散、用能信息量庞大等特点，常规的、针对设备或能耗的管理系统（如BA系统、能耗监测系统）一般只注重对设备自身管理或对能耗的计量监测，缺乏对整个能源的系统管理。因此，为保证整个建筑的能源的优化运行必须建立具有有效的监视控制、完善的通信系统、科学的分析诊断、合理的优化管控的建筑能源管理系统，同时结合建立的能源管理体系，实现大型公共建筑能耗的有效管理。
由上可知，我国大型公共建筑单位建筑面积能耗高，节能潜力巨大。其节能改造工作成为了一个系统的复杂工程。结合“十二五”期间我国大型公共建筑能耗降低15%的节能目标，这就需要针对大型建筑的使用特点，建立建筑能源管理系统，科学地进行能耗监测、分析诊断、优化管理与控制，提高大型公共建筑能源利用的经济与社会效益。本文将在充分研究分析建筑能源管理系统的基础上，结合大型公共建筑的特点及需求，提出大型公共建筑能源管理系统的设计目标、功能以及架构，用于指导大型公共建筑能源管理系统的建设。
2、建筑能源管理系统
建筑能源管理系统是指对建筑物或者建筑群内的变配电系统、照明系统、电梯系统、空调系统、供热系统、给排水系统等能源使用状况实行集中监视、分析管理和分散控制的软硬件系统。目前所提的建筑能源管理系统主要分为三类：
【关键词】既有居住建筑；节能；改造
从建筑结构的能耗方式来看，供暖节能应该是开展建筑节能工作的重点。中国北方城镇采暖能耗为建筑能源消耗的最大组成部分。所以，必须改善建筑维护结构的保温以降低建筑物供热耗热量；改善供热系统的调节以避免各种局部过热造成的热损失。本文主要针对既有居住建筑节能改造进行分析，主要对我国既有居住建筑能耗现状进行了分析，并从建筑结构角度提出了既有居住建筑节能改造的方式。
1 我国既有居住建筑能耗现状
由于我国横跨五个气候区，而只有北方地区采用较大规模的供暖，比较我国北方和南方的建筑能耗，发现往往在剔除了采暖能耗后，从北方到南方同类建筑的能耗水平没有太大的差异，这表明此部分能耗受气候条件的影响不大，可以相互对比分析。
所以将民用建筑能耗拆分为北方城镇集中采暖能耗和民用建筑除集中采暖外能耗两部分，分别对两部分能源消耗状况进行了分析。
1.1 北方采暖地区城镇采暖能耗
北方城镇采暖是我国建筑能耗比例最大的一类建筑能耗，约占我国建筑总能耗的25%左右，占城镇建筑能耗的40%左右。随着采暖建筑总量的增长，北方城镇采暖总能耗从1996年的7200万吨标煤增长到了2008年的15300万吨标煤，翻了一倍；同时随着建筑节能工作取得的显著成绩，平均的单位面积采暖能耗量从1996年的24.3kgce/（m2.a）降低到了2008年度的17.4kgce/（m2.a）。
1.2 居住建筑除采暖外能耗
因为我国部分居住建筑存在各类能源预付费情况，所以这部分建筑将采取5年以上的数据累加再平均获得全年总能耗。通过对27532栋居住建筑的能耗计算得出居住建筑单位面积除采暖外能耗量为8.79kgce/m2.a。对于不同建成时期、不同类型，以及不同类型城市的居住建筑能耗状况还存在着一定的差别。
1.2.1 不同竣工时期的居住建筑除采暖外能耗状况分析
根据建筑节能工作的进程，所以将建筑竣工时期分为三个时间段，分别是1990年前、1991～2000和2001年至今的三个时期，通过对这三个时间段的居住建筑单位面积能耗量进行比较，单位建筑面积能耗量由高到低依次为1990年前、2001年至今和1991～2000竣工的居住建筑，呈现出先降后升的趋势，其中1990年前竣工的居住建筑较1991～2000至今竣工的居住建筑单位面积能耗量高23.14%。
1.2.2 不同层数的居住建筑除采暖外能耗状况
