深圳某辦公樓節能量審核與分析

杜清婷，馬曉雯，彭達瑋，盧 振（深圳市建筑科學研究院股份有限公司， 廣東 深圳 518000）

以深圳市某政府辦公樓節能改造項目為例，對“十二五”期間采用合同能源管理方式實施的節能改造效果實施跟蹤與分析，對改造后建筑的長期節能效益進行評估。同時也提出審核中發現的一些常見問題，并在節能運營、節能審核方面有針對性地提出優化建議。

1 節能改造項目概況

該辦公大樓位于深圳福田區，總建筑面積 22.0 萬 m2，空調面積 16.8 萬 m2，屬于大型公共建筑。該建筑分為西區、中區和東區 3 部分。東、西區主要是政府辦公用房，中區以公共空間為主，包括門廳、窗口、公共走廊、多功能大廳等。該建筑在未實施節能改造之前，全年總能耗達到 3 268 萬kWh，單位建筑面積能耗為 148.5 kWh/m2，大幅超過了辦公建筑的能耗限額。經能源審計、節能診斷發現，中央空調系統、地下停車場照明系統具有一定的節能改造潛力。中央空調系統現由集中供冷冷凍站（開利離心式冷水機組 8 臺、冷凍水泵 24 臺、冷卻水泵 10 臺、冷卻塔 8 臺）、空調末端設備系統（組合式空氣處理系統、恒溫恒濕機組、新風機組、風機盤管）、空調自控系統三部分組成，總計算負荷為 9 571 RT，裝機容量 8 600 RT。

在實施節能改造前該建筑中央空調總電量達到 1 283.0 萬kWh，單位面積空調能耗為 76.4 kWh/m2。該建筑地下停車場面積達到 10 萬 m2，且改造前停車場照明系統均配置的普通熒光燈，能耗較大，僅停車場的照明年能耗就達到 107.4萬 kWh，占建筑總能耗的 3%。為落實節能減排政策要求，該建筑用能單位于 2011 年～2012 年采用 EMC 合同能源管理模式對空調系統、地下停車場照明系統實施節能改造。本文將從第三方節能量審核的角度出發，對該建筑實施節能改造后的節能效益進行分析。通過對節能改造后 2013～2018 年的能耗水平進行跟蹤，分析該建筑節能改造所帶來的長期節能效益。此外，針對 EMC 合同能源管理節能改造項目，針對節能量審核中發現的問題提出一定的優化建議。

該建筑空調系統由一個大型中央制冷站供應冷量。中央制冷站總共有 8 臺離心式空調主機，6 臺制冷量為 1 300 RT，2 臺制冷量為 400 RT，總制冷量為 8 600 RT。水泵系統由一次冷凍水泵（7 臺功率為 55 kW，3 臺功率為 15 kW）、二次冷凍泵（A 區 4 臺功率為 75 kW，B 區 4 臺功率為 90 kW，C 區 4 臺功率為 75 kW，廣場區 2 臺功率為 45 kW）、冷卻泵（7 臺功率為 110 kW，3 臺功率為 37 kW）、冷卻塔（20 臺功率為 15 kW）組成。各末端區域采用組合式空氣處理機組、恒溫恒濕機組、新風機組等方式，以滿足各區域用冷要求。中央空調系統實施的節能改造措施，如表 1 所示。

該建筑廣場地下 1 層及地下 2 層 83 908.0 m2（2 100 個停車位）、B 區地下 2 層 6 578.0 m2（183 個停車位）、C區地下 1 層 11 536.0 m2（315 個停車位）的停車場照明系統進行改造，建設太陽能光伏照明系統。地下車庫應用太陽能光伏能源和 LED 直流照明應用系統實施改造，采用高效非逆變（PV-LED）照明及高效智能控制技術。改造工程設計在廣場安裝太陽能光伏電池組件，裝機容量為 112 000 Wp。根據地下車庫防火分區分布放置高效非逆變智能照明系統，安裝光伏控制系統（YM24-120-C）100 套。改造前后照明燈具清單見表 2。

表 1 空調系統節能改造措施表

表 2 改造前后照明燈具清單

2 節能量審核分析

該政府辦公樓采用 EPC 合同能源管理方式實施改造，改造項目的節能效益分享期為 120 個自然月，一般節能效益的分享核定以第三方審核的節能量為依據。本文以 2018 年節能量審核為例，分析該建筑實施空調系統、照明系統改造后的節能效益。

2.1 中央空調系統

根據節能改造合同提供的數據，該建筑以改造前 2010年的空調系統總用電量作為能耗基準，即 1 283.0 萬 kWh，該數據為空調專項電表統計測算所得。中央空調系統改造工程中空調水系統、風系統的改造設備均加裝計量電表，即改造后空調能耗可通過電表抄表數據得到。其中，空調水系統安裝有 43 塊電表；A 區空調風系統安裝有 5 塊電表；B 區空調風系統安裝有 22 塊電表；C 區空調風系統安裝有 89 塊電表；博物館區空調風系統安裝有 26 塊電表，合計 185 塊計量電表。由 185 塊計量電表監測數據統計得到 2018 年中央空調系統能耗為 1 032.0 萬 kWh。因此中央空調控制系統改造工程 2018 年節能效果為： 1 283.0－1 032.0=251.0（萬 kWh），節約用電量 251 萬 kWh 空調系統單項節能率為 19.6%。

2.2 照明系統

根據節能改造合同約定，地下車庫照明系統改造前基準年能耗按照改造前應用情況確定，為 107.4 萬 kWh，該數據通過照明燈具功率、開燈規律進行測算。地下車庫照明系統改造后，均在 PV-LED 控制系統與原始市電柜接線路上配置了計量電表，即每年該照明系統需要的市電補充量可以根據表計數據統計得到。本項目共有 100 套 PV-LED 控制系統，即安裝有 100 個計量表。

