物聯網技術在智能建筑能源管理中有效運用

物聯網技術在智能建筑能源管理中有效運用【摘要】物聯網技術是時代發(fā)展前進的重要推動技術。在智能建筑高速發(fā)展的今天，研究智能建筑能源管理中物聯網技術的有效運用，對于推動智能建筑節(jié)能發(fā)展有重要的意義。本文首先論述建筑的節(jié)能與能源管理、物聯網技術，然后分析物聯網技術與能源管理系統(tǒng)的融合，最后以結合了物聯網技術的某園區(qū)智能建筑能源管理系統(tǒng)的實際應用,分析了物聯網技術在智能建筑能源管理中的有效運用，希望相關研究能促進人們對于物聯網技術的認識，重視建筑節(jié)能?！娟P鍵詞】物聯網；智能建筑；能源管理；運用 隨著國民經濟的增長，國民生活的水平不斷在提高，人們對自己生活環(huán)境的要求越來越高。當前信息化技術不斷取得突破，各種智能設備層出不窮，人們對建筑的智能化的重視也越來越高。為了適應時代潮流，滿足社會發(fā)展需要，不僅在我國的新建建筑中，智能系統(tǒng)工程應用廣泛，在已建成的建筑中，通過技術改造，也加大了智能系統(tǒng)工程的應用。智能系統(tǒng)在建筑中的廣泛應用，也使得建筑有了一種新的名稱智能建筑。智能建筑是滿足“智慧城市”建設需求而興起的一類建筑，在這一大背景下，智能建筑也應更加廣泛的朝著符合“智慧城市”建設理念的方向發(fā)展。節(jié)能環(huán)保作為當前時代發(fā)展的主流，在智能建筑中重視對各種能源資源的有效管理，提升能源管理水平，促進能源發(fā)揮最佳的作用是人們關注的重點。在智能建筑的能源管理中，需要將各種孤立的能源信息進行有效的整合，對能耗進行有效的分項計算，在對建筑進行能耗診斷和節(jié)能評估時提供基礎，并利用物聯網技術將智能建筑的能源管理系統(tǒng)接入城市級能源管理平臺，是當前智能建筑發(fā)展的潮流。因此，研究物聯網技術在智能建筑的能源管理中的有效運用，具有重要的現實意義。1 建筑節(jié)能與能源管理1.1 建筑節(jié)能的重要性建筑節(jié)能的重要性可以從如下三個方面討論：1.1.1 建筑節(jié)能是發(fā)展國民經濟的需要 當前，研究世界形式發(fā)展，發(fā)現世界格局的改變以及世界危機的出現均與能源有關，我國經濟的發(fā)展也離不開能源的發(fā)展。能源短缺一直是制約我國經濟發(fā)展的重要因素，我國經濟要想發(fā)展，必須要做好節(jié)能工作。近年來，隨著經濟水平的提升，人們對舒適生活的追求，在建筑中各種高耗能設備得到廣泛應用，而且這一應用速度還在急速增長，建筑用能急劇增長，勢必會制約國家經濟的發(fā)展。因此，為了保證國民經濟的持續(xù)高效快速發(fā)展，需要做好建筑節(jié)能工作。1.1.2 建筑節(jié)能是改善廣大人民的建筑熱環(huán)境的需要 我國地域條件，決定了我國氣候冬冷夏熱的特點。冬天人們需要采暖，夏天需要開空調降溫，而采暖制冷都需要能源，又由于我國人口數量多、能源利用率水平不高等多因素共同影響，導致我國對能源的需求非常大。隨著現代化建設的推進，人們生活水平在不斷改善，人們對舒適的建筑熱環(huán)境的需要也越來越強烈。因此，從總體上分析，只有在節(jié)約能源的基礎上，對能源進行開發(fā)，不斷改善居民的建筑熱環(huán)境。1.1.3 建筑節(jié)能是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署 當前，我國在貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，重點強調了能源領域的節(jié)約及建筑中的節(jié)能。目前我國人均資源應用量極度匱乏，建筑用能巨大，大氣污染嚴重，居民對改善居住環(huán)境溫度的要求又特別迫切，在建筑設計中做好建筑節(jié)能，保證人們的需求，同時，還是貫徹國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大部署。1.2 建筑的能源管理 目前，隨著我國各城市不斷推進”智慧城市“建設，對于建筑能源的管理已經從原來的單個建筑的管理發(fā)展到面向整個城市建筑的能源綜合性管理。目前，不管是城市的有關管理部門還是能量使用單位，都需要建立有效的建筑能源管理體系，在對建筑能源消耗監(jiān)測的基礎上進行能源的審計，最終實現建筑的節(jié)能。2 物聯網技術 物聯網，簡單的理解就是物與物之間相連的網絡。物聯網是信息技術和工業(yè)化時代發(fā)展的產物。物聯網技術主要由傳感技術、控制技術和信息通信技術融合而成，能夠借助互聯網將生活中的一切物品的識別、定位、遠程控制和管理等通過專用的傳感器設備進行互聯互通。物聯網技術是對互聯網的一種拓展和延伸，是一種在21世紀全面互聯互通的智能化網絡。在如今，由于不斷有各種不同領域的物聯網解決方案的形成，促進了物聯網技術的發(fā)展。在智能建筑的能源管理中，應用物聯網技術之后，進一步提升了建筑的能源管理能力，節(jié)約了更多的能源資源。