陳溢進(jìn)

上海投資咨詢公司

1 加強(qiáng)中國建筑能源管理控制的背景

1.1 中國建筑能耗現(xiàn)狀

中國大陸建筑能耗相關(guān)模型提供的有關(guān)數(shù)據(jù)表明，1996年全國總的建筑能耗約為2.59億t標(biāo)準(zhǔn)煤，2008年約為6.55億t標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增加了1.5倍。期間，2007年建筑能耗約為6.07億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占當(dāng)年社會能耗總量的23%，其中，年電力消費(fèi)量約為7150億kWh，占當(dāng)年社會總能源消費(fèi)量的22%[1]。

近年來，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的建筑總能耗增長速度日益加快。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，建筑、交通、工業(yè)三大用能領(lǐng)域之一的部分地區(qū)建筑建造和使用的能耗占全社會總能耗的比例已高達(dá)30%。隨著建筑能耗的急劇增長，建筑節(jié)能工作的開展顯得尤為必要。

1.2 公共建筑能耗的特點

調(diào)查和統(tǒng)計分析結(jié)果顯示，截止2008年，我國公共建筑總建筑面積約為78億m2，總電力消費(fèi)量3 800億kWh，總耗標(biāo)煤1.41億t，平均單位面積耗電量48.6kWh/(m2·a)，單位面積能耗18.1Kgce/m2（上述數(shù)據(jù)不含北方城鎮(zhèn)集中采暖能耗部分）[1]。

公共建筑分為大型公共建筑和一般公共建筑兩類，一般公共建筑指單體建筑面積在2萬m2以下的建筑或者指單體建筑面積雖然超過2萬m2，但并沒有配置中央空調(diào)的公共建筑，其余均為大型公共建筑。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，大型公共建筑的占比急劇增加。據(jù)數(shù)據(jù)分析，當(dāng)大型公共建筑配置中央空調(diào)時，其單位建筑面積能耗是普通規(guī)模不配置中央空調(diào)系統(tǒng)的公建能耗的3～8倍。由于大型公共建筑存在單耗高、節(jié)能潛力大等特點，逐漸成為建筑節(jié)能領(lǐng)域的重點關(guān)注對象。

1.3 實施建筑能源管理控制的必要性

大型公共建筑節(jié)能的最終目的是降低建筑總能耗。因此，了解建筑總能耗以及分項能耗是節(jié)能的基礎(chǔ)工作之一，只有全面掌握實際用能數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)“以用能數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的節(jié)能”。不能把公共建筑節(jié)能工作僅以“最新節(jié)能技術(shù)”的數(shù)量為判斷依據(jù)，以避免把節(jié)能工作引入歧途。因此在大型公共建筑中實施能源管理控制、對建筑的能源消耗進(jìn)行計量十分重要。

大型公共建筑功能復(fù)雜、用能系統(tǒng)繁多，為更好地掌握各用能分項的能源消耗情況，必須對各用能分項實施分項計量工作，以便根據(jù)實際能耗情況開展相應(yīng)的節(jié)能管理和節(jié)能改造工作。為此，自2007年起，建設(shè)部、財政部開始在國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑中實行能耗統(tǒng)計、能耗審計、分項計量系統(tǒng)建設(shè)，2008年，國家頒布了一系列規(guī)范分項計量工作的技術(shù)導(dǎo)則。

2 建筑能源管理控制市場簡介

2.1 市場組成

建筑能源管控市場由很多企業(yè)單位組成，按其性質(zhì)及服務(wù)的類型大致可分為4類：

1）政府部門：政府機(jī)關(guān)在建筑能源管控市場中起著導(dǎo)向作用，通過制定頒布相關(guān)的政策法規(guī)，支持和促進(jìn)有利于實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)的發(fā)展，引導(dǎo)市場的發(fā)展方向；同時它也是市場的服務(wù)對象，如政府機(jī)關(guān)辦公大樓的建筑能耗很大，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施降低能耗，達(dá)到節(jié)能減排的要求。

2）硬件生產(chǎn)廠商：主要是生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)中如傳感器、控制器、執(zhí)行器等的廠商，現(xiàn)在市場上占主導(dǎo)地位的仍是一些外國企業(yè)，如霍尼韋爾、西門子、施耐德、江森自控等。

