東莞市某行政辦事中心建筑能源管理研究

黃建昌

東莞市建筑科學(xué)研究院有限公司 廣東 東莞 523000

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，東莞市建筑能耗也日益增加，同時建筑本身普遍存在能源使用效率不高和能源利用經(jīng)濟效果一般的問題。

筆者通過對東莞市某行政辦事中心開展建筑能源管理研究，結(jié)合資料核查、現(xiàn)場調(diào)研、設(shè)備測試和建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析，確認其能耗水平，查找能源利用過程中存在的問題和不足，提出切實可行的節(jié)能措施和建議，為東莞市同類建筑提供案例參考，提高能源管理水平和能源使用效率。

1 建筑基本概況

該辦事中心由辦公樓、宿舍樓、飯?zhí)煤途S穩(wěn)中心組成，總建筑面積54327m2，其中辦公樓建筑面積43616m2，地上9層，宿舍樓建筑面積7534m2，地上10層，飯?zhí)媒ㄖ娣e2466m2，地上2層，維穩(wěn)中心建筑面積711m2，地上1層。

1.1 供配電系統(tǒng)

該辦事中心從市政電網(wǎng)引入兩路10kV獨立電源, 兩路獨立電源互為備用，未設(shè)置柴油發(fā)電機組，獨立電源可滿足全部負荷用電。變壓器房內(nèi)安裝兩臺干式變壓器，其容量均為1600KVA。

1.2 空調(diào)系統(tǒng)

該辦事中心辦公樓空調(diào)系統(tǒng)主要采用冷水機組的中央空調(diào)方式，有3臺螺桿式冷水機組（額定制冷量均為1519kW），由冷水機組、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管、新風系統(tǒng)和冷卻塔組成。另外宿舍樓、飯?zhí)煤途S穩(wěn)中心均采用分體式空調(diào)（壁掛式和柜式），空調(diào)系統(tǒng)末端為室內(nèi)機。

1.3 照明系統(tǒng)

該辦事中心照明系統(tǒng)分為辦公照明、住宿照明、飯?zhí)谜彰骱凸矃^(qū)域照明。目前辦公、住宿和飯?zhí)谜彰骶捎萌展鉄艉秃蚅ED燈，公共區(qū)域采用LED燈，車庫采用日光燈。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，其中LED燈占37.5%，日光燈占25%，筒燈占37.5%。

1.4 電梯系統(tǒng)

辦公樓設(shè)有7臺三菱客梯，額定運行功率均為13kW。電梯采用無人自動運行模式，24小時開啟。

1.5 建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)

該辦事中心于2013年建立建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，通過完善某行政辦事中心的電力分區(qū)分項計量儀表，采用集成數(shù)據(jù)采集器與建筑能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)、系統(tǒng)服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫連接，滿足對能耗數(shù)據(jù)的需求。

2 建筑能源管理措施

2.1 能源（資源）計量配置管理

該辦事中心使用的能源（資源）主要包括電力、天然氣和水。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可知該辦事中心安裝總電表1塊，用于計量辦事中心的總用電量；安裝總水表2塊，其中1塊用于計量辦公樓和維穩(wěn)中心的總用水量，另1塊用于計量宿舍樓和飯?zhí)玫目傆盟?；安裝總氣表1塊，用于計量飯?zhí)玫目傆脷饬俊Ａ硗膺€有若干分項電表，其計量器具配置率基本滿足《公共機構(gòu)能源資源計量器具配備和管理要求》（GB/T 29149-2012）的規(guī)定。

2.2 能源（資源）統(tǒng)計管理

該辦事中心安排專職人員負責能源（資源）消耗的統(tǒng)計報表的管理與分工、統(tǒng)計資料的積累和保管。統(tǒng)計原始記錄由崗位人員負責抄寫記錄，形成較為完整的能耗統(tǒng)計報表[1]。

3 建筑能耗分析

3.1 能源（資源）消耗量分析

在2015-2017年期間，該辦事中心電力、天然氣和水的消耗量保持穩(wěn)定，整體變化不大，見圖1。另外參考《建筑能耗數(shù)據(jù)分類及表示方法》（JG/T358-2012），將天然氣消耗量換算成等效電耗，以2016年為例，使用的主要能源種類為電力，占到總能耗的93.88%，見圖2。

圖2 2016年能源消耗結(jié)構(gòu)

