江西省某辦公建筑的行為節(jié)能分析

牛麗仙 / 劉 巖 / 徐 斌(珠海派諾科技股份有限公司， 廣東 珠海 519085)

0 前言

自從進行國家機關辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理和節(jié)能改造以來，我國正在逐步建立起能耗綜合管理平臺，實現(xiàn)建筑能耗數(shù)據(jù)的分項計量，為大型公共建筑的節(jié)能改造提供了基礎數(shù)據(jù)，建筑節(jié)能也取得了一定的成果。本文通過對江西省某辦公建筑的能耗數(shù)據(jù)進行分析，總結其用能特點，找出用能不合理的地方，并針對用戶提出行為節(jié)能建議，從而進行建筑的無成本或低成本節(jié)能改造。

1 建筑概況

該辦公建筑位于江西省南昌市，屬于夏熱冬冷地區(qū)，總建筑面積11 400m2，地下1層，主要為車庫、設備用房；地上12層，主要為辦公樓。本建筑工程屬于二類辦公建筑，建筑高度為43.6m，結構形式為剪力墻框架，基礎形式為鋼筋混凝土框架結構，防火等級為二級。該辦公建筑在地下1層設有變配電室，采用2臺干式變壓器，其中一臺變壓器供照明設備用電，另一臺供空調設備用電。

該辦公建筑中除建筑一層出租給南昌銀行之外，其他樓層均用于辦公，用能性質為典型的辦公建筑。建筑中沒有采用中央空調系統(tǒng)，而是采用分體式空調進行制冷和取暖，并設有專門的供電回路進行能耗的計量。照明用電針對于該建筑的主要功能區(qū)域，主要包括日常照明、插座用電、走廊照明用電，而應急照明則區(qū)別于一般的照明用電，對之進行獨立計量。

2 能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測及采集

本建筑采用SmartPM 2000綠色建筑能效管理系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑的供配電系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、特殊功能設備等的能效綜合管理，以及對各區(qū)域的電、水能耗進行監(jiān)測，對各重要機電設備的耗能和運行參數(shù)進行實時的監(jiān)控[1]。

根據(jù)建筑的用能類別，能耗分項數(shù)據(jù)分為以下幾項進行監(jiān)測。

1)照明系統(tǒng)

本建筑的照明支路用電包括：照明、辦公設備、其他插座設備用電和應急照明用電。照明系統(tǒng)可實現(xiàn)各區(qū)域的分項測量，有1～12各樓層的照明、1～6層照明、7～12層照明、南昌銀行照明和應急照明。

2)空調系統(tǒng)

本建筑的空調系統(tǒng)用電主要按以下實現(xiàn)分項計量，包括1～12層各樓層的空調、1～4層空調、5～8層空調、9～12層空調和南昌銀行空調。

3)動力系統(tǒng)

本建筑的動力系統(tǒng)用電主要按以下實現(xiàn)分項計量，包括電梯用電(屋頂電梯、屋頂消防電梯)、水泵(水泵房、消防水泵)、屋頂風機。

4)特殊用電區(qū)

本建筑屬于辦公建筑，其特殊用電區(qū)主要包括：網(wǎng)絡中心、培訓部、大廳值班室、報告廳、人防分區(qū)和變電所。

5)其他設備

建筑用電負荷監(jiān)測的其它設備包括：各種備用設備及其他設備。

3 建筑用能的監(jiān)測分析

對獲取的2011年11月到2013年1月期間的建筑分項用能數(shù)據(jù)進行分析[2]。

3.1 夜間運行能耗的監(jiān)測

圖1 四層照明的部分負荷曲線

圖1為2012年12月17日到19日建筑四層照明的負荷曲線。從圖1中可以看出，在17日這一天，夜間出現(xiàn)了照明負荷并一直不變，說明17日晚下班后有部分照明用電設備(電燈或電腦等)未關閉。

綜上，為了達到降低照明能耗、節(jié)能的目的，應采取嚴格的照明設備運行管理制度，做到下班之后必須關掉所有電腦、電燈等照明用電設備，杜絕非辦公時間內的待機電耗現(xiàn)象。

3.2 季節(jié)負荷的監(jiān)測

該建筑2012年的逐月空調能耗如圖2所示。

從圖2中可以看出，由于該建筑處于冬冷夏熱地區(qū)，空調設備基本全年運行。其中，冬季(1～3、11、12月)和夏季(6～8月)空調用電負荷較高，分別用來進行取暖和取冷；而在過渡季節(jié)(4、5、9、10月)卻出現(xiàn)了一定比例的空調負荷，說明空調的全年運行存在問題，有很大的空調用電浪費。綜上，為了降低空調能耗，應合理規(guī)劃空調的運行，針對空調的用能特性，減少空調的運行時間。比如，在過渡季節(jié)盡量減少空調的使用，采取開窗通風的措施，依靠室外自然風滿足人們的舒適程度，從而降低空調過渡季的能耗浪費。

