張 敏 鄭 敏 馬紅芳

（1.四川省建筑科學(xué)研究院有限公司 成都 610036；2.成都金發(fā)科技新材料有限公司 成都 610200）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)地位的提升，能耗也越來越高，目前我國已是全球能源第一消耗大國。如今酒店類建筑不斷增加，使得酒店類建筑的能耗迅速增加，節(jié)能潛力巨大。為了提高酒店的能源管理質(zhì)量，促進(jìn)酒店行業(yè)不斷向前發(fā)展，有必要對其進(jìn)行能源審計，找到建筑系統(tǒng)中用能薄弱環(huán)節(jié)，挖掘其節(jié)能潛力，實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展。

能源危機(jī)的爆發(fā)使得全球各國逐漸意識到能源的重要意義，并開始重視建筑節(jié)能，國內(nèi)外學(xué)者們對各自國內(nèi)大型公共建筑進(jìn)行了能源審計、能耗分析并進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能改造。

Thomas P C 等[1-3]對辦公樓進(jìn)行了能源審計，評估了建筑的節(jié)能潛力。研究顯示：有效地操作和使用樓宇系統(tǒng)，通過自動化系統(tǒng)特別是HVAC 優(yōu)化系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)乇ｐB(yǎng)窗戶式空調(diào)機(jī)組，輻射采暖轉(zhuǎn)為對流采暖，可大大節(jié)省能源，使辦公樓建筑節(jié)能可達(dá)30%。

Al-Saadi S N J[4]等對阿曼炎熱氣候地區(qū)的某圖書館進(jìn)行了能源審計。通過能源審計確定了能源改造策略，包括用LED 燈取代目前的熒光燈，根據(jù)使用時間切換空調(diào)系統(tǒng)，增加恒溫器的設(shè)定值，并減少空氣的滲透。Alajmi A[5]對科威特某教學(xué)樓進(jìn)行了一級和二級能源審計，并做了節(jié)能改造分析。經(jīng)過能源審計發(fā)現(xiàn)該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，且用電設(shè)備等系統(tǒng)也都處于低效率運行狀態(tài)。進(jìn)行建筑節(jié)能改造后，用軟件模擬其能耗，發(fā)現(xiàn)節(jié)能率達(dá)到49.3%。Calderaro V[6]等對羅馬市某一圖書館的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了節(jié)能改造并利用了太陽能被動式系統(tǒng)，從而提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能，降低能耗，促進(jìn)太陽能的使用。

Kolokotsa D[7,8]對某知名醫(yī)院進(jìn)行了能源審計，發(fā)現(xiàn)醫(yī)院能耗比商業(yè)建筑更多，提出了節(jié)能措施，如使用變速驅(qū)動器在經(jīng)濟(jì)上可行且具有較大的節(jié)能量，以及采用簡單的節(jié)能技術(shù)可節(jié)省高達(dá)10%的一次能源消耗。

Santamouris M[9]等對希臘158家酒店進(jìn)行了能源審計，在能源審計中分析了制冷、供暖、照明的能耗，并討論了能源特性對能耗和系統(tǒng)性能的影響。通過能源審計分析，發(fā)現(xiàn)建筑具有較大的節(jié)能潛力，根據(jù)多次模擬結(jié)果，得出結(jié)論：采用實用的改造技術(shù)、材料和新節(jié)能系統(tǒng)，有可能達(dá)到整體節(jié)能20%。

Florides G A[10]等基于TRNSYS 軟件，用一個典型氣象年和一個典型房屋模型對現(xiàn)代住宅的能量流進(jìn)行建模和仿真，研究自然通風(fēng)和控制通風(fēng)、遮陽、各種類型的玻璃、朝向、建筑形狀和熱質(zhì)量對熱負(fù)荷的影響。研究結(jié)果表明，建筑節(jié)能效果隨建筑保溫性能的提升而提升。Cheung C K[11]等介紹了一種綜合被動式設(shè)計方法，通過改進(jìn)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)來降低濕熱氣候高密度城市中的高層住宅的制冷需求。結(jié)果表明，該方法可使基礎(chǔ)住宅的年需冷量和峰值冷負(fù)荷分別節(jié)約31.4%和36.8%。