3）能量計量企業(yè)：現(xiàn)有的能量計量企業(yè)大多是著重于管控系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)，硬件裝置采用和第三方企業(yè)合作的形式，現(xiàn)越來越多的企業(yè)開始研發(fā)生產(chǎn)末端測試裝置，為用戶提供自主生產(chǎn)設(shè)計的整套解決方案，提升自身的競爭力。

4）設(shè)計咨詢公司：主要包括建筑設(shè)計院、節(jié)能咨詢公司等，提供建筑設(shè)計、施工、管理階段綜合的節(jié)能服務(wù)，也可對綠色建筑進(jìn)行評估，提供有效的解決方案，同時對能源管控平臺的應(yīng)用具有推動作用。

2.2 市場服務(wù)對象

節(jié)能減排是國家可持續(xù)發(fā)展的重要決策，為此，中央及各地方政府紛紛出臺政策法規(guī)明確節(jié)能目標(biāo)及獎懲方法，相關(guān)企業(yè)單位也紛紛采取相應(yīng)的能源管理控制措施以達(dá)到節(jié)能的要求。按性質(zhì)不同，可將建筑能源管理控制市場的服務(wù)對象分為3類：

1）工業(yè)企業(yè)：如煤炭、天然氣、成品油、熱力等重點用能企業(yè)，主要是對使用的能源進(jìn)行計量統(tǒng)計，能源計量器具必須達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，并定期進(jìn)行校準(zhǔn)。

2）大型公共建筑：如國家機(jī)關(guān)辦公建筑、商場、寫字樓、酒店、大專院校建筑等，國家規(guī)定要逐步建立國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能源監(jiān)測平臺，對建筑能耗進(jìn)行分項計量并實時監(jiān)控。

3）住宅：特別對北方集中供暖的住宅，國家采取措施對集中供熱的建筑實行供熱分戶計量，按照熱量收費(fèi)制度，在建筑中安裝熱計量表和室溫調(diào)控裝置，達(dá)到既滿足用戶熱量需求又不造成能量浪費(fèi)的目的。

3 產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

3.1 經(jīng)濟(jì)環(huán)境

我國工業(yè)及建筑業(yè)的增長，對建筑能源管理控制系統(tǒng)的需求量也相應(yīng)增加，同時國民經(jīng)濟(jì)的增長也促進(jìn)了該行業(yè)的迅速發(fā)展。

當(dāng)前，中國正處于建設(shè)飛速發(fā)展的階段，大型公共建筑和住宅的增長速度很快。根據(jù)2009年全國政協(xié)調(diào)研組調(diào)研數(shù)據(jù)，目前我國城鄉(xiāng)建筑已近400億m2，其中99%屬于高能耗建筑，預(yù)計到2020年，我國將新建建筑面積約300億m2，建筑總能源消費(fèi)量將達(dá)到10.9億t標(biāo)準(zhǔn)煤，建筑在建造和使用過程中直接消耗的能源已占全社會總能源消費(fèi)量的30%左右[2]。建筑的快速發(fā)展及建筑能耗的逐年增加必然帶動與其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.2 地域環(huán)境

大量調(diào)查研究表明，公共建筑與建筑的體量和規(guī)模有關(guān)，因除采暖外的單位面積能耗隨地域的變化不大，在南北方對公共建筑進(jìn)行能源管理控制時除采暖外采取的方法是相似的。

北方城鎮(zhèn)采暖占全國城鎮(zhèn)建筑能耗的比例高達(dá)40%，同時占我國建筑總能耗的25%左右[1]。故對北方建筑進(jìn)行管理控制時，應(yīng)重點考慮其采暖能耗，如在建筑設(shè)計階段提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能、合理設(shè)計窗墻比、保證采暖系統(tǒng)的水力平衡等，在能源計量方面應(yīng)著重于分戶熱量計量和收費(fèi)系統(tǒng)的研發(fā)，同時要考慮對熱計量器具的大量需求。

