唐山市公共建筑能耗分析

孟芳園，吳 濤

（1.河北聯合大學，河北唐山063009；2.唐山市建筑節能辦公室，河北唐山063000）

唐山市公共建筑能耗分析

孟芳園1，2，吳 濤1

（1.河北聯合大學，河北唐山063009；2.唐山市建筑節能辦公室，河北唐山063000）

通過對唐山市公共建筑現有能耗統計結果及數據的分析，研究公共建筑煤、水等能源的利用狀況，客觀把握公共建筑用能現狀；總結公共建筑在能源使用上的結構特征，找出影響公共建筑能耗的主要因素，提出可行的公共建筑節能管理對策和建議，提高公共建筑的節能管理水平和能源利用效率，達到節約建筑使用能耗的目標。

唐山市；公共建筑；能耗分析

當今世界正面臨著能源儲量逐漸減少、能源消費需求不斷增長的突出矛盾，節約能源已成為促進國家經濟社會可持續發展的一項長遠戰略方針。據統計，建筑能耗與工業能耗、交通能耗同為能源消耗大戶。建筑節能將成為各種節能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張，解決社會經濟發展與能源供應不足這對矛盾的最有效措施之一［1］。其中大型公共建筑能耗高、效率低、浪費大的問題十分突出，成為建筑節能工作的一個努力方向。

唐山地區屬暖溫帶季風氣候，年平均氣溫為12℃，7月份溫度最高，平均氣溫在26℃左右，1月份最冷，平均氣溫為－5.6℃［2］。冬季采暖期為127d，采暖期室外平均溫度－2.9℃，采暖度日值為2 605℃·d。唐山既是資源生產大戶，又是能源消耗大戶，同樣面臨著節能減排的壓力。在新建建筑執行節能設計標準、全面推進既有居住建筑節能改造的同時，尋找新的節能路徑，積極推進公共建筑節能管理十分必要。

1 唐山市公共建筑能耗統計

唐山市作為我國北方的采暖地區，公共建筑的能耗以電耗和供熱能耗為主，天然氣等其他能源耗量較少［3］。由于市區絕大多數公建的熱源為城市集中供熱，這些建筑中，大部分居住建筑安裝了供熱計量儀表，能夠對建筑采暖能耗數據進行準確統計。部分公共建筑在未安裝供熱計量裝置的情況下，難以對建筑消耗的采暖能源進行準確、定量地計量。

1.1 各類型公共建筑耗電量統計

2011年初唐山市建筑節能辦公室對全市范圍內397棟國家機關辦公建筑和大型公共建筑2010年耗電情況進行了統計，其中包括國家機關辦公建筑354棟，非國家機關辦公建筑5棟，大型商場7棟，大型賓館6棟，大型醫療建筑12棟，大型教育建筑13棟，總建筑面積為3 166 650m2，年耗電量為183 268 287kW·h，每平方米建筑面積平均耗電量為57.87kW·h，如下表所示。

表 2010年唐山市公共建筑耗電量統計

可以看出，在能耗統計的建筑中，政府辦公建筑的數量最多，百分比為89.2%，其次為大型教育、大型醫療建筑，分別占建筑總量的3.2%和3%，較少的為大型商場占1.8%、大型賓館占1.5%、非國家機關辦公建筑占1.3%。分析唐山市各種類型公共建筑的耗能水平狀況，不同類型建筑耗電水平有著明顯的差異，其中同類建筑耗電水平差異較大。

1.2 各類型建筑冬季采暖耗煤統計

唐山市大多數公共建筑冬季采暖能耗維持在較高的水平，從近3年核算耗煤數據看，公共建筑單位面積采暖耗煤量水平為26.5kg/（m2·a），基本上與住宅的采暖能耗相當。通過對安裝供熱計量表建筑2010年采暖季的能耗進行統計，賓館、醫院建筑的冬季采暖能耗普遍高于政府辦公建筑和大型商場建筑；商場建筑與其他三類建筑相比較，采暖能耗最低，這是由于商場建筑在冬季有大量室內發熱，有利于保持室內溫度，從而減少了供熱能源消耗。