3.2 能源（資源）消耗消費成本分析

在2015-2017年期間，該辦事中心使用的電力、天然氣和水的消費成本保持穩(wěn)定，整體變化不大，見圖3。另外能源消費成本以電力為主，以2016年為例，電力消費成本占到能源（資源）總消費成本的88.48%，見圖4。

圖3 2015-2017年能源（資源）消費成本

圖4 2016年能源（資源）消費成本結(jié)構(gòu)

3.3 能耗指標分析

在2015-2017年期間，該辦事中心單位建筑面積綜合能耗和電耗整體呈現(xiàn)上升的趨勢，2017年達到近三年最高值，分別為49.57kWh/(m2·a)和46.61kWh/(m2·a)，主要原因是辦事人數(shù)增多，導(dǎo)致用電量增加。另外單位建筑面積氣耗和水耗整體呈現(xiàn)上升的趨勢，但2016年單位建筑面積水耗為0.92t/(m2·a)，較2015年和2017年下降，主要原因是該辦事中心2016年提倡節(jié)約用水，導(dǎo)致當年用水量減少。

參考廣東省《公共建筑能耗標準》（DBJ/T15-126-2017），A類辦公建筑（黨政機關(guān)辦公建筑）單位建筑面積年綜合電耗約束值為65kWh/(m2·a)，引導(dǎo)值為50kWh/(m2·a)。在2015年至2017年期間，該辦事中心單位建筑面積綜合電耗實測值分別為48.38、48.63和49.57kWh/(m2·a)，均低于約束值和引導(dǎo)值，能耗水平較低。

3.4 逐月能耗分析

（1）電力消耗量逐月分析

在2015年至2017年期間，該辦事中心電力消耗量逐月變化波動較大，總體上呈現(xiàn)“中間高，兩邊低”的現(xiàn)象，其中6-10月份電力消耗量較大，主要原因是該辦事中心位于亞熱帶沿海地區(qū)，夏季為6-10月，制冷時間較長，全年電力消耗量逐月走勢總體成拋物線狀，符合空調(diào)系統(tǒng)運行規(guī)律，見圖5。

圖5 2015-2017年電力消耗量逐月對比

（2）天然氣消耗量逐月分析

在2015年至2017年期間，某行政辦事中心天然氣消耗量逐月波動較小，但在2016年1月有較大波動，主要原因是2016年1月接待活動增多，導(dǎo)致飯?zhí)锰烊粴庀牧坑兴黾?，見圖6。

圖6 2015-2017年天然氣消耗量逐月對比

3.5 電力分項能耗分析

該辦事中心主要用能系統(tǒng)分為空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、插座系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和其他用電系統(tǒng)等，通過查詢建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可知2016年該辦事中心空調(diào)系統(tǒng)耗和照明系統(tǒng)分別占總能耗的34.16%和38.38%（見圖7），因此提高能源使用效率和降低能耗水平的重點應(yīng)放在空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)方面。

圖7 2016年電力分項占比

圖12015 -2017年各類能源（資源）消耗量

4 建筑室內(nèi)環(huán)境檢測與分析

在2018年9月，通過采用室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量綜合測試儀，對13個典型房間進行室內(nèi)溫度、風速、PMV、PPD、CO2和照度檢測，結(jié)果顯示在測試期間12個被測試房間室內(nèi)熱舒適性均滿足《民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GB50736-2012）中的規(guī)范要求，全部被測試房間CO2濃度均小于0.1%，滿足《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》（GB/T18883-2002）中的規(guī)范要求。

但有6個被測試房間室內(nèi)照度不足270lx，未滿足《建筑照明設(shè)計標準》（GB50034-2013）中的規(guī)范要求。主要原因是部分房間采用普通日光燈，光通量較低，同時存在燈具損壞的情況。另外該辦事中心提倡節(jié)約能源，主動關(guān)閉部分燈具，造成部分房間照度不足[2]。

5 主要用能設(shè)備系統(tǒng)分析

5.1 供配電系統(tǒng)分析

在2018年9月，通過采用電能質(zhì)量分析儀，對該辦事中心1#變壓器電壓配電柜進行供電電壓偏差、電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和功率因數(shù)檢測。結(jié)果顯示在測試期間供電電壓偏差在7%以內(nèi)，電壓總畸變率在4%以內(nèi)，均滿足《公共建筑節(jié)能檢測標準》（JGJ/T177-2009）中的規(guī)定要求。但發(fā)現(xiàn)部分奇次諧波電流不合格，主要原因是該辦事中心用電負荷設(shè)備中有不間斷電源UPS、日光燈和計算機等較多非線性負載的使用，導(dǎo)致電流的波形畸變。

