测量与验证(M&V):

一度一瓦作为知名的能源效率解决方案供应商,把国际节能效果测量与验证规程(IPMVP, International Performance Measurement and VerificationProtocol)作为实施测量与验证工作的标准融入美国绿色建筑委员会(USGBC)的LEED认证体系中。IPMVP 为国际认可的节能方法学,因此,不会因为各国规定不同而造成认知上的差异。

3.1 测量与验证简介

能量是一种看不见摸不着的东西,因此为了进行节能效益的评估,需要通过测量与验证(Measurement and Verification ,以下简称M &V) 将能量予以量化, 进而计算节能量。

节能绩效的测量与验证系通过仪器测量或约定系统或设备运转时的耗能参数,例如耗电率与运转时间,并通过统一的节能效益计算模式求得。

节能措施实施后的设备耗电量随时间的变化状况可经由仪器测量得到,基本的节能绩效计算模式可写成:

节能量= 基线的耗能量- 改善后的耗能量±调整量

其中,改善后的耗能量可直接通过仪器测量获得。基线的耗能量代表设备未实施节能措施时之耗能量。而调整量则是将节能措施实施前后之系统或设备,调整为相同的运转条件下之修正量,调整量通常受到天气、人员、工厂产量以及运转机台数目的影响,因此调整量可能为正或负。节能量则是藉由前述三者计算求得,而并非直接通过测量获得。由此可知,若要计算节能措施之节能效益,必须先求得基线的耗能量。若基线耗能量无法在落实节能改善措施之前以测量的方式获得,此时必须通过数学预测或以协议的方式决定。

在节能效果的测量方法之中,依照评估的范围与方式的不同,可以分为ABCD 四个选项。

IPMVP测量和认证方案

测量和认证方案

如何计算节能量

典型应用

A 改造部分隔离, 测量部分参数

通过现场测量节能措施应用部分的能耗来测定节能量,与设施的其他部分隔离分开,测量既可以是短期的,也可以连续进行。如果约定值总误差对最终节能量不产生很大影响,那么部分测量意味着某些参数可以约定,而非所有参数。应细心检查节能措施的设计和安装,保证约定值可以代表实际值。在测量和认证方案中应表明约定值和误差分析结果

采用短期或连续的改造后测量及规定值进行工程计算。

照明改造,对其用电状况定期进行测量。照明时间假定为每天商场营业时间加上半小时。

B 改造部分进行隔离

通过现场测量应用节能措施系统的能耗来测定节能量,与设施的其他部分隔离分开,测量既可以是短期的,也可以连续进行。

采用短期或连续测量进行工程计算

用变频调速装置来控制恒速泵的变化负荷。通过安装在泵马达供电装置上的KWH 表测量其用电量。基准年时,将电表安置一周以证实恒定负荷。整个改造后

时期安置电表跟踪用电的变化

C 整个设施

通过测量整个设施的能耗水平来测定节能量。整个改造后时期需进行短期或连续测量。

运用从简单比较回归分析的技术来研究整个设施电力公司的表计或分表数据。

多项能耗管理项目牵涉到建筑的许多系统。采用燃气或电力公司表计对基准年测量12 个月的能耗情况,并对整个改造后进行测量。

D 校验模拟

通过模拟部分或整个设施的能耗水平来测定节能量。模拟方法必须显示出能够模拟设施中实际测量的能耗效果,这种方法通常要求在校验模拟方面具有高超的技巧。

模拟能耗状况,并采用电力公司每小时或每月收费单数据和终端用户的计量数据来进行校验。

多项能耗管理项目牵涉到建筑的许多系统,但是没有任何基准年的数据。改造后时期的能耗使用通过燃气或电力公司表计进行测量。基准年能源使用状况通过模拟确定,其模型通过改造后时期的电力公司数据进行校验。

方案A B 侧重于具体节能措施的操作,主要测量设施中受节能措施影响部分的能源使用量。方案C 评估整个设施的节能水平。方案D 是基于对设备或整个设施能效水平的模拟,从而在基准年或改造后数据不可靠或没有的时候能够确定节能量。

 

3.2 测量与验证的方法与工作流程

3.2.1 测量与验证的工作方法

1.选择符合项目设想范围的IPMVP 方法,并且确定是否要在改造后状况中或特定条件状况中加入调整量。(此类基本决策问题可以写入节能项目的合同条款中)