在南方主要是夏季的供冷，重點應(yīng)側(cè)重于減少建筑的冷負(fù)荷研究，如圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能、空調(diào)供冷系統(tǒng)的設(shè)計及冷量的計量和收費(fèi)，如中央空調(diào)計費(fèi)系統(tǒng)，現(xiàn)廣州地區(qū)開始推行按冷量收費(fèi)制度，分戶計量冷量，以達(dá)到節(jié)能的目的。

3.3 技術(shù)環(huán)境

為了降低建筑能耗，可再生能源及新技術(shù)在建筑中得到了廣泛應(yīng)用，如太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱水系統(tǒng)、水/地源熱泵系統(tǒng)、冰蓄冷技術(shù)、熱回收裝置等。隨著國內(nèi)地源熱泵市場占空調(diào)市場比率的增加，按照世界年均增長率20%進(jìn)行估算，中國的地源熱泵市場占比將會達(dá)到35%以上[3]。對北京市的地源熱泵技術(shù)進(jìn)行調(diào)研以及經(jīng)濟(jì)分析時發(fā)現(xiàn)：使用地源熱泵技術(shù)僅供暖方面便可節(jié)省能源30-50%；其運(yùn)行費(fèi)，63%的項目低于燃煤集中供熱的采暖價格，所有被調(diào)查項目均低于燃油、燃?xì)夂碗婂仩t供暖價格[3]；冰蓄冷技術(shù)可降低30%至50%的冷源機(jī)組裝機(jī)容量；一臺1000冷t的冷水機(jī)組的最大排熱量相當(dāng)于一臺7t的熱水鍋爐供熱量，如果利用熱回收裝置將這些熱量回收，可節(jié)約電量240kW。隨著新技術(shù)的廣泛使用，在進(jìn)行建筑能源管理控制時要充分考慮這些新技術(shù)的應(yīng)用，提高系統(tǒng)的適用范圍。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，在線計量、實施監(jiān)控建筑的能源使用情況已經(jīng)發(fā)展成為一種趨勢，使用者只需一臺電腦、一部手機(jī)即可觀察建筑的用能情況，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將幾座建筑聯(lián)系起來，實施分析建筑用能趨勢，獲得建筑節(jié)能的評判標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 法律及政策環(huán)境

在我國，政府的政策法規(guī)影響著市場的發(fā)展方向及發(fā)展速度，市場的發(fā)展受到法律的束縛和引導(dǎo)。在節(jié)能減排的大方針下，國家出臺了一系列政策法規(guī)鼓勵和支持建筑節(jié)能行業(yè)的發(fā)展，具體措施如下：

1）對既有建筑的改造實施貸款補(bǔ)息，對超低能耗建筑實施稅收優(yōu)惠政策，對可再生能源的技術(shù)實施補(bǔ)貼政策。

2）公共建筑應(yīng)安裝能源監(jiān)測系統(tǒng)或用電分項計量裝置。實行集中供熱的建筑還應(yīng)安裝供熱系統(tǒng)用熱計量裝置、調(diào)控裝置和室內(nèi)溫度調(diào)控裝置；

3）房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)在銷售房屋時，應(yīng)向房屋購買人明示所售房屋所采用的節(jié)能措施、保溫工程保修期等信息，并在房屋買賣合同、質(zhì)量保證書和使用說明書中載明，且對其真實性、準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。

4）中央及地方財政安排節(jié)能專項扶持資金，支持節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)與推廣、重點節(jié)能工程的實施、信息服務(wù)、表彰獎勵及節(jié)能宣傳培訓(xùn)等。

5）國家運(yùn)用價格、財稅等政策，支持推廣合同能源管理、電力需求側(cè)管理、節(jié)能自愿協(xié)議等節(jié)能措施。

6）建立全國聯(lián)網(wǎng)的國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源監(jiān)測平臺，對重點建筑用能進(jìn)行實時監(jiān)測，建立和完善能耗統(tǒng)計、能源審計、能效公示等制度，培育建筑節(jié)能服務(wù)市場，建立完善國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑用能監(jiān)管體系。

4 建筑能源管理控制市場的運(yùn)行規(guī)律

4.1 供應(yīng)商

在市場中的能源管理控制供應(yīng)商主要供應(yīng)計量控制設(shè)備，如傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備。影響這些設(shè)備生產(chǎn)費(fèi)用的一個因素是工人工資，工人工資上漲，這些設(shè)備的生產(chǎn)費(fèi)用也相應(yīng)增加，另一個因素是原材料價格的影響，如銅、鐵的價格。

