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物联网技术下的公共建筑监控系统优化

2019/07/20 阅读:

摘要:公共建筑的能耗问题是困扰城市低碳节能建设的重要方面和环节,引起包括政府相关机构和建设和使用单位的高度关注,为此一些必要的节能技术被充分应用于能耗管理,并取得一定的效果。而在智能化的管理中,能耗监控系统发挥着非常重要作用,该系统的技术发挥程度和应用水平,直接决定了能耗控制的质量,对该系统的优化有着非常现实的意义。本文对物联网技术在公共建筑能耗监控系统中的优化作用进行了深入探讨,有一定的现实意义。

关键词:物联网技术;公共建筑;能耗监控系统;优化

物联网技术是信息技术的重要方面内容,在现代生产生活的很多领域都有较为广泛的应用,是当前智慧城市建设等方面不可或缺的基本技术保障方式。在建筑能耗控制方面,物联网技术可以实现多角度和细粒度的系统监控,形成节能处理的监测信息,为采取必要的节能措施提供支持。从目前我国建筑节能技术发展来看,还有很多需要进一步改进的方面,只有不断进行技术的优化升级,才能形成更加先进和完善的节能保障体系,为城市的健康发展贡献力量。

一、公共建筑能耗管理概述

城市建设中,对于节能减排是一项非常重要的方面,尤其对于建筑能耗,一直都是进行城市建设所要考虑的关键因素。从我国目前的发展水平来看,单位面积的建筑能耗可以达到发达国家的3~4倍,我国大多数城市中,90%以上的公共建筑存在能耗过高的问题。这些问题的存在不但造成了城市环境的恶化,同时对于经济的发展也是不利的因素。从建筑耗能情况来看,年均每平方米耗能高达80~400kwh,照明、空调、通风、采暖是所有能耗中最主要的部分,而缺乏相应的能耗监控和管理是造成能耗严重的根本原因。加强相关方面的投入已经成为城市建设的重要共识,在新建筑进行建设时,会将相应的节能设施进行相应的处理,达到预期的节能目标。对城市公共建筑的能耗数据进行采集,这是节能减排工作的第一步,其采集可以通过人工和自动两种方式进行。自动采集数据涵盖了建筑分项和分类的能耗数据,可以通过物联网等技术实时进行监控采集,再自动将这些数据传输到相应的数据处理系统,进行深入分析,确定具体能耗情况,并为下一步的整改奠定数据基础。此时物联网的功能就是收集相应的能耗信息,并直接传递给通信系统,其作用发挥的程度决定了监测质量和精度。

二、基于物联网技术的公共建筑能耗监控系统优化

建筑能耗监测系统建设的目标就是要完成对建筑能耗全参数以及全过程的控制,其整合了能耗监测、温度控制以及节能管理等基本功能。满足国家在公共建筑节能管理指标以及技术要求,通过采用各种技术形式实现节能目标。建筑能耗的动态监测以及数据分析的基础上,才可以完成相关的能耗管理,最终实现减排效果。其中,物联网技术是必不可少的技术形式,对于能耗信息的收集有非常重要的影响和作用。

(一)物联网技术在建筑能耗监控中的应用具体分析物联网技术在建筑能耗监控中的应用情况,可大致用于两个方面:一是环境监测,二是节能管理。1.环境监测物联网技术可以对建筑物内的光照、温湿度、噪声等项目进行实时监测,以确定能耗发生的具体部位及其造成的环境影响,监测功能通过传感器进行相关信息的获取,并将所得的信息传输到相应的监控系统平台上,由管理人员或自动控制软件进行相应的设备运行状态调整,以确保能耗保持在适宜的范围内。这种基于环境监测的物联网技术与空调等耗电量大的系统进行联动,也能实现环境质量在各个时段的有效改善。2.节能管理物联网技术用于节能管理,主要是将其与能耗监测仪表进行连接,对建筑内的电、水、气、供暖等方面的能耗情况分别进行采集、整理和分析,利用数据的深入挖掘形成能耗模型,进而给建筑内部的能耗过大以及节能方法提供技术保障。

