某嚴(yán)寒地區(qū)既有公共建筑節(jié)能改造節(jié)能量分析

關(guān)運(yùn)龍，李 鵬，成 瑤，黃河平，鄧高峰，劉 璐

（1.建筑安全與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100013；2.建研科技股份有限公司 工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)院，北京100013；3.航天中心醫(yī)院 后勤保障處，北京100049；4.北京化工大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，北京100029；5.青海艾能吉節(jié)能技術(shù)有限公司 研發(fā)部，青海 西寧810008）

0 引言

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，能源短缺現(xiàn)象已經(jīng)成為一個(gè)世界性話題。伴隨能源問題的愈演愈烈，人們也越來越重視節(jié)能環(huán)保問題，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能、降耗和減排已成為社會(huì)發(fā)展的主要模式。建筑、工業(yè)、交通是能源消耗的3個(gè)主要領(lǐng)域，其中建筑能耗占我國(guó)社會(huì)總能耗的約三分之一，預(yù)計(jì)建筑領(lǐng)域的碳減排將成為中國(guó)2030年碳排放峰值的主要因素[1-3]。數(shù)據(jù)顯示，2000年至2015年，全國(guó)城鎮(zhèn)供暖面積從106億m2增加到2015年的274億m2，年均增長(zhǎng)6.56%[4]；2001年至2017年，北方城鎮(zhèn)建筑供暖面積從50億m2增長(zhǎng)到140億m2，2017年北方城鎮(zhèn)供暖能耗約為2.01億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量[5]。建筑的能耗主要來自運(yùn)行期間能耗，如取暖、制冷、通風(fēng)、炊事、照明、辦公生活用電等。采取節(jié)能設(shè)計(jì)或?qū)υ薪ㄖ?shí)施節(jié)能改造可以大幅降低建筑運(yùn)行期間的能源消耗，是建筑可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

我國(guó)建筑節(jié)能起步較晚，20世紀(jì)80年代末，國(guó)家有關(guān)部門啟動(dòng)了系統(tǒng)性的建筑節(jié)能規(guī)劃，要求寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)取暖居住建筑采取節(jié)能措施，分階段實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能改造[6]。隨后建筑節(jié)能逐漸發(fā)展成為規(guī)劃有序、覆蓋全面的體系，新建的居住建筑、公共建筑分別以《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ 26—1986)[7](30%節(jié)能率)和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189—2005)[8](50%節(jié)能率)為起點(diǎn)，以每階段能耗降低約30%為目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)。

對(duì)于公共建筑，實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)的起步時(shí)間較晚，而且為了保障舒適性和功能性，公共建筑單位面積能耗相對(duì)較高。面對(duì)我國(guó)缺乏充分節(jié)能措施的存量公共建筑，實(shí)施節(jié)能改造迫在眉睫[9]。

既有建筑節(jié)能改造是以實(shí)現(xiàn)建筑能源利用效率的有效提高為目的進(jìn)行的一系列改造工程。其中，主要措施包括以提升建筑內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)等用能設(shè)施效率和開發(fā)利用可再生能源為主的主動(dòng)式節(jié)能，以及提升建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、密閉性和可調(diào)節(jié)太陽(yáng)得熱等方式為主的被動(dòng)式節(jié)能等措施。各種節(jié)能措施共同作用，為建筑能耗降低作貢獻(xiàn)。而計(jì)算分析改造前后建筑能耗的變化(即節(jié)能核定)，對(duì)于評(píng)判改造工程的效果和價(jià)值起著直接而關(guān)鍵的作用。準(zhǔn)確的節(jié)能量核算有利于對(duì)節(jié)能率、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境減排的有效評(píng)估，對(duì)于項(xiàng)目的驗(yàn)收及政府部門決策等有著重要的意義。2017年7月住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《公共建筑節(jié)能改造節(jié)能量核定導(dǎo)則》是公共建筑節(jié)能改造項(xiàng)目節(jié)能量核定的指導(dǎo)文件，但其中對(duì)于復(fù)雜建筑群的處理未進(jìn)行明確規(guī)定。

