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零碳智慧校园数字化节能监管管控平台建设方案(一二章)

原创 远行 2023-06-15
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一、  基本情况

1.1    概述

xx学校是一所全日制公办普通高等学校。学院位于古城西安,有长安、白鹿原两个校区,白鹿原校区位于灞河之滨的白鹿塬上,长安校区位于潏河之滨的少陵塬畔,历史积淀丰厚,环境优美、风光秀丽。两个校区占地面积977.05亩,建筑面积34.2万平方米。

目前学院后勤处正式工作人员13名,临时聘用人员100余名,负责全学院的后勤保障工作。学院后勤整体管理水平、制度较为全面,整个后勤保障系统实行层层负责制与服务社会化相结合的管理形式,即:一般工作人员向科室负责,各科室向处长负责,实行社会效益至上,自主经营,目标管理相对独立。日常工作的制度化、程序化管理是后勤处成立以来一直追求的基本管理目标,2005年以来,后勤处共建立和完善了各类岗位职责和各种管理制度及各项工作程序共30多种,并印制成册供日常工作遵循。目前后勤处在管理上基本达到了制度化、程序化管理的目标。但随着学院的高速发展,学院能耗急剧增加,并且各类能源的基本价格也在日益上涨,院领导将会越来越关注能源的成本问题。同时白鹿原校区投入使用时间较长,各种设备趋于老化,设备存在安全隐患,在不可再生能源日益稀缺和成本日益上升的今天,仅靠管理制度的完善很难满足更高层次的要求,这就要求我们应采取必要的技术措施和管理手段,来建立具有“增容不增耗”的节能降耗型“智慧校园”。

本次项目规划重点仅针对于学院白鹿原校区:白鹿原校区建筑面积约154487平方米,供暖面积约127965平方米。用气量一年约80万方,供暖时间约80天,每天约18个小时。校区主要建筑为行政楼(含东区行政楼)、1#-9#学生公寓楼、1#-4#教学楼、综合楼、餐厅等。校区目前有2个水泵房,若干箱变及配电室分布在校区各建筑附近,白鹿原校区的水电暖运行工作由后勤动力部门负责。


1.2    用能现状

随着xx学校的不断扩大,用于能耗的开支费用日益增加,各管理部门均想方设法节约能耗开支,现就校园内各种能耗管理及使用情况进行分析。

1.2.1 用电现状

(1)xx学校教室、实验室长明灯、少人开多灯、自然光照充分的情况下开灯等现象时有存在;办公室长明灯、少人开多灯、自然光照充分的情况下开灯等现象时有存在;

(2)办公室、教室等空调使用率及节能空间有待提升;

(3)学生公寓安装的电表无智能控制功能,学生存在使用大功率电器等现象,既费电又存在安全隐患。

(4)校园内景观灯、路灯等的使用率存在一定提升空间,并且管理方式和开关时间能够进一步优化。

1.2.2 用水现状

基于现状,校内用水管理方式有待持续提升,水资源存在一定浪费现象,加上白鹿原校区以投入多年,水管网趋于老化,供水管道、消防管道和供暖管道错综复杂,管道破裂导致的水资源流失隐患逐年加大。常见水资源浪费现象如下:

(1)卫生间、茶水间长时间流水;

(2)二级用水计量点无水表,无法细致反映全校用能情况;

(3)跑冒滴漏现象较多,地下管网泄露较难发现。

1.2.3 用能安全

    伴随白鹿原校区多年使用,且校区规模及生源数量持续增大,办学规模与校区现有的的用能压力之间的矛盾进一步凸显。诸如配电系统、水管网等配套设施/设备等还停留在初期建设阶段,主要有以下问题:

(1)配电信息无法实时掌握,异常情况反映不及时,无事故预警机制;

(2)缺少完备的电气火灾预防措施;

(3)给水管道趋于老化,跑冒滴漏现象逐步加剧;

(4)电力主干线缆截面明显不能满足现有负荷需求等。

1.2.4 后勤能源管理工作现状

(1)未建立后台系统(水、电、气、暖等),主要能源消耗及使用情况在线数据信息无法实时掌握;

(2)人工统计抄表,工作量大、繁杂且易出错,工作效率和便捷程度低下;

