公共建筑能源审计及案例应用

公共建筑能源审计及案例应用

摘要:建筑工程管理应包括建筑工程建设及运行过程的管理。建筑能源审计是提高建筑工程运行管理的方法之一,是从微观的角度对单个建筑物运行耗能因素的审计。以介绍公共建筑能源资源利用现状及审计方法为切入点,分析了建筑能源审计可以解决的问题。在探讨能源审计方法的基础上,结合相关实践经验,通过对建筑物用能数据的统计分析及用能系统的测试,发掘公共建筑用能系统的节能潜力,提出有效的提升用能效率建议,为今后公共建筑运行过程中的用能效率提升起到一定的参考作用。

关键词:公共建筑;能源审计;能效提升;节能改造;分项计量;舒适性

0引言

随着社会的发展,我国城乡建设步伐不断加快,建筑能耗迅速上升,我国每年城乡房屋建筑面积新增近20亿m2,其中80%以上为高能耗建筑,同时在400亿m2的既有建筑中,95%以上为高能耗建筑[1]。目前,建筑能耗、交通能耗、工业能耗已成为经济社会发展能耗的三大巨头[2]。公共建筑节能潜力将随着建筑能耗占比的增加而提升,意味着更加需要对公共建筑用能现状提出完备的统计审计方案,以提高其用能效率。建筑能源审计是一种监督机制,是对公共建筑进行能源管理和节能改造的重要方法。本文分析了公共建筑关于能源审计方面的全过程,通过对建筑用能开展审计工作,深入挖掘建筑节能潜力,进而找出节能方法,在公共建筑运行过程中提出客观精准的用能结构优化与用能效率提升的建议,从而指导公共建筑运营方有针对性地开展建筑节能工作。

1公共建筑用能及管理亟需改进

根据中国建筑能耗研究报告对建筑能耗及碳排放的分析,2017年,建筑能耗9.47亿tce,占全国能源消费比重的21.11%;全国建筑总面积643亿m2,城镇人均居住建筑面积37.2m2;建筑碳排放20.44亿吨CO₂,占全国能源碳排放的19.5%[3],相比2016年有所下降。但公共建筑节能在实行中还存在一定的不足,还需进一步完善:⑴宣传:①社会宣传不够,大众节能意识有待提高;②缺少对建筑节能管理人员的教育、宣传及培训。⑵管理(建筑能源管理是指通过系统化地控制建筑物能源消耗及能源消耗模式的策略,在满足建筑内舒适度等各方面要求的前提下,使得能耗量和能耗费用最小化[4]):①管理部门对节能降耗不够重视,未设置专门的能源管理机构,能源资源消耗缺少有效的监管;②未建立能源资源管理统计台账或能源资源管理统计台账不完善。⑶技术:①公共建筑节能技术服务市场不规范,节能技术服务公司准入门槛过低,市场上信誉高、服务品质优良的节能技术服务公司数量有限[5];②能源监测系统分项计量设备不完善,建筑用能管理水平有待提高;③节能技术及节能设备的节能效果有待提升。

2公共建筑能源审计方法论述

建筑能源审计主要包括:能源管理情况,用能情况,能源计量,能耗统计状况,用能特点分析,用能设备/系统测试,用能设备运行效率计算,分类分项能耗计量与分析,其中计量对象包括:耗电量、耗水量、耗热量,耗冷量,耗煤气量等[6]。以及单位综合能耗计算与分析等,并对运行管理的问题提出改进性措施,对建筑的节能潜力进行挖掘。公共建筑能源审计过程主要包括前期的资料搜集、中期的现场勘验及测试、后期的数据统计分析计算及报告编制。通过对公共建筑开展能源审计工作,对建筑能源利用率、消耗量及经济和环境效益进行监测和评价,了解公共建筑能源资源消耗水平,从而发现节能潜力,找出用能管理系统的节能漏洞,提出节能建议和改造方案,使公共建筑的节能工作得到进一步发展,最大限度地降低能源消耗水平。

3某公共建筑能源审计案例

3.1项目概况

某项目为南海区某公共建筑,建筑总面积46700m2,平均用能人数为4010人,建筑为北朝向,共14层,标准层高4m;建筑主体结构为砖混结构;外窗为单层玻璃窗,窗框类型为铝合金窗框,玻璃为普通镀膜玻璃。建筑采用集中式空调系统和分体式空调设备实现供冷。主要能源消耗包括用电系统、用水系统和用气系统[4]。电力系统主要是照明用电、空调用电和动力用电;用水系统主要包括生活用水、消防用水、空调用水及绿化喷灌用水等4大用水系统;用气系统为厨房烹调用气。

3.2建筑能源资源使用现状分析

经现场查看,该单位已制订了一套能源管理体系,并设有专人对建筑能耗进行管理和相关用能设备的日常维护,但能源管理制度落实情况有待提高,制度有待进一步完善。不同用能系统未进行分项计量,各用能系统能耗情况不能分项统计,尚未建立分项能耗统计台账,单位用能统计总体情况有待进一细化。可建立能耗监测平台,对重要用能系统如照明、空调、电梯、医疗设备等进行分项计量,挖掘节能潜力。该单位2016~2017年能源资源消耗情况如表1、表2所示。为了客观、准确地得出审计结论,在审计过程中对室内热舒适性、照度、CO2浓度和重要能耗设备进行了测试,测试结果如下:

