安科瑞 鮑靜君

　　摘要：文章以每年發(fā)布的上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測及分析報(bào)告變化為切入點(diǎn)，分析了歷年能耗分析報(bào)告的內(nèi)容和功能變化；介紹了上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺發(fā)展和應(yīng)用歷程；揭示了當(dāng)下顯現(xiàn)的問題，并以問題為導(dǎo)向，預(yù)測了未來發(fā)展的趨勢。

　　關(guān)鍵詞：國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑；能耗監(jiān)測；能耗監(jiān)測平臺；數(shù)據(jù)

　　0 引言

　　上海是早推進(jìn)國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測平臺（以下簡稱“能耗監(jiān)測平臺”）建設(shè)的城市之一，自2012年建成運(yùn)行以來，每年會根據(jù)能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理分析，發(fā)布《上海市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測及分析報(bào)告》（以下簡稱“能耗分析報(bào)告”），用于反映上海公共建筑用能現(xiàn)狀，為廣大樓宇業(yè)主、物業(yè)服務(wù)等單位及政府管理部門節(jié)能減排決策提供參考依據(jù)。筆者嘗試通過梳理歷年能耗分析報(bào)告，分析上海建筑能耗平臺發(fā)展，以及思考未來趨勢。

　　1 歷年能耗分析報(bào)告概況

　　自2013年以來，上海已經(jīng)連續(xù)7年發(fā)布能耗分析報(bào)告，隨著相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及管理要求的不斷提升，報(bào)告的內(nèi)容及功能也不斷的得到擴(kuò)展和充實(shí)。

　　1.1 歷年能耗分析報(bào)告內(nèi)容變化

　　2013年至2015年期間，能耗分析報(bào)告主要內(nèi)容包括3個(gè)部分：市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺情況簡介、納入建筑能耗監(jiān)測的樓宇能耗情況、典型建筑類型建筑能耗對標(biāo)分析。基于能耗監(jiān)測平臺尚處于初創(chuàng)時(shí)期，很多工作尚處于探索階段，相關(guān)的數(shù)據(jù)資源尚需時(shí)間積累，為此內(nèi)容較少，報(bào)告功能比較單一。

　　2016年，隨著實(shí)時(shí)監(jiān)測樓宇數(shù)量擴(kuò)大，數(shù)據(jù)質(zhì)量提升，梳理分析內(nèi)容也增多，為此能耗分析報(bào)告較前三年發(fā)生了較大變化，主要表現(xiàn)在報(bào)告架構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整，同時(shí)對內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。架構(gòu)方面調(diào)整為全市篇、區(qū)域篇、行業(yè)篇三大板塊，對報(bào)告的敘事邏輯進(jìn)行了由面到片再到點(diǎn)的邏輯優(yōu)化，提高了報(bào)告的可讀性。內(nèi)容方面增加了大量的能耗數(shù)據(jù)及對比分析，地充實(shí)了報(bào)告內(nèi)容。這也反映了經(jīng)過幾年積累，能耗監(jiān)測平臺開始利用積累的大量數(shù)據(jù)資源，開拓應(yīng)用功能，發(fā)揮平臺效應(yīng)。

　　2017年至2019年期間，能耗分析報(bào)告基本延續(xù)了2016版報(bào)告的架構(gòu)，并在其基礎(chǔ)上增加了管理篇內(nèi)容。主要反映了能耗監(jiān)測平臺管理部門在保持?jǐn)?shù)據(jù)上傳質(zhì)量的基礎(chǔ)上，利用積累的數(shù)據(jù)資源開展相關(guān)研究分析，開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用，并面向樓宇及各行業(yè)管理部門開展數(shù)據(jù)服務(wù)，進(jìn)一步拓展平臺的作用。

　　1.2 歷年能耗分析報(bào)告功能變化

　　2013至2015年期間，因?yàn)閿?shù)據(jù)積累尚需時(shí)間，能耗分析報(bào)告的功能相對單一，主要是整體介紹了市、區(qū)兩級能耗監(jiān)測平臺的建設(shè)及工作情況，能讓讀者對上海能耗監(jiān)測平臺相關(guān)工作有一定了解。梳理了納入監(jiān)管樓宇的基本情況及類型分布。對公共建筑能耗按建筑類型進(jìn)行簡單對比分析。同時(shí)開展制定管理辦法和數(shù)據(jù)分析方法等基礎(chǔ)研究工作。

　　2016年，經(jīng)過三年的工作積累，報(bào)告的功能有了較大拓展，主要增加了年度總用電量和年均用電強(qiáng)度的能耗數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上從建筑類型，中心城區(qū)與非中心城區(qū)，供熱季、制冷劑與過渡季，超大型公共建筑等多維度開展數(shù)據(jù)分析對比并揭示其背后原因，分析相關(guān)建筑總體用能趨勢。提高了能耗分析報(bào)告的數(shù)據(jù)分析功能。

