淺析某大廈建筑節(jié)能診斷與改造

摘 ? ?要：本文通過調(diào)查分析長沙市某大廈全年度能耗分布情況，得出改造前建筑總用量以及空調(diào)系統(tǒng)能耗、照明系統(tǒng)能耗、綜合服務(wù)能耗、其他能耗等分項能耗。根據(jù)大廈各分項能耗情況，通過全方位細致的節(jié)能診斷，分析出了大廈的空調(diào)系統(tǒng)、綜合服務(wù)系統(tǒng)以及照明等用能系統(tǒng)存在問題，并對空調(diào)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等采取有針對性的節(jié)能改造，并分析得出大廈節(jié)能改造后的建筑能耗量以及相對于改造前的節(jié)能率。

關(guān)鍵詞：節(jié)能診斷節(jié)能改造建筑能耗節(jié)能率

1 ?項目背景

隨著人類生活水平不斷提高，對居住及辦公環(huán)境的要求也越來越高，節(jié)能、舒適、健康已成為了現(xiàn)代建筑最基本的使用需求，因此對于一些老舊辦公建筑進行有效的節(jié)能診斷和合理節(jié)能改造，不僅可以給人們帶來更加舒適的居住和辦公體驗，同時可以降低建筑總體能耗量和運維成本。

2 ?項目基本概況

某大廈位于長沙市市中心，建筑面積21240平方米，地上25層，地下2層，大廈為寫字樓，主要功能房間為辦公室、餐廳、銀行等，結(jié)構(gòu)形式為雙向框剪結(jié)構(gòu)，建筑高度為88米，大廈竣工時間為1990年，已投入使用近30年。改造前對大廈的圍護結(jié)構(gòu)、用能系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)施進行了檢測與統(tǒng)計，其中空調(diào)系統(tǒng)為中央空調(diào)，包括水柜式空調(diào)133臺，循環(huán)水泵11臺，冷卻風機4臺，通風機14臺，照明系統(tǒng)包含各類燈具，水晶燈、筒燈、格珊燈、吸頂燈、球泡燈、射燈等。建筑圍護結(jié)構(gòu)采用磚墻砌體，外墻為240mm，內(nèi)墻為120mm，無保溫層，外窗采用普通鋁合金單玻窗，無遮陽措施。

3 ?用能設(shè)備使用情況

3.1 ?供暖通風空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)及運行情況

大廈空調(diào)系統(tǒng)由水柜式空調(diào)、大金水冷機組供冷，末端采用風機盤管，新風處理后通過新風管道輸送到各功能區(qū)域?？照{(diào)系統(tǒng)夏季6月～10月8：00～18：00運行（節(jié)假日除外），冷卻塔風機、冷卻水泵均按工頻運行。大廈空調(diào)系統(tǒng)安裝于1990年，經(jīng)計算分析水柜式空調(diào)能效比為3.37，能效限值為2.4，水冷式冷水機組的能效比為4.33，能效限值為4.1，均滿足能效限值要求。

3.2 ?照明系統(tǒng)運行情況

大廈照明系統(tǒng)均采用節(jié)能照明燈具，主要采用節(jié)能筒燈、格珊燈等，樓梯間燈具采用手動開關(guān)控制。

3.3 ?給水系統(tǒng)運行情況

大廈生活用水為市政自來水，市政供水壓力0.19MPa，大廈最高日冷水用量為130m?/d，用水量主要為衛(wèi)生間和廚房，無熱系統(tǒng)。給排系統(tǒng)由2臺立式單級離心泵組成，一用一備，采用水箱常壓供水，水泵可根據(jù)水箱內(nèi)液位高度自動啟停。

3.4 ?電梯系統(tǒng)運行情況

大廈安裝轎廂式電梯3部，1部消防電梯，動行時間為7：00～19：00。

4 ?建筑能耗分析及節(jié)能診斷

4.1 ?總能耗分析

大廈綜合用電包括了空調(diào)系統(tǒng)用電、照明系統(tǒng)用電、電梯系統(tǒng)用電、給排水系統(tǒng)用電以及商鋪用電等，根據(jù)業(yè)主提供的2017年的能耗數(shù)據(jù)，年總用電量為219.8萬KWh，單位建筑面積能耗指標達到了70.4KWh/（m?·a）。其中5-10月份開啟空調(diào)供冷，月耗電量處于全年高峰區(qū)，11月份到次年4月份空調(diào)使用頻率低，用電量明顯降低，由此可判斷夏季空調(diào)能耗對全年耗電量有顯著影響。

4.2 ?分項能耗分析

由于大廈無分能能耗計量，由物業(yè)管理人員抄表記錄，并依據(jù)《公共建筑能源審計導則》結(jié)合現(xiàn)場實際的運行情進行全年能耗計算。通風空調(diào)系統(tǒng)中水柜式空調(diào)全年能耗量為592320KWh，空調(diào)水泵及冷卻塔設(shè)備全年能耗量為209951KWh;照明系統(tǒng)可根據(jù)物業(yè)管理人員提供的手抄能耗清單，可得到照明系統(tǒng)年能耗量為487715KWh;綜合服務(wù)系統(tǒng)主要由電梯、生活水泵組成，電梯系統(tǒng)全年能耗量為68854KWh，生活水泵全年能耗量為34890KWh;特殊能耗量為68529KWh。

