同濟(jì)大學(xué)機械與能源工程學(xué)院　李翠　李崢嶸

主動干涉下的樓宇管理節(jié)能研究

同濟(jì)大學(xué)機械與能源工程學(xué)院李翠李崢嶸

樓宇節(jié)能管理是降低公共建筑能耗的重要措施之一，而目前大多數(shù)關(guān)于樓宇節(jié)能管理的研究集中在利用數(shù)學(xué)模型對建筑負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測、通過自動控制手段期望實現(xiàn)節(jié)能的目的，基本上忽略了管理者對于節(jié)能技術(shù)實施效果的影響。該文以上海市公共建筑為例，對56幢建筑的樓宇管理現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，對有無管理人員主動干涉的樓宇管理模式及節(jié)能效果進(jìn)行了對比分析，并以建筑實際運行數(shù)據(jù)為依據(jù)證明管理人員的主動干涉可以有效提高建筑能效水平。以行為模型理論為指導(dǎo)，分析建立主動干涉管理模式的關(guān)鍵因素和途徑，為建立有效節(jié)能管理模式提供參考。

樓宇管理；節(jié)能；管理行為；

0　引言

公共建筑特別是大型公共建筑能耗水平較高，能源浪費嚴(yán)重，節(jié)能潛力大。目前建筑節(jié)能的重點主要集中在節(jié)能技術(shù)和高效節(jié)能設(shè)備的設(shè)計及應(yīng)用，但建筑節(jié)能不是簡單的各種高效節(jié)能技術(shù)與設(shè)備的堆砌，建筑能耗水平的高低除與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用有關(guān)外，還與實際運行階段的管理和使用有關(guān)。在不改變系統(tǒng)形式、不對系統(tǒng)進(jìn)行大的調(diào)整情況下，通過人為設(shè)定或采用一定技術(shù)手段，同樣可以減少系統(tǒng)運行能耗，避免不必要的能源浪費。大量的實踐證明，不論是集中采暖，還是中央空調(diào)系統(tǒng)，其運行節(jié)能管理的節(jié)能效率通常要占50%節(jié)能量中的10%-15%[1]。節(jié)能管理是落實建筑節(jié)能指標(biāo)、降低建筑能耗的終端環(huán)節(jié)，也是非常重要的環(huán)節(jié)。

樓宇智能化管理系統(tǒng)利用自動化BA系統(tǒng)，對建筑設(shè)備集中管理和自動監(jiān)測，通過計算機系統(tǒng)及時啟停各相關(guān)設(shè)備，避免設(shè)備不必要的運行，以節(jié)省系統(tǒng)運行能耗。智能化管理主要是基于對建筑物空調(diào)負(fù)荷預(yù)測，以實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化運行與控制[2,3]。國內(nèi)外許多專家學(xué)者利用數(shù)學(xué)模型對空調(diào)負(fù)荷預(yù)測研究[4,5]，主要包括回歸預(yù)測模型、灰色理論預(yù)測模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型等，通過自動控制手段期望實現(xiàn)節(jié)能的目的[6]。模型預(yù)測精度除與建模的復(fù)雜度有關(guān)外，還與感溫元件的靈敏性以及實際系統(tǒng)特征有關(guān)。因此，建筑預(yù)測負(fù)荷與實際運行負(fù)荷之間還存在一定的差異性，還有商業(yè)建筑實際運行特征多樣性，使建筑實際運行負(fù)荷很難定性考慮。

很多學(xué)者致力于研究如何提高智能化系統(tǒng)精度問題，卻忽略了在實際使用中的節(jié)能管理問題。建筑運行過程中，物業(yè)設(shè)施管理人員的職責(zé)是對設(shè)備管理、操作及維修，從而保證設(shè)備系統(tǒng)服務(wù)效果，管理人員行為對設(shè)備高效運行有直接關(guān)系[8]。因此，建筑內(nèi)的用能者以及能源管理者對建筑節(jié)能管理具有重要的意義。本文以上海市公共建筑為例，對56幢建筑的樓宇管理現(xiàn)狀進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研，分析主動干預(yù)下的樓宇管理節(jié)能現(xiàn)狀，以建筑實際運行數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析主動干涉管理下的建筑節(jié)能效果。以行為模型理論為指導(dǎo)，采用問卷調(diào)查方法，分析建立主動干涉管理模式的關(guān)鍵因素和途徑，為建立有效節(jié)能管理模式提供參考。