　　2017年至2019年期間，隨著前期研究成果應(yīng)用，進(jìn)一步體現(xiàn)了能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)服務(wù)功能。

　　2 能耗監(jiān)測平臺現(xiàn)狀

　　2.1 能耗監(jiān)測平臺整體情況

　　自2012年以來，上海已經(jīng)建成1個(gè)能耗監(jiān)測市級平臺、17個(gè)能耗監(jiān)測區(qū)級分平臺和1個(gè)市級機(jī)關(guān)辦公建筑能耗分平臺的體系，納入能耗監(jiān)測平臺的樓宇數(shù)量逐年穩(wěn)步提升，監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大。截止2020年6月，上海市累計(jì)共有1783棟公共建筑完成用能分項(xiàng)計(jì)量裝置安裝并實(shí)現(xiàn)與能耗監(jiān)測平臺的聯(lián)網(wǎng)，覆蓋建筑面積8241.8萬平方米。

　　2.2 能耗監(jiān)測平臺應(yīng)用情況

　　經(jīng)過多年探索嘗試，上海在保證能耗監(jiān)測平臺安全、正常、穩(wěn)定基礎(chǔ)上，不斷拓展平臺應(yīng)用功能，發(fā)揮系統(tǒng)效應(yīng)。目前能耗監(jiān)測平臺應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面：

　　一是統(tǒng)計(jì)樓宇基礎(chǔ)信息。通過能耗監(jiān)測平臺將納入監(jiān)測樓宇基礎(chǔ)信息的自動統(tǒng)計(jì)匯總，使管理者得以獲得包括樓宇數(shù)量、樓宇面積、各類型建筑分布、樓宇面積分布、中心城區(qū)與非中心城區(qū)樓宇數(shù)量和類型分布等多維度數(shù)據(jù)信息，從而對上海納入監(jiān)測樓宇的基本情況以及每年新納入監(jiān)測樓宇的工作推進(jìn)情況有總體掌握。

　　二是分析樓宇能耗數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析方法，對納入監(jiān)測樓宇的用能總量、能耗類型分布、歷年能耗對比分析、總體用能趨勢等開展分析研究，使管理者得以掌握本市建筑能耗總體情況，并從中挖掘各類型各區(qū)域建筑的節(jié)能潛力。

　　三是服務(wù)各行業(yè)及管理部門。依據(jù)各類合理用能指南，對各類型建筑開展用能對標(biāo)分析，用以指導(dǎo)各類型建筑運(yùn)行過程中節(jié)能工作的開展。通過向各行業(yè)管理部門發(fā)送行業(yè)季度能耗情況報(bào)告等方式反饋能耗數(shù)據(jù)，向區(qū)級建筑能耗監(jiān)測管理部門推送月度數(shù)據(jù)報(bào)告，為相關(guān)部門開展節(jié)能工作提供參考依據(jù)。同時(shí)對高耗能建筑進(jìn)行篩選，進(jìn)一步推進(jìn)能源審計(jì)和能耗公示工作的開展。

　　四是研究海量數(shù)據(jù)資源。通過對能耗監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)資源的分析，開展如“公共建筑碳排放交易研究”、“辦公建筑能耗限額指標(biāo)研究”、“各類型建筑高峰期用能特征研究”、“大型公共建筑用電監(jiān)測數(shù)據(jù)開發(fā)利用方案研究”等大量科學(xué)研究工作，探索能耗監(jiān)測平臺未來應(yīng)用的發(fā)展方向，為今后進(jìn)一步功能的拓展做好技術(shù)積累。

　　五是修復(fù)數(shù)據(jù)及拓展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。采用基于Spark機(jī)器學(xué)習(xí)在公共建筑能耗大數(shù)據(jù)分析中的研究成果，在部分地區(qū)開展具有人工智能特性的數(shù)據(jù)修復(fù)工具試點(diǎn)，提高能耗數(shù)據(jù)上傳質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)的可靠性。同時(shí)，開發(fā)能耗在線“（樓宇版/管理辦）移動端”APP，為樓宇業(yè)主和管理部門提供數(shù)據(jù)共享、能耗分析、情況報(bào)告查詢等實(shí)時(shí)在線功能。

　　六是宣傳與推廣建筑節(jié)能。依托能耗監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)資源，梳理上海公共建筑能效提升的政策標(biāo)準(zhǔn)、流程模式和技術(shù)體系，編制了《公共建筑用能監(jiān)測系統(tǒng)50問》和《公共建筑能效提升一本通》等科普讀本，并通過每年的節(jié)能宣傳周活動，培訓(xùn)等方式向社會各界進(jìn)行發(fā)放，對公共建筑能效提升相關(guān)技術(shù)知識進(jìn)行普及和推廣，取得了較好的社會效益。

