節(jié)能量檢測和驗證數(shù)據(jù)作用

節(jié)能量檢測和驗證數(shù)據(jù)作用
隨著美國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)的強勁發(fā)展，人們對于節(jié)能量檢測和驗證的訴求也越來越多。作為合同能源管理項目實施過程中的一個重要組成部分，能源數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采集變得至關(guān)重要，節(jié)能服務(wù)公司需要提供給政府機構(gòu)一份真實的節(jié)能量證明性文件——節(jié)能量檢測和驗證數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可使政府機構(gòu)清楚其先前在合同能源管理項目和可再生能源項目上的財政撥款是否已取得了預期的節(jié)能效果和作用。那么此刻，能源數(shù)據(jù)采集器在提供節(jié)能量驗證數(shù)據(jù)方面起到了關(guān)鍵性作用。美國Onset通過監(jiān)測電能消耗、熱量、照明系統(tǒng)、二氧化碳濃度、溫度、相對濕度以及其他一些參數(shù)，這些功能強大并依靠電池供電的能源數(shù)據(jù)采集器可以為人們提供可靠的建筑和建筑設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，并給信息使用者進一步分析數(shù)據(jù)提供必要的技術(shù)支持。HOBO分類： |溫度數(shù)據(jù)記錄器 |土壤濕度傳感器 |氣象站專用記錄器 |溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀 |溫度/光度數(shù)據(jù)記錄器 |環(huán)境記錄儀 |外部傳感器 |狀態(tài)記錄儀 |HOBO應(yīng)用軟件 |通信連接器 |電導率測量記錄儀 |溶氧記錄儀 |雨量計/雨量記錄器 |深度數(shù)據(jù)記錄器 |溫度/帶警報(防水)記錄器 美國Onset中國代理商駿凱電子

如何測量節(jié)能量和怎樣去驗證 
1  一般規(guī)定
1.1  綠色建筑運行后，應(yīng)對建筑內(nèi)耗能系統(tǒng)和設(shè)備運行情況進行檢查。
1.2  綠色建筑運行后，宜定期對節(jié)能量進行驗證。
2  節(jié)能量測量和驗證的方法
2.1  節(jié)能量由式（2.1）計算：
Es=Eb-Er+Eadj                (2.1)
式中：
Es——節(jié)能量；
Er——報告期能耗，即實施節(jié)能措施后的能耗；
Eb——基期能耗，即實施節(jié)能措施前的能耗；
Eadj——校準能耗調(diào)整量。
【條文說明】調(diào)整量的產(chǎn)生是因為測量基期能耗和當前能耗時，兩者的運行的外部條件不同造成的。外部條件包括：天氣、入住率、設(shè)備容量或運行時間等，這些因素的變化跟節(jié)能措施無關(guān)，但會影響建筑的能耗。為了公正科學的評價節(jié)能措施的節(jié)能效果，應(yīng)把兩個時間段的能耗量放到“同等條件”下考察，而將這些非節(jié)能措施因素造成的影響作為“調(diào)整量”。調(diào)整量可正可負。
“同等條件”是指相同的標準條件或工況，可以是節(jié)能措施實施前的工況，或是節(jié)能措施實施后的工況或者典型年的工況。一般把實施節(jié)能措施后的工況作為標準工況，這樣就需要把實施前的能耗調(diào)整到實施后的工況下，即為不采取節(jié)能措施時建筑當前工況下的能耗，通過比較該值與改造后實際能耗即可得到節(jié)能量。節(jié)能量Es、基期能耗Eb、報告期能耗Er和校準能耗Eab的關(guān)系如圖所示： 
 

圖3.1 相關(guān)參數(shù)示意圖
3.2  節(jié)能量測量與驗證可采用以下方法：
1  隔離測量法;
2  整體比較法;
3  模擬校驗法。
【條文說明】隔離測量法是將需進行節(jié)能量驗證的系統(tǒng)與建筑其它系統(tǒng)隔離出來，通過測量其基期和報告期的能耗值從而計算得到該系統(tǒng)的節(jié)能量。基本過程如下：
(1)  建立基期能耗與影響能耗值參數(shù)的函數(shù)關(guān)系
Eb=f(x1,x2,…,xi)                           
式中xi是基期內(nèi)影響能耗的重要參數(shù)，該重要參數(shù)可包括自然因素(室外氣溫)和運行因素(如客房占用率，人員密度)等。