不同层数的建筑，建筑的结构大不相同，导致能源消耗有着很大的不同，所以将1-3层居住建筑为底层建筑，4-6层建筑为多层建筑，7层以上为中高层和高层建筑。通过对低层、多层、中高层和高层居住建筑的单位面积能耗量进行了比较，单位面积能耗量从大到小依次为低层居住建筑、中高层和高层居住建筑、多层居住建筑，分别为9.36、9.09和8.71kgce/m2.a，其中低层居住建筑较中高层和高层居住建筑单位面积能耗量高7.46%。
1.2.3 不同类型城市的民用建筑除采暖外能耗状况
我国幅员辽阔，包括了严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖等多个气候带，不同气候条件和经济发展条件的城市及地区，其建筑能耗特点也各不相同，因此按照城市规模、经济发展水平和气候区的分类方式，分别对居住建筑除采暖外的能耗情况进行了比较：
第一，同规模城市民用建筑除集中采暖外能耗状况
不同城市规模民用建筑除集中采暖外能耗强度差别较大，总体看来居住建筑除集中采暖外能耗强度的高低基本上是与城市规模的大小趋于一致，如表1所示。
第二，不同经济发展水平城市民用建筑能耗状况分析
从城市地域分布情况来看，东部地区和中部地区各类建筑除采暖外能耗强度总体上较西部地区高，如表2所示。
第三.不同气候区民用建筑处集中采暖外能耗状况
严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的各类建筑单位面积的能耗量基本上呈现出逐步上升的趋势，如表3所示。究其原因是在剔除采暖的情况下，电力成为了主要的能源形式，而我国自北向南，随着空调度日数的增加，空调的能耗也逐渐增大。
2 既有居住建筑节能改造的方式
2.1 建筑室内采暖系统热计量及温度调控改造
室内采暖系统改造应以温度调控和热计量为手段、实现建筑节能为目的，不应仅局限于热量收费。改造应采用合理可行、投资经济、简单易行的技术方案。改造后的室内采暖系统既要满足室温可调和分户计量的要求，又要满足运行和管理控制的要求。
室内采暖系统改造包含垂直单管顺流式系统，增设跨越管、每组散热器设温度调节阀门；垂直双管系统，每组散热器设温度调节阀门；单户水平单管顺流式系统，增设跨越管、每组散热器设温度调节阀门；单户水平双管系统，每组散热器设温度调节阀门；原系统为低温地板辐射式采暖系统的，户内系统入口处增设调节阀和必要的温控装置，分支环路设温度调节阀门；已分户改造的系统，在户内系统入口处增设温度调节阀，楼梯间进行采暖。
热计量改造的主要内容包括热力入口设置计量总热量的热量表、过滤器、压力表、温度计、流量控制阀或差压控制阀；分户热量分摊优先采用温度法。
2.2 热源及管网热平衡改造
热源的节能改造方案应技术上合理，经济上可行。锅炉、热力站所采用的调节手段应与改造后的室内采暖系统形式相适应。
热源在原则上结合城市区域供热改造同时进行。暂未改造的热效率低的单独热源，适当更换省煤器、维护或改善热源；锅炉房、热力站等热源设置热量计量和运行参数检测装置，对供热量、补水量、耗电量进行检测；燃煤锅炉单台锅炉容量超过7MW的大型锅炉房，设置锅炉燃烧监控系统，采用调速控制的鼓风机、引风机；热源的动力用电、水泵用电和照明用电分别计量；热源与供热系统设供热量自动控制装置，根据室外气温等气象条件变化自动改变用户供热量，对用户系统进行总体调节；需要更换循环水泵的，选用高效节能低噪声调速水泵。
热网应增设水力平衡、温度调控装置，更换部分锈蚀管线和老化损坏的保温材料。
2.3 建筑围护结构节能改造
建筑围护结构节能改造的重点可根据建筑所处的气候区、结构体系、围护结构构造类型的不同有所侧重。改造前应首先对外墙平均传热系数、保温材料的厚度，以及相关的构造措施和节点做法等进行分析和评价，确定围护结构节能改造的重点部位和重点内容。