　　3 發(fā)展中顯現(xiàn)的問題

　　雖然能耗監(jiān)測平臺經(jīng)過多年發(fā)展已取得可喜成績，但隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各方面管理要求的不斷提高，為滿足未來的需求，勢必倒逼能耗監(jiān)測平臺相關(guān)工作在新的形勢下轉(zhuǎn)變發(fā)展方向。

　　3.1 發(fā)展思路轉(zhuǎn)變滯后

　　隨著能耗監(jiān)測平臺工作的深入開展，原有的以政策為導(dǎo)向的管理思路，在工作推進(jìn)中逐漸遇到瓶頸。需要我們更多的向服務(wù)于樓宇業(yè)主方向多作工作創(chuàng)新和嘗試。

　　3.2 平臺功能支撐不夠

　　目前能耗監(jiān)測平臺的各項(xiàng)功能主要集中在對樓宇能耗數(shù)據(jù)的收集、整理、分析以及研究方面。但隨著城市精細(xì)化管理要求的不斷提高，僅僅側(cè)重?cái)?shù)據(jù)分析方面的功能將不能*未來的管理需求，面向樓宇日常管理的功能拓展應(yīng)會成為未來的主要工作發(fā)展方向。

　　4 未來發(fā)展趨勢

　　隨著“十三五”臨近結(jié)束，在即將到來的新“十四五”時(shí)期中，上海將拓展能耗監(jiān)測平臺的功能應(yīng)用，提高功能定位，使其更好的服務(wù)于城市精細(xì)化管理。

　　4.1 數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)一步得到發(fā)揮

　　在疫情期間，市級能耗監(jiān)測平臺充分挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，通過分析春節(jié)前、春節(jié)假期中和復(fù)工后上海公共建筑運(yùn)行能耗數(shù)據(jù)，解讀上海各行業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況，受到行業(yè)管理部門及廣大市民廣泛關(guān)注。未來，能耗監(jiān)測平臺將以上海建設(shè)“一網(wǎng)統(tǒng)管”為契機(jī)，應(yīng)用k-means和隨機(jī)森林、機(jī)器學(xué)習(xí)等算法，通過建筑用能特征分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、能耗預(yù)測、能耗與經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)分析等模塊，滿足樓宇業(yè)主和管理部門的不同需求，讓能耗數(shù)據(jù)大限度揮作用。

　　4.2 平臺功能進(jìn)一步得到拓展

　　市級能耗監(jiān)測平臺將持續(xù)對各區(qū)級平臺進(jìn)行政策和技術(shù)指導(dǎo)，深挖區(qū)級平臺潛力、推進(jìn)區(qū)級平臺個(gè)性化建設(shè)。如從某區(qū)級能耗監(jiān)測平臺對商業(yè)建筑需求側(cè)虛擬電廠實(shí)踐示范，通過建立商業(yè)建筑虛擬電廠可以提高商業(yè)建筑對自身可控負(fù)荷的精細(xì)化管理?？商剿鲊L試建立一套相對完整的需求側(cè)響應(yīng)系統(tǒng)，能根據(jù)不同應(yīng)用需求為業(yè)主使用和政府管理提供相應(yīng)服務(wù)，助力建筑智能化管理。

　　今年3月4日召開的常務(wù)委員會會議提出“5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”。3月6日，工業(yè)和信息化部召開5G發(fā)展專題會，再次宣布5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧城市等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。市級能耗監(jiān)測平臺應(yīng)順應(yīng)形勢發(fā)展，以與城運(yùn)平臺共享數(shù)據(jù)為切入點(diǎn)，利用新一代信息技術(shù)對能源、交通、城市在內(nèi)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化改造，讓城市變得更聰明更智慧，從而推動城市治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

　　5安科瑞能耗監(jiān)控系統(tǒng)介紹

　　Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是用戶端能源管理分析系統(tǒng)，在電能管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了對水、氣、煤、油、熱(冷)量等集中采集與分析，通過對用戶端所有能耗進(jìn)行細(xì)分和統(tǒng)計(jì)，以直觀的數(shù)據(jù)和圖表向管理人員或決策層展示各類能源的使用消耗情況，便于找出高耗能點(diǎn)或不合理的耗能習(xí)慣，節(jié)約能源，為用戶進(jìn)一步節(jié)能改造或設(shè)備升級提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。用戶可按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)施能源審計(jì)，分析現(xiàn)狀，查找問題，挖掘節(jié)能潛力，提出切實(shí)可行的節(jié)能措施，并向縣級以上人民政府管理節(jié)能工作的部門報(bào)送能源審計(jì)報(bào)告。

　　5.1 平臺結(jié)構(gòu)

