能耗监管的校园绿色行

【摘要】我国大多数高等院校的用水、电、气的管理模式大多数采用人工管理。提高管理节能，加强对各类能耗的管理，必须依靠现代科技手段。本文旨在介绍通过能耗的监测、智能控制，可实现全校能源消耗的分析、成本核算、节能检测和能耗公示/考核，并配合管理模式进行远程自动/手动的用能调节，实现高校建筑的节能控制和监管等功能。

【关键词】校园能耗 节能监管 节能运行管理 监管平台

据相关资料显示，目前，我国国内建筑能耗已经占全社会总能耗的29%以上，未来这一比例将会上升到35%左右。高等院校是集教学、科研和生活于一体的高人口密度的综合性建筑群体，近年来，随着高校规模的不断扩大，校园建筑面积都比过去有了大幅度的增加。实现高校建筑节能，建设绿色节约型校园势在必行。

为此，教育部推动节约型校园建设，与住建部联合在高校进行了校园节能监管系统示范建设项目，为指导高等学校节约型校园建设工作，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》。

节能监管平台是要建设一个涵盖学校各项用能指标，集测量、信号采集、用能效益分析和运行管理为一体，实现能耗数字化、管理动态化、节能指标化，通过节能监管做到“掌握情况、摸清规律、按需定量、定额考核”，提高管理水平。2008年首批建筑节能监管系统示范在江南大学、浙江大学等八个学校进行了建设。吉林大学于2010年获得此项目建设，在满足《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》要求的基础上，对供热、空调和电开水炉等特殊用电进行监控的尝试，形成自己的特色。并于2011年建设完成一期节能监管平台建设，2012年通过国家验收，目前则已完成了三期建设，共建设用水监测点290个，用电监测点4827个，用热点15各，路灯927个，学生公寓15905个。

建立校园能耗监管的重要性

1.校园能耗情况及分布

目前，我国大多数高校的用水、电和燃气的管理模式大多数采用人工管理。原始的人工抄表存在各种各样的问题，比如，数据不可靠、实时性差、没有延续性等。节能管理部门无法实时的掌握各单位的水电数据及其能耗负荷的变化，及时做出调整，制定出相应的管理制度。

高等院校集教学、科研和生活于一体，占地面积大、建筑类型多、功能划分区较复杂，既是人口的高密度区，更是重要的能耗大户。主要由公共区（包括行政办公、各学院、研究所、实验室等）、生活区（包括学生公寓、食堂、配套服务设施等）、体育运动区、公共绿化区、产研结合的科技园区构成，多种能耗并存在每个区域中，水资源、电力能源的消耗分布于每个区域中。

2.能耗监测中的问题

根据高校校园自身情况和各用能系统的调研和现场勘测结果分析，现如今，能耗的监测尚存在不足，亟需优化。

一是计量点覆盖不全面。吉林大学的各类用能计量点覆盖不全面，例如用电计量，仅覆盖在变配电室、楼宇总进处，没有进行用电分项的计量。用水计量，总进水管依据市政进水计量，二级用水计量点没有全覆盖，无法细致反映全校用能情况。需要健全计量管理，也为制定有效的节能节约资源措施提供基础资料。

二是用能系统缺乏实时监控。变配电室是校园内的电力中枢，目前仅采用电度表实现电度计量，其运行设备的情况依旧依靠人工巡查，远远不能满足安全运行的要求，当出现运行故障、设备老化等情况时，无法及时进行故障隔离防止停电范围扩大。对于实验室等重要用能部门的电能质量也没有监测和保障。需要通过建立实时监控来保证用能系统的安全运行；同时北方院高校的供热系统同样需要运行的安全监测，可增加智能控制，通过电动调节阀的开闭来控制热量，合理用能。

三是计量统计依靠人工。全校的各类用能计量统计依靠人工，统计工作繁杂方法较单一，数据的准确度受人为因素的影响大，并且大量的纸张报表不易保存和传递。需要丰富数据分析的方法，并提高准确度和及时性，同时减少人工的统计工作量。

高校校园建筑节能监管平台的基本建设

根据校园建筑设施消耗的主要能源可按种类可分为：水资源消耗、电能耗、热耗（集中供热 ）、燃气消耗、汽油消耗等。根据吉林大学的实际情况，按能耗类型建立了7个子系统，分别是用水计量管理系统、电能计量管理系统、配电室低压配电回路监测系统、用热监测系统、智能照明控制系统、节能专家管理系统。

校园能源监管平台，功能定位在 “能源监管、技术节能、管理节能 ”三位一体的平台，结合了学校的管理需求和机制，新技术、新产品的引进，从管理节能出发，建立自身的能耗考核体系、能耗公示制度、重要能耗设备管理方法。系统对学校的能源利用效率、消耗水平、环境效果可以进行监测、诊断和评价，查找存在的各种问题和浪费能源的原因，提出整改建议和改进措施，进一步发挥学校自身的节能监管职能。

1.建筑节能监测和计量

智能电力监控。采用高精度的多功能电力参数测量仪表，实现变配电室、各楼宇的智能监管，主要监测供配电系统各回路电流、电压、功率、电度、谐波和变压器负载率等，实时监视回路开关运行状态和故障信号；监测实验室、计算中心等敏感负荷点的电能质量。智能电力监控可以提高电力系统运行连续性和可靠性、提高电力系统运行管理的效率、帮助减少电能消耗成本、缩短停电时间，减少停电损失，避免故障发生、减少系统运行管理和维护费用。