5.2 空調(diào)系統(tǒng)分析

該辦事中心冷水機組采用一套中央空調(diào)智能系統(tǒng)進行自動節(jié)能控制運行，冷卻水泵更換為多道變線節(jié)能空調(diào)泵，同時定期做好維護保養(yǎng)，減低電耗，能夠很好滿足制冷需求。但在調(diào)查期間發(fā)現(xiàn)冷凍水供回水溫差較小，可能會導(dǎo)致電耗增加。另外部分房間的分體式空調(diào)老化，制冷效果一般。

5.3 照明系統(tǒng)分析

該辦事中心走廊、大廳等公共區(qū)域未采用智能控制裝置，辦公樓8層走廊自然光線不足，并未開啟燈具，照度不足。辦公區(qū)域大部分房間采用日光燈和LED燈，光通量較低，并存在破損燈具，不能滿足辦公質(zhì)量和節(jié)能需求。

6 節(jié)能潛力分析

目前，通過對該辦事中心能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、設(shè)備的測試以及指標的計算，發(fā)現(xiàn)在節(jié)能方面還存在一定的潛力，主要從能源管理、用能系統(tǒng)和行為節(jié)能方面提高節(jié)能效果。

一是能源管理方面。該辦事中心未成立能源（節(jié)能）管理組織機構(gòu)，相關(guān)組織機構(gòu)制度還不夠完善，缺少符合自身的能源管理方針和合理的年度節(jié)能目標，另外未達到水計量的分區(qū)管理要求。二是用能系統(tǒng)方面。冷水機組冷凍水供回水溫差較小，降低制冷性能系數(shù)，部分房間的分體式空調(diào)老化，制冷效果一般，另外公共區(qū)域未采用智能控制裝置，辦公區(qū)域房間存在破損燈具。三是行為節(jié)能方面。部分房間內(nèi)人員長時間離開房間，沒有關(guān)掉風機盤管，空調(diào)開啟時，部分房間大門和窗戶打開，造成能源的浪費，另外部分房間存在人走燈不滅的現(xiàn)象。

7 改造建議

根據(jù)該辦事中心的能源管理現(xiàn)狀和用能特點，提出以下有針對性的節(jié)能改造建議。

7.1 完善能源管理

建議成立節(jié)能工作領(lǐng)導(dǎo)小組，明確各自的職責及分工，逐步形成監(jiān)管有效的節(jié)能組織管理體制。另外建議安裝單棟的獨立水表，完善水的計量體系。

7.2 更換設(shè)備

建議安排專職人員核查老化的分體式空調(diào)、日光燈和破損的燈具，在自然使用周期內(nèi)逐步更換成能效等級更高的空調(diào)設(shè)備和LED燈。

7.3 提高節(jié)能意識

建議提倡“人走關(guān)燈、關(guān)空調(diào)，按需使用”的節(jié)能意識，同時規(guī)定空調(diào)溫度應(yīng)設(shè)置在26℃以上。

8 結(jié)論

某行政辦事中心擁有建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時掌握能源使用情況，優(yōu)化能源消耗，提高能源利用效率，更好地分析和評價建筑能耗水平。由此可見，建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)可以作為一種技術(shù)監(jiān)督手段，對東莞市國家機關(guān)辦公建筑進行能耗動態(tài)監(jiān)測和定量分析，為東莞市國家機關(guān)辦公建筑用能定額、能耗統(tǒng)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

某行政辦事中心2017年單位建筑面積綜合能耗為49.57kWh/(m2·a)，低于A類辦公建筑（黨政機關(guān)辦公建筑）單位建筑面積年綜合電耗約束值和引導(dǎo)值，但在研究過程中發(fā)現(xiàn)該辦事中心能源管理水平不足，未達到水計量的分區(qū)管理要求，同時發(fā)現(xiàn)存在室內(nèi)房間使用日光燈和行為浪費的情況，因此更換照明燈具和提高建筑使用者節(jié)能意識是該辦事中心節(jié)能改造的重點。