既有建筑節(jié)能改造是一個(gè)周期較長(zhǎng)的過程，其中可能伴隨著供熱系統(tǒng)供熱面積的變化(新增或減少)，導(dǎo)致節(jié)能改造完成后，需要進(jìn)行節(jié)能核定的區(qū)域與被改造供熱系統(tǒng)實(shí)際供熱面積不一致，而且供熱范圍內(nèi)建筑建成年代不一，所執(zhí)行的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致不同建筑的單位面積建筑能耗差別較大。針對(duì)供熱系統(tǒng)的節(jié)能改造，改造前后系統(tǒng)供熱的建筑面積發(fā)生變化、系統(tǒng)內(nèi)建筑節(jié)能水平不一，在沒有分戶熱計(jì)量措施的情況下，對(duì)集中供熱建筑群的節(jié)能量進(jìn)行核定存在一定困難。

在此，以某嚴(yán)寒地區(qū)(嚴(yán)寒地區(qū)主要是累年最冷月平均溫度≤-10℃或日平均≤5℃的天數(shù)，一般在145 d以上的地區(qū)[10-11])的大規(guī)模公共建筑群節(jié)能改造項(xiàng)目為例，對(duì)改造范圍內(nèi)建筑群的節(jié)能量及節(jié)能率進(jìn)行核定和分析。該改造項(xiàng)目位于我國(guó)西北地區(qū)某城市，年平均氣溫7.6℃，冬季最低氣溫為-18.9℃，屬于高原高山寒溫性氣候，施工過程中涉及改造的鍋爐供熱面積對(duì)比基準(zhǔn)期有所增大，同時(shí)涉及對(duì)非改造區(qū)域的供熱問題。通過解決沒有分戶計(jì)量、改造前后供熱面積發(fā)生變化、多種改造方式綜合作用等情況的節(jié)能量核定問題，為復(fù)雜改造工程節(jié)能量核定的科學(xué)分析提供解決思路。

1 研究對(duì)象概況與改造方案

1.1 工程概況

研究對(duì)象為位于某嚴(yán)寒地區(qū)城市的一所大學(xué)建筑群，主要包含改造建筑38棟，其中18棟學(xué)生公寓執(zhí)行建筑年代對(duì)應(yīng)的國(guó)家和地方居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；其余20棟為辦公樓、圖書館、教學(xué)用樓，按照建筑年代執(zhí)行國(guó)家和地方公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。建筑年代從20世紀(jì)60年代至2013年，改造總面積為25.00萬(wàn)m2，建筑類型包括行政辦公樓、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、圖書館、學(xué)生公寓、附屬幼兒園等，表1為改造建筑基本信息。

表1 改造建筑基本信息

基于建筑年代的限制及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、技術(shù)水平的制約，2005年之前建成的多棟建筑均不具備外墻保溫，使其采暖能耗水平遠(yuǎn)高于采取了保溫措施的建筑；供熱系統(tǒng)的控制系統(tǒng)也較老舊，管網(wǎng)熱力平衡情況缺乏監(jiān)控；在用電方面，校園內(nèi)大量采用傳統(tǒng)熒光燈和鈉燈等非節(jié)能燈具。

在對(duì)該校園建筑群的改造過程中，基于項(xiàng)目工程要求和設(shè)計(jì)方案，不同建筑和系統(tǒng)采取了不同的改造方式。圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造部分涉及1#、2#、3#、6#、7#和8#學(xué)生公寓；節(jié)電改造和供熱系統(tǒng)改造涉及改造區(qū)域內(nèi)全部38棟建筑。同時(shí)，改造的供熱系統(tǒng)的供熱范圍不局限于改造區(qū)域，還包含一些非改造區(qū)域及隨工程建設(shè)而產(chǎn)生的新增供熱區(qū)域，這些非改造區(qū)域和新增供熱區(qū)域與改造工程相互作用，但因規(guī)劃原因并不進(jìn)行節(jié)能量核定，在考察供暖系統(tǒng)改造前后能耗記錄時(shí)，需要將非改造區(qū)域和新增區(qū)域的能耗去除。而由于該建筑群沒有安裝分戶熱計(jì)量系統(tǒng)，無(wú)法在總能耗中直接區(qū)分核定區(qū)域內(nèi)、核定區(qū)域外和新增范圍的能耗。

1.2 改造項(xiàng)目

1.2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造

為提高建筑的保溫性能，對(duì)未進(jìn)行外墻保溫的1#、2#、3#、6#、7#和8#學(xué)生公寓采用聚苯板薄抹灰體系實(shí)施了外墻外保溫，進(jìn)行了包括保溫隔熱墻面、墻面一般抹灰、塊料墻面等改造項(xiàng)目。工程主要對(duì)原建筑外墻涂料和護(hù)欄進(jìn)行拆除，用粘結(jié)砂漿粘貼60 mm厚熱固性聚苯板并按規(guī)定設(shè)置防火隔離帶，外飾面噴刷外墻涂料等。

