CN104599198A - 一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统以建筑自动化系统集成技术为基础，对冷热源、空调、照明、给排水、变配电系统进行监控，实现对建筑物全生命周期的监控管理，解决建筑绿色化设计后的使用阶段的节能监控的空白，并且进行能耗计量和能效分析，从能耗量、管理模式、设备效率和设备维保四个方面进行分析，实现相关系统集成和优化运行策略，在实现评价绿色建筑的同时，能有效降低建筑物全生命周期成本。本发明作为一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统可广泛应用于数据分析领域中。

Description

一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统

技术领域

本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统。

背景技术

目前，美国的LEED、英国的BREEAM和澳大利亚的GREENSTAR明确提出了学校版本的绿色建筑评价体系，德国DGNB的教育建筑正在编制过程中，日本CASBEE则是在大多数所有类型共享的相同条款外，针对教育建筑类型提出专门的条款。美国的LEED从可持续场地设计、水资源利用效率、能源与大气环境、材料与资源、室内环境质量、革新设计六个方面对学校建筑给予评分。

BREEAM Education2008是英国BREEAM评估体系中最新的学校版本，与LEED for school相比，BREEAM Education的评价项更多，总共包括管理、健康与舒适、能源、交通、水、材料、土地使用与生态、排放、创新10个项目，并且加了权重体系和单项最低分值控制，计算较为复杂。

澳大利亚的GREEN STAR从管理、室内环境质量、能源、交通、水、材料、土地使用与生态、排放、创新9个方面进行计算，应用于教育设施设计阶段伊始直到实施完工后两年的项目评价。

日本的CASBEE学校建筑在其大多数条目下同其他类型建筑共享相同的评价条款，而在某些条目下则有专门的条款，集中在室内环境和服务质量方面。

中国的校园评价标准则从节地与可持续发展场地、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室外环境与污染物控制、运行管理、教育推广7个方面对学校建筑进行评估。

通过对国内外绿色校园相关评价标准的研究，可以发现国内外的评价标准仅仅强调学校教育建筑达到绿色低碳的要求，即在建筑完工后的后期使用过程，忽略了对建筑节能的控制，但伴随着IT技术的发展，建筑智能化系统愈发强大，仅仅实现建筑的绿色化设计已无法满足当前绿色低碳的建筑新要求，实现对建筑的智能控制和对信息的整合处理愈发重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能全面监控管理，且能降低建筑物全生命周期成本的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法。

本发明的另一个目的是提供一种能全面监控管理，且能降低建筑物全生命周期成本的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，包括以下步骤：

A、读取预先存储的建筑数据；

B、每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

C、对存储在数据库中的数据进行初步处理；

D、每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

E、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤C包括：

C1、根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

C2、根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

C3、分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤D包括：

D1、根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

D2、分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

D3、对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

D4、对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤E包括：

E1、对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

E2、对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

E3、对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

E4、根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

E5、对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

E6、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

E7、对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，包括：

建筑数据读取单元，用于读取预先存储的建筑数据；

传感器数据读取单元，用于每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

初步处理单元，用于对存储在数据库中的数据进行初步处理；

日度处理单元，用于每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

分析单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述初步处理单元包括：

第一初步计算单元，用于根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

第二初步计算单元，用于根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

第三初步计算单元，用于分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述日度处理单元包括：

第一日度计算单元，用于根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

第二日度计算单元，用于分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

第三日度计算单元，用于对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

第四日度计算单元，用于对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述分析单元包括：

第一分析评分单元，用于对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

月度能耗计算单元，用于对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

月度空气质量计算单元，用于对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

第二分析评分单元，用于根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

第三分析评分单元，用于对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

第四分析评分单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

建筑能效分析单元，用于对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。

本发明的有益效果是：

本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法以建筑自动化系统集成技术为基础，对冷热源、空调、照明、给排水、变配电系统进行监控，实现对建筑物全生命周期的监控管理，解决建筑绿色化设计后的使用阶段的节能监控的空白，并且进行能耗计量和能效分析，从能耗量、管理模式、设备效率和设备维保四个方面进行分析，实现相关系统集成和优化运行策略，在实现评价绿色建筑的同时，能有效降低建筑物全生命周期成本。

