某大型綜合商業(yè)項(xiàng)目中能耗管理系統(tǒng)的應(yīng)用分析

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)的能源需求日益增長，世界各國都將減少能源消耗、降低碳排放量作為共同的目標(biāo)，“節(jié)能減排”已成為我國一項(xiàng)重要的國策。建筑業(yè)作為能耗消耗的主要行業(yè)，占全球總能耗較大比重，節(jié)能需求十分地迫切。目前我國既有大型公共建筑約5億，每年耗電近1000億度，單位建筑面積耗電量為住宅的10—2O倍。本文中所探討的大型綜合商業(yè)建筑屬于大型公共建筑中的一類主要進(jìn)行市場化商業(yè)經(jīng)營活動(dòng)的建筑，一般建筑面積2萬以上，集辦公樓、零售店、商場、娛樂場所、酒店等商業(yè)功能于一體的大型綜合建筑。

1 國內(nèi)大型綜合商業(yè)項(xiàng)目能耗現(xiàn)狀

上海市對千余棟各類大型公共建筑實(shí)施能耗管理系統(tǒng)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)，通過數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)一能耗規(guī)律，了解到綜合商業(yè)建筑的單位面積能耗在44.9～350.8kWh/m2·a之間，平均值為154.2kWh／m2·a，統(tǒng)計(jì)樣本沒有通過安德森一達(dá)令正態(tài)性檢驗(yàn)口l。由該調(diào)查結(jié)果可以看到，綜合商業(yè)建筑由于區(qū)域分布多樣、用能情況復(fù)雜，不存在明顯的規(guī)律性。因此通過簡單的數(shù)值統(tǒng)計(jì)很難了解大型綜合商業(yè)建筑的能耗情況，只有使用能耗管理系統(tǒng)進(jìn)行能耗計(jì)量、監(jiān)測及分析，才能科學(xué)準(zhǔn)確地掌握此類建筑的能耗。

2 某大型綜合商業(yè)項(xiàng)目中能耗管理系統(tǒng)應(yīng)用

以下將以某個(gè)位于上海市的大型綜合商業(yè)項(xiàng)目為例，對能耗管理系統(tǒng)應(yīng)用對于建筑節(jié)能的意義做具體分析研究。該項(xiàng)目總建筑面積10萬，集購物、餐飲、休閑娛樂等各類業(yè)態(tài)組合于一體，租戶總面積約7萬。該項(xiàng)目的能耗分項(xiàng)如圖1：

圖1建筑能耗計(jì)量主要分項(xiàng)結(jié)構(gòu)圖

通過能耗管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，該大型綜合商業(yè)建筑2011年總能耗為30276.82MWh，單位面積能耗量為302.77kWh/(m2·a)。總能耗中商戶用電占76%，單位面積能耗為375．67kWh/(m2·a)；公共用電占24%，單位面積能耗為73．83kWh/( m2·a)。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看到：①建筑整體的單位面積能耗、商戶單位面積能耗及公共用電系統(tǒng)的分項(xiàng)單位面積能耗，均遠(yuǎn)高于上海市統(tǒng)計(jì)平均值，有較大的節(jié)能潛力。②大型綜合商業(yè)建筑中商戶用電占總耗電量的百分比遠(yuǎn)高于公共用電，由于商戶能耗受經(jīng)營限制，降低難度較大，因此雖然節(jié)能潛力大，但項(xiàng)目整體的節(jié)能難度很大。

由于商戶能耗難以控制的特點(diǎn)，我們將公共能耗作為節(jié)能重點(diǎn)，圖2為公共能耗中各機(jī)電系統(tǒng)的能耗占比情況：通過對公共部分各機(jī)電系統(tǒng)的能耗監(jiān)測，能夠清楚掌握各系統(tǒng)設(shè)備的能耗特點(diǎn)，針對這些特點(diǎn)提出降低能耗的措施方案，獲得了較好的節(jié)能效果。以下就幾項(xiàng)明顯節(jié)能的機(jī)電系統(tǒng)做具體分析：

圖2公共用電各分項(xiàng)用電量比例圖

該項(xiàng)目采用一次泵變流量系統(tǒng)，冷源為離心式冷水機(jī)組，冷凍/卻水泵均可變頻。2011年冷凍站系統(tǒng)年耗電量3424.14MWh，單位面積耗電量 46．70kWh/(m2·a）。

通過能耗監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，制冷機(jī)組的運(yùn)行耗電量相?當(dāng)于三臺(tái)機(jī)組在額定功率下運(yùn)行時(shí)的耗電量水平，即基本滿負(fù)荷運(yùn)行，而實(shí)際冷負(fù)荷僅達(dá)到設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的60％左右。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，由于物業(yè)人員管理不當(dāng)，變頻冷凍水泵一直在定頻狀態(tài)運(yùn)行，沒有發(fā)揮出一次泵變流量系統(tǒng)的節(jié)能作用。發(fā)現(xiàn)了這一問題后，物業(yè)管理人員在2011年8月起加強(qiáng)對一次泵變流量空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)管理。將冷凍水系統(tǒng)控制原則設(shè)為定溫差、變流量控制，使得冷凍機(jī)組及冷凍水泵的運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)系統(tǒng)冷負(fù)荷量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。2012年制冷季節(jié)冷凍站能耗降低24%。

