飯店建筑節能分析與探討

錦江國際（集團）有限公司 沈毅林

引言

飯店作為耗能大戶，能耗費用是飯店主要支出成本之一。由于能源價格不斷上漲，錦江集團26家三星級以上酒店2005年、2008年和2009年平均能源費用，分別約占平均營收的6.66%、8.20%和9.58%，能源費用占營收比例呈逐年上升趨勢。所以，節能降耗既是為社會作貢獻，也是飯店降低經營成本重要途徑之一。本文就既有飯店有關節能措施方面做些分析與探討。

1 建筑圍護結構

建筑用能中空調采暖用能是建筑能耗的主要組成部分，約占建筑能耗的50%左右，而其中50%以上的能量是通過屋頂、墻面、窗戶和地面傳出去的。因此，建筑圍護結構的保溫隔熱性能直接關系到空調采暖用能的多少，是建筑節能的重要一環。目前大多數既有建筑圍護結構的隔熱保溫性能達不到國家節能標準的要求，所以在圍護結構方面有很大節能潛力。

1.1 墻體

墻體是建筑外圍護結構的主體，其所用材料的保溫性能直接影響建筑的耗熱量。外墻應采用新型墻體材料與復合墻體結構，并在經濟條件允許的前提下，采用墻體保溫材料對其進行保溫處理。建設部從2006年起全面推廣墻體保溫材料，包括膨脹聚苯板、擠塑聚苯板等。采用外墻外保溫技術能使外墻的傳熱系數降低到1W/(m2·K)，如采用30mm厚的聚苯板就能使200mm厚的混凝土墻的傳熱系數由3W/(m2·K)降低到1W/(m2·K)。

1.2 門窗

外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占建筑總能耗的比例較大，據統計，通過外窗的熱損失占建筑能耗的35%～45% ，是建筑圍護結構中比較薄弱的部位。外窗的窗框材料、玻璃品種及有無遮陽措施都會顯著影響其熱工性能。如采用Low-E中空玻璃、填充惰性氣體、暖邊間隔技術和“斷熱橋”型材龍骨或雙層皮通風式幕墻完全可以把玻璃幕墻的傳熱系數由普通單層玻璃的6.OW ／(m2·K)以上降到1.5W ／(m2·K)）。在玻璃夾層中設百葉或格柵則可使玻璃幕墻具有良好的遮陽隔熱性能。

1.3 屋頂（屋面）

降低太陽輻射熱，可采用架空屋頂、通風屋頂、蓄水屋頂、淺色屋頂、種植屋頂、冷屋頂等。種植屋頂即在屋頂種植綠色植物，既可遮陽、隔熱，又能通過植物的光合作用消耗轉化部分熱量，也起到了美化環境作用。冷屋頂指反射率較高的屋頂，通過對普通屋頂涂敷高反射率的涂料，提高其反射率，減少對太陽輻射的吸收，從而達到建筑節能的目的。現在，高效保溫材料已經開始應用于屋頂，一些建筑的屋頂保溫，采用膨脹珍珠巖保溫芯板保溫層代替常規的瀝青珍珠巖或水泥珍珠巖做法，克服了常規作法的諸多缺點。這種保溫芯板施工方便、價格低廉、不污染環境；芯板為柔性制品，不僅適用于具有平面的屋頂，也可用于帶有曲面的屋頂。

國際飯店、銀河賓館、虹橋賓館已經改善部分建筑圍護結構熱工性能，節能效果十分明顯。

2 中央空調系統

在飯店的全年能耗中，大約60%左右消耗于中央空調系統（包括制生活熱水），因此，飯店的節能降耗，首先要從這方面著手，做得好壞與否將直接影響飯店整體能源利用率。

2.1 、冷熱源設備選擇

冷熱源設備是中央空調重要組成部分，約占中央空調能耗的50%左右，其選擇正確與否直接影響中央空調的能源利用率。飯店冷熱源設備配置傳統做法是采用冷水機組加蒸汽鍋爐，然而實踐證明這種配置方案，能源利用率尚有不少可以挖掘的空間。當前中央空調冷熱源技術呈現品種多元化趨勢，適合酒店常用的有：地源熱泵、帶熱回收的冷水機組、空氣源熱泵等。

1）埋管式地源熱泵

埋管式地源熱泵通過輸入少量的高品位電能，實現低品位熱能向高品位轉移。夏季，把室內的熱量，轉移到地下土壤中，冬季，把地下土壤中的熱量“取”出來。夏季能供冷、冬季能供暖，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套系統，夏季不用冷卻塔，冬天不用鍋爐房。地源熱泵的制熱、制冷系數要高于空氣源熱泵40%左右。如果有場地可以埋管的，應首先考慮采用地源熱泵。達華賓館、龍柏飯店、新苑賓館、閔行飯店、金沙江大酒店等五家單位采用埋管式地源熱泵，節能效果明顯。但是，這一新技術我國還處于開發研究階段，設計上還缺乏可靠的土壤熱物性有關數據和正確的計算方法。在工程實施時，要對換熱孔土壤換熱器進行現場測試 ，獲取土壤換熱器每米的換熱量，確定土壤換熱器換熱孔的最佳深度和合理間距，否則，難以達到理想的效果。