市民中心地下車庫 LED 照明改造工程中，基準年能耗為 107.4 萬 kWh，2018 年該光伏發電照明系統計量的市電補充為 100 845.1 kWh，因此該照明改造工程 2018 年實際節能效果為：107.4－10.1=97.3（萬 kWh），節約用電量97.3 萬 kWh ，照明系統單項節能率為 90.6%。

該項目實施節能改造后，2018 年節能改造效益如表 3所示。

表 3 節能改造效益表

3 長期節能效益分析

本文跟蹤了該項目 2013～2018 年的能耗數據變化，以分析節能改造項目的長期節能效益。能耗逐月變化分布圖如圖 1 所示。從圖 1 可知，節能改造實施完成后，該建筑能耗明顯下降。根據 2013 年的能耗數據，項目實施改造后整體節能率達 20%，節省了建筑運行能耗 660.0 萬 kWh 節約電費625 萬元，節能效益明顯。由于該項目在實施節能改造措施的同時，還采取了一系列的其他管理措施，因此從能耗賬單上統計得到的總節能量大于照明系統及空調系統改造帶來的節能量。從 2013 年～2018 年的能耗數據分布可知，該建筑在實施節能改造后，能耗波動穩定在 ±5% 以內，節能改造帶來每年的節能效益趨于穩定。穩定的能源消耗也直觀體現出了節能改造措施實施后運維的有效性，保證了節能技改的效果，能耗逐年變化情況見表 4。

圖 1 能耗逐月變化分布圖

表 4 能耗逐年變化分布

從表 4 可知，相對于 2010 年改造前，2018 年實現節約497.0 kWh，能耗下降 15%，相比 2013 年能耗上漲 6%。由于該建筑于 2012 年實施節能改造，已過去 6 a，空調系統、照明系統中的設備存在老化、效率下降的情況。建議該建筑開展設備效率排查，及時更換老化設備，優化用能系統的運行，保證公共建筑節能效果。

4 審核發現的問題及建議

該項目實施節能改造后，用能設備均加裝了計量電表，用于監測改造后的節能效益，同時計量的電表數據用于每年的節能效益結算。針對該項目的實際情況，第三方節能量審核機構通過資料審查、現場核查、電表測試等方式對改造的節能效益進行審核。根據近 3 a 的節能量審核和跟蹤，發現了目前改造項目普遍存在的問題或現象。本文就此提出并給出相應建議，為建筑業務、改造企業或第三方機構提供參考。

4.1 用能設備維修不及時、部分改造措施應用流于形式

該建筑 8 臺冷水機組僅集中運行 3 臺主機，其余 5 臺主機存在不同程度的損壞，影響了水蓄冷技術的應用效果。5臺主機存在泄漏冷媒、通信板故障等各類問題，主機未得到及時維修，相應的蓄冷節能效益不明顯。由于每年的維修成本高，建筑業主傾向于采用常規運行方式，導致蓄冷技術的投入未得到有效的節能回報，同時也不利于對空調系統實施運行優化。該項目應用了能源監測管理平臺，但監測的數據基本用于節能效益結算，并未針對實時監測的能耗數據進行分析診斷，指導和優化空調運行規律，能源監管平臺未充分發揮作用。

4.2 用于結算的計量電表未定期校準

電表計量數據用于每年的節能效益結算，但該項目實施改造后多年，未對相關的用能設備計量電表實施第三方計量校準。因此在每年節能審核時，第三方機構采用抽樣的方式，對計量電表進行監測，比對復核計量數據的準確性。測試電量與計量電表電量為同一天的電量數據，抽取的電表監測結果見表 5。

表 5 電表測試數據結果

以上抽取的 16 塊電表監測結果顯示，空調風系統電表計量偏差太大，有 5 塊電表計量偏差＞10%，占到整個樣本的 30%。水系統和照明系統計量電表監測結果偏差均在 10% 以內，且水系統計量電表準確度更高。在空調用電中，水系統能耗占空調總能耗的 90%，風系統僅占空調總能耗的 10%。在第三方節能量審核中，當發現風系統計量電表不準確時，將基于不利原則對改造后風系統的電表監測數據按偏差率、能耗占比進行修正。但是為保證結算數據的權威性，建議建筑業主、節能改造公司對監測的計量電表實施第三方校準，且明確校準周期，定期實施校準。

4.3 計量電表未及時排查和維修

從表 5 的監測結果可以看出，新風機 KTX 1-16-1 計量電表明顯處于故障狀態，計量的數據與監測的結果偏差達到 －130.1%。抽樣監測的結果也側面反映了電表定期排查維修的重要性。目前很多改造項目在監測數據未能準確反應能源狀況時，節能審核大多采用經驗值測算，很容易導致偏差。因此為了保證數據監測的連續性和數據質量，建筑業主、節能改造企業應定期對電表進行檢修。

5 結 語

本文以深圳市某政府辦公樓節能改造項目為例，從該項目實施節能改造后開始跟蹤，并收集了 6 a 的改造后能耗數據。從第三方節能量審核的角度，對該項目實施節能改造的年節能效益、長期節能效益進行分析，同時指出針對計量電表用于結算分享節能效益時，建議對電表定期排查、檢修和校準。由于該項目未對電表實施第三方校準，因此為保證節能量審核數據的公正、有效，第三方審核機構在實施審核時應對計量的電表進行抽檢，采用抽樣的方式，對電表進行監測，以復核電表的計量準確性。由于審核發現的問題在節能改造項目中普遍存在，因此建筑業主、節能改造公司應予以重視，并采取相應措施提升節能改造效益。