經(jīng)過節(jié)能改造，被改造樓宇外墻傳熱系數(shù)比未改造樓宇外墻傳熱系數(shù)顯著下降，改造后建筑外墻主體結(jié)構(gòu)的1#、2#、3#、6#、7#和8#學(xué)生公寓傳熱系數(shù)實(shí)際測(cè)試值分別為0.62、0.61、0.63、0.53、0.58和0.61 W/(m2?K)；同時(shí)，對(duì)未進(jìn)行外墻外保溫改造的同類建筑的外墻主體結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，其傳熱系數(shù)為1.53 W/(m2?K)。傳熱系數(shù)的測(cè)試方法依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJT 132—2009)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。從測(cè)試結(jié)果可以看出，加裝了保溫的建筑墻體傳熱系數(shù)在0.60 W/(m2?K)左右，說明外墻保溫改造明顯提升了被改造建筑的保溫性能。

同時(shí)，為1#、2#、3#、6#、7#和8#學(xué)生公寓更換和安裝了外窗1 336套，房間門494套。其中，外窗采用了70系列鋁塑保溫節(jié)能窗框、中空玻璃(5 mm+15A+5 mm)、硫化橡膠(三元乙丙)類密封膠條，以進(jìn)一步提高保溫性。

1.2.2 供熱系統(tǒng)改造

該學(xué)校建筑群共有供熱站3處，總裝機(jī)容量為63 MW，為全校共52萬(wàn)m2供熱。3處供熱站中包含2處燃?xì)忮仩t房(總裝機(jī)容量57.4 MW)和1處一直未進(jìn)行改造的燃煤鍋爐房(裝機(jī)容量5.6 MW，供熱面積1.86萬(wàn)m2)。對(duì)3處供熱站中的2處燃?xì)忮仩t房及供熱系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，改造前后均按照維持室溫不低于16℃的當(dāng)?shù)爻鞘屑泄峁芾頃盒修k法的要求執(zhí)行供熱，供熱系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間保持改造前后的一致性。

對(duì)于2臺(tái)燃?xì)忮仩t的改造主要是在鍋爐房補(bǔ)水管道上安裝計(jì)量設(shè)備，檢測(cè)鍋爐補(bǔ)水?dāng)?shù)據(jù)并進(jìn)行補(bǔ)水規(guī)律分析；在教學(xué)區(qū)和家屬區(qū)2個(gè)總區(qū)域輸送管道出口處安裝熱能監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)用戶使用規(guī)律進(jìn)行分析；在教學(xué)區(qū)樓宇進(jìn)口處安裝熱能監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)每棟樓宇用能總量和用能規(guī)律。通過對(duì)總出口和各樓宇用能量的總分關(guān)系，對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行檢漏計(jì)算，及時(shí)處理管網(wǎng)泄露問題，通過監(jiān)測(cè)區(qū)域的劃分進(jìn)行檢漏區(qū)域的判斷，減少人員工作量，增加維修人員的效率。同時(shí)，通過每棟樓宇的用能數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)樓內(nèi)數(shù)據(jù)異常，以及時(shí)排查樓內(nèi)管道輸送問題，排除漏點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

管網(wǎng)調(diào)壓改造過程中，在主管網(wǎng)中的各區(qū)域分支管道處安裝調(diào)壓閥門，調(diào)整各分支主管網(wǎng)壓力；在各樓宇進(jìn)口管道上安裝調(diào)節(jié)閥門，按需提供系統(tǒng)前后段壓力，達(dá)到后端壓力提升，提高供給質(zhì)量，滿足使用需求。上述措施保證供熱用具達(dá)到穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)和高效運(yùn)行的狀態(tài)，解決系統(tǒng)末端壓力得不到保障的問題。

1.2.3 配電和照明系統(tǒng)改造

經(jīng)普查，改造工程開始前，該校園建筑群改造范圍內(nèi)樓宇共有燈具31 103盞，其中40 WT8日光燈管24 882盞，節(jié)能燈泡(筒燈)6 221盞。教室、走廊實(shí)測(cè)照度260 lx以上，每天燈具運(yùn)行時(shí)間6 h，全年運(yùn)行300 d。在維持原有照度的前提下，將所有熒光燈、鈉燈等全部更換為發(fā)光效率更高的LED燈管、筒燈、吸頂燈、路燈等，分周期更換已損壞燈具、使用超過3年的燈具及工作正常的燈具。其中，工作正常的燈具進(jìn)行了重新入庫(kù)管理，用于后期監(jiān)測(cè)改造樓宇以外的建筑使用或后期再利用。

