上海市公共樓宇能源消耗情況淺析

汪曉明

上海市節(jié)能環(huán)保服務(wù)業(yè)協(xié)會

0 背景簡介

節(jié)約資源和保護環(huán)境是我國的基本國策，工業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能是上海市節(jié)能領(lǐng)域兩大重點發(fā)展方向。“十二五”期間，上海市實施重點工業(yè)節(jié)能技改項目 398 項，實現(xiàn)節(jié)能量 99.4 萬 tce,完成既有公共建筑節(jié)能改造面積1 335 萬m2。但隨著“十一五”、“十二五”節(jié)能工作的推進，工業(yè)領(lǐng)域大型節(jié)能改造項目已基本完成，節(jié)能改造進入精細(xì)化階段。

隨著資源環(huán)境約束問題的日益凸顯，能源總量和強度雙控要求的持續(xù)實施，極需提高資源產(chǎn)出率，通過提高使用效率提升一次資源利用率。在節(jié)能方面，也需縱向發(fā)展，進入精細(xì)化、智慧化節(jié)能階段。在建筑節(jié)能方面，“十二五”期間，在政策的激勵下，拉動了400 萬m2的建筑進行節(jié)能改造，但辦公樓宇節(jié)能仍處于真空地帶。目前，大型工業(yè)集團辦公樓宇未納入工業(yè)節(jié)能范圍，也不屬于本市建筑領(lǐng)域節(jié)能監(jiān)管范疇，工業(yè)集團內(nèi)辦公樓宇、培訓(xùn)中心、會議中心、食堂等非生產(chǎn)用樓宇，其電費屬于工業(yè)電費，相對商業(yè)電費而言價格更低，故不能引起集團重視，此外，單個項目的節(jié)能量不大，和建筑節(jié)能相比，挖掘潛力更低。

1 工業(yè)樓宇能耗調(diào)研及分析

1.1 能源消耗情況

能源消耗調(diào)研選取了9個集團共19棟樓宇、總建筑面積達82.7萬m2作為調(diào)研樣本，調(diào)研數(shù)據(jù)為：年耗電總量 10 629.77 萬 kWh、年耗水量 76.51 萬m3、年耗氣量 27.26 萬 m3、年能耗總計 3.09 萬 t 標(biāo)煤，其中，能源消耗以電力為主，達97%，天然氣約2%，其他1%，能源消耗結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 能源消耗結(jié)構(gòu)圖

1.2 能效指標(biāo)情況

19 幢樓宇單位面積能耗均值為46.99 kgce/(m2·a)，其中，17 幢樓宇為辦公樓性質(zhì)，其余 2 幢為星級酒店和醫(yī)院。17 幢辦公樓宇總面積為76.99萬 m2，單位面積能耗均值為 48.53 kgce/( m2·a)。對標(biāo)《上海市機關(guān)辦公建筑合理用能指南》《星級飯店建筑合理用能指南》《市級醫(yī)療機構(gòu)建筑合理用能指南》，發(fā)現(xiàn)部分樓宇單位面積能耗與合理值有一定的差距，有改善空間。經(jīng)計算，將未達到單位面積能耗合理值的建筑物提升到合理值，可節(jié)約8 998.45 tce。表1 為中心城區(qū)獨立辦公形式機關(guān)辦公建筑能耗指標(biāo)。

表1 中心城區(qū)獨立辦公形式機關(guān)辦公建筑能耗指標(biāo)

1.3 主要耗能設(shè)備情況

工業(yè)辦公樓宇主要能耗設(shè)備與普通樓宇類似，包括中央空調(diào)系統(tǒng)、以食堂和冬季補熱為主的鍋爐設(shè)備、照明系統(tǒng)、電梯等，主要能源消耗種類為電力。

1）中央空調(diào)系統(tǒng)

中央空調(diào)系統(tǒng)為能源消耗的主要設(shè)備，總耗電達3 961.12 萬kWh，占總能耗的46.01%。中央空調(diào)主要類型包括：風(fēng)冷熱泵，占全部空調(diào)系統(tǒng)的42%；溴化鋰機組、水冷機組，占21%和26%，其他占11%。為了有額外的冷量補充，且不需為額外的冷量補充增加空調(diào)，并靈活地調(diào)配冷量，絕大部分中央空調(diào)配備了分體機和多聯(lián)機。中央空調(diào)系統(tǒng)主要類型見圖2。

圖2 中央空調(diào)系統(tǒng)主要類型

2）鍋爐設(shè)備

傳統(tǒng)鍋爐使用率已不高，部分樓宇采用熱泵替代傳統(tǒng)鍋爐，或使用電鍋爐補充樓宇額外熱量和蒸汽的需求。

3）照明設(shè)備

照明設(shè)備年能耗 58.62 萬 kWh，主要為 LED 節(jié)能燈，占用能總量的21%。

1.4 節(jié)能改造及能源管理情況

根據(jù)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)部分工業(yè)辦公樓宇能源管理制度不健全、分項計量設(shè)備安裝比例不高、三級計量表安裝率較低。部分工業(yè)辦公樓宇雖進行了節(jié)能改造，但不精細(xì)，仍存在較大的節(jié)能潛力。