圖2 2012年空調的逐月負荷

3.3 非工作日能耗的監(jiān)測

通過分析該建筑第二層照明的用能特點，發(fā)現(xiàn)該辦公建筑中存在加班現(xiàn)象，具體用能負荷曲線如圖3所示。

圖3 正常和異常的周負荷曲線

圖3為該辦公建筑第二層照明正常周負荷和異常周負荷的曲線對比圖。從2012年7月9日到15日的二層照明周負荷曲線可以發(fā)現(xiàn)，周六日(14、15日)存在一定量的照明負荷，而周六日并非法定節(jié)假日調休，因此這兩天有人加班。

綜上，針對非工作日的用能特性，應采取以下措施：加大周末加班制度的管理，只允許加班人員打開離自己最近的照明燈或是靠窗人員采取自然光采光，減少照明用電的浪費，另外其他照明插座辦公設備做到及時關閉，防止待機耗電現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 電梯用電的監(jiān)測

電梯是建筑主要的動力設備之一，其能耗具有較強的時間段規(guī)律，因此也具有比較大的節(jié)能潛力。電梯運行的負荷曲線如圖4和圖5所示。

圖4 電梯運行的周負荷曲線

圖5 電梯運行的日負荷曲線

由圖4和圖5可以看出，電梯用電的日負荷曲線主要分為四個時間段 ：8：00～12:00，12:00～14:00，14:00～18:00和 下 班 時 間。其 中，8：00～12:00和14:00～18:00屬于上班時間，產生用電高峰；12:00～14:00午休時間段內，電梯用電接近上班時間段用電的一半；其他時間電梯多處于待機狀態(tài)。此外，周末電梯負荷相當于工作日午休時間段內的負荷水平。

綜上，針對電梯的運行特性，應合理規(guī)劃電梯的運行，采取以下節(jié)能措施：即在上下班高峰期內運行全部電梯；工作日的午休時間段和周末的白天，運行一半數(shù)目的電梯；而在其他非工作時間內，可關閉所有電梯或僅保留一部電梯備用，從而降低電梯的運行能耗，達到節(jié)能的目的。

3.5 分項用電的關聯(lián)分析

空調和照明是整個建筑用電的兩大主要部分，通過對各分項用電的用能特性分析，發(fā)現(xiàn)照明和空調用電具有很強的關聯(lián)性，其用電都遵循辦公建筑的辦公時間規(guī)律，在空調運行季節(jié)，照明和空調一般都是白天使用，夜間關閉。對同一監(jiān)測點，其照明和空調運行負荷曲線如圖6所示。

從圖6中可以看出，照明和空調用電都是在上班期間處于高峰，到了晚間均下降到一個幾乎恒定平穩(wěn)的值，即夜間的運行能耗。通過實時監(jiān)測并對比分析負荷的運行曲線，可以發(fā)現(xiàn)用能不合理需要改進的地方。以位于該建筑一層的南昌銀行為例，2011年12月10～12日的照明和空調用電負荷曲線分別如圖7所示。

由圖7可見，采樣點46～54這一段時間(即11日晚上10點到12日上午7點)，銀行下班，照明負荷幾乎接近于0，但是空調負荷卻明顯高于其他日的同時間段負荷，并且一直居高不下，判斷可能由于下班忘記關空調引起。

同理，如果同一辦公地點，同一時間段內，空調負荷下降為最低值，而照明負荷卻一直居高不下，說明有可能下班沒有關燈或沒有關電腦。綜上，可以通過對比監(jiān)測照明和空調的用電負荷曲線，發(fā)現(xiàn)非工作時間內的能耗浪費，從而采取措施，杜絕非工作時間或人員不在的情況下，辦公設備待機能耗的現(xiàn)象。

4 結束語

通過對該辦公建筑能耗以及節(jié)能潛力的分析，發(fā)現(xiàn)了一些行為管理上的弊端造成了很大能耗的浪費。為此，提出一些行為節(jié)能方面的節(jié)能措施，如：合理規(guī)劃電梯，空調的運行，加強周末加班管理制度，對比監(jiān)測空調與照明，杜絕能耗浪費，力求無成本或低成本的節(jié)能改造。行為節(jié)能是一項長期的實行措施，需要全體員工加強節(jié)能意識，時刻謹記節(jié)能規(guī)范，從而降低整個建筑的能耗，最終達到節(jié)能減排的目的。

圖6 照明與空調用電的對比曲線

圖7 南昌銀行的照明和空調運行負荷曲線

[1]劉巖.SmartPM2000能效管理系統(tǒng)應用實例[J].建筑電氣,2011,30(10):68-71.

[2]王正林.精通MATLAB7[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.