1.3 各類型公共建筑用水情況

由于人員數量的不確定及耗水量不規律等因素，該項指標差別較大，在20～40t/（人·年）之間。教育建筑的用水量指標差別不大，在11～30t/（人·年）之間?；诰频杲ㄖ谑褂梅矫娴奶厥庑?，同時對人員用水指標進行統計沒有意義，故選用標準客房年耗水量作為評價因素［4］。某一酒店的耗水指標為595t/間，另一酒店的耗水指標為984t/間，從數據可以看出，二者用水量之間的差別較大。

2 唐山公共建筑能耗特征及影響因素分析

對唐山市國家機關辦公建筑和大型公共建筑的能耗進行客觀分析，既是建筑能耗統計工作的延續，又是研究節能管理措施的前提。通過分析唐山市公共建筑的能源使用結構、公共建筑單位面積耗能及特點，得出唐山市國家機關辦公建筑和大型公共建筑能耗的特征及相關影響因素。

2.1 唐山市公共建筑的能耗特征

通過分析各類公共建筑的能耗情況發現公共建筑能耗具有以下特征。

2.1.1 能耗種類多樣化

供熱能耗、空調能耗、照明能耗、工作設備能耗構成了唐山市公共建筑能耗的主體，通風、熱水、炊事能耗等占建筑能耗的比例較小。根據公共建筑功能的不同，能源消耗的重點各異，比如，國家機關辦公建筑的供熱、照明、辦公能耗較高，賓館建筑的供熱、制冷、炊事能耗較高［5］。

2.1.2 能源供應多元化

隨著能源結構的調整，煤的使用比例逐漸下降，電和燃氣成為主要能源，而且一些新型能源開始使用［6］。唐山市區建筑多采用集中供熱替代燃煤鍋爐的供熱。同時，由于國家大力推廣可再生能源建筑應用，唐山地區部分公共建筑使用地源熱泵進行供熱、制冷。

2.1.3 能源消耗季節化

唐山市的公共建筑能源消耗具有明顯的季節性。唐山屬于北方采暖地區，呈現出冬季氣溫低、夏季氣溫高的特點，公共建筑在冬季和夏季需要進行制冷和供暖。由于冬夏兩季供熱和空調的使用，造成建筑能耗相對較大，春秋兩季能耗相對較小。

2.2 唐山市公共建筑能耗影響因素分析

造成唐山市大型公共建筑能耗大的原因很多，主要包括建筑圍護結構問題、設備選型問題、缺乏調節問題、運行管理問題等幾個方面。

2.2.1 建筑圍護結構保溫隔熱性能較差

公共建筑圍護結構的熱工性能對于建筑在運行中的耗能是一個主要因素［7］。唐山市現有的大多數建筑都在未執行節能設計標準前建成，建筑圍護結構、空調、照明等系統的性能達不到節能要求，能源利用效率不高。同時建筑的窗墻面積比、外窗的選用及遮陽措施不當也是影響建筑圍護結構節能的主要因素。在唐山市的公共建筑中，由門窗引起的熱損失約占整個建筑熱損失的30%～50%。

2.2.2 空調設備選型不合理

公共建筑能耗較高的原因之一是設計不合理，主要表現在空調系統設備設計選型過大，系統結構設計不合理，盲目提高設計標準等，導致設備低效率運行或系統產生了大量的無效耗能［8］。通過對唐山市公共建筑空調系統設備選用分析，部分建筑中冷機、水泵普遍選型過大，長期在低效率工況點運行，造成初投資浪費和運行能耗增加?？照{系統中另一主要耗能設備冷凍水（冷卻水）循環泵的揚程和流量也遠大于實際所需，導致水泵長期在低效率點工作。