1）分項計量及三級計量表安裝情況

只有7幢樓安裝了分項計量設(shè)備，占比為37%；為空調(diào)、照明、鍋爐等主要耗能設(shè)備安裝三級計量表的，占32%。

2）節(jié)能改造情況

樓宇近三年實施的節(jié)能改造項目，主要以LED節(jié)能燈改造為主。此外，2 幢樓安裝了裝機總量為95 kW的光伏設(shè)備，年發(fā)電量達96 578 kWh。

2 存在的主要問題

通過調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)工業(yè)辦公樓宇在能源管理方面存在以下問題：

1)部分樓宇未安裝分項計量設(shè)備及三級計量表

無分項計量和三級計量就不能有效地區(qū)分各重點用能設(shè)備的能源消耗情況，不利于電耗統(tǒng)計，也不能及時查明能源消耗現(xiàn)狀，無法判斷樓宇當(dāng)前能耗特點及主要高能耗設(shè)備情況，無法判斷改造空間和經(jīng)濟效益等。

2)許多樓宇空調(diào)系統(tǒng)老化嚴(yán)重，制冷效率低下

許多空調(diào)是隨樓宇建成的，運行時間長達15～20 年，此期間，未進行合理、有效的保養(yǎng)，致使制冷效率低下，影響空調(diào)的使用，且與當(dāng)前節(jié)能空調(diào)的能效差距較大。

3)照明系統(tǒng)設(shè)備老式

部分樓宇公共區(qū)域、辦公區(qū)域、地下停車場等仍使用效率低下的老式T8、T5燈管，LED等高效節(jié)能照明設(shè)備的使用比例較低。

4)其他用能設(shè)備問題

部分辦公樓宇生活水泵、消防水泵型號老舊，能效水平低。

5)能源管理水平有待提升

部分樓宇運維管理人員的節(jié)能意識有待提高，許多用能設(shè)備在使用上仍采用粗放式管理，未能在使用過程中有效減少能源的消耗。

3 節(jié)能改進建議

1）大力推行樓宇分項計量設(shè)備的安裝

建議在主要能耗設(shè)備線路（空調(diào)、照明、鍋爐、水泵、電梯等）加裝三級計量表。樓宇分項計量能有效提高能源管理效率，提高業(yè)主部門對樓宇的能源管理水平。通過分項計量得到的數(shù)據(jù)可高效的對樓宇高能耗設(shè)備進行監(jiān)控、分析、以便判斷是否有提升能效空間等。

2）提升改造中央空調(diào)系統(tǒng)能效

對使用年限較長、能效水平較低的中央空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能改造。推薦采用如磁懸浮中央空調(diào)、高效冷媒替代空調(diào)、中央空調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、多聯(lián)機室外機霧化噴淋等新型技術(shù)。

3）加大推廣LED節(jié)能燈的使用

目前，部分大樓照明系統(tǒng)仍使用熒光燈及普通節(jié)能燈。建議用更加高效節(jié)能的LED照明替代，至少在公共區(qū)域、地下車庫等全面推廣。LED節(jié)能燈具有使用壽命長、能耗低、發(fā)熱量低、無熱輻射等優(yōu)點，可實現(xiàn)50%～70%以上的節(jié)能率。

4）對其他用能設(shè)備進行針對性能效提升

其他用能設(shè)備針對性能效提升措施包括：對各類水泵進行變頻改造或替換；對高樓層樓宇電梯加裝電梯能量回饋器，加強電梯的節(jié)能。

電梯能量回饋器專為電梯設(shè)計，具有高效、低噪，綠色環(huán)保等特點，改善了電梯機房運行環(huán)境。電梯能量回饋器工作原理為：電梯的一個運行周期包括電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能和機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軆蓚€階段。電網(wǎng)電能使電梯運行，而電梯運行過程中產(chǎn)生的再生能量通過能量回饋器將電容中儲存的電能回送至電網(wǎng)，從而達到節(jié)電、避免大功率電阻耗電發(fā)熱、改善電梯控制系統(tǒng)運行環(huán)境的目的。通過加裝電梯能量回饋器，電梯節(jié)電率可達20%～45%。

5）加裝綜合能效監(jiān)控系統(tǒng)

綜合能效監(jiān)控系統(tǒng)可對相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集，為今后節(jié)能工作提供數(shù)據(jù)支撐。通過綜合能源監(jiān)控方案，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)與變電站、空調(diào)、照明、IT 設(shè)備、給排水、安防、消防等全產(chǎn)業(yè)鏈模式應(yīng)用到建筑樓宇中，通過收集和掌握用能信息，為樓宇節(jié)能提供安全、經(jīng)濟和可靠的綜合解決方案。

6）加強節(jié)能管理

提高企業(yè)對節(jié)能工作重要性的認(rèn)識，加強能源管理隊伍的建設(shè)和體系的建設(shè)；強化節(jié)能技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用等節(jié)能措施的落實，定期開展節(jié)能工作的培訓(xùn)；發(fā)動運行及管理員工的作用，開展員工合理化建議，將節(jié)能工作落實到具體崗位及具體人員；按照國家能源消耗限額標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格落實企業(yè)能源利用狀況報告制度。