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1建筑能耗分析
1.1建筑常規總能耗指標
根據行政辦公樓所提供的能耗數據,該建筑單位面積耗電量不是很高,這一方面由于其建筑本身采用了較好的節能設計與措施。建筑主體為框架結構,外窗為鋁合金單玻窗,均有內遮陽措施,外墻采用外保溫復合墻體構造,自然采光、遮陽和自然通風等效果較好;另一方面由于節能措施實行得很好,大部分燈具都為節能燈具并且有健全的建筑能源管理制度。西華大學行政辦公樓2013年每月用電量見圖1。根據每月的電費賬單得到西華大學行政辦公樓的每月耗電量,從圖1可以看出每月電耗量有明顯的特征,用電最高峰期在冬季,特別是12月份,因采用空調機制熱,空調機開啟時間較長。8月用電量實際為7、8月份總用電量,8月單位面積能耗較大,主要是由于空調開機時間較長。2013年西華大學行政辦公樓的總用電量為437240kW•h,月平均用電量為36436.67kW•h。從圖2可以看出2013年西華大學行政辦公樓全年的單位面積電耗圖和月電量變化圖基本相同,全年單位面積電耗為51.36kW•h/m2。
1.2建筑各項能耗指標
本次審計計算所采用數據均以2013年數據為準。由于不同類型耗能設備沒有分項計量,可能存在各耗能設備統計不完全的情況,故只對空調、照明、辦公設備等不同類型的電耗情況進行大致的拆分。各項用電指標見表1。西華大學行政辦公樓由于沒有安裝計量設備,建筑的能耗拆分只能簡單拆為采暖空調、照明、辦公和其他。照明部分和辦公部分每天運行時間基本一致,沒有較大波動,所以這部分能耗具有一定的穩定性和規律性,根據其設備額定功率以及使用時間大致可計算得到其電耗。
2建筑能源服務水平
2.1建筑室內熱濕環境
因建筑內部未特別安裝加濕和除濕設備,建筑室內空氣絕對濕度與室外空氣絕對濕度無差異。因為是行政辦公樓,對環境溫度要求較高,采暖和制冷均采用VRV空調系統制熱與制冷。在辦公期間,上班時間才開啟空調機,而在周末與中午等休息時間,一般房間都未開空調制冷或采暖,空調機主要是間歇式采暖和制冷。冬季工作日室內氣溫與非工作日室內氣溫分別見圖3~4。冬季工作日工作時間控制室內氣溫不超過18℃,非工作時間室內氣溫平均為10.4℃。從圖3~4中可以看出在工作日中,中午空調機處于關閉狀態,說明工作人員節能意識較強。
2.2建筑圍護結構分析
通過現場實測和查閱建筑設計資料,對建筑的圍護結構進行了測試分析。測試地點:西華大學行政樓北向四樓某辦公室;測試時間:2013年12月22日0時~2013年12月24日24時(共4d);測試工況:室內白天上班時間采用空調機采暖;測試方法:圍護結構傳熱系數現場檢測采用熱流計法。熱流和溫度測量采用Agilent34970A自動數據記錄儀采集存儲數據。溫度、熱流測點處于墻體、屋面主體位置,未靠近冷、熱橋部位,避免了受加熱、風扇設備氣流和輻射的直接影響。熱流片直接緊貼在被測圍護結構的內表面,溫度傳感器安裝在被測圍護結構兩側表面,內、外表面測點分別為3個。內表面溫度傳感器靠近熱流計安裝,外表面溫度傳感器在熱流計相對應的位置安裝。采用NEC7100紅外熱成像儀測試外墻熱缺陷;測試內容:外墻傳熱系數、外墻熱缺陷測試。
2.2.1傳熱系數檢測期間逐時記錄熱流密度和內、外表面溫度、室內空氣溫度。數據采樣間隔時間取5min。使用全天數據按下式計算圍護結構熱阻。
2.2.2外墻熱缺陷采用NEC7100紅外熱成像儀測試了外墻各部位的表面輻射溫度。紅外圖及對比可見光圖片見圖7,外墻不同部位的表面溫度見圖8。從圖7~8中未發現熱橋等熱工缺陷。
3節能潛力分析和建議
西華大學行政辦公樓通過現場觀察、詢問調研及對設備運行記錄的分析,發現該行政辦公樓的各用電系統運行情況如下:
3.1照明和辦公系統部分