Martini I等[12-16]在建筑節(jié)能和能源審計的其他方面進(jìn)行了研究，建立了一個建筑能源模塊數(shù)據(jù)庫，用來評價建筑物理空間、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和設(shè)備使用對能耗的影響；基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算方法，對設(shè)備改造前后的能耗數(shù)據(jù)建立模型，結(jié)果表明，節(jié)能改造后設(shè)備降低了能耗；將數(shù)顯技術(shù)用于顯示建筑能源數(shù)據(jù)；將電動遮陽的綜合自動控制方式與可控制的電力照明系統(tǒng)結(jié)合使用，根據(jù)氣候條件和朝向，可使周邊空間大幅度降低制冷和照明的能耗。

綜上所述，國外學(xué)者對辦公、學(xué)校、醫(yī)院、酒店以及住宅類建筑進(jìn)行了大量的能源審計分析，現(xiàn)有研究成果中對辦公、學(xué)校、醫(yī)院類建筑研究得較多，而酒店類建筑節(jié)能分析得偏少。從過去多年來酒店類建筑的發(fā)展來看，我國酒店的數(shù)量和規(guī)模都在擴(kuò)大，這必然導(dǎo)致酒店類建筑能耗的急劇攀升，消耗大量的能源資源。因此，能源審計作為一種節(jié)能管理的方法，對于酒店類建筑的節(jié)能管理具有很重要的意義，有效的能源審計將成為酒店類建筑降低能源消耗、提高能源利用率必不可少的一部分。

本文通過對某賓館進(jìn)行全面的能源審計，對用能系統(tǒng)進(jìn)行梳理分析，對能源年總能耗及各類能源占比進(jìn)行計算分析，從而提出具有針對性且切實可行的節(jié)能措施，進(jìn)而為酒店節(jié)能管理工作提供理論依據(jù)。

1 建筑能源審計內(nèi)容

建筑能源審計是通過對建筑進(jìn)行文件審查以及實測調(diào)研，對用能單位的能源利用情況進(jìn)行定量研究分析，對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)、水資源利用、建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)測、診斷和評價，從而發(fā)現(xiàn)建筑的節(jié)能潛力，提出節(jié)能運行和改造的建議。

建筑能源審計根據(jù)審計的深度不同將能源審計分為一級、二級、三級，一級旨在掌握建筑和用能系統(tǒng)的基本信息，了解建筑用能總體現(xiàn)狀，并通過與國家或地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比，判斷建筑總體用能水平。二級旨在掌握建筑各分項用能規(guī)律和運營管理水平，發(fā)現(xiàn)存在問題，提出節(jié)能改造方向。三級旨在通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用能設(shè)備及系統(tǒng)檢測，對建筑性能及用能系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)診斷，分析問題，明確改造方案，并進(jìn)行節(jié)能量和經(jīng)濟(jì)性分析。

2 建筑能源審計實例分析

2.1 建筑概況

該賓館位于四川成都，建筑主要包含1#樓（含東樓、南樓和西樓）、2#樓、3#樓以及部分輔助用房，總建筑面積約為132094m2，其中1#+3#樓65038m2，2#樓67056.69m2。

對該賓館按照《公共建筑能源審計導(dǎo)則》2016版三級能源審計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審計，不含節(jié)能改造措施及其節(jié)能量分析，及改造費用和回收期概算。本次能源審計的建筑主要是1#樓、2#樓和3#樓。審計周期為三年，從2016 年1 月1 日至2018 年12 月30 日。

2.2 用能系統(tǒng)概況

通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，該賓館的能源種類主要分為四類，燃?xì)?、電、水、燃油。該賓館的用能設(shè)備可以分為暖通空調(diào)設(shè)備、動力設(shè)備、餐廚設(shè)備、照明插座設(shè)備，其他設(shè)備。其中比較特殊的洗衣機(jī)房動力設(shè)備歸入其他設(shè)備。

2.3 建筑能耗分析

2.3.1 逐月能耗分析

該賓館的逐月用電能耗變化圖如圖1 所示。

圖1 該賓館逐月用電能耗變化圖Fig.1 Monthly change of power consumption of the hotel

由圖1 可見2016 至2018 年間用電能耗夏季能耗基本高于冬季，主要是由于夏季采用集中空調(diào)制冷耗電量較大。2017 年的逐月能耗基本表現(xiàn)為低于2016 和2018 年?？照{(diào)時間基本開始于5 月，到9 月基本結(jié)束。

逐月用水變化圖如圖2 所示。

圖2 該賓館逐月用水變化圖Fig.2 Monthly water consumption change of the hotel

由圖2 可知，該賓館2016 年-2018 年逐月用水量2018 年明顯低于2016 年和2017 年，尤其是6 月之后，原因是空調(diào)水路和鍋爐水路均存在滲漏現(xiàn)象，業(yè)主發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行了整改。

