基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能源管理體系建設(shè)與應(yīng)用

楊 勇

(遼寧建筑職業(yè)學(xué)院 土木工程系，遼寧 遼陽 111000)

在近些年的發(fā)展中，我國一直都比較重視能源消耗與節(jié)能減排的問題，并且在十八大和十九大都進(jìn)行了全方位的闡述。而城市作為我國社會(huì)居民的重要聚集地，節(jié)能減排也成為城市建筑能源管理的重中之重。在建筑全生命周期中，建筑使用過程中產(chǎn)生的能源消耗已經(jīng)占了80%左右，但我國對于建筑能源的控制水平不夠，使得能源浪費(fèi)現(xiàn)象非常突出。而使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以后，建筑能源管理系統(tǒng)的綜合水平與效率能夠得到較好保證，下面就控制建筑運(yùn)作過程中產(chǎn)生的能源消耗問題進(jìn)行分析，淺談基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能源管理體系的建設(shè)與應(yīng)用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與建筑能源管理的融合

在當(dāng)今我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，人們開始重視建筑能源管理系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)作。能源管理能夠強(qiáng)化對能源相關(guān)內(nèi)容的協(xié)調(diào)與管理，降低建筑能源的消耗。在智能建筑體系中，建筑能源管理系統(tǒng)已經(jīng)形成了現(xiàn)場層，網(wǎng)絡(luò)層和管理層的三層結(jié)構(gòu)，具備了與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的基礎(chǔ)與條件。不僅如此，如果能夠?qū)⑽锫?lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到建筑能源管理系統(tǒng)中，還能夠開發(fā)技術(shù)層次更高的能源管理服務(wù)。比如建筑能源系統(tǒng)在設(shè)置計(jì)量表計(jì)時(shí)功能時(shí)，如果沒有分類分項(xiàng)計(jì)量的相關(guān)模塊，就無法進(jìn)行精細(xì)化全面化的能源管理功能。但使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以后，分類分項(xiàng)技術(shù)就能夠得到較好的實(shí)現(xiàn)。除此之外，使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)能源設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理功能，提高能源管理服務(wù)的技術(shù)層次。綜合來看，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑能源管理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可行性，并且能夠提供能耗數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)信息處理，網(wǎng)絡(luò)通訊，設(shè)備監(jiān)控，遠(yuǎn)程調(diào)控等多方面的功能與服務(wù)。而對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來說，應(yīng)該著重開發(fā)其能耗分項(xiàng)計(jì)量，可再生能源管理，遠(yuǎn)程監(jiān)管等方面的技術(shù)。

2 建筑能源管理體系的建設(shè)

在建筑能源管理系統(tǒng)中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)主要可以分為四個(gè)部分。

第一，能耗分項(xiàng)計(jì)量模塊。這個(gè)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)建筑能源的精細(xì)化管理，主要包括電量，煤氣量，水耗量，耗熱量，耗冷量等，其中電量還要進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)分，分為照明用電，空調(diào)用電，動(dòng)力用電，特殊用電等。這樣系統(tǒng)就可以根據(jù)不同的項(xiàng)目來進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，明確各個(gè)項(xiàng)目的能源消耗情況，并進(jìn)行后續(xù)的匯總與處理。

第二，建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)。當(dāng)建筑能源管理體系中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ茉聪倪M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)管理與控制的融合與統(tǒng)一。具體來講，系統(tǒng)應(yīng)該充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行建筑內(nèi)部各個(gè)設(shè)備的管理，明確各個(gè)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)作狀態(tài)，并利用這些動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)完成能源管理的各項(xiàng)服務(wù)。

第三，獨(dú)立能源管理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分，即感知層，傳輸層和應(yīng)用層。其中感知層主要是建筑系統(tǒng)內(nèi)部具有通信能力的計(jì)量設(shè)備，比如電表，風(fēng)量計(jì)等。而傳輸層則主要是利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息通訊技術(shù)將基層設(shè)備采集的各類信息收集起來，并經(jīng)過初步處理以后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層。應(yīng)用層主要是對上傳上來的各個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，并對各類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量與分析。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析過程中，整個(gè)系統(tǒng)還可以針對設(shè)備的歷史能耗情況進(jìn)行分析，并實(shí)時(shí)查詢不同設(shè)備的能耗分布曲線圖，提供直觀全面的能耗信息，并提供相應(yīng)的決策與控制職能。

第四，建筑能源管理系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)接入。就我國當(dāng)前城市建筑能源管理系統(tǒng)的實(shí)際現(xiàn)狀來看，物聯(lián)網(wǎng)接入方法主要可以分為四種，即OPC方式、web service方式。ODBC方式、前端通信適配式等。不同方式所對應(yīng)的能源管理設(shè)備也有所區(qū)別，在實(shí)際使用的時(shí)候應(yīng)該基于建筑情況來進(jìn)行合理選擇。

3 建筑能源管理體系的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國建筑能源管理體系中的應(yīng)用并不算普遍，而專門服務(wù)于能源管理的物聯(lián)網(wǎng)平臺也不算多。這里主要介紹一款應(yīng)對于城市節(jié)能減耗的能耗管理平臺Synchro EMS平臺，來探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑能源管理體系中的實(shí)踐應(yīng)用。Synchro EMS平臺是一款面向?qū)ο蟮墓芾韴F(tuán)建，并融合了SOA架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，最終形成了三層架構(gòu)的Web應(yīng)用系統(tǒng)。在層次劃分上，系統(tǒng)主要分為接口層，平臺層和應(yīng)用層三個(gè)體系，并且在接口層提供了很多適配器，能夠?qū)⒏鱾€(gè)外部硬件轉(zhuǎn)化為邏輯硬件。

整個(gè)系統(tǒng)的接入與運(yùn)作主要分為能耗自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)信息傳輸，Synchro EMS平臺建設(shè)三個(gè)方面。對于建筑能源管理來說，應(yīng)該做好各類現(xiàn)場儀器的接入，在內(nèi)部布設(shè)一個(gè)相對完善全面的網(wǎng)絡(luò)體系，將建筑內(nèi)部各個(gè)設(shè)備結(jié)合在一起。在數(shù)據(jù)接入方面，主要使用了OPC技術(shù)來完成相關(guān)建設(shè)。在實(shí)際運(yùn)作過程中，整個(gè)平臺應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)能耗實(shí)時(shí)監(jiān)測，重點(diǎn)能耗設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，能耗統(tǒng)計(jì)分析，能耗分項(xiàng)計(jì)量管理，節(jié)能診斷分析，用能計(jì)劃等方面的功能。在后續(xù)的使用過程中，系統(tǒng)也應(yīng)該不斷完善自身功能，能夠提供相對全面的專家知識經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用，節(jié)能計(jì)劃與效果聯(lián)動(dòng)分析等功能，保證系統(tǒng)能夠高效運(yùn)作。

4 結(jié) 語

隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，各個(gè)城市對于自身生態(tài)環(huán)境的重視程度也會(huì)不斷提高，建筑能源管理體系也會(huì)變得更加完善。而作為一名建筑能源管理人員，在當(dāng)前背景下也應(yīng)該積極了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑能源管理體系中的應(yīng)用，并且能夠明確系統(tǒng)建設(shè)的各項(xiàng)細(xì)節(jié)與具體運(yùn)作。在平時(shí)的時(shí)候，技術(shù)人員也應(yīng)該收集國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到建筑能源管理體系中的真實(shí)案例，吸取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑能源管理體系中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。如此一來，我國建筑能源的管理與控制效果能夠得到有效保證，更好的貫徹我國關(guān)于節(jié)能減排的相關(guān)戰(zhàn)略。