2）空氣源熱泵

空氣源熱泵是利用空氣環境做為熱源，通過少量的電能輸出，實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術。空氣源熱泵 可實現制冷、采暖、提供生活熱水，一機三用，比較適合夏熱冬冷地區的酒店使用。在夏季制冷的同時得到免費的生活熱水，過度季制熱水能耗明顯小于鍋爐制熱水。但是，空氣源熱泵雖然具有種種優點,仍存在很多不足。空氣源熱泵的性能受室外氣候變化影響較大，夏季,隨著室外空氣溫度的升高,制冷負荷增大,熱泵系統冷凝溫度升高,熱泵溫差增加,機組整體效率降低；冬季,隨著空氣溫度的降低,供熱負荷增大,而蒸發溫度隨之降低,熱泵溫差增大,導致機組整體效率降低。同時,隨著室外環境條件的惡劣,熱泵的工作性能急劇下降,又反過來加劇了室外環境的惡劣程度。通過國際飯店的空氣源熱泵運行情況來看，空氣源熱泵在室外溫度低于5℃時就不能同時滿足供暖和制生活熱水的需要，只能用鍋爐來彌補。如果建筑物沒有鍋爐，采用空氣源熱泵作為唯一供熱手段的，同時需要全天供暖和制生活熱水的，則需要有輔助措施來彌補，否則不能保證正常供熱需求。

3）帶熱回收的冷水機組

冷水機組冷凝器放出的熱量通常被冷卻塔或冷卻風機排向周圍環境中，對全天需要供應生活熱水的酒店來說，是一種巨大的浪費，同時給周圍環境也帶來一定的廢熱污染。熱回收技術是利用制冷機制冷過程中產生的熱量，通過熱交換器將冷凝熱回收，產生50℃ 左右的熱水，將熱水貯存后供客房及各個區域使用。空調系統經過冷凝熱回收，大大降低冷凝器的熱負荷，使冷凝溫度和壓力降低。在增大單位制冷量的同時，減少壓縮功率，使制冷主機功率下降，也相應減少冷卻水的用量。這樣既不增加冷水機組的電耗，又節省了鍋爐生產熱水的燃油或天然氣的費用，還可以減少鍋爐運行時向大氣排放尾氣造成的環境污染。東亞飯店、新亞大酒店和新城飯店，由于采用熱回收技術不同，全年用熱回收替代鍋爐制熱水時間3至5個月不等。其實冷凝熱回收技術在上世紀九十年代就已經在運用了，當時，開利、約克、特靈等主要制冷機設備制造廠出廠的制冷機都不帶熱回收裝置，而是用戶自行改裝的，現在這些廠家都有配套的熱回收裝置。

4）鍋爐

酒店通常是用蒸汽鍋爐供暖和制熱水，金門大酒店用熱水鍋爐替代蒸汽鍋爐。由于熱水鍋爐沒有凝結水、二次蒸發損失和供暖管道熱損小以及排污量小等優點，熱水鍋爐比蒸汽鍋爐節能5%左右。因此，在選擇鍋爐類型時，除了有洗衣房必須使用蒸汽的以外，宜選用熱水鍋爐。熱水鍋爐不但比蒸汽鍋爐節能，而且操作方便。

5）冷熱源設備多元化組合

在夏熱冬冷地區采用帶全熱回收冷水機組加空氣源熱泵加熱水鍋爐組合比較合理，在夏季用帶全熱回收冷水機組制冷的同時得到免費的熱水，可以替代鍋爐制熱水；在過渡季節用空氣源熱泵機組（選用能同時供冷和供熱機組，因為并不是所有空氣源熱泵都能同時供冷和供暖的）。制熱水能耗只有鍋爐制熱水能耗的30%左右，同時得到免費冷量可供餐廳、會議室等場所空調利用；在冬季室外溫度7℃以上使用空氣源熱泵供暖和制熱水能耗也只有用鍋爐50%左右。但是，空氣源熱泵在0～5℃條件下處于無霜至結滿霜或半結霜狀態下運行，供熱性能下降35%～40%，化霜減少的供熱量達15%～20%左右，空氣源熱泵機組的實際供熱輸出量，只有標準工況供熱量的50%左右，供熱性能系數COP平均只有1.5左右。因此，在冬季極端氣溫時，需要鍋爐輔助供暖和制熱水，否則，無法滿足酒店正常營業需要。

