某大型綜合商業(yè)項目中能耗管理系統(tǒng)的應用分析

隨著經濟的迅猛發(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，“節(jié)能減排”已成為我國一項重要的國策。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行市場化商業(yè)經營活動的建筑，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 國內大型綜合商業(yè)項目能耗現(xiàn)狀

上海市對千余棟各類大型公共建筑實施能耗管理系統(tǒng)進行能耗統(tǒng)計，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)計樣本沒有通過安德森一達令正態(tài)性檢驗口l。由該調查結果可以看到，綜合商業(yè)建筑由于區(qū)域分布多樣、用能情況復雜，不存在明顯的規(guī)律性。因此通過簡單的數(shù)值統(tǒng)計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)進行能耗計量、監(jiān)測及分析，才能科學準確地掌握此類建筑的能耗。

2 某大型綜合商業(yè)項目中能耗管理系統(tǒng)應用

以下將以某個位于上海市的大型綜合商業(yè)項目為例，對能耗管理系統(tǒng)應用對于建筑節(jié)能的意義做具體分析研究。該項目總建筑面積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。該項目的能耗分項如圖1：

圖1建筑能耗計量主要分項結構圖

通過能耗管理系統(tǒng)的統(tǒng)計，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)?？偰芎闹猩虘粲秒娬?6%，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)的分項單位面積能耗，均遠高于上海市統(tǒng)計平均值，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高于公共用電，由于商戶能耗受經營限制，降低難度較大，因此雖然節(jié)能潛力大，但項目整體的節(jié)能難度很大。

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

圖2公共用電各分項用電量比例圖

該項目采用一次泵變流量系統(tǒng)，冷源為離心式冷水機組，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)，制冷機組的運行耗電量相?當于三臺機組在額定功率下運行時的耗電量水平，即基本滿負荷運行，而實際冷負荷僅達到設計冷負荷的60％左右。經現(xiàn)場調查后發(fā)現(xiàn)，由于物業(yè)人員管理不當，變頻冷凍水泵一直在定頻狀態(tài)運行，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月起加強對一次泵變流量空調系統(tǒng)的控制系統(tǒng)管理。將冷凍水系統(tǒng)控制原則設為定溫差、變流量控制，使得冷凍機組及冷凍水泵的運行狀態(tài)根據(jù)系統(tǒng)冷負荷量進行合理調節(jié)。2012年制冷季節(jié)冷凍站能耗降低24%。

該項目空調末端采用風機盤管系統(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)，夜間空調末端設備仍有較明顯能耗，據(jù)此可以判斷項目在設備管理方面存在一定疏忽，在加強夜間設備管理確保設備及時關閉后，2012年全年空調末端系統(tǒng)能耗降低17%。該項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，冷凍站與空氣源熱泵都可以提供冷量，在項目剛開始運營時選擇哪一個設備作為冷源相對比較模糊。

雖然額定功率下冷水機組的COP高于空氣源熱泵，但冷凍站在低負載率的運行狀態(tài)下C0P會有所下降，同時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)部分負荷時，如何選擇更節(jié)能的開機策略，就成為了一個值得研究的問題。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)運行模式，在2012年1O月改用冷水機組系統(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行制冷。當室內所需冷負荷更低，建議不開啟制冷機組，直接通過室外新風來承擔室內熱負荷，獲得更好的節(jié)能效果。?

2011年該項目公共照明系統(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)單位面積強度指標。由于商業(yè)項目中經營區(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年項目對后勤區(qū)域的照明燈具進行節(jié)能改造，將T8熒光燈更換為T5型，到2012年全年節(jié)能率達到20.2%。

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

除了通過能耗監(jiān)測判斷設備的運行水平外，還可以根據(jù)能耗管理系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，獲得各能耗系統(tǒng)的單位面積能耗情況，與國家相關單位面積能耗指標進行比較，從而了解項目的用能水平。當發(fā)現(xiàn)高于國家指導的能耗指標時，即可更有針對性的進行進一步能耗問題研究，挖掘節(jié)能潛力。

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

(1)改善運營管理:通過實施能耗管理系統(tǒng)，采取分項計量、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營管理水平，分別是：①對由于使用習慣不當造成能耗浪費的系統(tǒng)或設備，可以通過對能耗數(shù)據(jù)的分析，找出問題原因，調整使用方式以達到節(jié)能目的。②對因設備老舊等原因造成運營狀況不理想、耗電量明顯高于正常范圍的機電系統(tǒng)，對癥下藥地采取節(jié)能改造措施，如：更換設備、重新調試等，使該設備的耗電量下降。

(2)幫助確定用電設計量：通過應用能耗管理系統(tǒng)，準確地掌握租戶在經營成熟期 的實際能耗需求量，為同類新建商業(yè)項目設計提供參考，以避免設計用電負荷過量造成的浪費，或避免設計用電負荷不足造成對生成經營的影響。

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

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