本发明的另一个有益效果是：

本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统通过建筑数据读取单元、传感器数据读取单元、初步处理单元、日度处理单元和分析单元，以建筑自动化系统集成技术为基础，对冷热源、空调、照明、给排水、变配电系统进行监控，实现对建筑物全生命周期的监控管理，解决建筑绿色化设计后的使用阶段的节能监控的空白，并且进行能耗计量和能效分析，从能耗量、管理模式、设备效率和设备维保四个方面进行分析，实现相关系统集成和优化运行策略，在实现评价绿色建筑的同时，能有效降低建筑物全生命周期成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的步骤流程图；

图2是本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的模块方框图；

图3是本发明实施例硬件实现的原理方框图；

图4是本发明的软件系统架构图。

具体实施方式

参考图1，本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，包括以下步骤：

A、读取预先存储的建筑数据；

B、每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

C、对存储在数据库中的数据进行初步处理；

D、每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

E、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤C包括：

C1、根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

C2、根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

C3、分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤D包括：

D1、根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

D2、分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

D3、对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

D4、对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法的进一步改进，所述步骤E包括：

E1、对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

E2、对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

E3、对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

E4、根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

E5、对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

E6、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

E7、对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。

参考图2，本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，包括：

建筑数据读取单元，用于读取预先存储的建筑数据；

传感器数据读取单元，用于每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

初步处理单元，用于对存储在数据库中的数据进行初步处理；

日度处理单元，用于每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

分析单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述初步处理单元包括：

第一初步计算单元，用于根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

第二初步计算单元，用于根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

第三初步计算单元，用于分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述日度处理单元包括：

第一日度计算单元，用于根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

第二日度计算单元，用于分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

第三日度计算单元，用于对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

第四日度计算单元，用于对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

作为所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统的进一步改进，所述分析单元包括：

第一分析评分单元，用于对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

月度能耗计算单元，用于对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

月度空气质量计算单元，用于对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

第二分析评分单元，用于根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

第三分析评分单元，用于对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

第四分析评分单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

建筑能效分析单元，用于对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。

参考图3，本发明实施例中的硬件架构包括：

监控计算机，用于通过其人机界面对系统的信息进行查看和操作；

服务器，用于进行指标式多级分析评价；

通讯协议转换器，用于实现服务器与各传感器之间的通讯协议转换；

远传电表，用于计量各个用电回路的用电量；

远传水表，用于计量各个用水支路的用水量；

远传热量表、远传流量计和水温度传感器，用于计量暖通空调系统的供暖量和供冷量；

室外温湿度传感器、室内温湿度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器和甲醛含量传感器，用于测量空气质量；

所述通讯协议转换器分别与服务器、远传电表、远传水表、远传热量表、远传流量计、水温度传感器、室外温湿度传感器、室内温湿度传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器和甲醛含量传感器相连接，所述监控计算机与服务器连接。

所述的服务器软件系统架构图如图4所示，采用J2EE架构，结合SpringMVC+Quartz+Mybatis等开源框架技术，其中SpringMVC对各技术框架进行整合，Quartz进行任务调度，Mybatis实现可维护的数据持久化操作，通过任务划分、任务调度、数据分析、评分规则等功能细分，实现不同维度数据分析；同时给出简易化、人性化评分，对分析结果持久化存储。按系统实现层次划分，共为八层：

1.数据层：数据层分为两个模块：数据采集模块和数据手工录入模块。数据采集模块用于采集图3中所有仪表和传感器的数据，并将数据存储至数据库中；数据手工录入模块用于录入建筑面积、供冷面积、建筑人数、设备故障次数、设备数量等信息。

2.数据库层：数据库使用的是开源的数据库PostgreSQL，在数据库中设计数据库表，对建筑的数据进行存储。PostgreSQL是全功能的自由软件数据库，支持事务、子查询、多版本并行控制系统、数据完整性检查等特性的一种数据库管理系统。

3.持久操作层：采用了Mybatis持久层框架，对sql进行了封装，实现了数据层与业务层的分离解耦，增强应用程序的可移植性。Mybatis允许使用多种方式建立对象到数据库的映射关系，能高效的处理大型数据库。接口服务Service通过对象映射Mapper，将操作数据库的结果按照映射配置转换成数据模型Model，返回的数据模型就经接口服务提供给业务层使用。