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，科技創(chuàng)新對于一個企業(yè)的發(fā)展非常重要，特別是在能源管理控制市場，科技創(chuàng)新非常重要，所設(shè)計的產(chǎn)品不但節(jié)能，同時科技含量要高，如無線通信、實時在線監(jiān)控等。

4.2 服務(wù)對象

市場中的主要服務(wù)對象是工業(yè)建筑、商業(yè)建筑及住宅，它們對節(jié)能服務(wù)的需求一方面受到國家政策的影響，另一方面受到經(jīng)濟(jì)波動的影響。

經(jīng)濟(jì)的快速增長將帶動節(jié)能服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，有利于節(jié)能措施的實施，特別是對一些初投資較高、回收年限較短的節(jié)能技術(shù)。國家對于節(jié)能的扶持力度及強(qiáng)制要求對市場的發(fā)展影響很大，如國家對可再生能源及合同能源管理采取資金補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠的政策有力地促進(jìn)了兩個行業(yè)的發(fā)展，國家要求的能源消耗量及節(jié)能量將強(qiáng)制要求一些企業(yè)單位進(jìn)行節(jié)能改造，運(yùn)用能源管理和控制手段。

4.3 市場要求

進(jìn)入建筑能源管理控制市場的難易程度取決于項目的規(guī)模、技術(shù)要求及經(jīng)濟(jì)能力。對于一些企業(yè)及政府項目，因?qū)ο到y(tǒng)的技術(shù)要求及節(jié)能的方案要求較高，故進(jìn)入的門檻很高；對于用能系統(tǒng)控制和管理、能源審計、節(jié)能咨詢、設(shè)計、評估等行業(yè)進(jìn)入的門檻也較高，要求有關(guān)企業(yè)必須具備專業(yè)的知識、熟悉國家的政策法規(guī)、掌握專業(yè)的模擬軟件等；同時國家要求節(jié)能服務(wù)行業(yè)必須取得相應(yīng)的資質(zhì)認(rèn)證；對一些安裝行業(yè)進(jìn)入的門檻則較低。

4.4 競爭

節(jié)能服務(wù)行業(yè)的高速發(fā)展必然導(dǎo)致市場的激烈競爭。建筑能源管理控制市場的競爭不但體現(xiàn)在技術(shù)的競爭，同時還有價格、服務(wù)的競爭。各個企業(yè)紛紛投入大量的資金用于產(chǎn)品的研發(fā)，在產(chǎn)品達(dá)到高質(zhì)量的同時，需盡量降低產(chǎn)品、服務(wù)的價格，以提升自身的競爭力。對大企業(yè)而言，因為產(chǎn)品的質(zhì)量較高，主要是要努力降低產(chǎn)品的價格，在同等條件下提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；對于小型企業(yè)而言，應(yīng)著重對能源管控過程中被大企業(yè)忽視的具體問題進(jìn)行研究，挖掘自己的特點、優(yōu)勢。

現(xiàn)在許多企業(yè)都注重解決方案和服務(wù)，因為對于不同的項目解決方案和服務(wù)是不相同的，同時每個企業(yè)都有自己的思路和方法，故解決方案的優(yōu)劣及服務(wù)質(zhì)量的水平將成為企業(yè)水平的評判標(biāo)準(zhǔn)。

5 發(fā)展要素

面對節(jié)能服務(wù)需求量大、競爭非常激烈的市場形勢，為獲得更好的發(fā)展，有關(guān)企業(yè)可從以下幾個方面努力：

1）認(rèn)真貫徹國家的政策法規(guī)，嚴(yán)格按照要求實施，能夠提供政策法規(guī)中規(guī)定的能量審計、節(jié)能監(jiān)測、評估等服務(wù)；

2）與大企業(yè)進(jìn)行合作，利用其成熟的產(chǎn)品，發(fā)展具有自己特色的產(chǎn)品和服務(wù)，同時提高產(chǎn)品和服務(wù)的性價比，提升競爭力；