建筑用电计量。各校区各建筑楼宇内采用电度计量仪表进行用电的计量采集，针对各建筑区域用电情况不同，依据《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》进行分项、分区计量，用电数据采集可计量到建筑总用电、各楼层照明/空调/动力等分项用电。

校园用水计量。实现各校区自来水管网总进水、各建筑用水总计的二级计量：首先，实现各校区的总进水计量，在自来水公司水表下端增加智能远传直读冷水表，具备数据远程传递功能。其次，各校区各建筑的总进水管增加智能远传直读冷水表，具备数据远程传递功能。

给水管网监测。对各校区供水总管和各建筑、各区域供水分支管路进行用水监测，提取校区整个供水管网用水瞬时流量和累计流量，实现全校“水平衡”监控。

校园供暖计量。在各校园内各建筑的供热总管上加装分体式电磁流量计，同时安装电动调节阀，自动或策略控制各区域供热分支时间及流量，实现校园内各建筑供暖量计量。

本项目系统预留手动录入接口，方便需要进行综合处理的数据的录入。

此外，还需安录入建筑面积、学生、教职工人数等相关信息数据，建立系统的分析单产能耗，人工成本等计算模型，逐步完善成一个综合性数据管理分析的系统。

2.建筑节能控制

用电节能控制：选取带有独立空调的典型房间，进行独立计量和监控。可远程实现对房间内的空调、插座、照明等不同回路的用电计量采集和自动分时控制控制，防止下班后无人关闭，造成浪费。单体空调节能控制，根据室内外温度差值及室内舒适度情况自动调节。

路灯节能控制：该系统结合数字矢量地图技术，结合无线数据传输和远程控制方法，实现校园内路灯的单灯控制。安装路灯节电控制器，根据校园夜间不同时段和不同路段，采取“隔一亮一”或“隔二亮一”管理。

根据天气情况和实际光的照度和经纬时间控制仪，设置自动控制路灯的开/关。

电开水炉节能控制：保障用户在使用方便的前提下，最大限度的节能和方便、快捷的控制电开水炉的运行，防止“千沸水”和“循环启停”等不良的现象，更好地节约能耗，实现开水炉的定时管理及远程控制等功能，同时也保障饮水质量。

采暖分时自动控制：系统通过对热流量和进水、回水温度，以及室内外温度等参数的综合判断，可远程手动或自动控制电动调节阀，保证冬季房间的舒适度，避免出现过高过低的温度，合理调配供热量；可根据楼宇或房间的功能需求设置不同的供暖时间及温度；比如夜间没有人使用房间时可自动调节为“防冻模式”降低供暖能耗。

3.技术特点

能耗数据采集方法：采用自动采集与人工采集相结合的方法，可以完整了解学校的能源结构，合理全面的分析学校的用能情况。其中用水、用电及供暖量等数据由自动计量装置实时采集，通过远程传输方式经数据中转站传输到数据服务器。其他能耗比如，煤、汽油、柴油及燃气等数据，以及校园师生人数、建筑面积、能源资产管理设备信息等数据采用人工采集的方式。

兼容性和稳定性：系统采用B/S和C/S两种架构模式，系统可兼容自动采集的不同设备数据、人工采集的各类信息化数据以及不同的已有自动化系统转发的数据，比如锅炉、空调等系统，同时可以融合所有的子系统或信息化系统，比如资产管理、供水管理、设备管理、公用房管理、家具管理、校园物业、校园绿化及地理信息管理系统等。

利用网络优势进行信息发布和管理。管理部门可以通过校园网络进行能源管理工作，学校能源监管控建设了能源信息网，不仅可以查看到学校的年度、月度能耗总量，还能来查看各校区、各单位的能源消耗排名、能耗花费，一段时期内的走势及未来的发展趋势。信息平台可以并根据这些分析结果制定考核、管理制度。

大数据技术的应用，通对能耗和环境数据进行深度挖掘，从杂乱无章的校园用能数据提取规律，并结合配置动态参数调整进行定性分析，生成多维耗能数据模型。可以指导优化日常运行管理或节能技术改造，逐步挖掘节能潜力。而后建立适合的指标体系，进行对标分析，进一步推动学校节能。最终形成完善的能耗定额管理体系。

能源监管平台的运行管理及成效

能源监管平台的科学建设，为学校能源监管实现理念创新、管理创新和技术创新奠定了坚实的基础。依托能源管理系统采集的实时数据信息进行数据挖掘和高级计算处理分析，发现各种运行管理或设备选型方面的问题，为学校部门管理者提供运行管理的指导意见，为设计选型单位提供数据支撑分析，为学校领导决策提供决策依据的多层次服务产品。包括日常管理节能诊断分析服务；月度、年度节能诊断及运行管理分析报告；节能改造分析咨询报告及设计选型、设备配置参数建议报告等。

通过能源监管系统的建设，加快了节约型校园的建设进程，帮助建立分散控制和集中管理机制，通过监管平台能够及时、准确的提供学校各类能耗数据，为今后学校与国家有关部委和吉林省地方管理部门能源智能管理系统对接及时上报能耗数据奠定了基础，大大提高管理效率和管理质量，同时还建立了校园的能源公示机制，促进了同级单位的考核管理，有效地减少并限制能源的不合理消耗，实现了年度能耗持续下降，持续节能的新模式。