4.分析层：分析层是整个系统的业务处理核心，根据图3的方法针对指标评价的四个维度(分别为能耗量、管理模式、设备效率、设备维保)进行有效有数据分析工作。分析层由持久操作层提供指标所需的数据模型，按照指标计算公式，得到各指标的数值。再对指标数值与国标进行比较分析，计算每个指标对应的节能等级隶属度，确定指标的动态权重，最终得到各个指标模块的评分。

5.调度层：采集了Quartz任务调度框架。Quartz框架的核心是调度器，它负责管理Quartz应用运行时环境。Quartz不仅是线程和线程管理。为确保可伸缩性，Quartz采用了基于多线程的架构。Quartz依赖一套松耦合的线程池管理部件来管理线程环境，具有伸缩性，高可用性，负载均衡等优势，可对各为各个指标模块任务分配资源和运行时间，确保各任务按照优先级和时序合理调度，做到优化资源分配，高效完成任务。

6.配置层：在分析配置文件中设置了系统运行参数、访问权限、服务和管理等，采用文件配置方式来实现参数与具体业务逻辑的解耦，使得业务逻辑更加灵活，便于扩展和维护。配置层具体参数包括能耗采集的时间频度、执行分析任务的时段等。

7.监测层：运行监测器主要对程序运行状态进行监测。监测内容包括：程序是否报错、程序当前计算步骤等情况。

8.显示层：在系统页面显示方面，使用了JavaScript、Html、CSS语言，给合jquery框架，使显示层更加丰富。系统界面主要展示各指标模块的评价得分、详细指标值和用能设备状态等。为了让显示界面更加直观、清晰，采用了图表结合的方式，使用界面友好，提升用户体验。

本发明的具体实施例如下：

S1、服务器读取预先通过手工录入模块存储的建筑面积、供冷和供暖面积、建筑人数、正常工作时间、设备数量等信息；

S2、服务器每隔一段设定的时间读取所有的传感器数据，包括用电量、用水量、供热量、水流量、水温度、室内温湿度、室外温湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量，并将数据存储至数据库中；

S3、服务器软件系统的分析层对数据库的原始数据进行初步处理：

S31、根据电表、水表的安装位置，对建筑照明、空调、供暖、动力、特种设备的电耗量，高质水、低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时段内建筑的分项电耗量和水耗量；

S32、根据热量表、流量计、水温度传感器的数据计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖/供热能效；

S33、对采集时段的室内温湿度、室外温湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量求平均值。

S4、每天结束后，服务器根据步骤S3的昨天初步处理数据进行日度计算和处理，并将数据存储至数据库中：

S41、根据服务器的工作时段设定，区分步骤S3中的昨天工作/非工作时段的电耗量、水耗量和暖通用量，并将步骤S3的电耗量、水耗量和暖通用量按工作/非工作时段进行累加，得出昨天的工作时段电耗量、水耗量、暖通用量，以及非工作时段电耗量、水耗量、暖通用量；

S42、计算昨天的建筑照明、空调、供暖、动力、特种设备的电耗量，高质水、低质水的水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量；

S43、对步骤S3的暖通用量数据进行累加，对供暖/供热能效数据进行求平均值，计算昨天的建筑暖通用量和设备效率；

S44、对步骤S3的室内温湿度、室外温湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量求平均值，计算昨天建筑的平均空气质量；

S5、管理人员通过手动录入的方式向服务器录入设备故障的数量和次数；

S6、每月的头一天，服务器根据下文的评分规则，以步骤S4的每天数据和每月的设备故障数据为基础，计算能耗量、管理模式、设备效率和设备维保的月度评分，并在四个分项评分的基础上筑能效管理的最终评分，并将相关数据存储至数据库中。

所述步骤S6的运算过程如下：

S61、对步骤S4统计的每天建筑照明、空调、供暖、动力、特种设备的电耗量，高质水、低质水的水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量、总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力、特种设备的电耗量，高质水、低质水的水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量、总暖通用量。根据建筑的面积，计算得出建筑单位面积的照明、空调、供暖、动力、特种设备的电耗量，单位面积的高质水、低质水的水耗量，以及单位面积的建筑的总电耗量、总水耗量、总暖通用量，对比前一个月的相关数据，并根据分析规则进行评分，得出上月的能耗量评分；

