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某大型公共建筑能源审计案例分析-凯发k8官网

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发表时间:2014-12-07 21:21作者:薛洁来源:同济大学

薛洁

同济大学  上海 200092

:以沪上某大型酒店为例,详细介绍了公共建筑能源审计详细过程及报告,通过现场调查、资料核查和必要的测试,分析其能源利用状况及利用水平,查找可能存在的问题或漏洞,挖掘节能潜力,提出初步的节能方向和建议,指导酒店提高能源管理水平

关键词能源审计公共建筑节能

  • 引言
  • 伴随着中国经济的高速发展,能源方面的问题日益凸显。2007建设部颁布《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》[1]2010年上海市第十三届人大代表会议通过《上海市建筑节能条例》[2],其第三十五条规定市和区、县建设行政管理部门可以通过能源审计等方式对民用建筑运行能耗情况进行检查建筑产权人或者受委托的物业服务企业应当予以配合。检查结果应当按照相关规定向社会公布。经检查认定为能源利用效率低的建筑的产权人或者受委托的物业服务企业应当及时健全节能管理制度,落实节能措施,提高能源利用效率

    笔者所在单位于201212受上海市某区建设和交通委员会委托,对某大型酒店(以下称酒店)进行能源审计,通过现场调查、资料核查和必要的测试,分析其能源利用状况,并确认其利用水平,查找可能存在的问题或漏洞,分析、比较并挖掘节能潜力,提出初步的节能方向和建议。为政府相关部门提供真实可靠的建筑能   源消耗数据,指导酒店提高能源管理水平,以促进大型公共建筑节能减排事业的发展,促进经济和环境的可持续发展。

  • 概况
  • 建筑基本信息
  • 酒店于200712月竣工并投入使用,拥有客房270间,建筑高度为67.2m,层高3m,地下1层,地上16层,局部17层。建筑总面积为28000 m²。具体详细功能区面积见下表1.1
  • 1.1 各功能区面积统计
  • 维护结构概况:
  • 本建筑结构形式为框架剪力墙结构,非承重的外围护墙,采用轻质砂加气混凝土砌块,建筑物外墙采用30mm厚挤塑聚苯板,屋面采用50mm厚挤塑苯乙烯泡沫塑料板;外窗采用断热铝合金低辐射玻璃窗。围护结构基本信息见表1.2
  • 1.2围护结构基本信息表
  • 用能系统概况
  • 空调系统采暖
  • 空调采暖冷热源
  • 本建筑冷源设备采用两台水冷冷水机组,总装机容量为2639kw,其中1台为制冷量880kw螺杆式冷水机组,另外一台制冷量为1759kw离心式冷水机组,同时满足不同负荷要求下的工况;热源设备采用22.8 mw气(油)二用的卧式承压热水锅炉,同时供应生活热水和空调热水。具体设备机组外观见图1.2和图1.3,设备参数见表1.3和表1.4
  • 1.2 冷水机组