逐月用氣能耗變化圖如圖3 所示。

圖3 該賓館逐月用氣能耗變化圖Fig.3 Monthly gas consumption change of the hotel

由圖3 可知，該賓館2016 年-2018 年逐月用氣量呈現(xiàn)冬季偏高，主要是由于冬季供暖是由燃?xì)夤┙o，其余時間主要是用于生活熱水。冬季供熱供給時間基本上從11 月份開始到第二年的2 月份結(jié)束。

逐月用油變化圖如圖4 所示。

圖4 該賓館逐月用油變化圖Fig.4 Monthly oil consumption change of the hotel

由圖4 可知，該賓館2016 年-2018 年用油主要集中于冬季，而且數(shù)據(jù)體現(xiàn)不穩(wěn)定性。2018 年1月、2 月及12 月都有使用，但是2016 年只有1 月使用，2017 年只有11 月使用。主要原因是鍋爐會在天然氣供氣壓力不足的情況下，使用柴油作為燃料，2018 年兩次停氣也使用了柴油作為燃料。

2.3.2 建筑能耗指標(biāo)及對標(biāo)分析

賓館總建筑面積為132094m2，賓館工作人員約為1000 人左右，每天入住客人為1000 人左右進(jìn)行計算。

該賓館的電、氣、油的年平均消耗總量為3856.1tce，換算成年平均總消耗電能為3856.1*1000/0.1229=31376223.3kWh/a，單位建筑面積平均能耗為237.5kWh/m2，按照《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51161-2016 版標(biāo)準(zhǔn)要求對標(biāo)如表1所示。

表1 能源消耗指標(biāo)對標(biāo)表（旅館建筑非供暖能耗指標(biāo)五星級賓館）Table 1 Comparison table of energy consumption indicators(non-heating energy consumption indicators of hotel buildings,five-star hotels)

2.3.3 能源種類占比分析

將該賓館的電力、天然氣和柴油三年平均能耗折算成標(biāo)煤，水資源不參與折算，計算結(jié)果如表2所示。

表2 該賓館三年平均能耗折算標(biāo)煤占比（水資源不參與折算）Table 2 Proportion of converted standard coal in average energy consumption of the hotel in three years(water resources do not participate in conversion)

對表2 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，可以得到這三種能源的占比，如圖5 所示。

從表2 和圖5 均可看出天然氣和電力是該賓館的主要能源消耗方式，且天燃?xì)鈱?yīng)的年標(biāo)煤量高于電所對應(yīng)的年標(biāo)煤量。因此在節(jié)能改造中首先考慮的對象是天然氣和電力這兩部分能源。

2.3.4 建筑分項能耗結(jié)構(gòu)

通過能耗監(jiān)測平臺和拆分計算法可以算出空調(diào)、動力、餐廚、照明插座及其他能耗各分項年平均總用電量值。該賓館的能耗監(jiān)測平臺上的2016和2019 年的數(shù)據(jù)不全，而2017 到2018 年的數(shù)據(jù)完整，因此主要采用這兩年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算。通過統(tǒng)計分析可得各分項能耗的占比如圖6 所示。

圖6 該賓館分項能耗占比Fig.6 Proportion of itemized energy consumption of the hotel

從圖6 可以看出，暖通空調(diào)能耗占總能耗的46.17%，占比最高，其次是餐廚和照明插座，占比分別為19.7%和17.01%，動力占比第四。由于該賓館位于四川成都，屬于夏熱冬冷地區(qū)，在夏季和冬季長時間開啟空調(diào)，造成空調(diào)能耗比較高。其次，由于本次能源審計的建筑是賓館，該類建筑比較特殊，賓館內(nèi)有餐廳廚房，餐飲區(qū)有大量的冷柜、烤箱及其他食品存儲、加工等設(shè)備，使得餐廚及照明插座的能耗也較高。因此，節(jié)能改造中應(yīng)首先考慮暖通空調(diào)分項，其次就是廚房和照明插座分項。

3 節(jié)能潛力分析

該賓館在管理上設(shè)置有節(jié)能辦，賓館每年都會編制節(jié)能報告，對當(dāng)年的能耗進(jìn)行分析，并制定次年的節(jié)能計劃；并制定了節(jié)約能源獎懲辦法、設(shè)備巡視自檢制度、操作規(guī)程、節(jié)能措施、公共區(qū)域燈光控制制度等文件。但缺乏能源計量統(tǒng)計制度，能源計量儀器管理制度?，F(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，賓館對正在使用的部分設(shè)備種類規(guī)格型號和各種配置參數(shù)文檔記錄不全，維護(hù)保養(yǎng)信息不全，很多信息都在運行維護(hù)人員的腦子中。