1　公共建筑樓宇管理現(xiàn)狀

公共建筑因其建筑功能需求、設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，運行受較多人為因素的影響。要提高建筑運行管理水平和約束使用者的使用習(xí)慣不只是依靠節(jié)能技術(shù)就能實現(xiàn)的，還需要依靠管理手段。目前建筑能源管理模式可分為三種：一是業(yè)主以固定工資形式聘請物業(yè)管理公司或人員管理建筑；二是業(yè)主自主經(jīng)營的物業(yè)設(shè)施管理公司進(jìn)行管理；三是業(yè)主以固定資金承包的形式聘請物業(yè)公司或人員[7]。上海地區(qū)以第一種模式管理模式應(yīng)用較多，其次是第二種，而第三種模式使用較少。不同建筑類型的能源管理特點及其主要影響因素如表1所示。

國外對樓宇節(jié)能管理的研究主要集中在對設(shè)施管理方面，如歐洲更多的是傾向從業(yè)主角度出發(fā)，從經(jīng)濟(jì)上節(jié)約成本入手；美國的物業(yè)管理較發(fā)達(dá)，業(yè)主與物業(yè)的合作模式較為成熟，物業(yè)的節(jié)能管理水平也較高,利于建筑在運行階段的節(jié)能工作開展；日本特別重視對運行管理人員的培訓(xùn)工作，重點包括節(jié)能技術(shù)、節(jié)能運行控制、節(jié)能管理等方面的培訓(xùn)[8]。我國對建筑節(jié)能的研究很多，主要集中在節(jié)能技術(shù)研究及應(yīng)用，以及節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)及使用[9,10]；管理節(jié)能也多從國家層面、政府層面上出發(fā)如何利用先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)建筑節(jié)能[11,12]，很少有研究將人的行為結(jié)合技術(shù)應(yīng)用到管理中。

相比之下，國內(nèi)公共建筑運行管理還存在很多不足之處。以上海市公共建筑為例，通過對56幢公共建筑的管理進(jìn)行現(xiàn)場走訪，獲知在以上能源管理模式下的公共建筑設(shè)施管理普遍存在設(shè)備管理技術(shù)含量較低、優(yōu)秀管理人才匱乏的現(xiàn)象。對配有自動監(jiān)控BA系統(tǒng)的建筑，在實際使用中只是監(jiān)而不控，甚至只是擺設(shè)，監(jiān)測的數(shù)據(jù)也不合理，設(shè)備管理者視而不見，或力不能及；業(yè)主不具備節(jié)能專業(yè)知識，無法監(jiān)督物業(yè)公司的能源管理水平；物業(yè)公司的運行管理水平較低，僅僅停留在保證設(shè)備可以運轉(zhuǎn)的管理水平，缺少日常的運行維護(hù)，致使設(shè)備系統(tǒng)不能高效運轉(zhuǎn)；建筑的使用方對其公司內(nèi)工作人員的用能行為也缺少管理。工作人員的用能存在很大的浪費現(xiàn)象，如空調(diào)運行時開窗，照明全天開啟，人離開后用電設(shè)備依然運行。

表1　不同類型建筑能源管理形式的特點及其影響因素

2　主動干涉管理及節(jié)能效果案例分析

樓宇管理綜合了工商管理、建筑、行為科學(xué)和工程技術(shù)的基本原理，將物質(zhì)的工作場所與人和機構(gòu)的工作任務(wù)結(jié)合起來[7]。建筑樓宇管理不是簡單的負(fù)責(zé)建筑設(shè)備的啟停、維修，而應(yīng)該保證設(shè)備系統(tǒng)服務(wù)效果，擴大受益、降低運營成本，并且提供適合用戶的各種高效服務(wù)。樓宇管理的服務(wù)對象是人，目標(biāo)是提高用戶的工作效率，在運行管理中除受管理人員自身因素的影響外，還與其工作環(huán)境，與業(yè)主的隸屬關(guān)系以及用戶對能源管理的配合度有關(guān)。

