肖方初,何正亞,陳思
(1合肥市城鄉(xiāng)建設局,安徽 合肥 230000;2安徽省建筑科學研究設計院,安徽 合肥 230031)
2018年我國建筑建造和運行用能占全社會總能耗的37%,建筑建造占全社會能耗的比例為14%,建筑運行占中國全社會能耗的比例為23%,建筑節(jié)能勢在必行。依據(jù)《住房城鄉(xiāng)建設部辦公廳銀監(jiān)會辦公廳關于批復2017年公共建筑能效提升重點城市建設方案的通知》(建辦科〔2017〕72號),合肥市被列入國家公共建筑能效提升重點城市,我市將于2018~2020年實施完成既有公共建筑節(jié)能改造面積157萬㎡,改造項目平均節(jié)能率不低于15%。
2020年11月,安徽省機關事務管理局、安徽省發(fā)改委、安徽省財政廳共同發(fā)布了《關于推動公共機構合同能源管理的意見》(皖管[2020]12號),文件指出我省要逐步建立規(guī)范有序的節(jié)能服務市場和完善的節(jié)能服務體系,使合同能源管理成為公共機構實施節(jié)能改造的主要形式。為貫徹落實《關于推動公共機構合同能源管理的意見》,安徽省機關事務管理局2021年1月7日發(fā)布了《關于在黨政機關辦公區(qū)開展合同能源管理集中示范工作的通知》(皖管辦 [2021]2號),文件中明確要求:2021年底,各設區(qū)市至少有一個黨政機關集中辦公區(qū)能源托管項目進入實施階段;到“十四五”末,全部設區(qū)市市級黨政機關集中辦公區(qū)實施能源托管,50%的縣級黨政機關集中辦公區(qū)實施能源托管。
本文以合肥市某機關辦公建筑綜合節(jié)能改造為例,從節(jié)能診斷、改造方案編制、節(jié)能效果驗證等方面進行了全面分析,為后續(xù)公共機構節(jié)能改造提供了一定的經(jīng)驗借鑒。
本報告核定項目為合同能源管理項目,建筑類型為行政辦公建筑,2014年改造后投入行政辦公使用,建筑分A、B兩棟(南樓、北樓),A棟建筑地上5層,B棟建筑地下1層,地上6層,總建筑面積18184㎡。建筑功能主要為辦公,A棟1~4層為辦公室、會議室,5層為會議室、活動室;B棟1層為餐廳,2層、6層為會議室,3~5層為辦公室,地下1層為設備房和地下車庫。
該辦公樓主要能源消費為電能,根據(jù)2016~2018年三年能源消費賬單,2016年耗電量為1345986kW·h,2017年耗電量為1429580kW·h,2018年總耗電量為1489719kW·h,可以看出近3年用電量在逐年增長。2017年比2016年增長了6.21%,2018年比2017年增長了4.21%,能源消耗統(tǒng)計表如下表。
能源消耗統(tǒng)計表
根據(jù)能源消耗統(tǒng)計表,繪制能源柱狀圖如圖1。
圖1 年用電量柱狀圖
經(jīng)計算可知,2017年比2016年增長了6.21%,2018年比2017年增長了4.21%。
辦公樓采暖通風及空調系統(tǒng)采用10套變頻多聯(lián)機系統(tǒng)和180臺分體空調,經(jīng)現(xiàn)場對設備勘察診斷,空調系統(tǒng)目前存在以下問題:
①設備出現(xiàn)老舊情況,制冷效果明顯下降,嚴重區(qū)域無法滿足使用要求;
②夏天空調溫度設定過低,制冷過度;
③部分辦公室打開門窗開啟空調;
④節(jié)能意識不足,個別房間下班離開房間忘記關空調;
⑤空調使用狀態(tài)沒法監(jiān)控;
⑥空調待機能耗浪費嚴重;
⑦部分設備換熱翅片積垢嚴重,降低空調運行能效,浪費能源;
⑧多聯(lián)機外機安裝在1樓地面,2012年安裝至今,運行總體穩(wěn)定。外機由于多年運行,開始有老化現(xiàn)象,換熱效率不高。
經(jīng)過計算該辦公樓分體空調年耗電量共451008W·h,占總能耗比例的30%,占比較高。受合肥市氣候影響,合肥市夏季依靠空調制冷,冬季依靠空調采暖,因此空調耗電較多,分體空調全部依靠人工控制,因此人為因素對分體空調耗電影響較大,分體空調的開啟情況、溫度設定將直接影響建筑耗電。因此,通過加強管理減少不必要的空調耗電。
經(jīng)過計算該辦公樓多聯(lián)機每年耗電量約為266644.8kW·h,該辦公樓2018年建筑年總能耗1489719kW·h,多聯(lián)機空調耗電占總能耗比例的18%,占比較高。