3 智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯網的融合 智能建筑作為信息技術在建筑領域廣泛應用而產生的一種新型產物，主要是以建筑物為平臺，依靠相關的建筑設備和對象，借助智能化的技術，為人們提供一種全方位的舒適的建筑環(huán)境，體現了建筑的安全性、高效性、節(jié)能性和環(huán)保性。時代的發(fā)展，對于建筑智能化集成管理就必須對建筑的能源進行管理，將各種系統(tǒng)進行綜合、協(xié)調和控制，實現對建筑的統(tǒng)一管理，提升建筑內整體的能耗水平的下降。 在智能建筑中，能源管理系統(tǒng)的結構主要為三層結構，分別為現場層、網絡層和管理層。在現場層中，主要包含的是現場采用的各種設備，如傳感器、智能儀表等。在現場層中，通信一般采用的是現場總線標準。網絡層則是現場層與管理層之間進行有效通信的橋梁，實現設備的采集指令的發(fā)送和采集信息的傳送功能。管理層則主要是實現對現場設備統(tǒng)一的監(jiān)視、控制和管理，并將現場采集到的各種信息數據進行保存，此外，還具備報警功能。智能建筑能源管理系統(tǒng)的三層結構，對于實現智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯網的融合奠定基礎?，F場層能夠采用物聯網技術所需的各種智能化設備。網絡層能夠實現不同方式的通信，滿足物聯網的遠程監(jiān)控和管理需求。管理層能夠有效采用物聯網技術中的云計算技術進行數據的處理。 在物聯網技術與智能建筑能源管理系統(tǒng)進行良好融合的過程中，一方面需要對當前智能建筑能源管理系統(tǒng)進行分析然后采取措施進行完善，另一方面需要將完善后的智能建筑能源管理系統(tǒng)接入到物聯網平臺，這樣才能有效發(fā)揮出物聯網技術的優(yōu)勢，實現智能建筑能源管理系統(tǒng)與物聯網技術的融合。 4 物聯網技術在智能建筑能源管理系統(tǒng)中的有效運用實例 物聯網技術作為當前最新型的技術，在智能建筑的能源管理系統(tǒng)中，目前已經得到了較為廣泛的應用。從前文論述可知，物聯網技術能夠與能源管理系統(tǒng)的三層結構進行有效的融合，在實踐過程中，也驗證了上述說法。本文以某小區(qū)的能源管理系統(tǒng)為例，分析物聯網技術在智能建筑能源管理系統(tǒng)中的有效運用。 4.1 能源管理應用方案架構 對于X市某區(qū)的一個科技園區(qū)的能源管理應用方案進行分析。其能源管理系統(tǒng)的架構圖如圖一所示。圖一 能源管理應用方案架構圖4.2 能源管理系統(tǒng)功能 在此能源管理系統(tǒng)中，能夠按照三層架構模式進行設計，實現了如下幾個方面的工作。（1）能夠對建筑物內的各分項能耗進行計量，例如對水、電、煤氣、溫度、濕度、冷熱流量等信息的采集。（2）對建筑能耗進行公示。在數據采集之后，一方面將數據傳入能源管理系統(tǒng)供有關人員分析并提出合理的節(jié)能措施，另一方面，能夠將相關信息借助顯示屏顯示，方便喚起公眾對建筑能耗的關注。（3）對建筑的環(huán)境以及重點的設備進行監(jiān)控。引入相關的傳感器設備，實現對建筑內的給排水、空調、照明、電梯等系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控，方便遠程進行節(jié)能診斷。（4）便于進行能耗審計。（5）對節(jié)能效果進行評估分析并遠程控制有關設備的運行狀況。4.3 應用效果4.3.1 園區(qū)能耗監(jiān)控 由于能源管理系統(tǒng)充分運用了物聯網技術，采用了先進的傳感器技術和通信技術，能夠在園區(qū)中央的大屏幕上以圖形方式顯示園區(qū)各建筑的實時能耗，而且還能對非正常狀態(tài)的能耗情況進行定位與提示。應用效果如圖二所示。圖二 園區(qū)能耗實時監(jiān)控圖4.3.2 園區(qū)能源實時調度管理 在有關監(jiān)測數據傳輸到中央控制室的能源智能管理系統(tǒng)中，會及時對相關能源消耗數據進行檢測與分析，一旦發(fā)現有異常能耗數據出現時，能夠利用管理系統(tǒng)和有效的遠程通信技術進行能源調度的控制。圖三所示即為本系統(tǒng)在實際應用中的能源調度管理操作界面圖。圖三 園區(qū)能源調度管理界而圖4.3.3園區(qū)能耗統(tǒng)計與查詢 在能源管理系統(tǒng)中，還應具有的一個重要功能就是對能源消耗情況的查詢以及統(tǒng)計。在本套融合了物聯網技術的園區(qū)能耗管理系統(tǒng)中，能夠自定義時段和位置對能耗進行統(tǒng)計、查詢和對比。圖四所示即為查詢界面。圖四 園區(qū)能耗查詢與統(tǒng)計界面5 總結 在智能化建筑的發(fā)展中，引入新型的物聯網技術，促進對建筑的能源管理，具有重要的現實意義。在建筑的節(jié)能減排中，利用物聯網的分層技術對建筑能耗情況進行綜合感知和檢測，能夠得到科學可信的數據，而且借助先進的遠程控制技術，能夠有效實現對智能建筑能耗的智能控制。參考文獻：1潘嘉欣.基于物聯網的智能建筑新能源應用管理系統(tǒng)的研究D.長安大學,2013.2任虔英.物聯網技術在建