2.2 中央空調水系統智能變頻控制裝置

中央空調水系統通常設計水流量，是按最大冷負荷和5℃的供回水溫差設計，并留10%左右設計余量。可是在實際運行中，大部分時間中央空調是不會運行在滿負荷狀態下，普遍存在大流量小溫差現象，實際溫差小于設計溫差，實際流量比設計流量大，大大超過設計流量。如果冷凍水泵和冷卻水泵不能隨著負載變化作相應調整，能耗存在著很大的浪費。中央空調水系統智能變頻控制裝置能根據負荷的變化，自動控制開啟冷凍水水泵、冷卻水水泵的臺數和改變供給水泵電機電源的頻率，使水泵始終在高效率區域運行，平均節能率在30%左右。

2.3 制冷機采用極化冷凍機油節能添加劑

極化冷凍機油能有效清除壓縮機、冷凝器和蒸發器工作面上的油膜堆積和變質老化油垢的堆積，使壓縮機、冷凝器和蒸發器的金屬內壁表面形成一層極其細微的分子薄膜，能阻止油膜和油垢的再堆積，同時有效地保護壓縮機的工作面，防氧化抗磨損，延長壓縮機的使用壽命。金門大酒店、國際飯店、錦江飯店和茂昌冷庫等4家單位先后的對制冷機機組中添加了“極化冷凍油節能添加劑”，經上海市節能服務中心檢測，節能率達到10%左右。根據運行時間的長短不同，大約投資回收期在1—2年之間。金門大酒店應用了此項技術后，每年節約用電近6萬kWh，僅一年時間就收回了投資成本。

3 電梯能量回饋裝置

電梯能量回饋裝置采用DSP中央處理器和PWM脈寬調制技術，在不同的工況下使用，節電率為15%至40%。變頻器將機械能產生的交流電轉換成直流電，電梯能量回饋裝置則將直流電能回饋給交流電網。這部分電能原來是通過電阻來消耗的，電阻產生的熱量非常大，為了使機房降低到常溫狀態，使電梯不因高溫而產生故障，就需要安裝大排風量的空調或風機，有些電梯機房降溫設備的耗電量往往比電梯的用電量還要高。采用電梯能量回饋節能技術，由于沒有電阻發熱源，電梯機房溫度明顯下降，不僅減少電梯故障率，延長了電梯的使用壽命，也節省了機房降溫設備的耗電量。國際飯店采用電梯能量回饋裝置，已運行一年節電達22%，僅一年時間就收回投資成本。

4 照明系統

飯店的照明系統約占總能耗20%左右。20余家星級飯店統計數據表明，各飯店照明系統能耗差異很大，原因主要是與電光源、燈具選擇和控制方式有關。

4.1 電光源選擇

電光源選擇時，照明功率密度值（LPD）要符合強制性節能標準的要求，同時要考慮發光效率（η）、顯色指數（Ra）、色溫（K）、照度（lx）和統一眩光值（UGR）等因素。飯店常用的熱輻射光源，如白熾燈、鹵素燈，可用光效率高的氣體放電光源來替代，如節能燈、節能燈杯，節能率達70%左右，對需要調光的燈，可用LED燈代替節能燈；T5熒光燈替代T8熒光燈，節能可達20% 以上。

4.2 照明燈具及其附屬裝置選擇

飯店對照明燈具選擇，可能比較注重美觀，被視為裝飾品，但也不能忽視照明燈具效率，在滿足眩光限制和配光要求條件下，選用的照明燈具效率應符合國家有關標準的要求。

熒光燈電感鎮流器的電能損耗占用電量20%～30%，如用電子鎮流器替代電感式鎮流器，不僅可以節約電能，還能將功率因數由0.5左右提高到0.9以上，減少了線損，節電率高達75%左右。同時，由工頻50Hz提高到25～40kHz高頻供電，減少了頻閃效應，減輕了視力疲勞，有利于保護視力。

4.3 照明控制

采用合理照明控制和調節方式，如：在夜間樓梯間、電梯廳、大堂，設置定時開關或減半亮燈；走廊安裝人體感應或動靜感應調光或開關燈；多功能廳、娛樂場所作多場景設置調光和開關燈。既節約了能源，又能延長光源使用壽命。

5 樓宇自動化控制系統（BAS）

采用樓宇自動化控制系統（BAS），能對建筑內的制冷系統、空調系統、新風系統、送風機系統、供配電系統、電梯系統、照明系統、給排水系統等進行智能化控制，通過對各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷，采用最優化的控制手段,對各系統設備進行集中監控和管理，提高設備運行效率，既可節約能源，又可減少設備損耗，同時，提高了管理水平。

結束語

既有飯店建筑節能潛力很大，但難度也不小，可先易后難，先從投資少、見效快、性價比高的項目做起。如：建筑圍護結構可以先對門窗進行改造；中央空調系統可先對冷水機組加裝熱回收裝置、制冷機組添加“極化冷凍機油節能添加劑”；電梯加裝能量回饋裝置；照明系統就更容易了，只要用節能燈、節能燈杯替代白熾燈、鹵素燈，T5熒光燈替代T8熒光燈。僅先采取這些節能措施，就能取得較理想的節能效果。如果經濟條件許可，可以采用投資較大，節能效果顯著的項目。如：墻體外保溫、地源熱泵等措施。