1.2.4 建筑用能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)改造

建筑用能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)改造主要包括對(duì)樓宇進(jìn)行分區(qū)、分時(shí)、分溫節(jié)能控制及換熱站供熱自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造。在改造過程中，對(duì)圖書館、1#、2#、3#、6#、7#和8#學(xué)生公寓進(jìn)行了分時(shí)分溫控制改造，加裝了樓宇現(xiàn)場(chǎng)控制器配合電動(dòng)閥可自動(dòng)調(diào)節(jié)供熱流量，實(shí)現(xiàn)各樓宇的分時(shí)、按量供熱，保證按需供熱。在換熱站供熱自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為改造區(qū)內(nèi)2個(gè)燃?xì)鈸Q熱站安裝供熱自動(dòng)控制系統(tǒng)。該自動(dòng)控制系統(tǒng)包含氣候補(bǔ)償、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)功能，并通過氣候補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)供熱水溫與氣候變化自動(dòng)對(duì)接和自動(dòng)補(bǔ)償，按需供熱。

2 節(jié)能量和節(jié)能率核算

2.1 基準(zhǔn)期能耗核定

該項(xiàng)目節(jié)能量核定基準(zhǔn)期能耗主要包括供熱站燃?xì)饽芎暮鸵蛘彰鳟a(chǎn)生的用電能耗2個(gè)部分。基準(zhǔn)期能耗數(shù)據(jù)取自項(xiàng)目改造施工開始前一年的能耗數(shù)據(jù)，即包含1個(gè)完整采暖季(每年10月15日至次年4月15日)在內(nèi)的1年的燃?xì)饽芎募昂碾娏繑?shù)據(jù)。

改造區(qū)域內(nèi)基準(zhǔn)期燃?xì)庀陌?個(gè)燃?xì)鈸Q熱站內(nèi)7組鍋爐的天然氣使用量。上述7組鍋爐在對(duì)改造區(qū)域內(nèi)250 096.53 m2建筑供熱外，在改造項(xiàng)目開始前對(duì)72 113.89 m2非改造區(qū)域建筑進(jìn)行供熱。在改造項(xiàng)目進(jìn)行期間，上述鍋爐增加了對(duì)新建建筑120 739.41 m2的供熱面積；基準(zhǔn)期和核定期分別對(duì)上述鍋爐的天然氣用量進(jìn)行了總用氣量的核查，詳細(xì)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 燃?xì)忮仩t供熱情況

基準(zhǔn)期用電量為L(zhǎng)ED改造前根據(jù)校方提供的用電量數(shù)據(jù)，改造區(qū)域基準(zhǔn)期用電量為4 670 914 kW?h。

2.2 節(jié)能量及節(jié)能率核算

改造項(xiàng)目工程中與燃?xì)庀嚓P(guān)的改造包括：樓宇供熱分區(qū)、分時(shí)、分溫節(jié)能控制系統(tǒng)改造，換熱站供熱自動(dòng)控制系統(tǒng)改造，供熱管網(wǎng)熱力平衡改造，管網(wǎng)調(diào)壓改造，樓宇節(jié)能改造和圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造等。與用電能耗相關(guān)的改造項(xiàng)目包括LED照明節(jié)能改造。

2.2.1 燃?xì)夤?jié)能量核算

在改造完成后，由于既有2個(gè)換熱站的供熱面積相較基準(zhǔn)期有大幅增加，對(duì)應(yīng)鍋爐總?cè)細(xì)庀牧坑兴黾印Ｓ捎谠撔９嵯到y(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)單獨(dú)、分樓宇計(jì)量改造區(qū)域內(nèi)燃?xì)庀牧?，在核定改造區(qū)域燃?xì)夤?jié)能量時(shí)，需要計(jì)算核減非改造區(qū)域及新增區(qū)域的燃?xì)庀?，以得到改造區(qū)域所實(shí)現(xiàn)的燃?xì)夤?jié)能量。

若采用直接將燃?xì)庀牧颗c建筑面積比值作為單位建筑面積的燃?xì)庀牧浚瑢?duì)于按照不同節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的建筑而言會(huì)造成較大的誤差。因此，在計(jì)算單位建筑面積的燃?xì)庀牧繒r(shí)，根據(jù)不同的建筑年代設(shè)置節(jié)能率的校正，以實(shí)現(xiàn)更為準(zhǔn)確的建筑群內(nèi)改造區(qū)域、未改造區(qū)域及新增區(qū)域單位建筑面積燃?xì)庀牧康挠?jì)算。