3.2.1室内热舒适性、照度和CO2浓度测试

审计过程中选取了30个常规测点对室内热舒适性、照度和CO2浓度进行测试,测试结果如表3所示。测试表明,全部测点室内热舒适型均满足要求,说明该单位室内热舒适性整体较好;全部测点CO2浓度均满足《室内空气质量标准:GB/T18883-2002》规定,说明该单位室内空气品质比较理想,新风充足,通风效果良好;室内照度测点2处满足要求,8处不满足要求,说明该单位房间的照度水平较低。通过现场查看发现,照度不足房间的灯具数量较少,灯具的照明功率较低,建议增加室内灯具数量、将老旧灯具换成LED或节能灯具,以满足正常的采光需求。对于室内照度高于标准值的房间,可适量减少或不开启灯具,多利用自然光,以达到节能的效果。

3.2.2供配电系统测试结果及分析

⑴供电电压偏差(见表4)⑵谐波电压(见表5)⑶功率因数根据供电电压偏差、谐波电压的检测结果,参照《电能质量供电电压偏差:GB/T12325-2008》、《电能质量公用电网谐波:GB/T14549-93》,测试结果均符合标准要求;功率因数的检测结果为0.969,参照电网对功率因数的要求(0.900),供配电系统的功率因数符合电网的要求。

3.3节能潜力分析

通过对南海区某建筑能耗指标计算分析可知,该建筑2017年的能耗指标较2016年能耗指标有所降低,但降幅不大,且该单位能耗系统并未进行分项计量,用能系统存在一定的节能潜力。⑴能源管理系统。现场勘验发现该建筑已建设了一套能源管理体系,设专人对用能系统进行管理,但目前该单位未建立能耗监测平台,未进行能耗系统的分项计量,未建立能耗统计台账,能源管理系统存在一定的节能潜力。⑵审计过程中对建筑围护结构的性能进行分析。该建筑建造年份是1999年,当时建筑围护结构没有按照《民用建筑热工设计规范:GB50176-93》、《公共建筑节能设计标准(广东省实施细则):DBJ15-51-2007》等相关节能标准进行节能设计。审计期间发现,该单位建筑主体结构为砖混结构;外窗为单层玻璃窗,窗框类型为铝合金窗框,玻璃为普通镀膜玻璃。因此该单位的建筑围护结构节能效果较低,存在较大的节能潜力。⑶空调系统。本次审计发现该建筑的空调系统主要采用集中式空调系统实现制冷,在使用过程中严格设定了空调温度,启动时关闭门窗,避免冷气泄露。但空调系统能耗并未进行单独计量,且水泵等设备未加装变频装置,空调系统具有一定的节能潜力。⑷照明插座用电系统。该建筑照明插座用电系统主要包括照明、办公设备及其他用电。从现场抽查中发现,单位被测试点中有80%房间的照度不满足规范要求,总体的照度水平较低。勘察发现,照度不满足规范要求的测点自然采光较差,照明灯具功率较低,且开启的数量较少。照明系统用电有较大的节能潜力,可适当增加灯具的开启数量或更换功率较大的灯具,使用LED灯等节能灯具,白天打开窗帘,充分利用自然采光,控制室内灯具的开启数量和开启时间,减少照明能耗。⑸用水系统。该建筑用水主要为生活用水,勘察过程中发现不存在水资源浪费的现象。水龙头及其他用水器具普遍使用节水型器具,降低了水资源的浪费,用水系统节水潜力较小。⑹其他能源消耗系统。审计得知该建筑的其他能耗系统主要是动力系统、特殊设备用电等,通过现场查看发现,各类用能系统尚未开展能耗分项计量,且电梯使用频率较高,有一定的节能潜力,可建立能耗分项计量监测平台,对用能系统管理人员进行培训,安装电梯能量回收装置,降低电梯运行过程中的能耗。

3.4能源审计结果分析

通过对该建筑开展能源审计,可得出如下结论:⑴该建筑2017年的人均能耗和人均水耗较2016年有所下降,通过与广东省同类公共建筑能源资源消耗状况进行对比,发现该建筑各项能耗指标都低于同类型公共建筑平均值,由此可见,该单位的能源资源使用效率较高。⑵该单位制定了一系列能源管理规章制度,但能源管理体系还不够完善,具有一定的节能潜力。⑶经过对建筑的围护结构性能、照明系统、空调系统、用水系统和其他用能系统进行节能和节水潜力挖掘,发现公共机构的空调系统、照明系统及其他用能系统还存在一定的节能潜力。

4小结

通过开展公共建筑能源审计工作,运用科学合理的方法,对建筑能源利用状况进行有效的检测监督,制定创新的制度、改善管理途径等多种措施,最大限度地实现节能降耗,进一步提升建筑能效水平,实现粗放管理型向资源节约型[8]转变,确保建筑工程建成后高效运行。因此,各公共建筑管理部门应重视能源审计工作,充分发挥审计的导向作用,切实提高建筑用能效率。

作者:张志明 单位:佛山市南海区散装水泥办公室