    1.3 燃气锅炉

  • 根据《民用建筑能效测评标识标准》[3] ,对于制冷量大于1163kw的离心式冷水机组,其cop应大于5.60,制冷量大于528kw的螺杆式冷水机组,其cop应大于4.30,因此,本建筑冷水机组cop, 燃气效率大于89%.满足标准判定要求。
  • 空调输配系统
  • 本建筑空调水系统采用水采用一次泵,定流量。采暖采用二次泵,定流量。详细设备型号及参数见表1.5.
  • 末端设备简介
  • 本建筑空调系统末端设备配备有风机盘管、空气处理机组及新风机组,详细设备参数见表1.6和表1.7
  • 配电系统简介
  • 本大楼电源由10kv电压引来,所有用电负荷由21600kva的干式变压器分别供电,当某台变压器出现故障时,通过母联装置自动将用电负荷转移至另一台变压器上供电。在低压柜上配置有馈电回路、补偿柜、温控显示器及联络柜,低压柜上相应装有电压、电流表及功率因数表等设备。低压系统馈电回路主要用于照明插座、空调系统设备、动力系统设备用电为主。照明插座回路主要用于各区域照明灯具及室内用电设备的正常工作;空调系统回路主要用于各类空调设备的正常工作;动力系统回路主要用于水泵、风机、电梯等设备的正常工作。本大楼采用建筑楼宇设备自动控制系统(ba系统)进行各分项系统及设备的总体控制,即冷冻机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、排烟风机、新风机组及安防系统等;通过对各系统的总体控制来达到各用电设备的正常及合理地运行效果。
  • 照明系统简介
  •   本建筑走廊及楼道照明灯具主要采用壁灯及吊灯,餐厅及宴会厅照明灯具主要采用射灯、日光灯、吊灯等,客房照明灯具主要采用吊灯、壁灯、吸顶灯等。设备参数见表1.8
  • 电梯
  • 本建筑共有电梯6部,客运电梯3部,员工电梯2部,货运电梯1部,详细参数见表1.9
  • 其他用能设备
  • 其他用能系统设备包括生活水泵、室内设备以及特殊区域设备。室内设备主要为客房内电视机、台灯、床头灯等;特殊区域主要为厨房、洗衣房、通讯机房等,其中,能耗占比较大的厨房主要用能设备包括冷柜、冷库、洗碗机、搅拌机、电热炉以及冷库等。该建筑的洗衣房已停止使用,采用外洗方式。详细设备参数见表1.10、表1.11所示。
  • 建筑能源管理体系
  • 建筑能源管理机构及职责
  • 本建筑由于没有专门的物业,因此该建筑设备的日常运行、管理和维护均由酒店的工程部负责。对于配电、空调、动力等系统中主要用能设备的用能情况,有较为详细的设备运行管理记录。
  • 建筑用能设备的使用及管理
  • 建筑用能设备是由常规能耗和特殊能耗所组成,其中主要用能设备以为暖通空调系统和照明设备为主。本建筑共有两台制冷机组,在夏季根据负荷不同,开启相应机组,且该空调机组仅供夏季制冷使用,冬季则全部采用锅炉供暖。
  • 本建筑由管理方建立节能工作责任制,设置节能工作岗位。设有专人负责对具体用能设备进行日常维护,并有较为详细的设备运行记录及台账,能够掌握各主要用能设备的运行及用能情况
  • 建筑物能耗分析
  • 通过对本建筑过去3年内各项能源(水、电、天然气)账单的数据信息进行分析,可以对其全年总能耗、单位面积能耗、逐月能耗以及各分项能耗情况进行计算,并将能耗数据统一折算成标煤。
  • 全年建筑总能耗分析
  • 建筑过去3年逐年总能耗分析见表3.1, 建筑2012年能耗数据分析见表3.2
  • 注:标煤折算系数:电:1 kwh=0.404 kgce;天然气:1 m3=1.33 kgce,(kgce-千克标煤)
  • 单位面积建筑能耗分析
  • 本建筑面积为28000m²2010年至2012年间的逐年单位面积建筑能耗分析情况如表3.3及图3.1~3.7所示。

    注:标煤折算系数:电:1 kwh=0.404 kgce;天然气:1 m3=1.33 kgce

    3.2酒店单位面积年用水量柱形图

  • 3.3酒店单位面积年用气量柱型图
  • 3.4酒店单位面积总能耗柱形图

  • 建筑逐月能耗分析
  • 3.5酒店2010~2012年逐月耗电量

  • 上图是根据物业方所提供的过去3年自行记录并留档的逐月用电耗量明细及账单所绘制,可以看出,本建筑用电高峰主要在夏季,即7~9月,这是由于室内外温差较大,室内冷负荷较高引起空调设备用电较大所致。
  • 3.6酒店2010—2012年逐月用水量

  • 上图是根据物业方所提供的过去3年自行记录并留档的逐月用水耗量明细及账单所绘制,可以看出,本建筑20111月与2月用水量相差较大,经了解是由于1月抄表较晚导致一月用水量过高,而二月较低,其余月份则比较稳定。
  • 3.7酒店2010—2012年逐月用