根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189—2005)[8]和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189—2015)[12]，供熱區(qū)域內(nèi)既有公共建筑按照建筑年代執(zhí)行相應(yīng)的50%和65%節(jié)能率設(shè)計(jì)要求。根據(jù)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》(JGJ 26—1986)[7]和《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 26—2010)[13]及相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)，供熱區(qū)域內(nèi)學(xué)生公寓等居住建筑按照建筑年代執(zhí)行相應(yīng)的30%、50%和65%節(jié)能率設(shè)計(jì)要求。

由于節(jié)能量核定范圍內(nèi)的建筑沒有分戶熱計(jì)量，而整個(gè)供暖系統(tǒng)在改造期間供暖范圍又較原定核定范圍有所擴(kuò)大，為了考察核定范圍內(nèi)建筑的節(jié)能量，并排除新增供暖范圍對(duì)核定工作的干擾，在計(jì)算過程中將不同年代建筑的單位面積能耗預(yù)期執(zhí)行的節(jié)能要求進(jìn)行校正，即假定1986年以前建成的、沒有節(jié)能措施的建筑單位建筑面積燃?xì)庀牧繛閝，則2017年的公共建筑由于執(zhí)行65%節(jié)能率設(shè)計(jì)要求，單位建筑面積燃?xì)庀牧繛閝×(1?0.65)。

基于以上信息，改造區(qū)域內(nèi)燃?xì)夤?jié)約量按照公式（1）~公式（4）計(jì)算。

式中：E燃?xì)鉃楦脑靺^(qū)域內(nèi)核定供熱燃?xì)夤?jié)約量，m3；Eb,燃?xì)鉃楦脑靺^(qū)域內(nèi)基準(zhǔn)期燃?xì)庀牧?，m3；Er,燃?xì)鉃楦脑靺^(qū)域內(nèi)核定期燃?xì)庀牧浚琺3；ΔE燃?xì)鉃槿細(xì)庀牧啃拚?，m3；Vb為基準(zhǔn)期鍋爐燃?xì)庀牧?，m3；Vr為核定期鍋爐燃?xì)庀牧?，m3；A0,no為沒有節(jié)能措施建筑面積，m2；A30為執(zhí)行30%節(jié)能率設(shè)計(jì)建筑面積，m2；A50為執(zhí)行50%節(jié)能率設(shè)計(jì)建筑面積，m2；A65為執(zhí)行65%節(jié)能率設(shè)計(jì)建筑面積，m2；q為改造區(qū)域改造前單位建筑面積燃?xì)庀牧?，m3；no代表未改造區(qū)域、ne代表新增供熱區(qū)域。

經(jīng)考察基準(zhǔn)期和核定期的當(dāng)?shù)貧夂驍?shù)據(jù)，根據(jù)《建筑節(jié)能氣象參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 346—2014)[14]計(jì)算核定期采暖度日數(shù)比基準(zhǔn)期采暖度日數(shù)高3.3%。根據(jù)熱工基本規(guī)律，當(dāng)采暖度日數(shù)相差較小時(shí)，采暖度日數(shù)與采暖能耗呈線性正相關(guān)關(guān)系。因此，氣象因素對(duì)供熱能耗的影響小于5%，按當(dāng)?shù)氐胤矫裼媒ㄖO(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則的規(guī)定不進(jìn)行氣候修正。改造前后鍋爐供熱時(shí)間沒有發(fā)生變化，故不作運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)修訂。經(jīng)計(jì)算，改造區(qū)域供熱燃?xì)饽旯?jié)約量為211 612 m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤275.04 tce，對(duì)建筑單位面積能耗下降貢獻(xiàn)率為15.6%。

2.2.2 照明節(jié)能量核算

照明改造前后涉及燈具功率、數(shù)量和使用時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，通過公式（5）~公式（7）對(duì)改造區(qū)域內(nèi)照明節(jié)能量進(jìn)行計(jì)算。