(2)  影響能耗值參數(shù)的測量
對于影響該系統(tǒng)能耗值的參數(shù)可通過以下兩種方式進行：
a)  其他參數(shù)保持相同的情況下，測量部分參數(shù)；
b)  測量全部參數(shù)；
注：某個參數(shù)是否需要進行測量或約定應(yīng)根據(jù)其對節(jié)能量的影響程度決定，影響顯著的參數(shù)必須采用測量方法確定。
(3)  節(jié)能量計算
Es=Eb-Er+Eadj=f(x1′,x2′,…,xi′)-Er+Eadj
整體比較法是通過對耗能系統(tǒng)在實施節(jié)能措施前后，應(yīng)用市政表、耗能系統(tǒng)總表，或二級能源表計能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從而得到節(jié)能措施的節(jié)能量。
模擬校驗法是采用模擬軟件預測校準能耗及報告期能耗。計算模擬軟件應(yīng)預先經(jīng)過校核，以使模擬的能耗與實測數(shù)據(jù)吻合。當沒有實際的能耗基準和報告期能耗數(shù)據(jù)時，調(diào)整量Eadj等于0。如果有實際的基期能耗或報告期能耗時，可采用模擬模型在一組適當?shù)臈l件下計算調(diào)整量。
2.3  節(jié)能量測量和驗證宜按下列步驟進行:
1  確定測量和驗證對象；
2  選擇測量和驗證方法；
3  確定基期與報告期的時間；
4  收集和測量基期的能耗數(shù)據(jù)、運行狀況數(shù)據(jù)，并加以分析記錄；
5  編制測量和驗證方案；
6  設(shè)計、安裝、調(diào)試測量和驗證方案所需的測試設(shè)備；
7  收集和測量報告期的能耗數(shù)據(jù)，運行狀況數(shù)據(jù)，并加以分析記錄； （HOBO專業(yè)能源采集，精確記錄溫度，濕度，風速，風壓，電流，電壓，電能等等能源指標）
8  計算和驗證節(jié)能量，分析節(jié)能量的不確定性，必要時對系統(tǒng)的能耗基準進行調(diào)整；
9  撰寫節(jié)能量驗證報告。
【條文說明】節(jié)能量測量和驗證應(yīng)制定詳細的實施方案，該方案應(yīng)具有精確性，完整性，透明性和可重復性。具體包含以下內(nèi)容：
(1)  系統(tǒng)邊界，系統(tǒng)基本情況。系統(tǒng)邊界的描述應(yīng)包括完整的設(shè)備、設(shè)施名單和明確的地理位置界限；
(2)  系統(tǒng)基期，基期的能源利用狀況及基準能耗值等；
(3)  節(jié)能量的單位，如節(jié)能量為綜合能耗，應(yīng)說明所采用的折算系數(shù)并保持一致；
(4)  報告期，報告期的能源利用狀況及能耗值等。
(5)  測量和驗證方法；
(6)  測量和驗證方法對應(yīng)的參數(shù)以及有效范圍；
采用隔離測量法和整體比較法時，應(yīng)說明測量點，測量時期，表計特性，抄表方式，表計調(diào)試程序，校表辦法及處理數(shù)據(jù)遺失的方法；
采用隔離測量法并測量關(guān)鍵參數(shù)時，應(yīng)說明約定參數(shù)的值及其不確定性；
采用模擬校驗法時，應(yīng)說明模擬軟件的名稱和版本，提供輸入文件、輸出文件的紙質(zhì)和電子副本，指出模擬所用的條件，注明哪些輸入?yún)��?shù)是測量獲得，哪些是假定的，說明測量數(shù)據(jù)獲得的過程。報告模擬結(jié)果與用于校核的能耗數(shù)據(jù)吻合的精確程度。
(7)  建立標準工況；
(8)  明確影響能耗的各個因素來源，說明調(diào)整情況；
(9)  能耗計算方法和步驟，相關(guān)的假設(shè)等；
(10)  節(jié)能量期望精度并采取的控制措施，可參照《測量不確定度評定與表示》JJF 1059等標準規(guī)范定量描述測量，數(shù)據(jù)采集和分析的精密度，并定性分析無法量化的因素對結(jié)果準確度的預期影響。
2.4  基期能耗的確定應(yīng)符合下列要求：
1  對于改造項目，基期能耗按照耗能系統(tǒng)或設(shè)備在基期內(nèi)的運行參數(shù)和能耗數(shù)據(jù)進行確定。
2  對于新建項目，基期能耗應(yīng)根據(jù)國家或地方節(jié)能設(shè)計標準、設(shè)備標準能效限定值要求、同類項目能耗水平統(tǒng)計值等確定。