　　Acrel-5000能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、測控單元為基本工具，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用現(xiàn)場總線、光纖環(huán)網(wǎng)或無線通訊中的一種或多種結(jié)合的組網(wǎng)方式，為大型公共建筑的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及遠(yuǎn)程管理與控制提供了基礎(chǔ)平臺，它可以和檢測設(shè)備構(gòu)成任意復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)。開放性、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、組態(tài)化的采用面向?qū)ο蟮姆謱印⒎旨?、分布式智能結(jié)構(gòu)。建立如下層次結(jié)構(gòu)：

　　5.2 平臺功能

　　(1)系統(tǒng)可按使用年份統(tǒng)計(jì)建筑物各分類能耗——電、水、氣、集中供熱、集中供冷以及其它能源消耗量，自動折算成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量，從而反映建筑物當(dāng)年各分類能耗用能和綜合能耗。系統(tǒng)以餅圖形式展示建筑4大用電分項(xiàng)能耗的占比情況。系統(tǒng)以曲線圖形展現(xiàn)各類能耗的消耗的消耗趨勢，便于業(yè)主方實(shí)時(shí)直觀掌握能源消耗情況。

　　(2)系統(tǒng)可以根據(jù)分類能耗的支路名稱查詢用能情況，顯示當(dāng)日和當(dāng)月的用能峰值。顯示當(dāng)日用能、當(dāng)月用能、當(dāng)年用能與昨日同期用能、上月同期用能、上年同期用能的比較情況。以條形顯示過去48小時(shí)、31天、12個(gè)月、3年的能耗情況。右上角顯示過去15分鐘曲線（電表顯示功率曲線，流量表顯示流速曲線）。

　　(3)系統(tǒng)依據(jù)建筑物能源消耗的分布情況進(jìn)行能耗計(jì)量點(diǎn)的選取和設(shè)置，使得能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以覆蓋整個(gè)建筑物。系統(tǒng)使用者可通過相關(guān)界面調(diào)取該建筑物各能耗節(jié)點(diǎn)的能耗統(tǒng)計(jì)報(bào)表，減少用能的“跑、冒、滴、漏”和計(jì)量誤差。

　　(4)系統(tǒng)依據(jù)住建部分類分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集導(dǎo)則，將建筑物耗電分為照明插座、空調(diào)、動力和特殊用電進(jìn)行計(jì)量裝置選型和設(shè)置，并按用能區(qū)域或功能區(qū)域等劃分并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以報(bào)表和同、環(huán)比棒圖形式展現(xiàn)該區(qū)域的能源消耗。

　　(5)系統(tǒng)可針對能源消耗量大的設(shè)備或區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確定位，便于管理層制定節(jié)能績效考核制度，推動節(jié)能降耗的執(zhí)行。為用能設(shè)備建立運(yùn)行記錄檔案，長期跟蹤記錄設(shè)備運(yùn)行過程中的能效分析評估結(jié)果，結(jié)合設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)記錄，為設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供依據(jù)。

　　(6)系統(tǒng)提供分級權(quán)限管理功能，對具備權(quán)限用戶提供開放的信息維護(hù)接口，用戶可自行對建筑和系統(tǒng)監(jiān)測范圍內(nèi)計(jì)量點(diǎn)的信息進(jìn)行增、刪、改和查詢，建筑物信息包括建筑類型、建設(shè)年代、建筑面積、建筑物人員數(shù)量等。系統(tǒng)還對無法自動采集的計(jì)量信息提供手動錄入功能，便于使用者掌握建筑物總體能耗情況。

　　5.3 數(shù)據(jù)上傳

　　安科瑞能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)按照用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范定義的系統(tǒng)平臺接口協(xié)議規(guī)范的要求，將用能企業(yè)的基礎(chǔ)信息、計(jì)量器具信息、用能數(shù)據(jù)及能效數(shù)據(jù)上傳至省級或國家平臺，上傳數(shù)據(jù)經(jīng)過HTTPS協(xié)議加密傳輸。如果數(shù)據(jù)傳輸失敗或超時(shí)（網(wǎng)絡(luò)故障），將重發(fā)數(shù)據(jù)，直至接收成功反饋消息。

　　5.4 能源計(jì)量表具選型

6 展望

　　響應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，能耗監(jiān)測平臺系列工作終將成為服務(wù)于城市精細(xì)化管理的重要手段，我們需要進(jìn)一步拓寬視野，實(shí)時(shí)監(jiān)測合適的數(shù)據(jù)；提高定位，分析利用數(shù)據(jù)；加速經(jīng)驗(yàn)積累，提高數(shù)據(jù)價(jià)值，從而使能耗監(jiān)測平臺工作服務(wù)于城市建設(shè)和運(yùn)行管理，助力“人民城市人民建，人民城市為人民”的實(shí)踐。