(3)缺少完善的能源管理体系,能源流向不明,水管网、电网损耗无法精确统计,从而不能适时恰当的提出更为科学、合理的提升基础数据依据,严重影响了能耗管理及合理、科学用能的决策依据和方案等的制订;

(4)缺少能源消费分户、分类、分项计量,难以实行能源消费计量制度;

(5)与国家相关的节能条例及政策匹配性较弱,能源利用的效率及性价比较低;

(6)投资运行时间长,设备老化,无信息化预警、报警手段,用水、用电、供热供暖及天然气的使用在不同程度均存在一定安全风险和隐患;

通过以上分析,并结合当前能源使用及设施/设备和配套子系统的现状,急需专业性强,有针对性的建立学院白鹿原校区节能监管平台,以提升整体的能耗使用,最终达到能耗使用期间的及时数据、信息录入、报表自动生成,达到合理节能并对能源科学监管利用的目的。


1.3    前期国家级、省(部)级建设项目或规划建设的现状

近年来,在我国政府大力倡导建设“资源节约型社会”的大背景下,国内各类学校纷纷开始关注和重视学校能源管理问题,在探索降低学校能耗管理的过程中,各类各级学校师生的节能意识有了很大程度的提高,并付诸于实践。但不可否认的是,很多学校能源管理中依然存在一些不尽人意的状况,这些问题严重影响到学校的可持续发展以及资源节约型社会的构建。

(1)能源浪费问题严重

众所周知,我国能源十分紧缺,节约能源应该成为我们每个人的自觉行为。作为能耗大户,我国很多学校能源用量十分庞大,有的学校对锅炉房/换热站、办公室等各个部门的水电消耗 缺乏指标控制,学校“长明灯、长流水”等能源浪费现象突出,还有的办公室、教室等不管有没有人在,空调常开,能源浪费问题严重。

此外,有的学校在建设和引进能源设备时,没有将长远的节能问题考虑进去,导致一些供水、供电、供暖等基础设施陈旧老化,甚至一些线路超负荷运转,能源在传输过程中浪费现象突出。

(2)能源管理制度有待进一步完善和改进

制度是确保运行的关键,然而,很多学校将学校管理的重点放在学生学业管理方面,忽视了节能制度的制定。学校节能制度不健全,缺乏学校节能综合监管制度的约束,导致学校部分部门频繁增加各类电器等能耗设备,学校整体能耗大步增加,但学校能耗管理工作保障体系仍停留在原始配置和设置状态,能源管理难以为继。

同时,在实际的学校管理中,能源管理往往由后勤部门负责,由于没有健全能源管理制度,后勤部门在能源管理中也仅限与抄表、采购、维修等方面,对于学校各个部门的能源供应各管理方面难以插手,能源管理缺乏实效。

目前全国各大高校都已经依托综合能源管理平台来建立自己的能源管理体系,就目前陕西省范围内来说,部属高校基本已经建立起属于自己的节能监管平台,正在逐步完善平台功能和能源监管体系,如西安交通大学,陕西师范大学,西安电子科技大学;其余高校有一部分也建立起来相关的能源监管平台,运行情况各不相同(我公司就曾在2018年上半年为西安理工大学进行了配电自动化系统及监管平台的设计、施工、调试及整体建设施工工作,项目目前处于验收试运行阶段,平台稳定可靠的运行,为学校能耗管理的提升工作创建了非常有利的平台,得到该校领导及上级单位的一致首肯和好评)。xx学校在节能监管平台建设方面从校区建设至今,在节能监管平台方面有很大空间可以作为。


二、  项目建设背景

2.1.   管理背景

2.1.1.     能耗数据自动采集分析


能源管理最基本的需求是,能够随时提供各种维度条件下的实时能源消耗数据和历史能源消耗数据,对能耗信息、环境信息、设备信息及运营信息进行统计、分析,得出与能源消耗及能源效率相关的决策性数据和信息,因此,能耗数据采集是能源管理的最基本也是最重要的需求,能耗数据可以提供关于计量对象设备的效率如何、在待机状态下会消耗多少能量、每种最终用途对能源消费总量的贡献是多少和总体消费模式如何随时间推移变化的信息等,此类知识可以更好为决策者提供信息,以便他们可以规划有充分依据的行动,从而减少能源消费。

2.1.2.    