雖然大部分公共建筑的管理都存在以上問題，但也有特別關(guān)注樓宇管理節(jié)能，管理人員時時關(guān)注系統(tǒng)運行效率，及室內(nèi)外溫度變化對其造成的影響。以下通過兩個案例說明主動干涉管理特點及節(jié)能效果。

2.1某商場建筑A

某商場建筑A，是一座綜合百貨商廈，建筑面積125000m2，地上1至8層為精品百貨區(qū)，其余樓層為餐飲、娛樂、辦公區(qū)、設(shè)備層。商場部分采用組合式空調(diào)處理機組，辦公區(qū)域采用風(fēng)機盤管機組。改造前商城空調(diào)系統(tǒng)因新風(fēng)機組的效率較低，導(dǎo)致整個過渡季節(jié)也需要靠冷水機組供冷，造成過渡季節(jié)能耗無謂浪費。過渡季、冬季不能采用大量新風(fēng)，而使全年制冷機運行時間過長，并經(jīng)常出現(xiàn)過渡期或冬季室內(nèi)溫度偏熱現(xiàn)象。

商場A擁有自己的物業(yè)管理部門，且管理績效和工資水平聯(lián)系在一起。工程物業(yè)部特別關(guān)注建筑的能耗問題，并積極主動的采取一系列可以達(dá)到節(jié)能的措施，在政府節(jié)能改造政策財政支持下，物業(yè)管理部門主動向業(yè)主提出節(jié)能改造計劃。對商場的部分樓層的空調(diào)機房進(jìn)行改造，將原來沒有新風(fēng)的空調(diào)機房搬遷至通風(fēng)較好的方向，將原來幕墻玻璃改成新風(fēng)百葉使新風(fēng)通風(fēng)良好，以提高新風(fēng)系統(tǒng)的效率。并在改造后管理人員主動加強能源管理，在無自動化BA監(jiān)控系統(tǒng)情況下，管理人員時時用儀器監(jiān)測室內(nèi)溫度變化，定時定點測試室內(nèi)溫度變化；建筑改用節(jié)能燈，同時白天限制外區(qū)的照明；電梯在淡季客流量較少情況下管理人員會主動關(guān)掉兩臺。

節(jié)能改造后，過渡季節(jié)采用全新風(fēng)以滿足商場內(nèi)溫濕度要求，使冷水機組及其相應(yīng)設(shè)備如冷卻水泵、冷凍水泵及其冷卻塔風(fēng)機就可以停止運行，對比節(jié)能改造前，其運營時間大大縮短，能耗大大減少，而且保證了室內(nèi)顧客和員工的空氣質(zhì)量。與此同時，物業(yè)管理人員加強了對能源的管理，建筑雖沒有BA監(jiān)控系統(tǒng)，管理人員采取定時定點檢測室內(nèi)溫度以調(diào)節(jié)控制空調(diào)系統(tǒng)的運行；對照明用電提出了限制要求，控制外區(qū)照明；對電梯的使用也根據(jù)商場的客流量，淡季時減少電梯的運行數(shù)量?，F(xiàn)場收集節(jié)能改造前后能耗數(shù)據(jù)如圖1和圖2所示。

圖1建筑各項總能耗變化

圖2空調(diào)機組的能耗變化

圖3辦公建筑B改善管理前后能耗變化情況

2.2某綜合性辦公建筑B

某綜合性辦公建筑B，地上30層，地下2層。建筑面積約5萬m2。建筑竣工時間為2004年，2005年正式投入運行。該大樓除10-16層及29層出租層外，其余均由物業(yè)統(tǒng)一管理，出租層由其自主管理。

大廈運營一年多后，物業(yè)管理公司為了節(jié)約能源、提高效率、降低運行費用，改善了管理制度，通過對員工的培訓(xùn)和相關(guān)鼓勵措施的執(zhí)行，激發(fā)員工的敬業(yè)和創(chuàng)新精神。在加強管理人員干涉管理下，使管理現(xiàn)狀得到改善，節(jié)能效果顯著。根據(jù)大樓用能情況，改變用能設(shè)備上的管理，制定了詳細(xì)的開關(guān)調(diào)節(jié)機組規(guī)定；自然采光應(yīng)用與照明系統(tǒng)分區(qū)控制；采用分項計量系統(tǒng)，改善了大多數(shù)建筑按面積繳費的現(xiàn)狀；加強BA系統(tǒng)的監(jiān)控，實時監(jiān)控大樓用能情況。該建筑通過改善管理，大大減低了建筑能耗。圖3為大樓改善管理前后的能耗使用情況。

