一． 引言
大型公共建築是指單體建築面積1.5萬平方米以上的非政府辦公建築、商業建築、賓館飯店建築、文化場館建築、科研教育建築、醫療衛生建築、體育建築、通信建築、交通建築、影劇院建築、綜合商務建築及其他大型公共建築。
因此，根據建築的使用功能和用能特點，將國家機關辦公建築和大型公共建築分為10類。
政府辦公建築非政府辦公建築；商場建築；賓館飯店建築；文化教育建築；醫療衛生建築；體育建築；交通建築；綜合建築；其它建築。 其它建築指除上述9種建築類型外的國家機關辦公建築和大型公共建築。
一方面，我國大型公共建築能耗巨大，另一方面，我們也缺乏直接數據為決策的指定提供基礎和參考。住房和城鄉建設部建科[2008]114號文（2008-06-24）《關於印發國家機關辦公建築和大型公共建築能耗監測系統建設相關技術導則的通知》實施，對於能耗監測系統作了具體規範。因此，必須建立大型公共建築能耗監測平台，對全國重點城市重點建築能耗進行實時監測，並通過能耗統計、能源審計、能效公示、用能定額和超定額加價等制度，促使國家機關辦公建築和大型公共建築提高節能運行管理水平，為政府政策的制定和決策提供參考。
下面以ACREL的大型公建能耗監測系統為例。
二．系統構成
能耗監測系統是指通過對國家機關辦公建築和大型公共建築安裝分類和分項能耗計量裝置，採用遠程傳輸等手段及時採集能耗數據，實現重點建築能耗的線上監測和動態分析功能的硬體系統和軟體系統的統稱[1]。其中，分類能耗是指根據國家機關辦公建築和大型公共建築消耗的主要能源種類劃分進行採集和整理的能耗數據，如：電、燃氣、水等。分項能耗是指根據各類能源的主要用途劃分進行採集和整理的能耗數據，例如，電量分項能耗應當包括：照明插座用電、空調用電、動力用電、特殊用電。
1 數據採集系統能耗數據採集方式包括人工採集方式和自動採集方式。通過自動採集方式採集的數據包括建築分項能耗數據和分類能耗數據，由自動計量裝置實時採集，通過自動傳輸方式實時傳輸至數據中心。
2 數據傳輸技術建築物能耗監測系統的自動計量裝置所採集的能耗數據，通過RS485接口，並採用TCP/IP通信協定自動並實時上傳給數據中心，以保證數據得到有效的管理和支持高效率的查詢服務，同時數據傳輸採取一定的編碼規則，實現數據組織、存儲及交換的一致性。
3 數據中心數據中心也就是資料庫，接收並存儲其管理區域內監測建築的能耗數據，並對其進行處理、分析、展示和發布。數據中心具備設定數據更新的時間間隔，訪問歷史數據，報警，列印報表，實時與歷史曲線，圖表的繪製，並預留相應擴展功能。
4 系統結構安科瑞Acrel-5000能耗監測系統以計算機、通訊設備、測控單元為基本工具，為大型公共建築的實時數據採集、開關狀態監測及遠程管理與控制提供了基礎平台，它可以和檢測、控制設備構成任意複雜的監控系統。該系統主要採用分層分散式計算機網路結構，如圖1所示：站控管理層、網路通訊層和現場設備層。
圖1 系統結構圖
1）站控管理層
站控管理層針對能耗監測系統的管理人員，是人機互動的直接視窗。
2）網路通訊層
通訊層主要是由通訊管理機、乙太網設備及匯流排網路組成。
3）現場設備層
現場設備層是數據採集終端，主要由智慧型儀表組成，採用具有高可靠性、帶有現場匯流排連線的分散式I/O控制器構成數據採集終端，向數據中心上傳存儲的建築能耗數據。
三．軟體實現與系統功能
上位機軟體為安科瑞Acrel-5000能耗監測系統組態軟體，該軟體是對現場能耗數據進行採集與監測的專用軟體，最大的特點是能以靈活多樣的“組態形式”而不是編程方式來進行系統集成，只要將其預設定的各種軟體模組進行簡單的“組態”，便可以非常容易地實現和完成對現場數據的採集與監測功能。Acrel-5000能耗監測系統具有友好的人機互動界面，可實時和定時採集現場設備各參量及開關量狀態，並將採集到的數據上傳給數據中心存儲。系統還提供了實時曲線和歷史趨勢曲線分析，符合用戶設計需要的報表、事件記錄和故障報警等功能。整個系統可以實現所有迴路能耗的採集和統計，實現了遠程自動抄表、能耗監測功能。
四．套用案例
上海浦東某圖書館是一個高能耗大型公共建築，總建築面積60885平方米,消耗的能源主要為電、水，還有少量的燃氣、柴油等，柴油發電機是作為應急電源之用。該項目能耗監測系統採用三層網路結構，各樓層對用電進行分類、分項計量，各樓層及總供水管道、燃氣、柴油管道都安裝有測量儀表，以實現對能耗的實時採集與監控。所有的智慧型測量儀表均通過現場匯流排進行組網，在監控室對現場各迴路能耗狀況實現集中監控與管理。
該項目中採用研祥工業計算機作為監控主機，並附帶液晶顯示器、印表機等設備，山特UPS電源在整個系統發生供電問題時，可在一定時間內保證站控管理層設備的正常運行。數據採集終端採用高可靠性、帶有現場匯流排連線的智慧型測量儀表。對於圖書館供配電系統，低壓進線迴路和重要迴路安裝ACR系列多功能電力儀表，普通饋線迴路及照明配電箱中安裝ADL系列導軌式電能表。
ACR系列多功能電力儀表主要用於對電網供電質量的綜合監控及電能管理，廣泛套用於低壓聯絡櫃、出線櫃、動力櫃等場合。而ADL系列導軌式安裝電能表除能採集基本電能參量外還具有體積小巧、安裝方便等優點，極大的方便了用電自動化管理。
該能耗監測系統通過現場設備和通信系統提供的傳輸通道，完成對各用電迴路、供水、燃氣及柴油管道的數據採集，信息經分析、處理，以報表、圖形等多種形式供值班員參考，使值班員能夠便捷的掌握系統的運行及能耗狀況，及時發現、糾正能源浪費現象，從而進行節能管理。
圖4為系統給出的圖書館照明、空調及插座等用電量的餅圖，很直觀地顯示出分項用電量的百分比。而圖5是根據系統採集的所有分類能耗數據，由系統繪製出的分類能耗柱形圖，可以形象的看出分類能源的使用情況。
圖5 圖書館分類能耗對比圖