屋面的改造首先应满足规划和安全性要求的，采用平屋面改坡屋面、阁楼保温技术进行改造；不能进行平改坡保温改造的，采用平屋面拆除更换保温技术或保留平屋面倒置挤塑苯板保温技术进行改造；穹顶等造型要求的新建屋面，采用带闷顶的屋面，在闷顶上进行保温。
外墙的改造措施要依据基层条件较好、改造后外饰面为涂料的普通档次装饰墙体，采用以粘接为主、钉固定为辅的外贴苯板外保温系统进行改造；改造后外饰面为面砖的普通档次装饰墙体，采用单面网苯板锚固筋外保温系统进行改造；改造后外饰面为高档次装饰墙体，采用锚钉连接挤塑苯板-塑料挂板系统或保温装饰一体化外保温系统进行改造；基层条件较差、需要加固的墙体，采用植筋外挂龙骨保温系统进行改造；对外立面需要保护修缮的外墙，采用保温装饰一体化内保温系统进行改造，如罗马柱等外立面造型，采用GRC与苯板复合的造型构件或对GRC造型构件内侧进行喷涂聚氨酯等保温材料进行保温。
地面的改造是根据与外墙相接触的室外地面具备开挖施工条件，室外地面以下部分采取下挖900mm外贴50mm挤塑苯板的外保温技术；室内地面允许保温施工的，按新建节能建筑的地面保温技术进行保温。
外窗的改造方式是在原外窗传热系数未达到现行节能设计标准的，全部更换为传热系数优于现行节能设计标准的单框三玻塑料窗；有高档装修或规划等方面要求的更换为单框三玻铝塑或实木节能窗，或单框双玻Low-E窗。单元门的改造方案比较简单，一般为更换质量合格的保温门。
3 小结
本文分析了我国既有居住建筑能耗现状，从建筑结构角度提出了既有居住建筑节能改造的方式。既有建筑节能改造工程缓解了城市供热压力，改善了城市空气质量，同时拉动经济的发展，并为我国相关行业的发展提供了良好的机遇和更多的就业机会。
参考文献
[1] 黄燕.我国建筑节能现状与发展前景展望.广东科技，2011年08期
[2] 武涌，刘长滨等.中国建筑节能管理制度创新研究，北京，中国建筑工业出版社，2011
[3] 韩丽红，基于市场机制的建筑节能对策研究[D]，北京：中国地质大学，2011
1.1课题背景
1.1.1办公建筑节能的必要性
美国能源部能源信息管理局和国际能源署，在2009年对全球能源消耗进行了统计，结果显示全球共消耗一次能源约合175.3亿We，其中公共建筑能耗20.1亿。的数额占据了11.5%的比重。在公共建筑能耗中，办公建筑能耗所占的比重随着办公建筑的不断增加逐渐上升到了20%。
在我国，目前建筑能耗已经在全国总能耗中占据了举足轻重的地位。根据中国统计年鉴显示，建筑能耗从90年开始就在不断的增大。据统计，我国建筑能耗从2000年2010年，建筑总能耗从2.89亿We上涨到6.77亿We(不含生物质能)，同时在全国总能耗中所占比重上升到20.9 %。随着城镇化进程的加快，现阶段城镇建筑能耗己经占全国商品能源的23%至26%,这一比例仅仅是建筑在投入运行之后所消耗的能源，并没有将在建筑建设时期所消耗的钢材等材料计算在内，专家预测，在未来的时间内，随着城镇化建设的发展，这一比例将逐步提升到现阶段发达国家的建筑能耗比例，即33%。
随着社会和经济的发展，我国公共建筑面积大大增加，公共建筑占据了相当大比例的建筑能耗。截止2012年底，全国公共建筑面积达到83.3亿m2公共建筑能耗(不包含北方采暖)由2006年的0.27亿上升到1.82亿.占全社会建筑总能耗的26.4%，其中电耗为4900亿kWh。相关部门负责人指出，在我国，虽然公共建筑的建筑面积只占到城镇建筑面积总和的4%，但是对应的公共建筑能耗却占到全国城镇建筑总能耗的22%。据统计，大型公共建筑单位面积年耗电量达到70一300 kWh，为普通居民住宅的10一2 0r倍，不仅如此，相比于农村和住宅用电来说，公共建筑的能耗非常集中，节能改造相对容易，因此具有很大的节能空间。办公建筑作为公共建筑的一部分，是指供机关、团体和企事业单位办理行政事务和从事业务活动的建筑物，存在能耗大、能效低的特点，因此一直是我国建筑节能工作的研究重点。
