[发明专利]用于评估和优化设施的能量使用的系统和方法

说明书

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2011年6月15日提交的题为SYSTEM AND METHODS FOR THE INTEGRATED AND CONTINUOUS DESIGN,SIMULATION,COMMISSIONING,REAL TIME MANAGEMENT,EVALUATION,AND OPTIMIZATION OF FACILITIES的美国临时申请No.61/497,421和2011年11月28日提交的题为ENERGY SEARCH ENGINE METHODS AND SYSTEMS的美国临时申请No.61/564,219的优先权，二者通过引用整体并入本文并视为本说明书的一部分。

2012年4月20日提交的题为SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYZING ENERGY USAGE的美国专利申请No13/452,618通过引用整体并入本文以视为本说明书的一部分。

技术领域

本公开总体上涉及建筑物管理系统、建筑物能量管理系统和建筑物能量模拟系统的设计、模拟、试运行和运转。

背景技术

满足对能量的增长需求和有限的能量供应的挑战以各种形式从公用事业管理者传到消费者。在能量供应链的末端，建筑物所有者和设施能量管理者面对着增加的能量价格、更复杂的能量定价结构以及动态的能量定价。因此，能量管理者从渐增的能量改进措施和可再生能量来源选择中进行选择。

对设施内的能量使用的细心管理可以引起减少运转花销和资本支出。对于拔地而起的建筑物，建筑师和设计师应注意到建筑物设计的能量属性，从基本结构到包括电、水和热和冷系统在内的结构部件和内部部件以及设计和能量效率结构的属性。知道这些能量对于被翻新或试运行的已有设施也同等重要。

但是知道是不够的。一旦理解了设施的能量属性时，则需要为建筑物拥有者和设施管理者提供一种评估设施的性能并在实际能量消耗不满足能量设计时采取校正动作的简单方式。将能量使用与标尺或者指标进行比较仅仅适用于包括在产生数据并且不考虑设施上的实时负载的能量调查中的建筑物类型。使用数值分析、计算流体动力或者经验等式对特定负载条件下的建筑物的能量消耗进行的模拟软件建模可能是准确的，但是该方法计算密集并且要求专家使用。其不适用于建筑物性能的实时和连续评估。

发明内容

需要在考虑环境因素（诸如天气和占用率）的情况下至少部分基于建筑物的设计、系统和构造材料来建立预计能量消耗，并且将其与建筑物性能的实时和连续评估进行比较。

各实施方式涉及一种生命周期系统，其在设施的使用寿命内操作能量管理系统。设计管理元件包括设计规范，诸如能量性能、能量等级和能量消耗曲线，并且工程设计元件包括架构设计规范，诸如计算机辅助制图、具有设施和关联的能量特征的系统，以及包括关联的能量参数的材料规范。计算机辅助建模元件提供建筑物设计的2D和3D模型，计算机辅助模拟元件模拟建筑物的结构、机械、电气和热负载，并且建筑物管理构造元件管理建筑物的构造。在构造完成之后，建筑物试运行元件使用建筑物性能能量度量将测量的能量行为和能量性能度量与预计的能量性能进行比较。在寿命中建筑物内的能量部件的改变被建筑物管理和控制元件监测，该元件还向建筑物的能量消耗或者节省部件（诸如HVAC系统、自动窗帘）提供控制，例如基于占用程度增加或者减少空气流动。连续试运行、验证和优化元件将建筑物的设计规范与其实时的实际能量使用进行比较。

其它实施方式涉及由能量管理系统使用的建筑物及其系统的实时和连续能量评估的度量。在一个实施方式中，该方法使用测量数据和计算的信息的混合来建立性能度量，其准确地反映系统的能量效率的趋势。该方法将建筑物的效率分解为其部件的效率，并且计算整个建筑物效率度量，其是各部件的效率的加权集合。产生的度量允许连续地评估建筑物能量性能并且量化任何改进措施、操作性改变、系统改变、设备故障、行为改变或者天气现象对建筑物的能量性能和效率的影响。

某些实施方式涉及用于计算设施的预计能量使用的方法。该方法包括：读取与设施的架构有关的至少一个计算机辅助设计（CAD）文件，从CAD文件提取用于确定与设施的架构相对应的能量特性的信息，以及至少部分地基于从CAD文件提取的信息计算设施的预计能量使用。