穆志君等

摘 要：辦公建筑單位建筑面積的能源利用程度較低、能耗較高，因此，對其進行能源審計和節(jié)能改造是我國能源高效利用的一項具有重要意義的工作。該文以上海某辦公建筑為工程實踐的研究對象，通過對其進行能源審計，針對其用能現(xiàn)狀做節(jié)能潛力分析，綜合利用各種節(jié)能技術(shù)，提高了該辦公建筑能源利用效率。這對我國同類辦公建筑的能源審計和節(jié)能改造的工程實踐具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：辦公建筑 能源利用 能源審計 節(jié)能改造

中圖分類號：TU832 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-00-02

建筑能耗是指建筑物使用過程中用于供暖、通風、空調(diào)、照明、家用電器、輸送、動力、烹飪、給排水和熱水供應等的能耗[1]。目前，建筑能耗過大是辦公建筑中普遍存在的問題，據(jù)相關統(tǒng)計結(jié)果顯示，大型辦公建筑的單位建筑面積能耗是住宅建筑的十幾倍，節(jié)能空間較大[2]。因此，我國各級政府均十分重視建筑節(jié)能工作，通過建筑能源審計來評價建筑能源高效利用程度。建筑能源審計可作為實現(xiàn)建筑節(jié)能的第一步[3]，即通過對該建筑相關能耗數(shù)據(jù)、大樓運行管理及用能設備等相關情況了解和分析，實現(xiàn)對建筑的節(jié)能管理及耗能設備的節(jié)能改造，達到建筑的節(jié)能減排效果。如文獻[4]在針對賓館、商場和寫字樓三類用能建筑能耗測試基礎上，初步認定綜合利用各類建筑節(jié)能技術(shù)，大型公共建筑預計節(jié)能30%～50%。該文針對辦公建筑能源審計及節(jié)能改造方法的進行了工程實踐研究，以上海某辦公建筑為例，試通過對辦公建筑的用能現(xiàn)狀進行審計，綜合利用各種節(jié)能技術(shù)，提高了該辦公建筑能源利用效率。這對我國同類辦公建筑的能源審計和節(jié)能改造的工程實踐具有一定的借鑒意義。

1 建筑概況與設備能耗分析

該辦公建筑為磚混結(jié)構(gòu)與玻璃幕墻相結(jié)合，高48.3 m，地上11層（無地下），標準層高3.6 m，總建筑面積6884 m2，其中無采暖面積，特殊區(qū)域面積為60 m2。該建筑除專供廚房消耗的天然氣外，電力是其消耗的唯一能源。該文通過對其整一年用能狀況做為審計周期進行統(tǒng)計分析，該辦公建筑合計消耗電力69.5萬 kWh。該建筑每月耗電量如圖1所示。

圖1 某辦公建筑審計周期內(nèi)不同月份耗電量統(tǒng)計

從圖1每月耗電量數(shù)據(jù)曲線可看出，該建筑在1月份和8月份供暖供冷負荷最大時，耗電量最大，4月、5月、10月及11月份氣溫適宜時，耗電量較低。與過渡季節(jié)相比，該建筑冬季供暖和夏季制冷期間耗電量明顯增大。該文根據(jù)該建筑使用設備狀況，將用電分為中央空調(diào)用電、分體空調(diào)用電、照明系統(tǒng)用電及動力系統(tǒng)用電用電四部分，具體如下。

1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)

該建筑中央空調(diào)系統(tǒng)分為兩組制冷系統(tǒng)，每組均由2臺51.6 kW的空氣源熱泵及1臺11 kW的冷媒水泵構(gòu)成，兩組制冷系統(tǒng)共用一套冷凍水供回水系統(tǒng)。審計期間，中央空調(diào)系統(tǒng)年耗電量達25.1 kWh，其中4臺空氣源熱泵消耗電量17.6萬 kWh，兩臺冷媒水泵合計消耗7.5萬 kWh。

1.2 分體空調(diào)

該辦公建筑共有28臺分體空調(diào)，分別用于食堂、會議室、監(jiān)控室等場所。28臺分體空調(diào)多為5級能耗分體空調(diào)，年耗電量為4.9萬 kWh。

1.3 照明系統(tǒng)

該辦公建筑內(nèi)共投用3149盞燈具，合計總功率88.1 kW，年耗電量為8.8萬 kWh。

1.4 動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)包括生活水泵系統(tǒng)、消防水泵系統(tǒng)、分體空調(diào)、電梯、電腦、飲水機等動力及辦公用電設備，合計耗電量為30.7萬 kWh。該辦公建筑共有兩部電梯，總功率30 kw，電梯年耗電量為3269 kWh。該辦公建筑各系統(tǒng)用能比例如圖2所示。由圖2可知動力系統(tǒng)用電量占建筑總用電量的44%，中央空調(diào)系統(tǒng)、分體空調(diào)合計占總用電量的43%，照明系統(tǒng)占總用電量的13%。