1.1.2建筑能耗模拟的必要性
建筑能耗模拟是通过使用能耗模拟软件来进行能耗预测的一项技术，它是新建建筑节能设计和既有建筑节能改造的有力分析工具，其准确度是建筑节能工作的基础。将建筑能耗模拟方法使用到新建建筑上面，可以对设计方案进行比较优化以及经济性分析，使其符合相关国家标准;将建筑能耗模拟方法应用到既有建筑上，可以计算基准能耗，并进一步算出在节能改造方案下节省的能耗和费用。在我国节能减排的号召下，建设绿色建筑和改造既有建筑已经成为一种趋势。通过计算机进行建筑能耗模拟不仅可以帮助我们进行绿色建筑设计和既有建筑改造的实施，而且这种方式己经成为建筑设计和能耗评价过程中必不可少的一部分。
在能耗模拟的过程中，即使所建立的建筑模型同实际的建筑系统具有非常高的匹配度，通常情况下模拟出来的能耗数据同实际的能耗数据相比总有一定的差距，这时分析人员经常将模型模拟输出的能耗数据同实际测量的能耗数据进行比较，在反复试验的基础上，通过手动或者自动调整使最终模拟结果和侧量结果趋于统一，这个调整的过程就是模型校正。
在大多数情况下，影响建筑物能耗的因素成千上万，需要输入的参数也非常多，在模拟过程中经常会进行一定程度的简化和假设，因此在模拟后进行校正，对于其能够更加准确地预测建筑物的能耗而言非常重要，同时这也能够为以后的建筑节能工作打下良好的基础。
1.2能耗模拟和校正研究现状
1.2.1建筑能耗模拟研究现状
建筑能耗模拟的建模方法通常可以分为正演模拟方法和逆向模拟方法(数据驱动方法)。正演模拟方法是建立在建筑物自身物理几何特性上，通过输入变量和系统结构特性来预测系统输出变量，也就是建筑物能耗。逆向模拟方法可以大致分为黑箱法、灰箱法和校正模拟法。校正模拟法建立在正演模拟方法的基础上，通过输入参数的调整来使模拟数据和实测数据趋于一致，从而达到模型校正的目的，获得更准确的建筑能耗模型。
自上世纪60年代以来，计算机技术得到了极大的普及与发展，计算机开始作为一个辅助工具帮助工程师实施工程项目和模拟仿真。对于建筑能耗分析工作，在建筑设计和运营阶段，由于天气条件的动态变化和其他变量的存在，这一工作通常十分复杂，因此通常需要使用计算机的帮助才能完成这项工作。在这样的需求下，诞生了许多建筑能耗模拟软件，例如EnergyPlus, BLAST,Ecotect, DOE-2, ESP-r, TRNSYS等。
在EnergyPlus诞生之前，DOE-2和BLAST一直被美国国防部和美国能源部资助长达二十多年。当时这两款软件都有各自的优缺点，他们的主要区别在于负荷计算方法，DOE一采用传递函数法，而BLAST采用热平衡法。在1996年，美国能源部决定开发一个全新的软件，也就是EnergyPlus。作为新一代建筑能耗分析工具，同之前的能耗分析工具相比，它具有很多优势，同时它非常适用于分析大型办公建筑。EnergyPlus能够模拟一个建筑中多个系统的合，并且它允许分析人员定义时间表。国内外也有很多研究学者利用EnergyPlus来开展建筑能耗模拟工作。Griffith等采用EnergyPlus来研究一些先进的建筑技术对建筑性能表现的影响。Ellis和Torcellini通过研究，证明了EnergyFlus模拟高层建筑物的精确度和可靠性。沈肠等借助EnergyPlus模拟我国三种典型气候区域的办公建筑，计算常见节能改造技术的投资回报期，为不同节能改造技术的推广应用提供了理论数据支持。金琦等利用EnergyPlus对上海办公建筑负荷进行模拟，分析了办公建筑采用不同机型时的经济效益，为冷热电三联供选型提供参考。
