基于云計算的建筑照明節(jié)能智慧管控平臺設(shè)計

　　摘要：針對目前建筑照明能耗高，能源利用率低等問題,分析了建筑照明能耗特點與現(xiàn)狀，采用云計算技術(shù)，構(gòu)建建筑照明節(jié)能智慧管控平臺。用戶通過該平臺能實時地對照明設(shè)備的基本信息與能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)建筑照明更高的智能化，創(chuàng)造更加舒適的環(huán)境，達(dá)到動態(tài)節(jié)能的效果。

　　關(guān)鍵詞：云計算；建筑照明；節(jié)能；設(shè)計

　　0引言

　　建筑能耗，即建筑的運行能耗，人們?nèi)粘Ｓ媚苋绮膳⒖照{(diào)、照明、炊事、洗衣等能耗，是建筑能耗中的主導(dǎo)部分[1]。全球范圍內(nèi)建筑運行能耗占全社會終端能耗的平均比例約為30%，相關(guān)統(tǒng)計表明，廣義的建筑能耗總量占社會總能耗的50%左右，同時排放的二氧化碳約占全社會總排放量的50%[2]。全球每個都高度重視不斷增長的建筑能耗問題。公共建筑中照明能耗占據(jù)建筑總能耗較大比重，因此，利用云計算技術(shù)，構(gòu)建建筑照明節(jié)能智能管控平臺，實現(xiàn)建筑照明更高的智能化，舒適化，節(jié)能化。

　　1建筑照明能耗現(xiàn)狀

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會成為所有人的重要課題。在總發(fā)電量中，照明占10%~12%，而且大部分照明用電都是低效照明[3]。有數(shù)據(jù)顯示，用于照明的能源消耗占整個建筑大樓能源消耗的40%~50%[4]，其中多是采用傳統(tǒng)的照明控制方式，能耗高，能源利用率低。傳統(tǒng)照明控制方式高度依賴于人力，以至于經(jīng)常出現(xiàn)“長明燈”，嚴(yán)重浪費資源的同時也大大縮短了燈具的使用壽命，照明燈具管理、維護(hù)、檢修和更換都會耗費人力、物力。所以傳統(tǒng)的照明控制方式已經(jīng)明顯不符合當(dāng)今節(jié)約型社會的國策。

　　2建筑照明節(jié)能智慧管控平臺建設(shè)思想

　　在進(jìn)行建筑照明節(jié)能智慧管控平臺建設(shè)過程中，以建筑照明節(jié)能化、智慧化、舒適化為目標(biāo)，對建筑照明設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控，集中控制與分區(qū)域控制相結(jié)合，方便后勤管理。具體建設(shè)思想包括以下幾點。⑴24小時遠(yuǎn)程監(jiān)測：管理者可以隨時隨地監(jiān)管建筑照明設(shè)備，一鍵開關(guān)，方便管理。⑵設(shè)備、電流異常報警：設(shè)備故障、用電異常平臺自動推送故障預(yù)警，讓管理更簡單。⑶數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析：根據(jù)樓棟、園區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并形成日、月、年度報表。⑷多用戶管理：可分為管理員權(quán)限及普通員工權(quán)限，不同區(qū)域可只有分配權(quán)限。⑸實時顯示燈光工作狀態(tài)（故障、正常、待維護(hù)）、功率及使用壽命等。⑹在線統(tǒng)計以辦公室、樓宇或園區(qū)等為單位的能源消耗情況、燈光工作狀態(tài)，并提供相關(guān)的報表。根據(jù)平臺設(shè)計思想與云計算的服務(wù)模型，我們提出了基于云計算技術(shù)的建筑照明節(jié)能智慧管控平臺模型架構(gòu)，如圖1所示。

　　3建筑照明節(jié)能智慧管控平臺總體設(shè)計

　　基于云計算的建筑照明節(jié)能智慧管控平臺建設(shè)方案其平臺架構(gòu)包括了以下五個層次，基礎(chǔ)物理層、數(shù)據(jù)資源層、模型層、服務(wù)支撐層和應(yīng)用層。平臺架構(gòu)圖如圖2所示。

　?、呕A(chǔ)物理層：包括了建筑照明節(jié)能管控平臺底層硬件服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，操作系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通訊和安全設(shè)備等應(yīng)用支撐，為上層數(shù)據(jù)的使用提供了統(tǒng)一的運行環(huán)境。⑵數(shù)據(jù)資源層：主要包括建筑照明能耗數(shù)據(jù)，照明設(shè)備與用戶基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及智能數(shù)據(jù)倉庫等數(shù)據(jù)資源，對實時的各個照明設(shè)備能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、清洗、處理與分析，為用戶決策提供數(shù)據(jù)支撐。⑶模型層：主要包括能耗特征模型、能耗預(yù)測模型和照明能耗模型等，對建筑照明能耗進(jìn)行特征分析，根據(jù)提供的模型對照明設(shè)備進(jìn)行動態(tài)調(diào)光控制，達(dá)到節(jié)能目的。⑷服務(wù)支撐層：有建筑照明設(shè)備能耗大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析庫及預(yù)留分析接口組成，在模型層基礎(chǔ)上，針對能耗數(shù)據(jù)提供智能分析庫進(jìn)行分析處理等，同時預(yù)留第三方接口，最終為上層提供統(tǒng)一門戶服務(wù)。⑸應(yīng)用層：包括平面類、報表、曲線等各種業(yè)務(wù)組件，以及對能耗、設(shè)備異常、用電異常等進(jìn)行預(yù)測分析與預(yù)警，實時監(jiān)測照明設(shè)備產(chǎn)生的能耗。

　　4建筑照明節(jié)能智慧管控平臺的實現(xiàn)

　　為了保證平臺的安全性、穩(wěn)定性和靈活性，我們采用了基于云計算技術(shù)的三層體系結(jié)構(gòu)B/S/S（Browser/WebServer/CloudServer）來實現(xiàn)建筑照明節(jié)能智慧管控平臺設(shè)計模型。即在前客戶端直接采用智能設(shè)備，中間服務(wù)器端運用中間傳輸設(shè)備，后臺為云服務(wù)器，如圖3。采用這種結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了平臺良好的兼容性、可擴(kuò)展性和可移植性，有效地對照明能耗資源進(jìn)行了整合。5結(jié)束語本文針對建筑照明能耗高，能源利用率低，照明系統(tǒng)能耗大等問題，利用云計算技術(shù)三層體系結(jié)構(gòu)，提出了建筑照明節(jié)能智慧管控平臺的建設(shè)思想，并搭建了平臺總體架構(gòu)與設(shè)計模型，通過該照明節(jié)能智慧管控平臺的設(shè)計，實現(xiàn)了建筑照明節(jié)能化、智慧化和舒適化，可為企、事業(yè)單位的建筑照明能源管理部門如何進(jìn)行有效節(jié)能管控，提供了決策依據(jù)。

　　參考文獻(xiàn)(References):

　　[1]全球新能源網(wǎng).什么是建筑能耗？[EB/OL].

　　[2]綠建社.超低能耗綠色建筑設(shè)計與案例分析——中新天津生態(tài)城公屋展示中心！[EB/OL].

　　[3]吳殿延,何龍娟,肖敏等“.十二五”規(guī)劃目標(biāo)三議[J].開發(fā)研究,2010.5:1-8

　　[4]紀(jì)力得.淺談建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計與研究[J].《吉林省土木建筑學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集》,2013.12:45-47

　　朱靜宜

《基于云計算的建筑照明節(jié)能智慧管控平臺設(shè)計》

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