從圖3中三年的能耗數(shù)據(jù)來看，2006年與2007年的總能耗分布特點基本相同。在室外溫度相近的情況下，可以看出2007年部分月份的能耗有所下降，這與該大樓管理上的改進(jìn)有一定的關(guān)系。除2008年的冬季外，其他時間總能耗均有明顯的下降，特別是在夏季室外溫度比往年更高的情況下，空調(diào)能耗和照明能耗比過去兩年有了很大的下降。特別要說明的是，2008年冬季1、2月份的能耗較大的原因是我國受到百年不遇的雪災(zāi)，導(dǎo)致該兩個月份能耗較大。

通過對主動干涉下的建筑管理現(xiàn)狀分析可知，直接干涉運行管理模式下管理人員更具有節(jié)能動力，節(jié)能效果更加顯著。

3　探索管理節(jié)能的核心問題

從上述案例分析可知，業(yè)主與物業(yè)的權(quán)責(zé)利明確；管理績效與工資聯(lián)系在一起；能源費用與用戶使用量相關(guān)的情況下，節(jié)能效果更顯著。主動干涉下的樓宇管理關(guān)鍵在于激發(fā)業(yè)主、管理人員或用戶使用者的主觀節(jié)能動力，特別是物業(yè)管理人員?？梢姌怯罟?jié)能運行管理受較深層次的影響因素制約，在利益的驅(qū)使下，只有各行為主體的利益明確，才會促使主動干涉管理，更好地推動節(jié)能管理的深入進(jìn)行。

3.1主動干涉管理模式的機理

建筑節(jié)能運行管理，管理人員是設(shè)施管理的直接操縱者，其行為除受自身專業(yè)素質(zhì)的影響外，還受業(yè)主和用戶使用者行為的影響。利用行為科學(xué)的動機理論及行為模型理論，通過對管理人的問卷調(diào)查，探索行為干涉管理模式下的深層制約因素。行為模型理論還描述了人的行為取決于周圍環(huán)境作用。在分析人的行為時，要同時看到兩個方面的因素[13]。

對問卷結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析，管理人員對建筑節(jié)能管理重要性認(rèn)識的結(jié)果如圖4；管理人員的工作環(huán)境的滿意度的調(diào)查結(jié)果如圖5；對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備調(diào)控操作依據(jù)結(jié)果如圖6；對節(jié)能技術(shù)及節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)識如圖7所示。

圖4對建筑節(jié)能管理的認(rèn)識

圖5對工作環(huán)境的滿意度

圖6對建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備調(diào)控操作依據(jù)

在問卷調(diào)查訪問時獲知，空調(diào)系統(tǒng)管理人員上崗每兩年培訓(xùn)一次，但當(dāng)問及培訓(xùn)是否有效時，許多有一定工作經(jīng)驗的管理人員認(rèn)為對自己的作用不是很大?？梢姽芾碚咭丫邆湟欢ǖ膶I(yè)知識，也能意識到自己工作的重要性,但是在實際管理中沒有付諸行動。對于公司的管理制度，絕大多數(shù)管理人員表示無能為力，只能接受。對于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備管理操作，雖然絕大多數(shù)管理人員能按照設(shè)備操作規(guī)定執(zhí)行，但是也有很大一部分是根據(jù)業(yè)主或領(lǐng)導(dǎo)的意愿進(jìn)行調(diào)節(jié)的。在對節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)識上，雖然具有基本的專業(yè)知識，但是節(jié)能認(rèn)識還不夠，也有可能受節(jié)能產(chǎn)品宣傳或國外一些節(jié)能理念的影響。

