牛麗仙 / 劉 巖 / 徐 斌(珠海派諾科技股份有限公司， 廣東 珠海 519085)

0 前言

自從進(jìn)行國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理和節(jié)能改造以來(lái)，我國(guó)正在逐步建立起能耗綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)的分項(xiàng)計(jì)量，為大型公共建筑的節(jié)能改造提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建筑節(jié)能也取得了一定的成果。本文通過(guò)對(duì)江西省某辦公建筑的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)其用能特點(diǎn)，找出用能不合理的地方，并針對(duì)用戶提出行為節(jié)能建議，從而進(jìn)行建筑的無(wú)成本或低成本節(jié)能改造。

1 建筑概況

該辦公建筑位于江西省南昌市，屬于夏熱冬冷地區(qū)，總建筑面積11 400m2，地下1層，主要為車庫(kù)、設(shè)備用房；地上12層，主要為辦公樓。本建筑工程屬于二類辦公建筑，建筑高度為43.6m，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻框架，基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，防火等級(jí)為二級(jí)。該辦公建筑在地下1層設(shè)有變配電室，采用2臺(tái)干式變壓器，其中一臺(tái)變壓器供照明設(shè)備用電，另一臺(tái)供空調(diào)設(shè)備用電。

該辦公建筑中除建筑一層出租給南昌銀行之外，其他樓層均用于辦公，用能性質(zhì)為典型的辦公建筑。建筑中沒(méi)有采用中央空調(diào)系統(tǒng)，而是采用分體式空調(diào)進(jìn)行制冷和取暖，并設(shè)有專門的供電回路進(jìn)行能耗的計(jì)量。照明用電針對(duì)于該建筑的主要功能區(qū)域，主要包括日常照明、插座用電、走廊照明用電，而應(yīng)急照明則區(qū)別于一般的照明用電，對(duì)之進(jìn)行獨(dú)立計(jì)量。

2 能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及采集

本建筑采用SmartPM 2000綠色建筑能效管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑的供配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、特殊功能設(shè)備等的能效綜合管理，以及對(duì)各區(qū)域的電、水能耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)各重要機(jī)電設(shè)備的耗能和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控[1]。

根據(jù)建筑的用能類別，能耗分項(xiàng)數(shù)據(jù)分為以下幾項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1)照明系統(tǒng)

本建筑的照明支路用電包括：照明、辦公設(shè)備、其他插座設(shè)備用電和應(yīng)急照明用電。照明系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各區(qū)域的分項(xiàng)測(cè)量，有1～12各樓層的照明、1～6層照明、7～12層照明、南昌銀行照明和應(yīng)急照明。

2)空調(diào)系統(tǒng)

本建筑的空調(diào)系統(tǒng)用電主要按以下實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)計(jì)量，包括1～12層各樓層的空調(diào)、1～4層空調(diào)、5～8層空調(diào)、9～12層空調(diào)和南昌銀行空調(diào)。

3)動(dòng)力系統(tǒng)

本建筑的動(dòng)力系統(tǒng)用電主要按以下實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)計(jì)量，包括電梯用電(屋頂電梯、屋頂消防電梯)、水泵(水泵房、消防水泵)、屋頂風(fēng)機(jī)。

4)特殊用電區(qū)

本建筑屬于辦公建筑，其特殊用電區(qū)主要包括：網(wǎng)絡(luò)中心、培訓(xùn)部、大廳值班室、報(bào)告廳、人防分區(qū)和變電所。

5)其他設(shè)備

建筑用電負(fù)荷監(jiān)測(cè)的其它設(shè)備包括：各種備用設(shè)備及其他設(shè)備。

3 建筑用能的監(jiān)測(cè)分析

對(duì)獲取的2011年11月到2013年1月期間的建筑分項(xiàng)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[2]。

3.1 夜間運(yùn)行能耗的監(jiān)測(cè)

圖1 四層照明的部分負(fù)荷曲線

圖1為2012年12月17日到19日建筑四層照明的負(fù)荷曲線。從圖1中可以看出，在17日這一天，夜間出現(xiàn)了照明負(fù)荷并一直不變，說(shuō)明17日晚下班后有部分照明用電設(shè)備(電燈或電腦等)未關(guān)閉。

綜上，為了達(dá)到降低照明能耗、節(jié)能的目的，應(yīng)采取嚴(yán)格的照明設(shè)備運(yùn)行管理制度，做到下班之后必須關(guān)掉所有電腦、電燈等照明用電設(shè)備，杜絕非辦公時(shí)間內(nèi)的待機(jī)電耗現(xiàn)象。

3.2 季節(jié)負(fù)荷的監(jiān)測(cè)

該建筑2012年的逐月空調(diào)能耗如圖2所示。

從圖2中可以看出，由于該建筑處于冬冷夏熱地區(qū)，空調(diào)設(shè)備基本全年運(yùn)行。其中，冬季(1～3、11、12月)和夏季(6～8月)空調(diào)用電負(fù)荷較高，分別用來(lái)進(jìn)行取暖和取冷；而在過(guò)渡季節(jié)(4、5、9、10月)卻出現(xiàn)了一定比例的空調(diào)負(fù)荷，說(shuō)明空調(diào)的全年運(yùn)行存在問(wèn)題，有很大的空調(diào)用電浪費(fèi)。綜上，為了降低空調(diào)能耗，應(yīng)合理規(guī)劃空調(diào)的運(yùn)行，針對(duì)空調(diào)的用能特性，減少空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間。比如，在過(guò)渡季節(jié)盡量減少空調(diào)的使用，采取開(kāi)窗通風(fēng)的措施，依靠室外自然風(fēng)滿足人們的舒適程度，從而降低空調(diào)過(guò)渡季的能耗浪費(fèi)。