式中：E電為照明節(jié)能量，kW?h；Eb,電為改造區(qū)域基準(zhǔn)期照明耗電量，kW?h；Er,電為改造區(qū)域核定期照明耗電量，kW?h；ΔE電為照明耗電量修正量，kW?h；Pb為改造區(qū)域基準(zhǔn)期所用燈具功率，kW；Pr為改造區(qū)域核定期所用燈具功率，kW；tb為改造區(qū)域基準(zhǔn)期燈具使用時(shí)間，h；tr為改造區(qū)域核定期燈具使用時(shí)間，h；nb為改造區(qū)域基準(zhǔn)期所用燈具數(shù)量；nr為改造區(qū)域核定期所用燈具數(shù)量。

由于照明改造前后，燈具使用時(shí)間沒有發(fā)生變化，故不對(duì)照明節(jié)能量進(jìn)行運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)修正。經(jīng)計(jì)算，改造區(qū)域核定期照明耗電量為3 962 710 kW?h，照明節(jié)能量為708 204 kW?h，折合標(biāo)準(zhǔn)煤87.04 tce，對(duì)建筑單位面積能耗下降的貢獻(xiàn)率為4.9%。

2.2.3 綜合節(jié)能率

改造前后，該校園建筑群的綜合節(jié)能率按照下式計(jì)算。

式中：η為綜合節(jié)能率，%；E燃?xì)?tce)為核定期燃?xì)夤?jié)能量(換算為噸標(biāo)煤)，tce；E電(tce)為核定期照明節(jié)能量(換算為噸標(biāo)煤)，tce；Eb,燃?xì)?tce)為基準(zhǔn)期燃?xì)饽芎?換算為噸標(biāo)煤)，tce；Eb,電(tce)為基準(zhǔn)期耗電量(換算為噸標(biāo)煤)，tce。

經(jīng)計(jì)算可知，經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造、供熱系統(tǒng)改造和照明節(jié)電改造后，該校園建筑單位面積能耗下降率為20.5%。

3 節(jié)能效益核算

根據(jù)上述計(jì)算，該項(xiàng)目年節(jié)約天然氣211 612 m3，年節(jié)電量708 204 kW?h，年總節(jié)能量折合標(biāo)準(zhǔn)煤362.08 tce。根據(jù)當(dāng)?shù)匦姓聵I(yè)單位集中供熱用氣價(jià)格(1.59元/m3)及用電價(jià)格(0.534 8元/(kW?h))的定價(jià)，該項(xiàng)目通過節(jié)能每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約71.52萬(wàn)元。

每1萬(wàn)m3天然氣燃燒產(chǎn)生的排放量約為二氧化碳21 622 kg、二氧化硫0.005 kg、氮氧化物12.48 kg、顆粒物1.14 kg。生產(chǎn)和輸送1萬(wàn)kW?h電產(chǎn)生的排放量：二氧化碳8 709 kg、二氧化硫1.13 kg、氮氧化物1.62 kg、顆粒物0.16 kg[15-16]。因此，通過節(jié)約天然氣和電能，該項(xiàng)目每年產(chǎn)生的減排效益可按公式（9）計(jì)算。

式中：Ri為節(jié)能改造每年貢獻(xiàn)的污染物減排量，kg；i代表二氧化碳、粉塵、二氧化硫或氮氧化物；E燃?xì)鉃楣?jié)能改造項(xiàng)目每年貢獻(xiàn)的燃?xì)夤?jié)約量，萬(wàn)m3；E電為節(jié)能改造項(xiàng)目每年貢獻(xiàn)的電能節(jié)約量，萬(wàn)kW?h；c燃?xì)?i為燃?xì)馕廴疚锱欧畔禂?shù)，kg/萬(wàn)m3；c電,i為電能污染物排放系數(shù)，kg/萬(wàn)m3。

根據(jù)公式（9）可得，節(jié)能改造項(xiàng)目每年可貢獻(xiàn)減排量為二氧化碳1 074 t、二氧化硫80.4 kg、氮氧化物378.8 kg、顆粒物35.6 kg。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于既有建筑節(jié)能改造的要求，對(duì)某嚴(yán)寒地區(qū)校園建筑群供熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、配電與照明系統(tǒng)及建筑用能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)。通過提升建筑保溫性能，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)及管網(wǎng)有效調(diào)壓，以及更換LED照明等途徑，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約燃?xì)庀牧亢陀秒娏康哪繕?biāo)。為避免直接平均計(jì)算單位建筑面積燃?xì)庀牧?，利用不同建筑所?zhí)行的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，以更為準(zhǔn)確表達(dá)單位建筑面積燃?xì)庀牧?，提高改造前后?jié)能減排的計(jì)算準(zhǔn)確性。