商业体能耗管理智能化监测与节能优化研究
摘要
关键词
商业体能耗;管理智能化监测;节能优化
正文
引言:商业综合体建筑是城市公共服务设施的重要组成部分,是促进城市经济发展、提升城市竞争力的重要载体,也是推进国家绿色发展战略、实现碳中和的重要途径。作为公共建筑的典型代表,商业综合体建筑节能减排不仅是贯彻国家绿色发展战略、实现建筑领域“双碳”目标的重要内容,更是推进经济社会发展全面绿色转型的重要抓手。但是,目前商业综合体建筑能耗管理仍存在能耗监测设备“弱、散”,管理系统功能不完善,缺乏有效的能效评估与激励机制等问题。本文以某商业综合体为例,针对其典型能耗问题与节能潜力分析,提出了管理智能化监测系统的设计方案和关键技术。
一、商业体建筑类型与能耗结构
商业体建筑通常具有规模大、功能全、分布广、业态多等特点,其建筑能耗构成通常包括空调系统能耗、照明系统能耗和电梯系统能耗等。其中,空调系统能耗是商业综合体建筑的主要能耗,占比超过50%;照明系统能耗占建筑总能耗的8%~10%;电梯系统能耗占总能耗的6%~7%;其他非空调设备所占比例较低。从区域分布来看,商业体建筑的主要用能区域位于商场及写字楼区域。商业综合体建筑能耗管理智能化监测与节能优化是一项复杂的系统工程,涉及节能管理、能效评估、设备选型、系统优化、运行优化、用户行为引导等多个环节[1]。
二、典型能耗问题与节能潜力分析
该商业综合体建筑面积约4.7万平方米,位于上海市长宁区核心商圈,地理位置优越,周边配套齐全,集购物、娱乐、餐饮、休闲为一体。经现场勘查,发现其存在以下几类典型能耗问题:建筑围护结构存在较多冷源设备(如空调系统)运行不合理,能耗偏高;缺乏对空调冷热源设备运行状态的实时监测与控制,导致部分设备长期处于“开得大、关得小”的运行状态;能源计量器具配备不足,无法实现对各系统的实时监控,存在大量能源浪费。基于以上典型能耗问题,结合该商业综合体建筑节能改造实施方案和实际运行情况,本文对其能耗管理智能化监测系统进行了设计与优化[2]。
三、管理智能化监测系统设计与关键技术
3.1智能化能耗管理系统架构
基于对该商业综合体建筑能耗情况和能耗管理的需求分析,本文构建了一套由数据采集层、数据存储层、应用支撑层、管理服务层组成的商业综合体建筑能耗智能化监测系统,该系统实现了对建筑能耗的远程实时监测与数据分析,能够实现对各分项能耗进行多维度监测和实时对比,为商业综合体建筑的节能管理和节能优化提供可靠依据。通过本项目的实际应用,验证了本系统在数据采集、信息交互、能效分析等方面的有效性与实用性,能够为同类商业综合体建筑能耗管理提供一定借鉴,具有较强的工程应用价值。
3.2能耗数据采集与物联网技术应用
本项目依托物联网技术和网络通信技术,实现了对商业综合体建筑能耗的远程实时监测与数据采集,通过传感器和通信传输设备的组合使用,实现对各分项能耗的远程数据采集、数据上传、数据存储和数据分析。其中,智能传感器是系统感知的主要设备,包括环境温湿度传感器、能耗监测传感器、红外热像仪等;通信传输设备是系统感知的主要媒介,包括GPRS通信设备、4G通信设备和Wi-Fi通信设备等。通过无线传输技术,将各个子系统的能耗数据上传至商业综合体建筑能耗监测中心,实现了对商业综合体建筑各分项能耗数据的实时监测[3]。
3.3大数据分析与能耗预测模型
通过对商业综合体建筑能耗数据的实时监测与数据分析,建立了基于大数据分析的能耗预测模型,对未来一段时间内商业综合体建筑的能耗趋势进行预测,并给出节能优化策略,实现了商业综合体建筑能耗的智能化管理和预测分析。结合该商业综合体建筑各分项能耗数据的分布特点和历史趋势,通过大数据分析技术,建立了商业综合体建筑各分项能耗预测模型,并通过算法模型对各分项能耗进行实时预测。经过验证,该模型具有较高的预测精度,可为建筑节能管理提供重要依据。同时,该模型还可为未来一段时间内商业综合体建筑的节能优化提供参考。
四、节能优化策略与技术实现
4.1节能优化目标与原则
节能优化目标是:通过合理的技术手段,实现对商业体能耗的优化管理,在不增加设备的情况下,使能耗降低,并减少对环境的影响。节能优化原则包括:第一,节能优化方案应与项目具体情况相结合,因地制宜;第二,节能优化方案应以提高设备能效为目的;第三,节能优化方案应充分考虑商业建筑的特点,保证可靠性;第四,节能优化方案应以满足商业建筑使用功能为前提。在具体实施中,应充分考虑以下因素:一是商业建筑的能源利用效率;二是在满足使用功能的前提下,尽可能地降低能源消耗;三是在满足使用功能要求的前提下,尽可能地降低能耗[4]。
4.2负荷分析与系统运行优化
商业综合体建筑能耗构成中,空调系统能耗约占50%,照明系统能耗约占10%。空调系统运行策略直接影响建筑的节能效果,因此,对商业综合体建筑的空调系统进行负荷分析与优化控制,可有效降低空调系统的运行能耗。通过对商业综合体建筑各分项能耗数据进行分析,发现其存在以下几个问题:部分区域空调系统负荷过大,超出了设计负荷;部分区域空调系统运行效率较低;部分区域照明系统负荷较大。针对以上问题,提出了以下几个节能优化策略:提高建筑围护结构的保温性能;根据区域温度需求对空调冷热源设备进行合理调节;合理利用自然采光;优化照明系统控制策略。
4.3智能控制与自动化调节技术
通过对商业综合体建筑能耗数据的监测与分析,发现其存在以下几个问题:空调冷热源设备运行不合理,能耗偏高;部分区域空调系统运行效率较低;照明系统存在较大的能耗浪费。针对以上问题,提出了以下几个节能优化策略:加强商业综合体建筑围护结构的保温性能;根据区域温度需求对空调冷热源设备进行合理调节;合理利用自然采光;优化照明系统控制策略。基于上述节能优化策略,本文采用基于物联网的智能控制与自动化调节技术,实现了商业综合体建筑各分项能耗的智能控制与自动化调节,有效降低了空调冷热源设备的运行能耗。
结语
在我国建筑领域全面推进“双碳”目标的大背景下,商业综合体建筑能耗管理智能化监测与节能优化研究对推动绿色建筑、智慧建筑建设具有重要意义。本文从数据采集、信息交互和能效评估等方面,针对商业综合体典型能耗问题和节能潜力进行了分析,并提出了管理智能化监测系统的设计方案和关键技术。在此基础上,建立了“整体规划、分步实施”的节能优化策略和技术实现方案,并针对系统在建设、运维和政策等方面存在的问题,提出了相应的发展建议。应用结果表明,该系统在数据采集、信息交互、能效评估等方面达到了预期目标,并能够为其他商业体的节能优化提供有益借鉴。
参考文献
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