3）提供系統(tǒng)的節(jié)能降耗解決方案和服務(wù)，提升服務(wù)質(zhì)量，滿足市場需求；加強(qiáng)與客戶聯(lián)系，特別要與大型企業(yè)和政府建立較為牢固的長期合作關(guān)系，并在項目中提升公司形象，吸引潛在客戶；

4）順應(yīng)市場發(fā)展的大趨勢，提高產(chǎn)品和服務(wù)的科技含量，當(dāng)前的在線實時監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、“云計算”是新的發(fā)展方向，企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品時應(yīng)能使用新技術(shù)以滿足在線實時監(jiān)控的需求。

6 管控重點及對策

空調(diào)系統(tǒng)能耗是建筑能耗的重要組成部分。對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能，是降低建筑能耗的有效方法。整體性的考慮空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗是實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑，對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行精確的測試和節(jié)能診斷則是非常關(guān)鍵的步驟。

通過對能源管理控制市場的調(diào)查研究，合同能源管理、在線計量、實時監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等是能源管理控制市場的發(fā)展趨勢，為了實時測量分析空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，開發(fā)一套實時性、系統(tǒng)性、準(zhǔn)確性和具有診斷能力的能源管理控制系統(tǒng)具有重要的實用價值。系統(tǒng)可集數(shù)據(jù)自動采集、傳輸與分析診斷于一體，通過網(wǎng)絡(luò)或通訊技術(shù)遠(yuǎn)程獲得空調(diào)系統(tǒng)實時運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障信息，利用能源管理控制系統(tǒng)進(jìn)行分析診斷，優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)用能，提升空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理水平，全面降低空調(diào)系統(tǒng)用能。同時可將不同類型建筑及空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗進(jìn)行統(tǒng)計分析，為新建項目的分析提供參考。隨著現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)改造項目的增加，該系統(tǒng)還可自動測試獲得改造前后的節(jié)能量，為合同能源管理進(jìn)一步推廣提供數(shù)據(jù)支撐。

能源管理控制系統(tǒng)的構(gòu)建大致可以分為硬件和軟件兩個部分：（1）硬件部分主要是用于數(shù)據(jù)自動采集和傳輸?shù)哪┒藗鞲衅?、?shù)據(jù)采集器及打印設(shè)備等，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的實際配置情況合理選擇數(shù)據(jù)采集模塊，同時可與現(xiàn)有的BA系統(tǒng)進(jìn)行對接，所用硬件設(shè)備既可采用與第三方廠家合作的形式，也可以自主研發(fā)生產(chǎn)，視系統(tǒng)研發(fā)者的情況而定。（2）軟件部分主要是實現(xiàn)對建筑空調(diào)系統(tǒng)基本信息的輸入及構(gòu)建分析診斷模型?？筛鶕?jù)相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)確定評價指標(biāo)，將所測得的數(shù)據(jù)與評價指標(biāo)相比較，分析空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行是否高效節(jié)能，同時可輸出相應(yīng)的報表，直觀評價空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀況。

綜上所述，將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)合理結(jié)合，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況的實時監(jiān)控，對空調(diào)系統(tǒng)的整體性能能效進(jìn)行分析，通過降低空調(diào)能耗以有效降低建筑能耗。

7 結(jié)語

能源管理控制有很多方式，從當(dāng)前適合市場發(fā)展趨勢的角度看，有合同能源管理服務(wù)、在線計量、實時監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嘗試使用遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制等多種方式。

經(jīng)分析，上述降低建筑能源消耗的管理路徑和技術(shù)路徑，建議采用集數(shù)據(jù)自動采集、傳輸與分析于一體、可實時監(jiān)控和存儲運(yùn)行數(shù)據(jù)、并具備良好診斷能力，范圍包括照明、空調(diào)、鍋爐、電梯、供水設(shè)備、熱水器等用能設(shè)備以及人流密度監(jiān)控的能源管理控制系統(tǒng)。

當(dāng)用能單位具備全面、可行的節(jié)能管理制度，具備上述能源管理控制系統(tǒng)，基本可實現(xiàn)除大氣溫濕度變化等客觀因素外的建筑能源消耗管理控制的目的。