圖2 某辦公建筑審計周期內(nèi)各用電系統(tǒng)耗電量比例

2 建筑用電設備能效診斷及節(jié)能分析

為了了解該辦公建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)、分體空調(diào)、照明系統(tǒng)、電梯四類用電設備能效利用水平，利用運行記錄調(diào)研、實地能效監(jiān)測等手段，來對現(xiàn)有用電設備進行能效診斷，并提出相關節(jié)能整改意見。

2.1 中央空調(diào)系統(tǒng)能效診斷及節(jié)能整改意見

2.1.1 中央空調(diào)系統(tǒng)能效診斷

該辦公建筑中央空調(diào)系統(tǒng)運行控制是通過空氣源熱泵機組、冷媒水泵及熱泵機組配套風機啟停臺數(shù)來調(diào)節(jié)供水水溫，其中熱泵機組、冷媒水泵及熱泵機組配套風機均未變頻。該文特選取4臺空氣源熱泵機組同時運行工況對中央空調(diào)系統(tǒng)能源效率進行測試。該文選取一組系統(tǒng)（兩臺空氣源熱泵機組和其配套的冷媒水泵）進行測試，如下表1所示。

根據(jù)表1的測試結(jié)果，經(jīng)計算可知：測試工況下，2臺空氣源熱泵平均COP為1.45，冷媒水泵運行效率為42.2%，空氣源熱泵機組進出口溫差為2.5 ℃。

2.1.2 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能整改意見

該建筑現(xiàn)有中央空調(diào)系統(tǒng)控制方式不合理，設備長時間全開或全閉，輪流運行，浪費電能嚴重，中央空調(diào)實際運行COP遠低于其額定COP值，冷媒水系統(tǒng)存在大流量小溫差問題，為解決以上問題，建議采用如下方案。（1）淘汰老舊空氣源熱泵機組。設備老化，建議采購新型空氣源熱泵機組代替原有系統(tǒng)。新購置機組建議采用變頻啟動及合理的控制方式。（2）冷媒水泵系統(tǒng)變頻。將控制方

式改為通過變頻器運行頻率變化來調(diào)節(jié)冷媒水泵流量及壓力，同時降低設備啟動電流，延長水泵使用壽命。（3）定期中央空調(diào)系統(tǒng)進行維護保養(yǎng)。中央空調(diào)經(jīng)以上節(jié)能改造后，預計投資費用105萬，年節(jié)約電量11.35萬 kWh。

2.2 分體空調(diào)節(jié)能整改意見

該辦公建筑共有28臺分體空調(diào)，為5級能耗分體空調(diào)，能源利用效率不高。建議采購新型1級能耗空調(diào)，預計投資費用14萬，年節(jié)約電量1.01萬 kWh。

2.3 照明系統(tǒng)節(jié)能整改意見

該辦公建筑照明系統(tǒng)節(jié)能潛力主要為綠色照明改造及燈具控制方式改造。（1）綠色照明改造。目前主要使用節(jié)能燈、熒光燈及白熾燈，其中具有較大節(jié)能潛力的為T8、白熾燈及日光燈，預計投資4.7萬，年節(jié)約電量1.61萬 kWh，如表2所示。（2）燈具控制方式改造。該辦公建筑走廊內(nèi)燈具目前采用蹺板開關控制一條走廊上的所有照明燈具，通過將走廊內(nèi)的照明控制改造為集中控制，并按走廊內(nèi)使用條件和天然采光狀況進行分區(qū)、分組控制措施。預計該項目整改費用約2萬元，年節(jié)約電量1913 kWh。

2.4 電梯能效診斷及節(jié)能整改意見

客用電梯是建議加裝電梯能量回饋裝置，將電梯轎廂在空載向上或重載向下過程中產(chǎn)生的電能進行回收、反饋、儲存。該項改造預計投資2萬元，年節(jié)約電量約為654 kWh。

3 結(jié)語

該文該文針對辦公建筑能源審計及節(jié)能改造方法的進行了工程實踐研究，通過對該辦公樓的進行能源審計，分析了該建筑的能耗構(gòu)成及各用電系統(tǒng)能耗，分別對冷媒水泵系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)進行了檢測診斷，分析可知目前該建筑的年節(jié)電潛力達14.23萬kWh，占年總能耗的20.5%。這不僅響應了“節(jié)能減排”的國家政策，而且對我國同類建筑的能源審計和節(jié)能改造的工程實踐具有一定的借鑒意義。

參考文獻

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[2] 李崢嶸.上海市公共建筑能耗與運行管理現(xiàn)狀調(diào)查[J].暖通空調(diào)，2005（5）：134-136.

[3] 徐軍.建筑能源審計淺析[J].民營科技，2010（9）：237.

[4] 薛志峰，江億.北京市大型公共建筑用能現(xiàn)狀與節(jié)能潛力分析[J].暖通空調(diào)，2004，34（9）：8-10.