1.2.2模型校正研究现状
许多研究表明，建筑能耗初始模拟结果同实际测量的建筑能耗数据之间有着明显差距。为了让建筑能耗模型能够在实际生活中得到广泛应用，我们必须要保证能耗模拟的准确性，因此模型校正是十分必要的。
一般来说，根据测量数据对仿真模型进行调整的方法可以更广泛地分成手动和自动调整方法。两种方法都可以使用特定的分析工具或技术来帮助整个模型校正过程的实现，不同的是，自动校正方法采用数学或者统计技术来达到最后的模误差目标。
1)手动校正方法
下面介绍的技术可以认为是人为驱动的技术，这些技术也可以作为自动校正过程的一部分。
(1)特性描述技术
Waltz称，影响既有建筑计算模型发展的一个重要因素是对建筑模拟中物理特性的认知程度。现阶段有很多方法能够帮助我们对一栋特定建筑进行深入的了解，包括能源审计、短期能耗监测、人工干预测试和采集逐时能耗数据。
从19世纪80年代开始，英美等国家为了对既有建筑开展建筑节能改造的工作，开始普遍地对建筑能耗进行详细的调查和统计。这种通过能耗调查来分析建筑能源消耗和节能潜力的过程叫做能源审计。 Lyberg提供了一个能源审计程序的综合手册，并把审计过程定义为“通过将系统分割为小的组件，量化能源消耗，并对节能措施进行可行性和成本收益的分析，然后推荐合适的节能措施的一系列动作”。到现阶段为止，对不同行业和应用场合，己经提出了很多审计标准和能源评估规程，例如AudltAC. IEA Annex l 1, AS/NZS 3598:2000和ASHRAE商业建筑能源审计程序。
短期能耗监测是通过专业的软件或硬件工具，系统地收集分析短时间(通常是两周)内的能耗数据来对建筑能源系统，如空调系统、设备系统和照明系统，进行性能评估的过程。TRC在1984年对一栋办公建筑进行的校正模拟是距今可查的第一个通过短期能耗监测来提高模型输入准确性的研究。在此之后，Lunneberg等人的研究发现对建筑系统进行短期监测可以获得更加可靠的运行时间表和输入参数。同时人工干预测试和采集逐时能耗数据的方也都被研究学者证明能够有效提高模型模拟的准确性。
(2)图形化方法
图形化方法采用图形的形式表现能耗模拟数据和实测数据的差异。在过去，图形化方法仅限于简单的时间序列的情形。随着测量数据的可用性增强以及对这些测量数据的易理解程度要求的提高，研究人员在图形数据表示方面实施了大量的工作。可视化数据分析Visual Data Analysis)方法使分析人员能够迅速审查模拟结果并对模型进行迭代修改，有很多研究集中在发展这一方法上。
目前有很多图表种类，如3-D时间序列图，2-D(BWM)散点图和时间序列图，最常用的就是典型日24 h图示法、Bin图示法和三维表面图示法。Bou-Saada和Haberl提出了使用三维表面图示法和统计指标来对实测数据和模拟数据之间的差值提供全局的展示，用来分析时变模式下实测和模拟数据之间的差异。ASHRAE-14中对三种图表技术进行对比分析，并对每种图表的适用环境进行了分析说明。
虽然图示法可以直观地感受到模拟数据和实测数据之间的差异，但是图示法在校正结果判定中通常被当作一种辅助方法，不能作为校正结果是否满足标准的最终判断方法。
(3)对比分析
为了提高校正的精准度，一些对比分析方法也被引入到建筑能耗模型校正领域中，如宏观参数估计法、特征签名分析法等。