2.2.3 日常運行管理不科學

公共建筑的運行管理是一項復雜的系統工程，涉及到供熱、制冷、照明等多個方面，運行管理水平的高低將直接影響到建筑的實際能耗，但如果運行階段缺乏科學的管理，也達不到節能效果，會產生“節能建筑不節能”現象［9］。能耗管理缺乏主動意識。唐山市許多飯店的電表、水表、燃氣表、蒸汽流量表等計量儀表配備不足，管理中難以實時監控、掌握能耗的變化規律，難以及時發現存在的問題。大型公共建筑運行管理水平普遍較低，也是造成運行環節能耗大的原因之一。

3 唐山市公共建筑節能對策研究

3.1 改善外窗節能效果

全面提高建筑圍護結構的保溫隔熱性能，是實現公共建筑節能的最佳途徑。從公共建筑節能管理角度出發，與改造圍護結構的其他部分相比較，對建筑外窗進行節能改造，具有成本低、簡單易行、用時短的特點，是降低公共建筑能耗的有效舉措。采用熱阻大、能耗低的節能材料制造的新型節能窗、增加外墻玻璃窗遮陽設計均可大大提高熱工性能。唐山市的調查結果表明，目前有73%的機關辦公建筑采用的是傳熱系數較大的單層玻璃鋼窗或塑鋼窗，只有27%的機關辦公建筑采用的是中空玻璃或者鍍膜玻璃窗。按照經濟適用的原則，應逐步將現有的單玻塑鋼窗、單玻鋁合金窗更換為傳熱系數小的節能窗。

3.2 優化系統運行調節

3.2.1 加裝供熱計量調控裝置

唐山市作為北方寒冷地區，冬季采暖期較長，單管系統在公共建筑中的連續供熱造成了巨大的熱浪費，一方面許多辦公室采用開窗散熱的方法改變室內溫度；另一方面，系統在夜間僅提供一個固定的值班溫度，減少建筑設備系統的能源消耗。對于公共建筑按供熱計量要求進行改造，須加裝熱量表和溫度調節裝置，實現計量和調節兩個功能［10］；同時通過自動調節控制各房間的溫度。唐山市現有公共建筑的室內采暖系統多使用單管順流式系統，為滿足室溫的自主調控，改造系統宜采取垂直單管跨越式系統。由于原有的供暖系統就是上供下回單管系統，因此這種改造對整個系統的變動比較小，對住戶的影響也小。

3.2.2 加裝空調變頻調節裝置

采用科學、高效的空調系統、制冷機設備、系統平衡設備、空調負荷預測控制等，可減少系統能耗。例如：采用變頻控制技術，空調風水系統節能率為10%～50%；采用平衡閥可節煤、節電15%左右。唐山市許多公共建筑的中央空調系統，采用傳統的定流量控制方式及控制裝置，這種控制方式是在設計的額定狀態下運行，系統能耗始終處于設計的最大值。據統計，實際中央空調負荷平均只有設備能力的50%左右，運行最小負荷甚至還不到設計負荷的10%，實現合理的運行調節是空調系統節能的關鍵。

3.3 落實行為節能措施

3.3.1 提高節能意識

加強公共建筑節能宣傳工作，通過唐山電視臺、唐山晚報、唐山勞動日報等媒體，向業主及使用人員宣傳公共建筑節能的目的、意義以及相關的措施，實現人人參與行為節能。對節能運行管理人員進行培訓，使他們全面熟悉和掌握空調制冷、采暖供熱系統的節能管理知識，提高運行節能管理技術水平，從而在實際操作中實現節能運行目標。

3.3.2 采取節電措施

加強空調使用期間的溫度控制，夏季室內空調溫度設置不應低于26℃，冬季室內空調溫度設置不應高于20℃，切實執行好空調溫度控制標準。并做到無人時不開空調、開空調時不開門窗，提倡每天少開1小時、每周停開1天空調。