2.收集基准年能耗及运行有关的数据,并按照将来可以评估的方式记录。

3.设计节能项目,其中包括设计意图的文字记录,并说明展示设计意图最终成果的方法。

4.制订测量方案,和认证方案(总称“测量认证”方案)。测量和认证方案基本定义了每个项目中“节能量”一词的意义。其中包括以上步骤1 至步骤3 的结果,并且定义依次进行的步骤5 至步骤8

5.测量和认证方案中所需的专门测量设备的设计、安装、调试。

6.节能项目实施后,检查已安装的设备,修正运行程序,确保符合步骤3 中定

义的设计意图。这一过程通常称作“调试”。ASHRARE 定义了大多数建筑物改

造调试中使用的良好方法。

7.收集改造后的能耗和运行数据。数据种类与基准年以及测量和认证方案中的

规定一致。为收集数据而进行的检查应包括定期重复调试,保证设备按计划运转。

8. 根据测量和认证方案计算和报告节能量。

需要节能量报告时,定期重复完成步骤7 和步骤8

如果等式1 的结果大于预计的基准年的偏差(干扰),我们认为节能量在数据统计上是有效的。如果干扰过大,那么设备的无法解释的随即特性将很高,结果形成的节能量测定是不可靠的。达不到标准时,应考虑在模型中使用更多的自变量,或选择受未知变量影响较小的IPMVP方法。

节能量报告一旦开始准备,应由第三方认定其是否符合测量和认证方案,同时也需证实测量和认证方案本身与项目目的是否吻合。

3.2.2 测量与验证的工作流程

制订测量和认证方案是正确测定节能量的中心工作,同时也是认证基础。高水平的方案应确保在适当的预算水平下,在节能项目实施后,所有测定节能量所需的数据都能得到。

随时间流逝,基准年得到的数据或节能措施的细节情况可能会遗失。因此,如果将来条件变化或节能措施失败,能够记录这些数据以供参考就非常重要。编制文件时,应考虑方便认证方或其他项目以外的人员评价,因为可能这些数据要到几年以后才有利用价值。

Ø        测量和认证方案应包含以下内容:

Ø        节能措施的描述及其预期效果

Ø        确定测定节能量的界限范围。界限应小至通过管道或线路的能耗流量,或扩展到一座或几座建筑物的总的能耗。界限以外任何能耗作用的特性应进行描述,并评估其可能带来的影响。

Ø        记录设施基准年的状况以及由此产生的基准年能耗数据。在节能效果承包合同中,如果想给予其他方充分的机会进行认证,那么基准年能耗和状况可由业主或节能公司来界定。为确定节能项目的目标或节能效果承包合同条款而进行的初步能源审计一般不适合于规划测量认证活动。通常需要进行更全面的审计,收集下面与测量和认证方案相关的基准年信息:

²     用电量和最大负荷曲线

²     居住类型,密度和时期

²     每个运行时期和季节的舒适状况和工厂产量。(例如,在建筑物中将包括照明水平、色彩、温度、湿度和通风等。如果出现新系统运行不如原有的低效系统好的情况,评估热舒适度和/或室内空气质量(IAQ)可能会有帮助。)

²     设备清单:铭牌数据,位置,状况等。照片或录象可以有效的记录设备状况。

²     设备运行惯例(时间安排、地点、实际温度/压力等)

²     主要的设备问题或故障。

记录信息的深度由节能量测定的界限或范围确定。基准年的文字记录一般需要有大量证明文件的审计、测量、检查、定点计量或短期的计量活动。在采用整体建筑方法的情况下,所有建筑内的设备和状况都应文字记录。

u       确定任何计划改变的基准年状况,例如夜间温度。

u       确定改造后的时期。该时期可短至能效措施调试后的一分钟试验,也可长至收回能效项目投资需要的时间。

u       建立一整套所有能耗测量都可以调整到的标准条件。此类条件可以是改造后时期的条件,或是其他固定的条件状况。如第3 章概述中已讨论过的,这种选择将决定报告的节能量是“可避免的成本”还是指定条件下的能耗降低。