【條文說明】這里新建建筑的基期能耗是以基準建筑進行計算的。這里“基準建筑”是依據(jù)《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》JGJ 134-2010中的條文說明進行定義的：是“20世紀80年代改革開放初期同地區(qū)建造的住宅”，按該地區(qū)居住建筑的圍護結(jié)構(gòu)，在保證主要居室冬天18℃，夏季26℃的條件下，冬季用能效比為1的電取暖器，夏季用能效比為2.2的空調(diào)降溫，計算出一個全年采暖、空調(diào)能耗作為基準能耗。對于公共建筑則依據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》GB 50189中對于“基準建筑”定義的參數(shù)進行取值，其他地區(qū)的基準建筑則可按照國標或者各自地方地標節(jié)能設(shè)計標準中規(guī)定的“基準建筑”定義參數(shù)進行取值。室外氣象數(shù)據(jù)采用典型氣象年數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源應(yīng)為政府部門或者權(quán)威機構(gòu)公布的數(shù)據(jù)。
2.5  節(jié)能量驗證對象基期，報告期應(yīng)覆蓋對象運行的典型工況，報告期時間長度應(yīng)與基期相同，驗證方法應(yīng)一致。
【條文說明】基期應(yīng)確保體現(xiàn)了耗能設(shè)施所有的運行工況�；�期應(yīng)包含能耗量由極大值到極小值的一個完整的運行循環(huán)。正常運行周期中的所有運行工況均應(yīng)完全體現(xiàn)。所選基期內(nèi)，決定耗能設(shè)施能耗的所有影響因素均應(yīng)是可知的。一般選取緊鄰實施節(jié)能措施前的時間段為基期。如建筑物的耗能量受天氣影響程度較大，故需一整年的基準線數(shù)據(jù)來代表一個完整的運行循環(huán)。報告期應(yīng)至少包含設(shè)備或耗能系統(tǒng)的一個運行周期，以便全面反映所有正常運行工況下的節(jié)能效果。所有“節(jié)能量”報告期的長度應(yīng)考慮兩個因素，節(jié)能措施的壽命和初期節(jié)能量隨時間而減少的可能性。
2.6  確定節(jié)能量的計算數(shù)據(jù)應(yīng)符合以下要求：
1  經(jīng)校準的可采信的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)及財務(wù)數(shù)據(jù)，如公用事業(yè)公司提供的表計數(shù)據(jù)、能源費用賬單等；
2  符合標準規(guī)范要求的能源計量儀表的讀數(shù)；
3  使用在檢定有效期內(nèi)的檢測儀器測量得到的能源消耗數(shù)據(jù)；
4  經(jīng)過校準的，用計算機模擬得到的系統(tǒng)或設(shè)施的能耗數(shù)據(jù)；
5  公認的或相關(guān)各方認可的常用節(jié)能措施的數(shù)據(jù)。
2.7  符合下列情況時,宜采用隔離測量法進行節(jié)能量驗證:
1  節(jié)能措施之間或與其他設(shè)備之間的相互影響可忽略不計或可測量和計算；
2  影響能耗的變量可以測量，且測量成本較低；
3  期望得到單個節(jié)能措施的節(jié)能量；
4  已有分項計量表可以隔離有節(jié)能措施系統(tǒng)的能耗量。
【條文說明】隔離測量法側(cè)重于驗證具體的單項節(jié)能措施的節(jié)能效果，相關(guān)影響能耗的參數(shù)可測量并且測量成本低。如照明節(jié)能系統(tǒng)，可通過測量改造前后的燈具功率以及運行時間來確定。
2.8  符合下列情況時，宜采用整體比較法進行節(jié)能量驗證：
1  需驗證整棟建筑的能效狀況；
2  建筑中采用了多項節(jié)能措施，且相互之間影響顯著；
3  采用隔離測量法比較復雜，且測量成本較高；
4  預期節(jié)能量足夠大，在監(jiān)測期間足以擺脫基期數(shù)據(jù)的隨機干擾。
【條文說明】整體比較法側(cè)重于對耗能系統(tǒng)整體節(jié)能效果的驗證，一般是有多個節(jié)能措施同時存在并且相互影響比較顯著，采用隔離改造法的測量方法比較復雜或者測量成本較高，或者預期的節(jié)能量大于耗能系統(tǒng)整體上的一些隨機的能耗波動。節(jié)能措施實施后節(jié)能量分析的時間越長，短期不明波動的影響越小。當報告期短于兩年時，要從基期數(shù)據(jù)中得出令人信服的節(jié)能量，一般節(jié)能量要大于基準能耗的10%。
2.9  符合下列情況時，宜采用模擬校驗法進行驗證：
1  基期能源數(shù)據(jù)都無法獲得或不可靠；