S62、对步骤S4统计的工作时段/非工作时段电耗量、水耗量、暖通用量进行累加，计算得出月度的工作时段/非工作时段电耗量、水耗量、暖通用量；对步骤S4的每日空气质量数据进行求平均值，得出月度的空气质量数据；根据分析规则进行评分，得出上月的管理模式评分；

S63、对步骤S4的每天设备效率求平均值，根据分析规则进行评分，得出上月的设备效率评分；

S64、根据步骤S5的设备故障的数量和次数，并根据分析规则进行评分，得出暖通空调系统设备维保、变配电系统设备维保、照明系统设备维保、给排水系统设备维保和特种设备维保的评分，并计算出设备维保的评分；

S65、根据步骤S61的能耗量评分，步骤S62的管理模式评分，步骤S63的设备效率评分，步骤S64的设备维保评分，求平均值得出建筑能效评分。

S7、步骤S2至步骤S6按设定的扫描周期循环执行。

本发明实施例中的分析规则如下：

(1)以能耗量、管理模式、设备效率和设备维保等四个方面作为分析和评价建筑能效管理量化的基础，四个方面均以百分制计算其得分，然后将各个方面的得分数相加求平均，得到建筑总体得分，规定90分以上表示建筑能效管理状况优秀，70—90分为良好，50—70分为中等，50分一下为节能状况偏低。

(2)建筑能效管理的四个方面评分规则如下：

(2-1)能耗量的评分以电耗量、水耗量和暖通用量各部分的得分相加求平均得出。

(2-2)管理模式的评分以用能时段合理性、用能人数合理性、用能环境合理性得分相加求平均得出。

(2-3)设备效率的评分等同于暖通空调设备效率的得分。

(2-4)设备维保的评分以暖通空调系统设备维保、变配电系统设备维保、照明系统设备维保、给排水系统设备维保和特种设备维保各部分的得分相加求平均得到。

(3)能耗量的评分规则如下：

(3-1)电耗量分析评分以单位面积总用电量指标值评分、单位面积照明用电量指标值评分、单位面积空调用电量指标值评分、单位面积供暖用电量指标值评分、本月总电耗相比上月增幅评分、本月照明插座电耗相比上月增幅评分、本月空调电耗相比上月增幅评分、本月供暖电耗相比上月增幅评分、本月动力电耗相比上月增幅评分和本月特种设备电耗相比上月增幅评分相加求平均得到。

(3-2)水耗量分析评分以本月总水耗相比上月增幅评分、本月高质水耗相比上月增幅评分和本月低质水耗相比上月增幅评分相加求平均得到。

(3-3)暖通用量分析评分以单位面积总用冷量指标值评分、本月总用冷量相比去年同期增幅评分、单位面积总供暖量指标值评分、本月总供暖量相比去年同期增幅评分相加求平均得到。

(4)管理模式的评分规则如下：

(4-1)用能时段合理性综合评分以“非工作时段电耗量/工作时段电耗量”评分、“非工作时段水耗量/工作时段水耗量”评分和“非工作时段暖通用量/工作时段暖通用量”评分相加求平均得到。

(4-2)用能人数合理性综合评分以上月人均电耗量得分、上月人均水耗量得分和上月人均暖通用量得分相加求平均得到。

(4-3)用能环境合理性综合评分以室内平均温度评分、室内平均湿度评分、室内外平均温差评分、室内二氧化碳浓度评分、室内一氧化碳含量评分和室内甲醛含量评分相加求平均得到。

(5)设备效率的评分规则如下：

(5-1)中央空调设备效率分析评分以空调系统能效比评分和制冷系统能效比评分相加求平均得到。

(5-2)供暖设备效率分析评分即供暖系统能效比评分。

(6)设备维保的评分规则如下：

(6-1)暖通系统设备维保分析评分等同于当前暖通系统设备故障次数的得分。

(6-2)变配电系统设备维保分析评分等同于当前变配电系统设备故障次数的得分。

(6-3)照明系统设备维保分析评分等同于当前照明系统设备故障次数的得分。

(6-4)给排水系统设备维保分析评分等同于当前给排水系统设备故障次数的得分。

(6-5)特种设备维保分析评分等同于当前特种设备故障次数的得分。

能效管理评分类细则说明如下表1。其中，普通公建是指单体建筑面积在2万平方米以下的公共建筑，或单体建筑面积超过2万平方米但没有配备中央空调系统的公共建筑。

表1

从上述内容可知，本发明一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法及系统以建筑自动化系统集成技术为基础，对冷热源、空调、照明、给排水、变配电系统进行监控，实现对建筑物全生命周期的监控管理，解决建筑绿色化设计后的使用阶段的节能监控的空白，并且进行能耗计量和能效分析，从能耗量、管理模式、设备效率和设备维保四个方面进行分析，实现相关系统集成和优化运行策略，在实现评价绿色建筑的同时，能有效降低建筑物全生命周期成本。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、读取预先存储的建筑数据；