圖2 2012年空調(diào)的逐月負(fù)荷

3.3 非工作日能耗的監(jiān)測(cè)

通過(guò)分析該建筑第二層照明的用能特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)該辦公建筑中存在加班現(xiàn)象，具體用能負(fù)荷曲線如圖3所示。

圖3 正常和異常的周負(fù)荷曲線

圖3為該辦公建筑第二層照明正常周負(fù)荷和異常周負(fù)荷的曲線對(duì)比圖。從2012年7月9日到15日的二層照明周負(fù)荷曲線可以發(fā)現(xiàn)，周六日(14、15日)存在一定量的照明負(fù)荷，而周六日并非法定節(jié)假日調(diào)休，因此這兩天有人加班。

綜上，針對(duì)非工作日的用能特性，應(yīng)采取以下措施：加大周末加班制度的管理，只允許加班人員打開(kāi)離自己最近的照明燈或是靠窗人員采取自然光采光，減少照明用電的浪費(fèi)，另外其他照明插座辦公設(shè)備做到及時(shí)關(guān)閉，防止待機(jī)耗電現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 電梯用電的監(jiān)測(cè)

電梯是建筑主要的動(dòng)力設(shè)備之一，其能耗具有較強(qiáng)的時(shí)間段規(guī)律，因此也具有比較大的節(jié)能潛力。電梯運(yùn)行的負(fù)荷曲線如圖4和圖5所示。

圖4 電梯運(yùn)行的周負(fù)荷曲線

圖5 電梯運(yùn)行的日負(fù)荷曲線

由圖4和圖5可以看出，電梯用電的日負(fù)荷曲線主要分為四個(gè)時(shí)間段 ：8：00～12:00，12:00～14:00，14:00～18:00和 下 班 時(shí) 間。其 中，8：00～12:00和14:00～18:00屬于上班時(shí)間，產(chǎn)生用電高峰；12:00～14:00午休時(shí)間段內(nèi)，電梯用電接近上班時(shí)間段用電的一半；其他時(shí)間電梯多處于待機(jī)狀態(tài)。此外，周末電梯負(fù)荷相當(dāng)于工作日午休時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷水平。

綜上，針對(duì)電梯的運(yùn)行特性，應(yīng)合理規(guī)劃電梯的運(yùn)行，采取以下節(jié)能措施：即在上下班高峰期內(nèi)運(yùn)行全部電梯；工作日的午休時(shí)間段和周末的白天，運(yùn)行一半數(shù)目的電梯；而在其他非工作時(shí)間內(nèi)，可關(guān)閉所有電梯或僅保留一部電梯備用，從而降低電梯的運(yùn)行能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.5 分項(xiàng)用電的關(guān)聯(lián)分析

空調(diào)和照明是整個(gè)建筑用電的兩大主要部分，通過(guò)對(duì)各分項(xiàng)用電的用能特性分析，發(fā)現(xiàn)照明和空調(diào)用電具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，其用電都遵循辦公建筑的辦公時(shí)間規(guī)律，在空調(diào)運(yùn)行季節(jié)，照明和空調(diào)一般都是白天使用，夜間關(guān)閉。對(duì)同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其照明和空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷曲線如圖6所示。

從圖6中可以看出，照明和空調(diào)用電都是在上班期間處于高峰，到了晚間均下降到一個(gè)幾乎恒定平穩(wěn)的值，即夜間的運(yùn)行能耗。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并對(duì)比分析負(fù)荷的運(yùn)行曲線，可以發(fā)現(xiàn)用能不合理需要改進(jìn)的地方。以位于該建筑一層的南昌銀行為例，2011年12月10～12日的照明和空調(diào)用電負(fù)荷曲線分別如圖7所示。

由圖7可見(jiàn)，采樣點(diǎn)46～54這一段時(shí)間(即11日晚上10點(diǎn)到12日上午7點(diǎn))，銀行下班，照明負(fù)荷幾乎接近于0，但是空調(diào)負(fù)荷卻明顯高于其他日的同時(shí)間段負(fù)荷，并且一直居高不下，判斷可能由于下班忘記關(guān)空調(diào)引起。

同理，如果同一辦公地點(diǎn)，同一時(shí)間段內(nèi)，空調(diào)負(fù)荷下降為最低值，而照明負(fù)荷卻一直居高不下，說(shuō)明有可能下班沒(méi)有關(guān)燈或沒(méi)有關(guān)電腦。綜上，可以通過(guò)對(duì)比監(jiān)測(cè)照明和空調(diào)的用電負(fù)荷曲線，發(fā)現(xiàn)非工作時(shí)間內(nèi)的能耗浪費(fèi)，從而采取措施，杜絕非工作時(shí)間或人員不在的情況下，辦公設(shè)備待機(jī)能耗的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該辦公建筑能耗以及節(jié)能潛力的分析，發(fā)現(xiàn)了一些行為管理上的弊端造成了很大能耗的浪費(fèi)。為此，提出一些行為節(jié)能方面的節(jié)能措施，如：合理規(guī)劃電梯，空調(diào)的運(yùn)行，加強(qiáng)周末加班管理制度，對(duì)比監(jiān)測(cè)空調(diào)與照明，杜絕能耗浪費(fèi)，力求無(wú)成本或低成本的節(jié)能改造。行為節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的實(shí)行措施，需要全體員工加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)，時(shí)刻謹(jǐn)記節(jié)能規(guī)范，從而降低整個(gè)建筑的能耗，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。

圖6 照明與空調(diào)用電的對(duì)比曲線

圖7 南昌銀行的照明和空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷曲線

[1]劉巖.SmartPM2000能效管理系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例[J].建筑電氣,2011,30(10):68-71.

[2]王正林.精通MATLAB7[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.