u       文字记录节能措施的设计意图和证实每一节能措施是否成功实施的调试程序。

u       说明采用何种方法测定节能量

u       指明确切的数据分析程序、演算及假定前提。对采用的每一数学模型,应报告所有该模型需要的数据项,以及有效自变量的范围。

u       说明测量点,测量时期、表计特性、抄表和见证协议,表计调试程序、常规

u       校表过程、及处理数据遗失的方法。

u       对于方案A,报告约定参数采用的值。说明这些参数对于预期总节能量的重

u       要性,并描述约定本身所具有的不确定性。

u       对于方案D,报告采用模拟软件的名称和版本。提供输入文件、输出文件的

纸质和电子副本,指出模拟所用的气候文件,注明哪些输入参数是测量获得,哪些是假定的,说明测量数据获得的过程。报告模拟结果与用于校核的能耗数据吻合的精确程度。

u       说明质量保证程序。

u       定量描述测量、数据采集和分析的预计精确度。同时定性分析无法量化,但影响效果准确度的因素的预期影响。

u       说明报告和文字记录结果的方式。应包含每份报告的范本。

u       如果需要,应提供第三方认证的报告节能量的说明数据。

u       在未来变化可预计的情况下,应详细说明进行相关的非常规性基准值调整的方法。

u       确定节能量测定的预算及资源需求,其中包含最初的准备成本和整个改造后时期的成本。

在设计节能量测量过程时,考虑设备的能耗类型特点和节能措施的影响效果是帮助的。考虑能耗的变化数量和需要评估的变化将有助于明确测定节能量需要的工作量。以下三个例子显示可能出现的情况。

u       节能措施降低了恒定的负荷而没有改变运行小时数。

例如:照明项目中,更换了办公楼中的灯管和镇流器,但是照明时间并未改变。

u       节能措施减少运行小时数,而负荷没有变化。

如:在无人时,自动控制系统关闭送风设备和照明。

u       节能措施既减少设备负荷,也缩短运行时间。

如:为避免过热,重新设定热水采暖系统的温度,以此降低锅炉负荷和运行时间。

一般来说,可变负荷和可变运行时间状况要求有更加严格的测量和运算程序。合理预测完成计量与数据分析活动的成本和工作量是很重要的。过低估计成本和时间要求会导致数据收集不完整。相比较而言,完成一项精确度一般但成本不高的节能量测定工作要比尽管理论上更精确,但需要过多资源、经验和/或预算,且不完整或完成很差的测定要好。

 

3.2.3测量与验证工作内容

1.       设计阶段

a.       针对实际建筑系统,建立一个完善的能耗分析方法来评估其能耗组成。

b.       在施工文件中,明确BMS系统,并且要有足够的点表来测量、记录各主要系 统的耗能情况。需要分项测量的系统包括:

1)           空调热水

2)           生活热水

3)           生活热水(太阳能)

4)           冷水机组(峰时)

5)           冷水机组(谷时)

6)           HVAC电机

7)           室内照明

8)           室外照明

9)           插座

10)         光伏电能

11)         备用发电机

12)         市政生活热水

13)         雨水回收

 

2.       施工阶段

a.    确认空调系统及其它相关能耗系统的测量装置已根据合同要求安装到位。

b.    确认BMS及分项测量表已按合同要求安装到位。

c.    确认所有设备已根据现有规范要求校准完毕。

d.    确认风系统平衡已调试至设计要求的范围之内。

3.       验证阶段

a.       执行现场数据采集计划。

b.       收集12个月的电费账单,明晰建筑能耗及费用情况。

c.       分析采集到的数据,细分至各分项测量系统能耗。

d.       更新能耗模型,使其与采集到的数据一致。

e.       从运行与设计方面入手,分析可能导致原始能耗模型与校准之后的能耗模型之间差异的原因。

f.       提交最终的M&V报告,并且总结在调试过程中的发现与采取的校准措施。

 

3.3 一度一瓦的优势

一度一瓦的能源服务范围涉及绿色建筑设计、节能咨询、能源审计、能源管理、LEED认证咨询及全过程系统调试等,其领先的设计战略思想和先进的技术在行业处于领先地位,并通过对建筑物及各系统进行节能改造,使建筑物各系统达到能效最优。一度一瓦的良好声誉和综合实力,赢得了众多客户的青睐.