分體空調冷熱兩用,夏季供冷、冬季采暖,因此空調耗電量較大。
大樓基本為傳統(tǒng)熒光燈具,以T8熒光燈管為主,走廊和衛(wèi)生間有一部分節(jié)能燈。辦公燈具比較老化,照明光效較低,一般為50lm/W左右,故障率較高,且運行能耗較大。根據(jù)現(xiàn)場調研和運行記錄核查,照明燈具每天開啟9.5h左右,節(jié)假日加班較少,燈具基本關閉。室內照明燈具使用較為規(guī)律,因此,上下班開關燈須嚴格管控。該辦公樓2018年建筑年總能耗1489719kW·h,照明燈具耗電占總能耗比例的9%,占比較小。
圖2 照明燈具耗電占比圖
經(jīng)過診斷,照明系統(tǒng)主要存在以下問題:
①現(xiàn)使用的照明系統(tǒng)基本仍采用傳統(tǒng)的熒光燈管及普通節(jié)能燈具,相比LED燈具消耗了更多電能;
②使用傳統(tǒng)的熒光燈管在工作時,因自身燈管和整流器會產(chǎn)生高溫,熱量輻射到室內,增加了室內空調冷量損失,消耗了空調的電能;
③在公共區(qū)域和走廊部分區(qū)域,無照明智能控制,或者光聲控制,定時開關功能,存在長明燈現(xiàn)象;
④照明系統(tǒng)未按區(qū)域安裝計量裝置,線路未獨立分離,不便于照明系統(tǒng)進行計量和分區(qū)控制;
⑤在日照充足的情況下,部分走廊及室內自然采光良好區(qū)域,照明燈具開啟數(shù)量未做相應調整,仍開啟所有燈具。
辦公樓當前能耗系統(tǒng)的計量基本處于一級計量階段,能源計量僅僅加裝了總表,對各用能系統(tǒng)均沒有進行分項計量,無法獲取各個能耗系統(tǒng)的詳細數(shù)據(jù),各重點用能系統(tǒng)的能耗無法實時監(jiān)測和自動計量。
該項目空調系統(tǒng)節(jié)能改造措施有:加裝多聯(lián)機集中控制器、分體空調集中控制器及智慧網(wǎng)關,多聯(lián)機空調和分體空調加裝綜合節(jié)能控制系統(tǒng),主要實現(xiàn)對空調系統(tǒng)的集中管控和能耗計量;多聯(lián)機室外機加裝噴霧冷卻降溫系統(tǒng)。
使用LED燈具替換原有高能耗熒光照明燈具,提高光效,降低能耗,延長使用壽命,減少維護成本;對照明進行分時分區(qū)控制,降低能耗。
建立起綜合能耗監(jiān)測和管理應用平臺,建立能耗計量采集系統(tǒng)及數(shù)據(jù)監(jiān)管中心,該能耗監(jiān)測平臺能夠實時顯示各個用能設備的現(xiàn)狀、異常、運行參數(shù)值等,且能夠遠程控制各個設備,實時查看用能設備運行參數(shù)和運行狀態(tài),對建筑整體及分項用能情況進行全面的自動化監(jiān)管及能效分析。
該項目于2020年4月竣工,節(jié)能改造實施時間為2019年12月~2020年4月,選取2018年作為基準年,核定基準期用電量為1489719.00kW·h,折合標煤為434.70t。依據(jù)提供的材料,該辦公樓改造前后入駐人員及節(jié)假日辦公時間均有所增多,依據(jù)《合肥市公共建筑能效提升重點城市改造項目節(jié)能量 (率)核定方法》,第4.4.1條規(guī)定:其他非節(jié)能改造措施引起的能耗變化量,能耗修正系數(shù)可按實際情況進行論證后確定。公共建筑運行能耗的修正應根據(jù)公共建筑使用非改造減排措施可能引起的總運行能耗條件變化確定,保證公共建筑在節(jié)能基準期和節(jié)能核定期的正常運行能耗條件基本一致。經(jīng)修正后的基準期能耗為 1841245.21kW·h,依據(jù)該辦公樓2020年4月~2021年3月實際能耗賬單,核定期用電量為2298683.16kW·h,整體綜合節(jié)能率為19.9%,年減排二氧化碳330t。目前項目已穩(wěn)定運行一年,節(jié)能效果顯著。
該項目通過對供暖通風空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、能耗監(jiān)測與控制系統(tǒng)改造,整體節(jié)能率達到19.9%,有效地節(jié)約了能源消耗,為類似建筑節(jié)能改造提供了一定的經(jīng)驗借鑒。