3.2主動干涉管理模式的關(guān)鍵因素

通過對主動干涉管理模式的機理分析，可知管理人員行為受多層因素的制約，一是需要一個產(chǎn)生節(jié)能動力的外在刺激因素，一般主要是由業(yè)主或物業(yè)管理公司所制定的管理制度及考核指標(biāo)。二是管理人員操作過程中的行為制約因素，一般是由其自身因素及用戶使用者配合度。若要想實現(xiàn)管理節(jié)能，首先業(yè)主或物業(yè)經(jīng)理要具有節(jié)能動力，一般需要付諸相關(guān)政策、法規(guī)改變現(xiàn)有模式。其次，在提高管理人員自身制約因素的同時，需要釋放一定的管理權(quán)。再次，需要加強對使用者用能管理，必要時需輔助一些獎懲措施，使其利益與能源使用量相關(guān)。管理人員行為激勵模型及主要影響因素如圖8所示。

圖7對節(jié)能技術(shù)及節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)識

圖8管理人員行為激勵模型及影響因素

4　結(jié)論

本文通過對上海市公共建筑管理現(xiàn)狀的實地走訪調(diào)查，分析主動干涉的樓宇管理模式的節(jié)能管理現(xiàn)狀及主要影響因素；以實際建筑運行數(shù)據(jù)為例，進(jìn)一步說明主動干涉管理模式的節(jié)能效果；并利用行為科學(xué)相關(guān)理論，探索主動干涉管理模式的關(guān)鍵因素，得出如下結(jié)論：

1）主動干涉樓宇管理模式加強了設(shè)施管理過程中的人員主動干預(yù)行為，激發(fā)管理人員的節(jié)能動力，且節(jié)能效果顯著。主動干涉管理模式關(guān)鍵因素在于，明確各個行為主體利益所在，以激勵其主觀節(jié)能動力。

2）要提高建筑運行階段的管理節(jié)能，需要整體提高政府、業(yè)主、物業(yè)公司節(jié)能管理效率以及使用者節(jié)能意識。政府部門在提供財政支持的同時需制定相關(guān)政策與法規(guī)，以鼓勵和評判業(yè)主的節(jié)能行為；業(yè)主需明確與物業(yè)公司之間的利益分配，釋放管理權(quán)限，同時加強對物業(yè)管理效果的監(jiān)管；物業(yè)管理公司需制定合理的考核指標(biāo)，實施管理績效和工資一體化的管理方法；改善能源收費制度，使用戶利益與能耗相關(guān)，按能耗收費，多用多付，對使用者加強節(jié)能宣傳教育等。

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新加坡建成最綠色環(huán)保的建筑

在新加坡，一提到新加坡建筑管理學(xué)院本部，都稱道她為全國最綠色建筑。

據(jù)介紹，該學(xué)院面積為4500平方米，由車間改造而成。學(xué)院依靠太陽能發(fā)電來維持日常運營。據(jù)統(tǒng)計，利用太陽能發(fā)電每年可節(jié)約8.4萬美元能源費用。自2009年10月起，該學(xué)院累計產(chǎn)生85.2萬千瓦時電能，消耗81萬千瓦時，可略有盈余。

據(jù)悉，該建筑維持其能源凈零狀態(tài)還需其他電源輔助系統(tǒng)支持。如綠色屋頂、Low-E玻璃、遮陽裝置、節(jié)能照明和運動傳感器、優(yōu)化采光、自然通風(fēng)等使建筑能夠減少電力消耗直到自給自足。通過先進(jìn)的制冷機調(diào)節(jié)技術(shù)，變速驅(qū)動器，和個性化通風(fēng)系統(tǒng)，節(jié)省空調(diào)能源消耗約40%。

（黃赟譯）

Study on the Energy Efficiency of Active InterventionManagement in Public Buildings

Li cui,Li zheng rong

Building service management is one of the most important factors which w ill imp rove build ing energy performance.Most p revious studies on im p roving building management have focused on building cooling/heating load forecast,build ing automatic system s,and so on.The effec t of m anager's behavior on the build ing energy performance is rarely considered.In this study,56 pub lic buildings in Shanghai,China are surveyed.Field management logical information is collected,and the energy performance under different management style is compared to study the effect of manager's behavior on energy use. Some questionnaires are carried out to determ ine potential solutions to highlight manager's interest in energy-efficient styles.

Build ing service m anagem ent,Energy saving,m anagem entbehavior；