特征签名分析法是通过将某些主要输入参数，例如建筑面积、新风量、室内设定温度等，按照典型值输入，建立基准模型;然后，以一个小步长为变化幅度，将这些参数逐个进行变化，通过模拟结果计算能耗随室外温度及各输入参数变化的百分比，并绘制成图表，得到能耗特征签名。校正过程可分为两步进行，第一步校正模型的天气依赖性，即将模拟能耗的残差随室外温度的变化绘制成图，再与能耗特征签名比较，以确定造成主要差别的输入参数，进行适当调整;第二步，将某一天的测试数据与模拟能耗进行逐时比较，再依据经验进行参数调整。宏观参数估计法利用非介入式监测数据推算出集总参数，如墙体总传热系数U值等。
2)自动校正方法
以下这些技术是在自动校正过程有的，只要涉及到以下技术的校正过程，均称为自动校正过程。
(1)最优化技术
优化技术主要包括目标/罚函数和贝叶斯方法。其中贝叶斯模型校准是一种统计校准方法。对于使用复杂数学模型的系统来说，不确定性分析是很重要的一部分工作，而贝叶斯方法可以很自然的将校准过程同不确定性分析结合起来替代建模技术(人工神经网络技术)
神经网络是由一组相互关联的神经元组成的计算模型。神经网络主要是用来对输入和输出的复杂关系来建立模型，这种方法己经被提出用来作为建筑能耗的预测手段。Neto和Fiorelli分别使用人工神经网络替代建模技术和EnergyPlus仿真软件来对巴西圣保罗大学的行政大楼进行能耗模拟，并对结果进行了比较。通过对54天的测试结果进行对比，EnergyPlus的直接模拟结果误差范围在士13。而人工神经网络的预测值和实际值的平均误差为士10%。虽然人工神经网络需要的手工输入更少，但是这种方法存在一个很大的问题是，它只能预测基于过去表现的能耗，并且这种模型的建立需要大量的历史数据来做支撑。因此，对建筑的任何改进节能措施都会造成需要新的数据集进行重新训练的情况。即使这样，作者依然认为人工神经网络在对空调系统进行能耗评估方面有着进一步的研讨价值。
3)辅助手段
除此之外，还有一些手段能够在手动自动校正过程中显著提高校正准确性，如灵敏度分析和不确定性分析。
(1)灵敏度分析
灵敏度分析在各种研究中得到了广泛应用。典型的灵敏度分析方法可以总结为以下几个步骤:确定输入变量并创建建筑模型;运行模型并收集模拟数据;在此基础上进行灵敏度分析并展示灵敏度分析结果。不同领域之间灵敏度分析的实现方法和操作步骤相似度很高，其主要区别在于其输入参数的多样性和应用环境的不同。
在建筑能耗模型的校正研究中，灵敏度分析常用于研究模型输入参数对模拟输出结果影响力的大小。通过灵敏度分析，找出对能耗模拟输出结果影响较大的关键输入参数，以此作为校正过程中的重点，可以提高模型校正工作的效率。根据不同的需求，Saltelli对灵敏度分析普遍会用到的几种工技术进”行了详细的描述和分析。使用两种灵敏度分析技术来确定同ESP一预测相关的不确定性。微分灵敏度分析归SA)用来确定总体不确定性，也就是每个输入参数单项不确定度的根均方总和。蒙特卡洛灵敏度分析((MCSA)用来确定同时扰动所有输入参数时带来的不确定性。为了实现不确定性分析，这些灵敏度分析方法都纳入了ESP-r仿真软件中灵敏度概念可以分为两类，一类是个体灵敏度，是描述某一个输入参数变化对模拟结果的影响，另一类是全局灵敏度，是描述所有输入参数变化对模拟结果的影响。在Westphal和1.amberts对建筑面积达26264平方米的办公大楼的模型校正研究中，结合建筑能源审计，借助参数灵敏度分析技术，对影响力较大的关键参数进行手动的调整，其研究结果显示办公大楼用电量的预测值同实际测量值的误差范围达到1%左右。其他学者的研究结果也表明灵敏度分析对建筑能耗模拟准确度有很大的提升。
