高曉麗 北京節(jié)能環(huán)保中心

能源問題已成為制約首都經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素，其中建筑耗能占北京市能源消耗總量的1/3，北京市既有非節(jié)能建筑的能耗非常大，新建的高耗能建筑較多，公共建筑能耗特別是大型公共建筑電耗居高不下，導(dǎo)致全市建筑平均能耗過(guò)高，供熱系統(tǒng)的綜合效率較低，急需加快既有非節(jié)能建筑的節(jié)能改造工作步伐，加強(qiáng)建筑節(jié)能管理力度，降低建筑物使用能耗，提高能源利用效率。

1 當(dāng)前建筑節(jié)能工作的主要問題

（1）既有非節(jié)能建筑能耗高，改造難度大。北京市建于1976年后的具有節(jié)能改造價(jià)值的住宅有6300多萬(wàn)m2，這些住宅不但冬冷夏熱，而且采暖和空調(diào)能耗很高。全市有超過(guò)1億m2的公共建筑供熱、空調(diào)、照明、通風(fēng)能耗高，具有節(jié)能改造的價(jià)值和很大的節(jié)能潛力。但由于改造所需資金量大，資金投入不足，缺乏有效的政策激勵(lì)，給非節(jié)能建筑的改造工作帶來(lái)很大阻力。

（2）供熱采暖系統(tǒng)運(yùn)行效率低，供熱體制改革工作滯后。城市供熱企業(yè)小而多,不利于集中管理和提高能效；鍋爐效率低，大部分鍋爐房沒有配備必要的節(jié)能設(shè)備和自動(dòng)調(diào)控裝置，缺乏必要的調(diào)節(jié)手段；部分已建供熱系統(tǒng)水力平衡失調(diào)，管網(wǎng)老化，熱輸送過(guò)程中損失較大。

同時(shí)，除遠(yuǎn)郊區(qū)縣外，北京市供熱制度還實(shí)行“福利制”，供熱采暖費(fèi)按建筑面積向住戶所在單位收取，與用戶的切身利益關(guān)系不密切，用戶對(duì)自己的用熱量不關(guān)心；供熱企業(yè)大多數(shù)沒有實(shí)行市場(chǎng)化運(yùn)作和管理,沒有形成正常的能源供應(yīng)和消費(fèi)的市場(chǎng)機(jī)制及對(duì)供熱企業(yè)用能的獎(jiǎng)罰機(jī)制，供熱企業(yè)缺乏節(jié)能積極性。

（3）新能源和可再生能源的使用率較低。新能源和可再生能源在建筑上的使用，由于技術(shù)、成本、政策、宣傳等方面的原因，尚處于試點(diǎn)階段或小范圍使用階段，可再生能源（如太陽(yáng)能）在建筑用能中使用率偏低。

（4）建筑節(jié)能政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系有待進(jìn)一步完善。隨著建筑節(jié)能工作的發(fā)展，《北京市建筑節(jié)能管理規(guī)定》(市政府令第80號(hào))已經(jīng)不能適應(yīng)建筑節(jié)能發(fā)展的需要。對(duì)一些違規(guī)行為缺乏處罰依據(jù)；既有建筑節(jié)能改造、供熱體制改革、可再生能源利用等方面的工作缺乏管理規(guī)定和激勵(lì)政策；供熱采暖系統(tǒng)、空調(diào)運(yùn)行、建筑節(jié)能評(píng)估和監(jiān)測(cè)等方面的工作缺少政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。

2 既有建筑主要改造方法及節(jié)能效益分析

通過(guò)組織實(shí)施北京市政府機(jī)構(gòu)10家試點(diǎn)單位節(jié)能改造工程（各單位基本信息詳見附錄），積累了改造經(jīng)驗(yàn)，初步探索了既有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主要用能系統(tǒng)節(jié)能改造方法，具體如下。

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”是指為構(gòu)成建筑空間,抵御外界環(huán)境不利影響的構(gòu)件，其性能將直接影響建筑物的能耗水平，包括屋面、外墻（包括非透明幕墻）、底面接觸室外空氣的樓板、非采暖空調(diào)房間與采暖空調(diào)房間的隔墻或樓板、外窗（包括透明幕墻）、外門。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造主要通過(guò)改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)增加保溫層、更換高性能門窗等減少空調(diào)季和采暖季建筑與外界的熱交換，從而降低冷熱負(fù)荷。由于冬季室內(nèi)外溫差遠(yuǎn)大于夏季，圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的改善通常可以明顯降低冬季的采暖能耗，改善采暖效果；對(duì)夏季空調(diào)能耗的降低通常也能起到一定的積極作用，但不如降低采暖能耗明顯，對(duì)于大型公共建筑甚至可能起到相反的效果。