1)照明電耗有一定節能潛力。建議在滿足辦公照明效果及使用功能的情況下采取以下措施:(1)定期清洗照明燈具。燈具久未清洗時,燈管及反射罩等逐漸聚積塵埃,導致輸出效率降低,故燈具至少每3個月定期清潔一次,以維持燈具輸出效率;(2)少用或不用普通熒光燈;(3)若將普通電感鎮流器改為電子鎮流器或節能電感鎮流器,每盞燈可節電4~5W;(4)選用三基色熒光燈管,比鹵粉熒光燈光效高約1/3,同樣的照度情況下可減少燈管。電子式鎮流器燈具具有多項優點:例如免用起動器、立即起動、不閃爍、發熱量少等,與傳統鎮流器比較可減少耗電20%~30%,故選購燈具時,應優先選擇具電子式鎮流器的高品質燈具;(5)走廊等自然采光好的區域白天盡量少開燈,充分利用自然光,采用分區按時控制可達到一定的節能效果;(6)部分光照度高的房間,應逐步減少燈具或降低燈具功率。2)建議記錄低壓配電各重要用電設備及大功率設備回路計量表讀數,以便對高耗能設備或不良運行設備進行節能分析。3)在加強節能宣傳的同時,加大節能措施的執行力度。完善節能責任考核制度,充分調動值班人員的積極性。4)該建筑的圍護結構方面未采取節能措施。建議在投資許可的情況下對空調房間的外墻和外窗進行改造,如增加遮陽措施降低外窗的遮陽系數。辦公電耗能耗較高,節能潛力較大。建議在滿足辦公要求的情況下,盡量減少辦公設備的開啟,設備開啟的瞬間用電量是平常的2~3倍,休息時可使辦公設備處于待機狀態。
3.2日常管理節能部分
1)設備定期維護保養;2)重點用能設備運行數據的正確記錄和分析整理;3)能耗的分項計量。設備系統是日常管理節能的主要內容,對空調系統、給水(消防)和排水系統均應定期檢查、檢修和保養。對于該建筑而言,能源消耗情況非常復雜。建筑物的空調、照明、辦公設備耗電三者性質不同。例如空調系統用電決定于運行方式和物業管理水平,而照明和辦公設備用電則在很大程度上和辦公使用者的節能意識有關。對上述三者應采用不同的政策和管理手段。但是該建筑基本上是只安裝一個總電表和一個總水表計量,所獲數據也僅是該行政辦公樓總電耗的一個數據,對于節能工作需要的各耗能環節的狀況往往難以了解,能耗不合理的問題被掩蓋了。因此,對既有建筑而言,應逐步推行能耗的分項計量。
3.3節能宣傳及改造
1)請專家為全體工作人員傳授節電、節水經驗;2)安排工程人員閱讀節電、節水相關技術書籍;3)工程人員維修時給客戶講述用電和用水的節能技術;4)訂閱節能周報;5)張貼“節約用水電”的宣傳牌;6)張貼“公共衛生間管理制度”;7)控制景觀綠化用水;8)宣傳推廣節能先進典型。要把典型作為推動節能工作的一項重要措施,拓寬視野和渠道,積極總結宣傳各部門節能降耗、自主創新、制度創新、強化管理中的典型,宣傳推廣各行各業的節能經驗和有效成果,充分發揮典型示范作用。
4審計結論
4.1建筑能耗指標
西華大學行政辦公樓主要用能設備為電力設備,包括照明辦公設備用電系統、空調用電系統和其他用電系統。該行政辦公樓2013年用電量為1535400kW•h/年;單位建筑面積能耗指標為12.84kW•h/m2見表2。
4.2管理制度
該行政辦公樓建成于2009年,相關的能源管理制度建設方面較為健全,職責較為分明,對于空調、配電、電梯等都有詳細的管理制度和操作規程,各個耗能系統并未進行詳盡的分項計量。照明設備在一年中的大部分時間開啟,一般一年開啟時間為10個月。空調根據全年實際氣象參數確定開啟臺數及開啟時間。建議:1)該行政辦公樓的照明及辦公設備、空調系統、動力系統用電設備分別有單獨的支路。建議行政辦公樓安裝能耗實時監測系統,便于后期節能降耗工作的開展。2)在低壓配電系統的用電量記錄中,增加照明及辦公設備用電、空調系統的用電量記錄。3)部分回路增設自動控制系統,實現部分用電設備的智能控制。
4.3運行管理
4.3.1空調系統根據節能潛力的分析結果可知,空調系統是本行政辦公樓節能潛力較大的一個部分,由于這次審計只是從整體上查找該系統的節能潛力,而沒有非常深入地檢測系統各個部分的情況,為了使空調系統能夠高效、節能運行,也可以從以下幾個方面來實施:1)及時清洗空調機組,提高送風品質和工作效率;2)加強節能宣傳,養成良好的用能習慣;3)及時更換失效的儀器儀表。
4.3.2照明及辦公設備用電系統1)根據節能潛力的分析結果可知,照明和辦公是本行政辦公樓節能潛力很大的一個部分,應盡量減少照明開啟數量和辦公設備開啟時間(通過分項開關調節來控制照明燈具開啟數量);2)逐步更換所有燈具為節能燈具,并使用節能電子鎮流器;3)加強節能宣傳,下班后關閉所有不用的用電設備(電腦、飲水機、復印機等)。
作者:王守亮鄭澍奎單位:西華大學后勤管理處資產管理處西華大學建筑與土木工程學院