(二)基于物联网技术的公共建筑能耗监控系统优化就目前我国公共建筑能耗监控系统建设情况而言,物联网技术已经成为不可或缺的技术保障方式。其中,以WSN技术的采用最为广泛,该技术的构成包三个部分:路由器、末端设备、网关,路由器的主要功能就是进行组网与通信功能,末端设备主要完成信息的采集以及对末端设备的自动控制和管理,而网关主要用于与控制中心和外网的通信连接功能。WSN在实际应用中有非常好的表现,可以实现自组网和自恢复等功能,同时还具备带宽、功耗、成本都很低的使用特点,适用于远程监控以及自动控制等用途。1.WSN在建筑能耗监测中的适用性从建筑能耗监测系统的整个组网结构图可以看出,系统数据的终端采集设备基于WSN完成组网,该网络包括许多终端传感采集器和一个节点采集器。将WSN终端采集设备定义为一个信息采集点,而汇聚采集器则为汇聚节点。采集节点会按照汇聚节点传来的各种控制命令对工作模式进行设置,该节点为整个网络的核心,并发挥协调器以及网关的实际作用。汇聚点的功能实现是将区域网络数据进行有效收集,并利用网络输送给数据中心。整个能耗监控系统的基本结构是以WSN技术的信息采集为基础,通过WSN节点与各种能耗设备进行连接,基于无线网络的自组网形式自动完成对建筑内的各种耗能设备运行等所形成的实时基础数据,用户可以随时对这些耗能设备的耗能情况进行监测,对能耗的具体情况有充分的了解,并为有效改善能耗情况,优化建筑内的节能措施奠定基础。WSN技术用于公共建筑的能耗监测,所建构的监控系统是基于WSN技术与实际节能控制相结合的应用领域,在功能结构中将物联网技术与计算机处理技术进行充分整合,形成更加智能化的功能性信息获取和处理体系。该体系的建设可以有效解决各种公共建筑内的能耗问题的监测需要,组网建设非常方便,对于建筑内的空间资源不会有太多占用,也不需要进行复杂的布线等施工环节,简易可行,因此得到广泛的认可和采用。采用自组网方式建设是常见选择,该网络以高容量的应用而受到推崇,比较适合在公共建筑中的能耗监测应用,是目前来看非常适合的公共建筑能耗监测系统技术。该技术形式不但组网可靠稳定,还可以进行低速率传输,且保持低功耗和高容量,在建设成本方面也非常低廉,适合那些包含终端设备数量巨大的网络建设需求。2.对公共建筑能耗监控系统的技术优化在进行建设过程中,若公共建筑内已安装电表和水表等耗能信息采集设备,且这些设备自带485口,就可将其连接信息采集器,对数据进行读取。要是这些仪表设备没有配备485口,要对其进行改造或者直接调换相应的设备。对能耗数据进行采集其频率可按照需要进行具体设计,通常情况下可控制在15分钟/次与1小时/次的监测周期范围内。其建设的基本原则是成本确定且不改动配电线路的基本条件下获取实际能耗数据信息,对已经建成的配电线路上不进行拆换和干扰的方式进行系统的安装。公共建筑内的能耗需求主要包括照明、电梯动力、消防、空调、通风、配电等方面,这些能耗信息进行有效获取和输送是完成建筑内各种节能控制的前提条件。在公共建筑中,尤其是那些已经建成的建筑物,最大的难题是在综合布线方面的挑战,其完成的工程量较大且在建设成本方面比较高昂,同时还会对大楼的总体环境表现出一定的破坏性作用。对建筑大楼能耗监控信息最优化的方式就是采用无线传输方式,而过去的WLAN、GSM、SCADA等无线信息系统的缺点比较明显,包括功耗和运行成本高以及组网不方便等。针对这些问题,采用物联网技术可以形成最佳的解决措施。基于物联网技术开发的能耗监控系统其功能特点以无线传感技术的相关信息采集以及传输为主要基础技术,其网络节点能够完成温度等信息参数的采集,也可以与各种能耗设备进行网络接入,基于自组网方式对相关数据进行自动采集,管理者可以对各种能耗设备进行随时监测,通过相应的数据处理平台进行能耗诊断、评估和改造。从目前的建设情况看,该系统已充分用于国内许多公共建筑项目的能耗计量管理。尤其是酒店等建筑的专业性配电体系,能耗设备分散,采用基于物联网技术的无线传感系统有更大的应用优势。在实际应用中管理者通过计算机平台就可以进行更加智能化的管理。包括门禁、照明、空调、报警等能耗系统等可以混合进行组网,可以共用总线。这种建设方案可节约75%施工成本。设备可利用现场总线途径,完成硬件的联动功能,其运行的稳定性更高。因为系统平台将多个能耗管理系统进行了集成处理,通过软件平台的管理,其操作和运用更加方便灵活。

三、结束语

综上所述,就当前我国公共建筑的节能设计而言,有着非常广阔的发展空间,各种先进的节能和监测技术被用于城市公共建筑能耗管理,对于提升相关管理的质量和效率有充分保证。物联网技术在建筑能耗监控系统中的成分运用,有效提升了整个监控系统的运行效率,是非常必要的优化和完善。而物联网技术自身的不断升级也使得建筑节能方面的工作有了更多的武器和工具。加大相关方面的研究,这是必须认真做好的基础性工作,是拓展物联网技术应用深度非常重要的一种尝试。

【参考文献】

[1]魏冬初.火电厂土建施工问题浅析[J].中国高新技术企业,2010(13):118-119.

[2]刘绍君.浅析建筑节能技术以及在我国的发展现状和前景分析[J].山西建筑,2010(16):226-227.

[3]龙唯定.我国大型公共建筑能源管理的现状和发展前景[J].暖通空调,2007(4):19-23.

作者:罗黎 单位:广西电力职业技术学院

物联网技术下的公共建筑监控系统优化

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