由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造通常投入較大，我單位在充分考慮全年工作狀況，經(jīng)論證后對(duì)6家試點(diǎn)單位圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能改造，改造內(nèi)容為外窗、外墻、屋面。6家試點(diǎn)單位圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造年共計(jì)可節(jié)約電力28715.45kWh，天燃?xì)?69267.2m3，燃油27006.9kg，三項(xiàng)折合標(biāo)煤248.5t，可減排CO2166.5t。圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造前后傳熱系數(shù)對(duì)比見表1。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造前后引起的空調(diào)冷、熱負(fù)荷的變化情況如表2。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)因其節(jié)能改造的實(shí)施性強(qiáng)，節(jié)能效果好，是建筑節(jié)能改造的重點(diǎn)，主要包括以下方面。

2.2.1 冷機(jī)改造

針對(duì)設(shè)計(jì)冷機(jī)選型偏大，導(dǎo)致冷機(jī)效率偏低造成能耗浪費(fèi)現(xiàn)象，可以考慮：

（1）增加蓄冷系統(tǒng)，使主機(jī)處于滿負(fù)荷運(yùn)行，有效削減峰值電耗，降低運(yùn)行成本。

（2）增加小容量冷機(jī)，充分考慮過(guò)渡季工況，滿足過(guò)渡季高效運(yùn)行需要。

表1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)對(duì)比表

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能效益

2.2.2 更換水泵并加裝變頻裝置

針對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵選型偏大，工況點(diǎn)嚴(yán)重偏離，工作效率低，水泵揚(yáng)程較高耗電量大的問題，采取對(duì)冷凍、冷卻水泵實(shí)施全部更換；同時(shí)，由于全年不同工況下建筑物的冷熱負(fù)荷有較大差異，冷機(jī)大部分情況下工作在部分負(fù)荷下，對(duì)冷凍泵、冷卻泵進(jìn)行變頻改造通?？扇〉靡欢ǖ墓?jié)能效果。

2.2.3 其他改造內(nèi)容

對(duì)具備條件的建筑物加裝熱回收裝置回收排風(fēng)冷熱量，此外，冷水、熱水的管路保溫和閥門不好以及冷卻塔存在溢流和冷卻塔填料損壞等也是導(dǎo)致建筑能耗增加的直接原因。

2.2.4 調(diào)整系統(tǒng)維護(hù)方式及增加調(diào)節(jié)手段

調(diào)整制冷主機(jī)運(yùn)行方式，降低開啟自動(dòng)保護(hù)的負(fù)荷率。提高制冷機(jī)出水溫度（9℃），加大冷凍水溫差，降低冷凍水流量，從而提高制冷主機(jī)COP、提高冷凍水泵效率。對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)做全面的水力調(diào)節(jié)，更換失效的閥門和儀表，保證壓力分配及溫度分配的均衡。采取對(duì)空調(diào)末端控制超溫自動(dòng)關(guān)閉，手動(dòng)開啟的措施，增設(shè)兩通閥控制末端流量。建議使用空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)，杜絕無(wú)組織新風(fēng)補(bǔ)風(fēng)，減低空調(diào)耗電；同時(shí)針對(duì)新風(fēng)機(jī)組裝機(jī)量風(fēng)量大問題，建議新風(fēng)機(jī)組增設(shè)變頻器。

2.2.5 工程實(shí)踐節(jié)能效益分析

組織對(duì)6個(gè)試點(diǎn)單位空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，年共計(jì)節(jié)約用電14.48萬(wàn)kWh，折合標(biāo)煤17795kg，減少CO2排放11922.7kg，見表3。從表3中可以看出，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效益較顯著。

2.3 采暖系統(tǒng)

供熱系統(tǒng)加裝熱計(jì)量裝置，計(jì)量建筑物采暖能耗，有利于節(jié)能監(jiān)督管理，有利于用能統(tǒng)計(jì)分析，有利于節(jié)能改造評(píng)估，除此之外，我們對(duì)3家試點(diǎn)單位采暖系統(tǒng)實(shí)施改造，年可節(jié)約用電1.21萬(wàn)kWh，折合標(biāo)煤1487kg，減少CO2排放996.3kg，見表4。

（1）試點(diǎn)單位2：增加恒溫閥、管道破損保溫層恢復(fù)、更換3臺(tái)循環(huán)水泵，并新增變頻控制柜。水泵額定功率為18.5kW，實(shí)際運(yùn)行功率為15.8kW，一個(gè)采暖季可節(jié)約0.81萬(wàn)kWh。

（2）試點(diǎn)單位4：改造前該樓原風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)主要功能是夏季送冷，改造后制冷部分由分體機(jī)替代，如風(fēng)機(jī)盤管僅保留供熱的單一功能，從冷熱源的角度和輸配角度分析，此方式能源浪費(fèi)嚴(yán)重。因此采暖停用風(fēng)機(jī)盤管，改為散熱器形式，采暖季僅末端風(fēng)機(jī)盤管一項(xiàng)年節(jié)約電能4000kWh。