2  節(jié)能措施之間，或與建筑物其他設(shè)備之間有顯著的互相影響，采用隔離測量法時分離方法過于復雜或者測量成本過高；
3  建筑中的節(jié)能措施可以用成熟的模擬軟件進行模擬，并有實際能耗或負荷數(shù)據(jù)進行比對。
【條文說明】校準是對模擬結(jié)果和校準結(jié)果數(shù)據(jù)進行比較，以驗證模擬較好的預測了耗能系統(tǒng)的能耗模式過程。一般采用12個月的公用事業(yè)費賬單來校準建筑物的模擬模型。這些賬單是應(yīng)在建筑物穩(wěn)定運行后取得的。對于新建建筑，從開始到住滿用戶，以及住戶掌握最佳運行方式前，有時需要好幾個月。校準數(shù)據(jù)應(yīng)在節(jié)能量驗證實施中進行記錄并且表明數(shù)據(jù)來源。
考慮到能耗模擬軟件的局限性，只有當隔離測量法和整體比較法不適用時才采用校準模擬法。目前很多建筑結(jié)構(gòu)，空調(diào)系統(tǒng)形式，節(jié)能措施在軟件中都沒有對應(yīng)的模型和自定義形式，無法進行有效模擬。
2.10  采用隔離測量法進行節(jié)能量驗證時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1  節(jié)能措施對象運行負荷穩(wěn)定，可只測量關(guān)鍵參數(shù)，其他參數(shù)宜估算確定；
2  當節(jié)能措施對象運行負荷變化較大時，應(yīng)對與能耗有關(guān)的所有參數(shù)進行測量；
3  當節(jié)能措施系統(tǒng)中同種類型與型號設(shè)備數(shù)量較多時，宜對設(shè)備進行抽樣測量。
【條文說明】當節(jié)能措施系統(tǒng)設(shè)備的運行負荷較穩(wěn)定或變化較小時，如建筑中的照明系統(tǒng)，可只測量影響能耗的關(guān)鍵參數(shù)(如照明功率)，對其他參數(shù)進行約定(如照明運行時間)進行估算。對于約定參數(shù)，應(yīng)根據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)和實際功能情況進行判斷，確保約定參數(shù)符合實際情況，在節(jié)能量驗證報告中應(yīng)包含該約定參數(shù)對節(jié)能量影響程度的評估。
2.11  采用模擬校驗法進行節(jié)能量驗證時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1  應(yīng)制定校準模擬方案；
2  應(yīng)采用逐時能耗模擬軟件，且選擇建筑所在地或者周邊城市典型氣象年的逐時氣象參數(shù)；
3  除節(jié)能措施外，基準建筑的能耗模型和竣工后的建筑能耗模型應(yīng)采用相同輸入條件；
4  能耗模擬輸出的逐月能耗和峰值能耗數(shù)據(jù)應(yīng)與實際賬單數(shù)據(jù)進行比對，月誤差應(yīng)控制在±14%之內(nèi)，均方差應(yīng)控制在±10%之內(nèi)。
【條文說明】校準模擬方案包括：采用的模擬的軟件名稱及版本，模擬結(jié)果與實際能耗數(shù)據(jù)的比對方法，比對誤差。
“相同輸入條件”包括實施節(jié)能措施前后建筑模型，氣象參數(shù)、運行時間、人員密度等參數(shù)應(yīng)一致。這些數(shù)據(jù)應(yīng)通過調(diào)研收集。此外，還應(yīng)對主要用能系統(tǒng)和設(shè)備進行調(diào)研和測試。
校準模擬法的模擬過程和節(jié)能量的計算過程應(yīng)進行記錄并保存相應(yīng)的文件。文件應(yīng)詳細記錄建模和校準過程，包括輸入數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，以便可以核查模擬過程和結(jié)果。
2.12  計算節(jié)能量時，應(yīng)進行不確定度分析，并注明計算得到節(jié)能量的不確定度或模型的精度。
【條文說明】節(jié)能量驗證過程中易引入很多不確定因素，如隔離測量法中部分參數(shù)的約定，整體比較法中非節(jié)能措施相關(guān)參數(shù)的變化，校驗模擬法中模擬輸入數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)的不一致性，應(yīng)對這些不確定因素對于節(jié)能量的影響程度進行評估，并在節(jié)能量驗證過程中考慮相應(yīng)的預防措施，在最后的節(jié)能量報告中注明節(jié)能量的不確定度。