物联网技术在智能建筑能源管理中的有效运用

2015-07-18赵子云深圳第二高级技工学校广东深圳518000

中国新技术新产品 2015年12期

赵子云（深圳第二高级技工学校，广东　深圳　518000）

赵子云
（深圳第二高级技工学校，广东深圳518000）

物联网技术是时代发展前进的重要推动技术。在智能建筑高速发展的今天，研究智能建筑能源管理中物联网技术的有效运用，对于推动智能建筑节能发展有重要的意义。本文首先论述了建筑的节能与能源管理、物联网技术，然后分析物联网技术与能源管理系统的融合，最后以结合了物联网技术的某园区智能建筑能源管理系统的实际应用，分析了物联网技术在智能建筑能源管理中的有效运用，希望相关研究能促进人们对于物联网技术的认识，重视建筑节能。

物联网；智能建筑；能源管理；运用

1　建筑节能与能源管理

1.1 建筑节能的重要性

建筑节能的重要性可以从如下三个方面讨论：

1.1.1 建筑节能是发展国民经济的需要

当前，研究世界形式发展，发现世界格局的改变以及世界危机的出现均与能源有关，我国经济的发展也离不开能源的发展。能源短缺一直是制约我国经济发展的重要因素，我国经济要想发展，必须要做好节能工作。近年来，随着经济水平的提升，人们对舒适生活的追求，在建筑中各种高耗能设备得到广泛应用，而且这一应用速度还在急速增长，建筑用能急剧增长，势必会制约国家经济的发展。因此，为了保证国民经济的持续高效快速发展，需要做好建筑节能工作。

1.1.2 建筑节能是改善广大人民的建筑热环境的需要

我国地域条件，决定了我国气候冬冷夏热的特点。冬天人们需要采暖，夏天需要开空调降温，而采暖制冷都需要能源，又由于我国人口数量多、能源利用率水平不高等多因素共同影响，导致我国对能源的需求非常大。随着现代化建设的推进，人们生活水平在不断改善，人们对舒适的建筑热环境的需要也越来越强烈。因此，从总体上分析，只有在节约能源的基础上，对能源进行开发，不断改善居民的建筑热环境。

图1　能源管理应用方案架构图

1.1.3 建筑节能是贯彻国家可持续发展战略的重大部署

当前，我国在贯彻国家可持续发展战略中，重点强调了能源领域的节约及建筑中的节能。目前我国人均资源应用量极度匮乏，建筑用能巨大，大气污染严重，居民对改善居住环境温度的要求又特别迫切，在建筑设计中做好建筑节能，保证人们的需求，同时，还是贯彻国家可持续发展战略的重大部署。

1.2 建筑的能源管理

目前，随着我国各城市不断推进“智慧城市”建设，对于建筑能源的管理已经从原来的单个建筑的管理发展到面向整个城市建筑的能源综合性管理。目前，不管是城市的有关管理部门还是能量使用单位，都需要建立有效的建筑能源管理体系，在对建筑能源消耗监测的基础上进行能源的审计，最终实现建筑的节能。

2　物联网技术

物联网，简单的理解就是物与物之间相连的网络。物联网是信息技术和工业化时代发展的产物。物联网技术主要由传感技术、控制技术和信息通信技术融合而成，能够借助互联网将生活中的一切物品的识别、定位、远程控制和管理等通过专用的传感器设备进行互联互通。物联网技术是对互联网的一种拓展和延伸，是一种在21世纪全面互联互通的智能化网络。在如今，由于不断有各种不同领域的物联网解决方案的形成，促进了物联网技术的发展。在智能建筑的能源管理中，应用物联网技术之后，进一步提升了建筑的能源管理能力，节约了更多的能源资源。

3　智能建筑能源管理系统与物联网的融合

智能建筑作为信息技术在建筑领域广泛应用而产生的一种新型产物，主要是以建筑物为平台，依靠相关的建筑设备和对象，借助智能化的技术，为人们提供一种全方位的舒适的建筑环境，体现了建筑的安全性、高效性、节能性和环保性。时代的发展，对于建筑智能化集成管理就必须对建筑的能源进行管理，将各种系统进行综合、协调和控制，实现对建筑的统一管理，提升建筑内整体的能耗水平的下降。

在智能建筑中，能源管理系统的结构主要为三层结构，分别为现场层、网络层和管理层。在现场层中，主要包含的是现场采用的各种设备，如传感器、智能仪表等。在现场层中，通信一般采用的是现场总线标准。网络层则是现场层与管理层之间进行有效通信的桥梁，实现设备的采集指令的发送和采集信息的传送功能。管理层则主要是实现对现场设备统一的监视、控制和管理，并将现场采集到的各种信息数据进行保存，此外，还具备报警功能。智能建筑能源管理系统的三层结构，对于实现智能建筑能源管理系统与物联网的融合奠定基础。现场层能够采用物联网技术所需的各种智能化设备。网络层能够实现不同方式的通信，满足物联网的远程监控和管理需求。管理层能够有效采用物联网技术中的云计算技术进行数据的处理。

在物联网技术与智能建筑能源管理系统进行良好融合的过程中，一方面需要对当前智能建筑能源管理系统进行分析然后采取措施进行完善，另一方面需要将完善后的智能建筑能源管理系统接入到物联网平台，这样才能有效发挥出物联网技术的优势，实现智能建筑能源管理系统与物联网技术的融合。

4　物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用实例

物联网技术作为当前最新型的技术，在智能建筑的能源管理系统中，目前已经得到了较为广泛的应用。从前文论述可知，物联网技术能够与能源管理系统的三层结构进行有效的融合，在实践过程中，也验证了上述说法。本文以某小区的能源管理系统为例，分析物联网技术在智能建筑能源管理系统中的有效运用。

4.1 能源管理应用方案架构

某科技园区的能源管理应用方案进行分析。其能源管理系统的架构图如图1所示。

4.2 能源管理系统功能

在此能源管理系统中，能够按照三层架构模式进行设计，实现了如下几个方面的工作。（1）能够对建筑物内的各分项能耗进行计量，例如对水、电、煤气、温度、湿度、冷热流量等信息的采集。（2）对建筑能耗进行公示。在数据采集之后，一方面将数据传入能源管理系统供有关人员分析并提出合理的节能措施，另一方面，能够将相关信息借助显示屏显示，方便唤起公众对建筑能耗的关注。（3）对建筑的环境以及重点的设备进行监控。引入相关的传感器设备，实现对建筑内的给排水、空调、照明、电梯等系统的运行进行监控，方便远程进行节能诊断。（4）便于进行能耗审计。（5）对节能效果进行评估分析并远程控制有关设备的运行状况。

4.3 应用效果

4.3.1 园区能耗监控

由于能源管理系统充分运用了物联网技术，采用了先进的传感器技术和通信技术，能够在园区中央的大屏幕上以图形方式显示园区各建筑的实时能耗，而且还能对非正常状态的能耗情况进行定位与提示。

4.3.2 园区能源实时调度管理

在有关监测数据传输到中央控制室的能源智能管理系统中，会及时对相关能源消耗数据进行检测与分析，一旦发现有异常能耗数据出现时，能够利用管理系统和有效的远程通信技术进行能源调度的控制。图2所示即为本系统在实际应用中的能源调度管理操作界面图。

4.3.3 园区能耗统计与查询

在能源管理系统中，还应具有的一个重要功能就是对能源消耗情况的查询以及统计。在本套融合了物联网技术的园区能耗管理系统中，能够自定义时段和位置对能耗进行统计、查询和对比。