（3）試點(diǎn)單位5：安裝三通自力式溫控調(diào)節(jié)器600套及配套系統(tǒng)，散熱器5000片。

改造前業(yè)務(wù)樓11層上供下回單管系統(tǒng)，僅最上兩層設(shè)置跨越管，有明顯的上熱下冷的垂直失調(diào)。同時(shí)，該試點(diǎn)單位已經(jīng)過(guò)多次改造，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能明顯提高，原設(shè)計(jì)條件是單層白板玻璃鋼窗，采暖熱指標(biāo)為61.7W/m2；而按現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)情況計(jì)算的采暖面積熱指標(biāo)為36.3W/m2，偏大了41.2%，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)室內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)溫度，造成開窗降溫、浪費(fèi)能源現(xiàn)象。

表3 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效益

表4 采暖系統(tǒng)節(jié)能效益

表5 照明系統(tǒng)節(jié)能效益

表6 電開水器節(jié)能效益

此次改造中，業(yè)務(wù)樓依據(jù)現(xiàn)有圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能重新設(shè)計(jì)散熱器用量，支管上增設(shè)三通溫控調(diào)節(jié)閥。指揮樓將原有下供上回、上供下回兩個(gè)系統(tǒng)改為一個(gè)上供下回系統(tǒng)，并按現(xiàn)有的圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能重新設(shè)計(jì)散熱器用量，支管上增設(shè)三通溫控調(diào)節(jié)閥。通過(guò)散熱器側(cè)加裝的溫控調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)各房間的人員需求，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)按需所供，在提高管理人性化的同時(shí)節(jié)約能源。

2.4 照明系統(tǒng)

采取更換節(jié)能燈具、電子鎮(zhèn)流器等措施對(duì)8家試點(diǎn)單位實(shí)施了照明系統(tǒng)改造，檢測(cè)結(jié)果表明，照明系統(tǒng)改造節(jié)電效果明顯，合計(jì)年節(jié)約用電23.67萬(wàn)kWh，折合標(biāo)煤29095kg，減少CO2排放19494kg，見表5。

2.5 其他系統(tǒng)

針對(duì)電開水器無(wú)定時(shí)裝置的問題，安裝可編程時(shí)間控制器，自動(dòng)關(guān)閉電開水器電源，避免不必要的保溫耗電狀態(tài)；對(duì)具備安裝條件的既有建筑，可以考慮用太陽(yáng)能集熱器提供的熱水滿足或部分滿足洗浴的需要；使用節(jié)水型水龍頭、便器及節(jié)水型淋浴系統(tǒng)，推廣中水處理設(shè)施，同時(shí)，在綠化過(guò)程中也應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，優(yōu)先使用中水。

工程實(shí)踐對(duì)3家試點(diǎn)單位的電開水器共計(jì)安裝55臺(tái)時(shí)鐘控制器，經(jīng)檢測(cè)分析計(jì)算，年共節(jié)約用電量3.54萬(wàn)kWh，折合標(biāo)煤4351kg，減少CO2排放2915kg?？傮w節(jié)能率15.2%，節(jié)電效果顯著，見表6。

此項(xiàng)改造措施投入少，見效快，便于物業(yè)管理，適合普遍推廣。以試點(diǎn)單位2為例，改造中對(duì)開水器加裝定時(shí)智能控制，由原來(lái)的人為開關(guān)控制改為自動(dòng)控制，減少人為誤差。利用能源信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)改造前后電開水器月用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在凌晨時(shí)間段，電開水器的啟動(dòng)頻率明顯降低，用電量也隨之下降，取得了良好的節(jié)電效果。

3 節(jié)能效果檢測(cè)與認(rèn)定

在工作實(shí)踐中，參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使用建筑熱工溫度與熱流自動(dòng)測(cè)試儀測(cè)試外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，利用冬夏季室外平均計(jì)算溫度，計(jì)算改造前后空調(diào)負(fù)荷變化狀況，對(duì)既有建筑用能系統(tǒng)改造前、后用能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行了認(rèn)定。圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和電開水器智能控制取得了較好的節(jié)能效果，今后在公建節(jié)能改造中值得重點(diǎn)推廣。

同時(shí)在節(jié)能檢測(cè)的實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，缺乏統(tǒng)一有效的節(jié)能效果檢測(cè)與認(rèn)定的辦法已經(jīng)影響了既有建筑節(jié)能改造的進(jìn)程，急需調(diào)查、研究公共建筑節(jié)能效果的檢測(cè)與認(rèn)定辦法，引導(dǎo)、規(guī)范節(jié)能技術(shù)改造行為，為政府研究制訂相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)提供參考，培育節(jié)能服務(wù)市場(chǎng)。