4.3 ?項目基準能耗分析

根據(jù)大廈的能耗數(shù)據(jù)，選取2017年作為能耗基準年，通過建筑能耗分析，項目總能耗為2198280KWh，其中空調(diào)系統(tǒng)能耗802271KWh，占比51.6%，照明系統(tǒng)能耗487715KWh，占比31.4%，綜合服務(wù)系統(tǒng)能耗103744KWh，占比6.7%，其他能耗159831KWh，占比10.3%，扣除特殊能耗、餐飲能耗、附屬樓能耗，基準年能耗量為1553561KWh，單位面積能耗為70.4KWh/（m?·a）。

4.4 ?用能系統(tǒng)分項診斷

大廈圍護結(jié)構(gòu)性能良好，外墻采用240厚磚墻砌體，屋面采用剛性防水屋面，滿足熱工設(shè)計規(guī)范要求，外窗采用鋁合金單玻窗，考慮到圍護結(jié)構(gòu)改造的成本和難度，以及對能耗降低的貢獻率，暫不考慮圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造。

通風空調(diào)系統(tǒng)中無自動控制系統(tǒng)，水柜式空調(diào)開停時間，開啟數(shù)據(jù)由用戶自行控制，沒有根據(jù)建筑負荷情況進行自動控制，因此可對空調(diào)控制系統(tǒng)進行改造，使主機、水泵、冷卻塔及末端能聯(lián)動運行，并能進行系統(tǒng)監(jiān)測，進一步降低能耗;空調(diào)水系統(tǒng)目前為工頻運行，不能根據(jù)負荷變化調(diào)節(jié)水泵運行頻率，因此建議水泵控制系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)自動控制;冷卻塔目前由人工手動啟停，臺數(shù)為人為控制，運行頻率為工頻，建議將冷卻塔運行納入自動控制系統(tǒng)，增加變頻裝置。

對典型功能區(qū)域進行照度和照明功率密度進行檢測，一層大堂和五層公共區(qū)域的實測照度值不滿足標準值要求，一層大堂的照明功率密度不滿足標準限值要求。需更換高效的LED燈，可滿足標準要求。

大廈采用常壓供水，各用水點水壓均滿足使用需求，可不進行改造。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研情況，大廈未建立能耗管理系統(tǒng)，仍采用人工抄表方式，缺乏時效性，容易丟失數(shù)據(jù)，建議增加一套能耗管理系統(tǒng)，對大廈的時實能耗進行計量、監(jiān)測和考核。

5 ?節(jié)能改造效果預測

5.1 ?通風空調(diào)系統(tǒng)改造

將現(xiàn)有的水柜式空調(diào)壓縮機更換為渦旋式壓縮機，并增加變頻控制，在保證冷量富足的前提下，降低電功率，改造區(qū)域為大廈1、4～25層。

節(jié)能收益分析：通過更換壓縮機和增加變頻控制，水柜式空調(diào)年能耗量為297952KWh，節(jié)能率30.4%，節(jié)能量129877KWh。

5.2 ?空調(diào)系統(tǒng)增設(shè)智能化控制系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備群控

該系統(tǒng)整體優(yōu)化技術(shù)包括對冷源機組群控及水閥的優(yōu)化控制，冷水出水溫度優(yōu)化、水泵臺數(shù)及頻率控制、冷卻水泵臺數(shù)控制、冷卻塔群控及風機變化量優(yōu)化控制等。經(jīng)實測可使中空調(diào)系統(tǒng)運行節(jié)能15%～40%。

節(jié)能收益分析：通過智能化監(jiān)控系統(tǒng)，項目實測值單項能耗209951KWh，節(jié)能率37%，節(jié)能量77682KWh。

5.3 ?照明系統(tǒng)LED燈升級改造

根據(jù)節(jié)能診斷結(jié)果，把傳統(tǒng)光源更換為高效LED光源，以降低照明系統(tǒng)能耗。節(jié)能收益分析，在保證相同照度值、顯色指數(shù)、色溫的情況下，燈具替換后的節(jié)能量為139021KWh。

6 ?結(jié)束語

通過分析大廈改造前的能耗數(shù)據(jù)，對能耗較大的通風空調(diào)系統(tǒng)及照明系統(tǒng)的進行節(jié)能改造，大廈改造后的年節(jié)能量合計346578KWh，節(jié)能率22.3%，其中水柜式空調(diào)變頻控制節(jié)能量為129877KWh，節(jié)能率9.4%，BA控制系統(tǒng)節(jié)能量77682KWh，節(jié)能率為5.0%，更換LED光源節(jié)能量139021KWh，節(jié)能率8.9%。由分析數(shù)據(jù)可知，節(jié)能改造后大廈的整體節(jié)能率提升20%以上，為業(yè)主獲得節(jié)能收益的同時提高了各用電設(shè)備的管理與監(jiān)控。

作者簡介：

賀金龍（1982—）性別：男，籍貫（湖南省、湘潭縣），職稱：中級，主要從事的研究方向或工作領(lǐng)域-暖通空調(diào)。