該項(xiàng)目空調(diào)末端采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，2011年末端系統(tǒng)耗電量975.74MWh，單位面積耗電量13.31kwh/(m2·a)。通過能耗監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，夜間空調(diào)末端設(shè)備仍有較明顯能耗，據(jù)此可以判斷項(xiàng)目在設(shè)備管理方面存在一定疏忽，在加強(qiáng)夜間設(shè)備管理確保設(shè)備及時(shí)關(guān)閉后，2012年全年空調(diào)末端系統(tǒng)能耗降低17%。該項(xiàng)目在冬夏兩季的制冷供熱方式非常明確，即:夏季制冷由冷凍站提供冷量，冬季空氣源熱泵提供熱量。但在過渡季節(jié)需要制冷時(shí)，冷凍站與空氣源熱泵都可以提供冷量，在項(xiàng)目剛開始運(yùn)營時(shí)選擇哪一個(gè)設(shè)備作為冷源相對比較模糊。

雖然額定功率下冷水機(jī)組的COP高于空氣源熱泵，但冷凍站在低負(fù)載率的運(yùn)行狀態(tài)下C0P會(huì)有所下降，同時(shí)其與空氣源熱泵相比還需要額外的冷卻系統(tǒng)，綜合之下兩者的能源使用效率孰高孰低較難判斷。因此在過渡季節(jié)部分負(fù)荷時(shí)，如何選擇更節(jié)能的開機(jī)策略，就成為了一個(gè)值得研究的問題。通過對能耗數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)2011年過渡季節(jié)，該項(xiàng)目選擇了以空氣源熱泵提供制冷,為了更好的研究過渡季節(jié)運(yùn)行模式，在2012年1O月改用冷水機(jī)組系統(tǒng)提供制冷。通過能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)取得了不同的運(yùn)行效果。

表?1 2011年及2012年10月制冷系統(tǒng)耗電量比較

可見雖然冷凍站制冷比空氣源熱泵多了一套冷卻系統(tǒng)，但是制冷效率還是要優(yōu)于后者。因此，建議多采取冷凍站方式進(jìn)行制冷。當(dāng)室內(nèi)所需冷負(fù)荷更低，建議不開啟制冷機(jī)組，直接通過室外新風(fēng)來承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷，獲得更好的節(jié)能效果。?

2011年該項(xiàng)目公共照明系統(tǒng)年耗電量為1543.45MWh，略高于上海市公共建筑照明系統(tǒng)位面積耗電量56.33kWh/(m2·a），略高于上海市公共建筑照明系統(tǒng)單位面積強(qiáng)度指標(biāo)。由于商業(yè)項(xiàng)目中經(jīng)營區(qū)域的燈光涉及客戶環(huán)境感受，因此這部分區(qū)域的照明節(jié)能空間較小，后勤區(qū)域的照明系統(tǒng)則有較大的節(jié)能潛力，2011年項(xiàng)目對后勤區(qū)域的照明燈具進(jìn)行節(jié)能改造，將T8熒光燈更換為T5型，到2012年全年節(jié)能率達(dá)到20.2%。

運(yùn)用能耗管理系統(tǒng)，除了能夠進(jìn)行節(jié)能管理以外，更重要的是能幫助開發(fā)商判斷項(xiàng)目的用電設(shè)計(jì)水平，從而為日后同類項(xiàng)目提供用電設(shè)計(jì)容量的參考。通過統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目對項(xiàng)目整體用電峰值和商戶用電峰值有以下特點(diǎn)和規(guī)律:項(xiàng)目設(shè)計(jì)容量大于實(shí)際用電峰值容量；商戶要求用電容量遠(yuǎn)大于實(shí)際用電峰值容量。因此，該項(xiàng)目所在集團(tuán)在新建同類大型綜合商業(yè)項(xiàng)目時(shí)，即可參照歷史用電數(shù)據(jù)，以避免設(shè)計(jì)容量過大造成不必要的建造及運(yùn)營成本的增加。

除了通過能耗監(jiān)測判斷設(shè)備的運(yùn)行水平外，還可以根據(jù)能耗管理系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，獲得各能耗系統(tǒng)的單位面積能耗情況，與國家相關(guān)單位面積能耗指標(biāo)進(jìn)行比較，從而了解項(xiàng)目的用能水平。當(dāng)發(fā)現(xiàn)高于國家指導(dǎo)的能耗指標(biāo)時(shí)，即可更有針對性的進(jìn)行進(jìn)一步能耗問題研究，挖掘節(jié)能潛力。

在大型綜合商業(yè)建筑中應(yīng)用能耗管理系統(tǒng)，通過充分掌握建筑內(nèi)的能耗情況，對于建筑能耗管理的意義主要有以下幾點(diǎn)：

(1)改善運(yùn)營管理:通過實(shí)施能耗管理系統(tǒng)，采取分項(xiàng)計(jì)量、能耗監(jiān)測等方式掌握能耗情況后，可采取兩種途徑來提高運(yùn)營管理水平，分別是：①對由于使用習(xí)慣不當(dāng)造成能耗浪費(fèi)的系統(tǒng)或設(shè)備，可以通過對能耗數(shù)據(jù)的分析，找出問題原因，調(diào)整使用方式以達(dá)到節(jié)能目的。②對因設(shè)備老舊等原因造成運(yùn)營狀況不理想、耗電量明顯高于正常范圍的機(jī)電系統(tǒng)，對癥下藥地采取節(jié)能改造措施，如：更換設(shè)備、重新調(diào)試等，使該設(shè)備的耗電量下降。

(2)幫助確定用電設(shè)計(jì)量：通過應(yīng)用能耗管理系統(tǒng)，準(zhǔn)確地掌握租戶在經(jīng)營成熟期 的實(shí)際能耗需求量，為同類新建商業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供參考，以避免設(shè)計(jì)用電負(fù)荷過量造成的浪費(fèi)，或避免設(shè)計(jì)用電負(fù)荷不足造成對生成經(jīng)營的影響。

(3)合理用能指導(dǎo)：通過系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)能耗數(shù)據(jù)，與同類型大型綜合商業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行橫向比較，或與國家頒布的合理用能指標(biāo)相比以判斷相對能耗水平。

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