B、每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

C、对存储在数据库中的数据进行初步处理；

D、每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

E、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

2.根据权利要求1所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

C2、根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

C3、分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

3.根据权利要求2所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，其特征在于，所述步骤D包括：

D1、根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

D2、分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

D3、对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

D4、对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

4.根据权利要求3所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析方法，其特征在于，所述步骤E包括：

E1、对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

E2、对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

E3、对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

E4、根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

E5、对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

E6、获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

E7、对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。

5.一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，其特征在于，包括：

建筑数据读取单元，用于读取预先存储的建筑数据；

传感器数据读取单元，用于每隔预设的时间读取所有的传感器数据，并将其存储至数据库中；

初步处理单元，用于对存储在数据库中的数据进行初步处理；

日度处理单元，用于每日对初步处理完的数据进行日度计算处理，并将处理完的日度计算结果存储至数据库中；

分析单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据日度计算结果和预设的分析规则进行分析处理，进而将得到的建筑能效评分存储至数据库中。

6.根据权利要求5所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，其特征在于，所述初步处理单元包括：

第一初步计算单元，用于根据建设数据和传感器数据，对建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的电耗量以及高质水和低质水的水耗量进行归纳统计，计算每个采集时间段内建筑的分项电耗量和水耗量；

第二初步计算单元，用于根据传感器数据中的热量表传感器、流量计传感器和水温度传感器的数据，计算每个采集时段内建筑的暖通用量和供暖能效；

第三初步计算单元，用于分别对采集时段内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量计算平均值。

7.根据权利要求6所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，其特征在于，所述日度处理单元包括：

第一日度计算单元，用于根据预设的工作时段和初步处理完的数据，将日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加以及将日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量，并将其存至数据库中；

第二日度计算单元，用于分别计算建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量和总水耗量，进而将其存至数据库中；

第三日度计算单元，用于对暖通用量进行累加，对供暖能效进行平均值计算，得出日度建筑暖通用量和日度设备效率，进而将其存至数据库中；

第四日度计算单元，用于对一整天内传感器数据中的室内温度、室内湿度、室外温度、室外湿度、室内一氧化碳含量、室内二氧化碳含量、室内甲醛含量分别计算平均值，得出日度空气质量数据，进而将其存至数据库中。

8.根据权利要求7所述的一种面向校园建筑能效管理的指标式多级分析系统，其特征在于，所述分析单元包括：

第一分析评分单元，用于对每日建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量进行累加，得出月度的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，以及建筑的总电耗量、总水耗量和总暖通用量，并根据建筑数据中的建筑面积，计算出月度单位面积的建筑照明、空调、供暖、动力和特种设备的总电耗量以及高质水和低质水的总水耗量，并与前一个月的相关数据进行对比，进而根据预设的分析规则得出对应的能耗量评分；

月度能耗计算单元，用于对每天的日度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及日度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量分别进行累加，得到月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量以及月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量；

月度空气质量计算单元，用于对每天的日度空气质量数据中的每项分别计算平均值，得出月度空气质量数据；

第二分析评分单元，用于根据月度工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度非工作时段内的电耗量、水耗量和暖通用量、月度空气质量数据以及预设的分析规则，得出对应的管理模式评分；

第三分析评分单元，用于对每天的日度设备效率计算平均值，得出月度设备效率，并根据预设的分析规则，得出对应的设备效率评分；

第四分析评分单元，用于获取录入的设备故障数量和设备故障次数，并根据预设的分析规则，得出对应的设备维保评分；

建筑能效分析单元，用于对能耗量评分、管理模式评分、设备效率评分和设备维保评分进行平均值计算，得出建筑能效评分，并将其存储至数据库中。