節約照明用電。辦公照明盡量利用自然光，嚴格控制泛光照明。辦公室人走燈熄，杜絕長明燈現象。辦公樓走廊、衛生間等照明燈隨用隨關。

加強新能源的利用，減少用電消耗。推廣洗浴與生活熱水等采用太陽能方式，尤其是學校類建筑洗浴及生活用水量大，更宜推廣太陽能熱水器，較少使用電熱水器、燃煤鍋爐等提供生活熱水。

3.3.3 做好節約用水

加強用水設備的日常維護管理，及時檢查更換老化的供水管路及零件，對公共建筑中水耗超標的洗手間設施、食堂用水設施等進行節水改造，安裝人體感應節水裝置，比如自動感應水龍頭、自動感應淋浴器等；在用水區域應設置節約用水標識，促進節約用水。

4 結束語

關于公共建筑節能管理的研究，搞好基礎能耗數據的統計依然是一個關鍵。唐山市作為河北省的經濟強市，隨著經濟實力的不斷增強，寫字樓、商場、賓館等大型公共建筑面積逐年增多，加上既有的大型公共建筑，能源消耗量非常大。本文結合唐山實際，對公共建筑節能進行統計方法和分析研究，分析了公共建筑能耗現狀及影響因素，提出公共建筑節能管理的途徑與具體措施，通過采取節能改造或節能運行管理措施，防止不必要的能源消耗，使公共建筑運行系統朝著高效、節約的能源利用方向發展，減少不必要的能源浪費。

［1］ 李代祥，許茹.大型公共建筑節能面臨五大機遇［N］.中國建材報，2011－11－23（4）.

［2］ 呂景武，湛文賢，陳曉妹.唐山：推進供熱體制改革與建筑節能［J］.建設科技，2008（11）：71－73.

［3］ 朱春妃.北方采暖區既有居住建筑節能改造經濟效益評價［D］.北京：北京交通大學，2010.

［4］ 安然.大型公共建筑能耗分項計量系統分析［J］.四川建材，2011（12）：13－14，20.

［5］ 饒蘭，吳雅麗.我國既有大型公共建筑節能改造研究［J］.資源與人居環境，2011（6）：56－58.

［6］ 張林.建筑耗能現狀及建筑節能對策［J］.高等教育研究（成都），2008（2）：97－98.

［7］ 張莉，朱秀榮，張鳳華，等.北京市不同類型公共建筑節能工作調研分析［J］.建筑節能，2008（2）：56－59.

［8］ 李迪，孫洪明，許紅升.政府辦公建筑能耗現狀的分析［J］.建筑節能，2009（4）：73－75.

［9］ 李國輝，劉學.政府辦公建筑能耗統計與分析［J］.應用能源技術，2009（5）：30－34.

［10］ 陳紅營.公共建筑能耗監控及節能方案的優化［J］.建筑，2011（9）：20－21.

（責任編校：白麗娟）

Analysis on Public Building Energy Consumption in Tangshan City

MENG Fang－yuan1，2，WU Tao1

（1.Hebei United University，Tangshan 063009，China；2.Tangshan City Building Energy Conservation Office，Tangshan 063000，China）

Based on the statistics results and data analysis of public buildings’energy consumption in Tangshan City，this paper studies the use of coal and water in public buildings and therefore grasps the status quo of the use of public buildings.A summary is made about the structure characteristics of energy use in public buildings so as to find out the main factors influencing public building energy consumption.In this way，feasible countermeasures of public building energy saving management and advice are put forward to save the building energy consumption.

Tangshan City；public buildings；energy consumption analysis

book=59,ebook=59

TU111.19＋5

A

1672－349X（2012）03－0065－03

2012－02－20

孟芳園（1980－），女，山西太古人，工程師，碩士研究生，主要從事節能管理研究。