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建筑能源管理系统-BEMS市场分析

发布时间:2019-09-19   浏览次数:

  建筑能源管理系统就是将建筑物或者建筑群内的变配电、照明、电梯、空调、供热、给排水等能源使用状况,实行集中监视、管理和分散控制的管理与控制系统,是实现建筑能耗在线监测和动态分析功能的硬件系统和软件系统的统称。它由各计量装置、数据采集器和能耗数据管理软件系统组成。基本上,通过实时的在线监控和分析管理实现以下效果:1)对设备能耗情况进行监视,提高整体管理水平;2)找出低效率运转的设备;3)找出能源消耗异常;4)降低峰值用电水平。BEMS的最终目的是降低能源消耗,节省费用。

  数据的采集和存储是整个系统的基础,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。数据可通过建筑设备管理系统(BAS系统)采集。

  数据内容主要包括: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。

  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。

  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。

  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。

  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。

  很多BEMS还可以针对用户的需求,结合当前建筑物能耗情况给出最优的节能方案,BEMS厂商通过与业内专家合作的模式,将BEMS系统采集和分析出的信息交由专家,并由专家给出最佳的节能方案,真正实现了最大化满足用户需求并为客户提供优质服务的过程。

  目前,智能建筑能源管理系统主要是由建筑设备管理系统(BAS系统)来实现的。BAS系统可以根据预先编排的时间程序对电力、照明、空调等设备进行最优化的管理,从而达到节能的目的。根据国外工程经验,建筑设备管理系统(BAS系统)可为新的办公大楼节能20%左右。然而据统计,国内智能建筑中真正达到节能目标的还不到10%,80%以上的智能建筑内BAS系统仅仅作为设备状态监视和自动控制使用,造成投资的极大浪费。

  我国迄今为止尚没有建立一套行之有效的建筑节能的测试方法,而BAS系统属于工程性产品并非成套设备,需要BAS系统工程师在现场做二次编程才能实现控制功能,系统性能受现场工程师人为因素的影响很大,在加上很多智能建筑建设方和管理方、使用方分离,造成很少有用户真正关心到底节了多少能,用户在建筑节能方面的投入产出比是多少。事实上,由于缺乏建筑物地能源使用模型和完善的计量手段,即使有用户提出上述问题,也无法得到准确的数据。因此,需要在智能建筑中设置能源管理系统,对建筑物地设备能效进行监测、分析和管理,并建立建筑物的能耗模型,才能真正实现节能的目的。

  绿色建筑方案是指根据国务院办公厅《关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》(国办发〔2013〕1号)要求,结合实际,提出以下工作方案。绿色建筑的基本要求的内容是把握全市新型城镇化和城市建设管理转型升级的历史机遇,以绿色生态城区、绿色低碳重点小城镇为抓手,以绿色施工、绿色建筑、建筑工业化为重点,切实转变城乡建设模式和建筑业发展方式,促进经济社会全面、协调、可持续发展。

  随着我国经济的发展,国家机关办公建筑和大型公共建筑高耗能的问题日益突出。目前,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,其中单位面积耗电量更是普通民宅的10到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。在我国现有的约430亿m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。

  浙大中控推出了APCEMS-300能源管理系统,该系统能提供强大的用能诊断和能源审计功能,用于定位用户能源系统中的高能耗症结,并为其提供有效的改进建议。

  研华推出了BEMS楼宇能源管理系统,对建筑的水、电、气消耗情况进行数据搜集,计算出优化用电建议,并配合Web-enabledDDC控制器,进行时序控制,执行优化动作,体现出高度的智能性和自动化水平。

  泰豪作为国内唯一融合电气节能设备和智能建筑系统集成技术的上市公司,在智能化领域是最早提出强弱电一体化集成优化设计的公司。泰豪针对当前新建建筑和既有建筑节能的需求,自主研发了“泰豪BEMS建筑电气节能整体解决方案”,以整体设计为核心,集成了楼宇自控系统(BA)、中央空调变频节能控制系统、Full-2ways照明节能控制系统等单项节能技术,可为国家办公机关及大型公共建筑等提供节能整体解决方案。

  江森自控推出了Metasys5.0升级版本通过能源管理软件提高了可持续性。任何楼宇管理人员或服务专家都能够轻松配置、监控和诊断Metasys站点信息。定制摘要通过表格式的简单电子数据表显示常用的楼宇信息,包括系统点位和设备。

  西门子推出了SIAMTICWinCCV7.0亚洲版/B.Data综合能源管理系统为中国用户提供了节能减排和降本增效的解决方案。TIP全集成能源自动化的一体化产品,通过这一强有力的工具,对从SCADA层中得到的数据,采用成熟高效的综合能源分析方式,覆盖能源采购,能源调度,确保能源的高效使用和成本控制。

  施耐德电气在推出了EcoStruxure能效管理平台,能够把这些不同领域中的不同技术进行有效的集成,在整个能源管理方面会比较有效。EcoStruxure的精彩之处就是可以用同一种界面、同一种用户的习惯来展示各种各样的应用。

  建筑能源管理要以建设绿色住宅区、绿色办公大楼和绿色工厂为目标,将一系列新技术、新工艺应用到光伏发电、绿色照明、空调自控、制冷供热、防火和安全系统等领域,给用户提供可自由选择的综合解决方案,不断深入细化,最终完成建筑整体的节能改造。建筑节能是一种系统复杂的工程,随着物联网、云计算、大数据等技术的发展,建筑能源管理也不能停滞不前,应通过物联网、云智能把建筑系统有序、高效地集成起来,让各部分系统发挥最大作用,从而最终实现最好的节能效果。

  从统计数据来看,建筑物内的能耗的机电设备是空调系统。其占整个大楼的耗能在50%以上,而装有楼宇自动化系统(BAS)以后,可节省能耗约25%,节省人力约50%。当前随着建筑物规模增大、标准提高,建筑物内机电设备的数量也急剧增加,这些设备分散在建筑物内的各个楼层和角落,若采用分散管理,就地监测和操作将占用大量人力资源,有时几乎难以实现。如采用楼宇自动化系统,利用现代的计算机技术、控制技术和网络技术,便可实现对所有机电设备的集中管理和自动监测,确保楼内所有机电设备的安全运行,提高大楼内人员的舒适感和工作效率,长期保持设备的低成本运行。一旦设备出现故障,系统能够及时知道何时何地出现何种故障,使事故消除在萌芽状态。

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  2019年第二十届中国国际建筑智能化峰会将于2019年10月30日至12月11日期间,分别在北京、上海、广州、深圳、杭州、武汉、成都、西安八大城市举行。本届峰会将聚焦“AIoT赋能建筑、人与空间”,届时将携手全球顶级智能化品牌,共同分享人工智能技术在城市、建筑与家庭中的最新应用,全面解读人工智能、物联网与智能化产业链的最新发展趋势。

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