不止如此，国内外学者还对办公建筑能耗模拟输入参数中的主要影响因素做过详细的研究，正交试验法和方差分析法经常被用于分析影响因素之间的主次关系。根据之前的研究，建筑能耗影响因素可以大致分为围护结构、内部得热和空调系统三大部分。在本文的灵敏度分析工作中，将使用这种分类方山东大学硕士学位论文法，对模型输入参数进行分类。
(2)不确定性分析
Reddy指出，在建筑能耗模拟中，模型的不确定性主要有四个来源，分别是:
不正确的输入参数;
不恰当的模型假设;
缺乏准确高效的数值算法;
编写仿真代码时的错误。
分析人员通过不确定分析来进行误差诊断并分析误差来源，可以帮助提高
建筑能耗模拟的准确性。在总结比较各种校正方法的基础上，提出了一套系统的模型校正方法，步骤如下所示。
1)收集数据和检查能耗数据，需要收集的数据包括建筑围护结构特性参数、几何尺寸、实际能耗数据、空调系统和其他系统的铭牌数据、运行时间表、天气参数等，并构建输入参数集;
2)对输入参数集中的参数进行盲粗网格搜索;
3)进行精细网格搜索，模拟计算，确定满足误差范围的基准模型;
4)将节能改造措施ECM应用于基准模型，模拟计算，对ECM进行不确定性分析。
已经有研究学者运用此方法对实际办公建筑进行了模型校正工作，验证了该方法的可行性和有效性。
1.3存在问题
虽然最初建筑能耗模拟的主要关注点是建筑的设计阶段，但是现在模拟仿真同建筑的整个生命周期都息息相关。由于正演模拟方法是立足于建筑的物理结构特性而不是随意的数学或统计学公式，因此正演模拟方法允许分析人员在对建筑进行设计或者改造时，模拟监视这些改造对系统行为和性能的影响。而校正模拟不仅有正演模拟方法的优势，还可以通过很多的技术和工具来提高模型准确度，因此具有良好的发展空间和研究价值。现阶段，建筑能耗模拟仍然存在利用率不足的问题，主要原因可以分为以下两类:从建模方面，建立建筑物理结构以及HVAC系统所对应的模型，需要耗费很长的时间和大量的人力物力，而且也缺乏标准化方法的使用;从校正方面，校正过程不仅缺乏明确的校正标准，而且没有考虑到输入的不确定性和区域环境的差异等问题带来的影响，同时缺乏集成的工具能够自动实现校正过程。
经过以上分析，可以发现，虽然分析人员拥有比较健全的建筑能耗分析软件作为建筑能耗模拟的工具，但是人机界面不友好以及建模本身的复杂性，都可能导致模型本身不够精确。现阶段通常采用耗时耗力的手动校正方法，在这种情况下，自动实现模型校正就显得尤为重要。
1.4本文主要工作
针对建筑模拟存在的模型校正问题，本文将建立一套针对办公建筑的能耗模型自动校正方法，并利用EnergyPlus建模仿真软件，开发EnergyPlus-IDF模型自动校正软件，该方法可以有效提高模型的准确性和校正的效率。本文主要解决以下几个问题。
1)建筑能耗模型参数灵敏度分析
2)基于自适应粒子群优化算法的建筑能耗模型自动校正
3)实际案例分析
本文的章节内容分布如图1-2所示，具体细节如下。
第一章为绪论，首先介绍建筑能耗模拟以及模型校正的重要意义和国内外研究现状，并总结出模型校正当前存在的问题，最后确定本文的研究内容和技术路线。
第二章为建筑能耗模型可校正参数及灵敏度分析，首先介绍EnergyPlus的整体结构、理论基础和特点，然后在EnergyPlus中建立标准办公建筑的IM模型，并选择了13个参数进行灵敏度分析，为以后的自动寻优参数选择打下基础。
第三章为基于自适应粒子群优化算法的模型校正方法研究，主要简单介绍标准粒子群算法，引出了自适应粒子群算法的优势，在此基础上分析模型校正参数的选择和目标函数的选取，最终确定模型自动校正方法。
第四章为模型校正软件的设计与开发，基于以上章节的基础上，开发办公建筑能耗模型校正软件，本章中主要介绍所开发软件的系统结构，模型自动校正的方法。