而且賓館近年來實施了多次節(jié)能改造，涉及水、電、氣多方面，取得了良好的效果。但是巡查中也發(fā)現(xiàn)一些問題，如機(jī)房冷凍水保溫層內(nèi)存在較多冷凝水，破環(huán)了系統(tǒng)保溫性能；新風(fēng)設(shè)備和管道堵塞和漏風(fēng)較為嚴(yán)重，室外部分新風(fēng)設(shè)備老化嚴(yán)重，管道保溫風(fēng)化嚴(yán)重，新風(fēng)機(jī)全年開啟而且定頻運行；空調(diào)水路和鍋爐水路均存在滲漏現(xiàn)象。

結(jié)合該賓館建筑的能耗結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問題，主要對建筑能源管理、空調(diào)系統(tǒng)、廚房以及照明插座系統(tǒng)，提出幾點節(jié)能改進(jìn)建議。

（1）有必要對主機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、辦公設(shè)備等設(shè)備信息進(jìn)行清查和記錄，并建立科學(xué)檔案，以便后期科學(xué)化運行和管理。

（2）對空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)的各管道進(jìn)行清查，更換保溫系統(tǒng)，并對有滲漏的管道進(jìn)行更換。將老化的定頻新風(fēng)設(shè)備更換為變頻機(jī)組，并且在過渡季盡量使用室外新風(fēng)，其他季節(jié)將新風(fēng)設(shè)置為間斷開啟，即空調(diào)開啟時則新風(fēng)開啟?？腿送朔亢?，服務(wù)員應(yīng)馬上關(guān)閉房內(nèi)的空調(diào)電源。對缺乏空調(diào)系統(tǒng)能耗監(jiān)控平臺的機(jī)組，增設(shè)能耗監(jiān)控平臺，這樣空調(diào)機(jī)組的運行方式可以更科學(xué)，更節(jié)能。

（3）對使用時間較長，性能衰減、容量不足，出現(xiàn)故障的鍋爐進(jìn)行更換，提高鍋爐能效；在廚房不工作期間，關(guān)閉不必要的電源；廚房和餐廳采用節(jié)能燈具，且無人備餐或用餐時，做到人走燈滅；使用節(jié)能型灶具。以此來降低廚房所帶來電力和天然氣能耗。

（4）整個賓館杜絕白晝燈，大明燈，盡量利用自然采光；更換老舊的、發(fā)光率低能耗高的照明設(shè)施，從而提高照明效率，降低照明能耗；制定照明設(shè)施清洗計劃表，定期對各設(shè)施進(jìn)行清洗，因為照明設(shè)施長時間不清洗的話，會使燈具的照明效果降低，這樣為達(dá)到一定的照明環(huán)境要求，增加照明能耗。

4 結(jié)論

通過對某賓館進(jìn)行建筑能源審計，其結(jié)果表明：

（1）該賓館能源消耗指標(biāo)（含電、氣、油）按照建筑面積平均為237.5kWh/m2，按照民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51161-2016 版標(biāo)準(zhǔn)要求對標(biāo)發(fā)現(xiàn)，沒有超過限值240kWh/m2，但是距離指標(biāo)引導(dǎo)值180kWh/m2尚有一定距離，因此還有較大節(jié)能空間。

（2）該賓館建筑中使用較多的能源是電力和天然氣，分別占到總能耗的40.4%和59.4%。

（3）通過分析賓館的年耗電量發(fā)現(xiàn)空調(diào)占比最高，高達(dá)為46.17%，其次是餐廚和照明插座用電，其原因是賓館類建筑較其他公共建筑有一定的特殊性，首先賓館內(nèi)人流量大，對空調(diào)的需求大，再有通常賓館內(nèi)含有大型的廚房餐廳，用電設(shè)備復(fù)雜且多。

（4）該賓館在能源資源管理方面，有相對完善的制度，有自己的一個節(jié)能辦，每年會制定節(jié)能計劃，編制節(jié)能報告。但缺乏能源計量統(tǒng)計制度，能源計量儀器管理制度，在這方面還有待完善。

本次建筑能源審計只對一個賓館進(jìn)行了調(diào)研實測，并不能完全代表這類建筑的能耗特點，但通過對該賓館建筑進(jìn)行能源審計，可以大概了解該類建筑的能耗特點，為今后這類建筑的節(jié)能改造提供理論參考。