节能管理策略、项目的有效测量和持续优化

后勤部门通过观察发现了节能机会的时候,相关部门可以通过修改操作规程以及实施节能改造项目的手段进行管理升级。当升级完成后,由于缺乏有效的测量手段,得到的结果是无法精确的量化的,只能在一个范围内有效。更进一步,当管理手段出台后,在一段时间内可能收效显著,但是因为属于人为控制,如果不能持续测量的话,过了一定的时间以后,相关的管理措施可能因为种种原因而中止,而中止之后由于不对教学质量或者环境造成影响,因此对于能源消耗的影响在相当一段时间内无法被发现,等能源消耗再次升高时,再重复以前的工作,这样获得的节能成果通常不具有可持续性,而通过能源管控系统进行规范、有序的能源管理可以产生持续、长久的节能效益

2.1.3.     满足政府节能监管要求,为创建示范单位加分

《陕西省建设节约型机关实施办法》

加强组织领导,明确工作职责。

加强量化管理,完善消耗统计。

实行目标责任制,严格检查考核。

加强能源审计

《西安市节约型公共机构示范单位创建工作方案》

按照节约型机关评价导则、节约型学校评价导则等国家标准,建立健全能源资源管理体系。完善节能节水规章制度,开展能耗、水耗定额管理,强化供暖、空调、照明、办公设备等日常管理。宣传节约理念,提高节约意识。

A. 通过本能耗监管系统平台帮助学校建立完善的能源管理体系;

B. 能耗监管系统对学校所使用的能源种类全面覆盖,实现能耗在线监测;

C. 能耗监管系统采集的能耗数据与学校实际使用的能耗数据一致,并具备相应的能耗分析、预警、定额管理等功能;

D. 能耗监管系统所采用的能源计量器具的配备和管理符合《用能单位能源计量器具配备和管理通则》及《GBT 29149-2012 公共机构能源资源计量器具配备和管理要求》的要求,能源计量器具的设置不破坏原系统的合理性,不影响原系统的可靠性。

节能监管平台为创建节约型公共机构示范单位主要加分项

 

2.2.   参考标准

2.2.1.     国内技术能力

节能减排是我国的基本国策,在2008年之后,我国不断引进国外的先进理念和产品技术,在节能环保方面日益进步;自2009年10月发布《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》后,很多高科技公司、软件公司、集成公司发展迅速,国内知名院校也陆续加入节能系统研发队伍。直至目前国内已有成熟的市场和种类各不相同的产品,国内外市场都制定了相关的规范和要求。

目前国内的技术力量具备在规定条件和时间内完成技术规范要求的能力,也具备长期和稳定工作的能力,更在软件方面具有良好的数据备份和恢复能力。目前各单位厂家平台软件的开发都采用当今国际主流的计算机和通讯网络技术,遵循开放型原则,更提供符合国际标准并满足国家及行业最新规范的软硬件、网络通信、操作系统和数据管理等方面的接口与工具。则使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。

2.2.2.     国内行业标准

(1)拥有完善的行业标准:

《用能单位能源计量器具配备和管理通则》 GB 17167

《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137-2001

《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448-2000

《民用建筑能耗数据采集标准》JGJ/T154-2007

《多功能电能表通信规约》DL/T 645-1997

《多功能电能表》DL/T614-1997

《电能计量装置技术管理规程》DL/T 448-2000

《电测量及电能计量装置设计技术规程》DL/T 5137-2001

《电能计量装置安装接线规则》DL/T 825-2002

《户用计量仪表数据传输技术条件》CJ/T 188-2004

《低压配电设计规范》GB50054-95

《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB 50168-2006

《建筑电气施工质量验收规范》 GB50303-2002

《智能建筑设计标准》GB/T 50314-2006

《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339-2003

《电子远传水表》 CJT 224-2012

《电子直读式水表》 CJT 383-2011

《热水水表规范》 JBT 8802-1998

《热量表》 CJ128-2000

(2)拥有健全的通讯协议

提供种类丰富的通讯协议,IEC102、IEC103、DLT645、MODBUS(主/从)、TCP MODBUS、非标MODBUS、IEC101(主/从)、IEC104(主/从)、新部颁CDT(主/从)、DNP3.0(主/从)、CAN、OPC Server/Client协议等。

 

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