  • 上图是根据物业方所提供的过去3年自行记录并留档的逐月用气耗量明细及账单所绘制,由于本建筑的用气量包括厨房用气及燃气锅炉用气,其中,厨房用气量比较稳定,而锅炉用气量与气象参数有关,其中20123月用气量较高,这是由于20123月的气温与其他两年相比较低,所以空调燃气使用量有所增加,另外3月酒店生意也比2011年同期要好,厨房用气量也有所增加,由此导致3月的用气量较高。
  • 建筑各项能耗拆分
  • 本建筑主要耗电系统可分为空调系统、照明系统、特殊区域设备用电(厨房及洗衣房)、室内设备用电、动力系统等。
  • 现对本建筑2012年总体能源利用情况进行拆分,作出下面能耗拆分示意图
  • 3.8酒店总体能源利用情况
  • 选取并分析2012年整年度的各分项耗电量,结果见表3.4
  • 根据酒店管理方所提供的用电情况记录得知,本建筑2012年全年耗电量为4369320 kwh,根据计算,通过拆分所得到的总耗电量与实际耗电量偏差为2%,满足平衡校核条件15%的偏差指标[4]。现对各系统耗电统计作简要说明:
  • 空调系统:空调系统包括冷水机组、空调箱、水泵、风机盘管等。由于冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵的运行情况可以根据酒店管理方提供的相关设备运行记录作为参考,从而计算得到其用电情况,文件审查组根据能源审计标准要求,采取了每隔4天进行统计的方法,即分别记录下每月的1号、5号、9号、13号、17号、21号、25号、29号共8天的主要用能设备的运行记录,并通过所获得的数据及全年运行时间,计算得到其全年总能耗;对于其他空调设备,酒店管理方提供了相关设备的数量,而无运行记录可作参考,因此这些设备的用电情况根据估算运行时间的方法计算得到。
  • 综合服务系统:主要包括生活冷热水泵、锅炉给水泵、电梯等,耗电量统计数据是根据现场记录的铭牌上的额定功率及估算使用时间来推算其耗电量。
  • 照明系统:照明设备用电量根据酒店管理方提供的灯具类型及数量,估算使用时间统计计算所得。
  • 室内设备:室内用电设备主要包括各类插座照明灯具及电视机等。
  • 特殊区域设备:特殊区域能耗中,厨房内用电设备主要为冷库、冷柜、洗碗机等。
  • 根据计算结果列出各系统耗电量比例示意见图2.9
  • 3.9酒店耗电量拆分图
  • 建筑室内环境检测
  • 对本建筑不同功能房间抽取了3间进行了室内空气质量检测(室内温度、湿度;co2浓度;照度),测试当天天气晴,室外环境温度9.6,相对湿度41.7%检测结果见表4.1
  • 根据《室内空气质量标准》[5]规定,所抽检房间室内温度平均值应为1624,相对湿度在30%~60%之间,而对现场室内温湿度的检测表明,所有房间均满足标准要求。
  • 根据《室内空气质量标准》规定,所抽检房间的二氧化碳浓度的限值应为1000 ppm,而对二氧化碳浓度的现场检测表明,所有房间均满足标准要求。
  • 根据《建筑节能工程施工质量验收规范》[6]规定,所抽检房间的室内平均照度标准值应不低于设计值的90%,而对室内平均照度的现场检测表明,所有房间均满足标准要求。
  • 对本建筑室内环境的抽检,被检房间室内环境质量均完全符合相关标准规范的要求。
  • 审计结论
  • 次能源审计通过对酒店用能管理,能耗现状,能源计量及统计,主要用能设备,已有节能措施及下一步节能计划等各个环节的现场调查、信息核对、专项检测及分析计算,得到审计结论如下汇总于表格中,详细情况见表6.1、表6.2
  • 注:酒店有270间客房。

    根据《公共建筑能源审计标准》评价标准,酒店的各项等级评价结果见表6.3

  • 6.3 建筑能源管理等级评价
  • 节能潜力分析及建议
  • 综合现场观察、调研及对设备运行记录的分析,审计小组对酒店的用能系统运行情况、室内空气质量和能源管理模式有了较为清晰的认识。总体而言,建筑经营和管理者都具有较好的节约用能意识,在系统构建和设备运行中都考虑到了节能问题。为了加强节能效果,可以从以下几个方面进一步优化:

  • 用能管理存在的问题及改进建议
  • 该建筑由酒店工程部负责安排相关工作人员对主要用能设备进行定期维护和保养,有详细的设备运行及维修记录。但该建筑没有分项计量系统,能源计量主要依靠每月的人工抄表记录,而且是每隔2个小时抄一次数据。不能完全核实其各设备用能情况的真实有效性。

    针对以上情况,审计小组建议该建筑管理方可以考虑安装分项计量系统,对酒店各用能系统进行科学管理,并且制定专门的节能管理文件,明确节能工作责任制,指定专门的能源管理负责人,对本单位的能源利用状况进行监督检查。加大对管理人员的节能宣传教育和培训,对于建筑内其余办公人员和入住房客也要进行节能宣传教育和引导

  • 能体系存在的问题及改进建议
  • 输配系统改造
  • 本建筑目前采用自动控制系统对空调系统各设备的运行工况进行控制,通过调节阀的开启程度实现流量控制,实现节能目的。而空调输配系统中的水泵均为定频运行,因此,审计小组建议酒店管理方对中央空调输配系统中的水泵进行变频控制改造,这样,当室内负荷变化时,相应地调整水泵耗水量及耗电量,更有效地提高空调系统运行效率,降低空调能耗。或者采用变频水泵,根据末端需要调整水泵的功率。

  • 余热回收系统改造
  • 余热回收系统是利用空调制冷过程中产生的热量,通过热交换器将余热回收,产生 50~60的热水,将热水贮存后供客房及各个区域使用。空调经过余热回收,大大降低了冷凝器的热负荷,使冷凝温度和压力降低。在增大单位制冷量的同时,减少了压缩功率,使制冷主机功率下降,也相应减少了冷却水的用量。

    据邓庭辉等[7]报道,中央空调余热回收,使中央空调机组效率提高5%~10%,空调余热回收技术改造不仅节省了主机的耗电量,同时也减少主机的故障率,延长了主机的使用寿命。其空调余热回收设备和安装费用一般可在年左右回收[8]并且,除了经济效益,余热回收系统制备生活热水,还带来较好的环境效益。据宋若[9]等报道,上海浦东大酒店实施中央空调冷凝回收后,可使其燃油锅炉年排放到大气中的二氧化硫和烟尘降低23%

  • 照明系统节能分析及建议
  • 该建筑在部分区域安装了节能灯,照明整体能耗占总能耗的22%,审计小组建议在现行基础上优化照明控制模式,可以考虑在楼道内将灯具开关更换为声控形式,或采用ba系统集中控制照明灯具的开关等方式,避免部分区域不合理的照明用能,通过照明控制模式的优化来适当降低建筑照明系统的能耗。

  • 行为节能方面存在的问题及改进建议
  • 通过在现场的观察,我们发现,即使在白天,酒店大堂的灯具也是全部开启的,我们完全可以利用自然采光来满足大堂的采光需求,避免能源的浪费。另外,审计小组建议酒店管理方可以在公共区域及客房、餐厅等用能较密集的场所适当增加节能宣传标语,培养并增加住客及酒店工作人员的节能意识。

  • 参考文献
  • 《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》 200710
  • 《上海市建筑节能条例》2010917日通过,201111日施行)
  • 《民用建筑能效测评标识标准》 dg/tj 08-2078-2010
  • 《公共建筑能源审计标准》 dg/tj 08-2114-2012
  • 《室内空气质量标准》 gb/t 18883-2002
  • 《建筑节能工程施工质量验收规范》 gb 50411-2007
  • 邓庭辉,高彦. 酒店中央空调余热回收应用. 环境与可持续发展, 2007,517~18
  • 李觐. 华南地区旅馆中央空调冷凝热在制备生活热水中的应用[j]. 制冷, 2004, 23(2)45~49
  • 宋若, 胡汉成. 浦东大酒店的中央空调冷凝热回收[j]. 上海节能, 2005,(4): 87~88
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