主動干涉下的樓宇管理節能研究

同濟大學機械與能源工程學院　李翠　李崢嶸

主動干涉下的樓宇管理節能研究

同濟大學機械與能源工程學院李翠李崢嶸

樓宇節能管理是降低公共建筑能耗的重要措施之一，而目前大多數關于樓宇節能管理的研究集中在利用數學模型對建筑負荷進行預測、通過自動控制手段期望實現節能的目的，基本上忽略了管理者對于節能技術實施效果的影響。該文以上海市公共建筑為例，對56幢建筑的樓宇管理現狀進行了調研，對有無管理人員主動干涉的樓宇管理模式及節能效果進行了對比分析，并以建筑實際運行數據為依據證明管理人員的主動干涉可以有效提高建筑能效水平。以行為模型理論為指導，分析建立主動干涉管理模式的關鍵因素和途徑，為建立有效節能管理模式提供參考。

樓宇管理；節能；管理行為；

0　引言

公共建筑特別是大型公共建筑能耗水平較高，能源浪費嚴重，節能潛力大。目前建筑節能的重點主要集中在節能技術和高效節能設備的設計及應用，但建筑節能不是簡單的各種高效節能技術與設備的堆砌，建筑能耗水平的高低除與節能技術應用有關外，還與實際運行階段的管理和使用有關。在不改變系統形式、不對系統進行大的調整情況下，通過人為設定或采用一定技術手段，同樣可以減少系統運行能耗，避免不必要的能源浪費。大量的實踐證明，不論是集中采暖，還是中央空調系統，其運行節能管理的節能效率通常要占50%節能量中的10%-15%[1]。節能管理是落實建筑節能指標、降低建筑能耗的終端環節，也是非常重要的環節。

樓宇智能化管理系統利用自動化BA系統，對建筑設備集中管理和自動監測，通過計算機系統及時啟停各相關設備，避免設備不必要的運行，以節省系統運行能耗。智能化管理主要是基于對建筑物空調負荷預測，以實現空調系統優化運行與控制[2,3]。國內外許多專家學者利用數學模型對空調負荷預測研究[4,5]，主要包括回歸預測模型、灰色理論預測模型、神經網絡預測模型等，通過自動控制手段期望實現節能的目的[6]。模型預測精度除與建模的復雜度有關外，還與感溫元件的靈敏性以及實際系統特征有關。因此，建筑預測負荷與實際運行負荷之間還存在一定的差異性，還有商業建筑實際運行特征多樣性，使建筑實際運行負荷很難定性考慮。

很多學者致力于研究如何提高智能化系統精度問題，卻忽略了在實際使用中的節能管理問題。建筑運行過程中，物業設施管理人員的職責是對設備管理、操作及維修，從而保證設備系統服務效果，管理人員行為對設備高效運行有直接關系[8]。因此，建筑內的用能者以及能源管理者對建筑節能管理具有重要的意義。本文以上海市公共建筑為例，對56幢建筑的樓宇管理現狀進行了現場調研，分析主動干預下的樓宇管理節能現狀，以建筑實際運行數據為依據，分析主動干涉管理下的建筑節能效果。以行為模型理論為指導，采用問卷調查方法，分析建立主動干涉管理模式的關鍵因素和途徑，為建立有效節能管理模式提供參考。

1　公共建筑樓宇管理現狀

公共建筑因其建筑功能需求、設備系統復雜，運行受較多人為因素的影響。要提高建筑運行管理水平和約束使用者的使用習慣不只是依靠節能技術就能實現的，還需要依靠管理手段。目前建筑能源管理模式可分為三種：一是業主以固定工資形式聘請物業管理公司或人員管理建筑；二是業主自主經營的物業設施管理公司進行管理；三是業主以固定資金承包的形式聘請物業公司或人員[7]。上海地區以第一種模式管理模式應用較多，其次是第二種，而第三種模式使用較少。不同建筑類型的能源管理特點及其主要影響因素如表1所示。

國外對樓宇節能管理的研究主要集中在對設施管理方面，如歐洲更多的是傾向從業主角度出發，從經濟上節約成本入手；美國的物業管理較發達，業主與物業的合作模式較為成熟，物業的節能管理水平也較高,利于建筑在運行階段的節能工作開展；日本特別重視對運行管理人員的培訓工作，重點包括節能技術、節能運行控制、節能管理等方面的培訓[8]。我國對建筑節能的研究很多，主要集中在節能技術研究及應用，以及節能產品的研發及使用[9,10]；管理節能也多從國家層面、政府層面上出發如何利用先進技術實現建筑節能[11,12]，很少有研究將人的行為結合技術應用到管理中。

相比之下，國內公共建筑運行管理還存在很多不足之處。以上海市公共建筑為例，通過對56幢公共建筑的管理進行現場走訪，獲知在以上能源管理模式下的公共建筑設施管理普遍存在設備管理技術含量較低、優秀管理人才匱乏的現象。對配有自動監控BA系統的建筑，在實際使用中只是監而不控，甚至只是擺設，監測的數據也不合理，設備管理者視而不見，或力不能及；業主不具備節能專業知識，無法監督物業公司的能源管理水平；物業公司的運行管理水平較低，僅僅停留在保證設備可以運轉的管理水平，缺少日常的運行維護，致使設備系統不能高效運轉；建筑的使用方對其公司內工作人員的用能行為也缺少管理。工作人員的用能存在很大的浪費現象，如空調運行時開窗，照明全天開啟，人離開后用電設備依然運行。

表1　不同類型建筑能源管理形式的特點及其影響因素

2　主動干涉管理及節能效果案例分析

樓宇管理綜合了工商管理、建筑、行為科學和工程技術的基本原理，將物質的工作場所與人和機構的工作任務結合起來[7]。建筑樓宇管理不是簡單的負責建筑設備的啟停、維修，而應該保證設備系統服務效果，擴大受益、降低運營成本，并且提供適合用戶的各種高效服務。樓宇管理的服務對象是人，目標是提高用戶的工作效率，在運行管理中除受管理人員自身因素的影響外，還與其工作環境，與業主的隸屬關系以及用戶對能源管理的配合度有關。

雖然大部分公共建筑的管理都存在以上問題，但也有特別關注樓宇管理節能，管理人員時時關注系統運行效率，及室內外溫度變化對其造成的影響。以下通過兩個案例說明主動干涉管理特點及節能效果。

2.1某商場建筑A

某商場建筑A，是一座綜合百貨商廈，建筑面積125000m2，地上1至8層為精品百貨區，其余樓層為餐飲、娛樂、辦公區、設備層。商場部分采用組合式空調處理機組，辦公區域采用風機盤管機組。改造前商城空調系統因新風機組的效率較低，導致整個過渡季節也需要靠冷水機組供冷，造成過渡季節能耗無謂浪費。過渡季、冬季不能采用大量新風，而使全年制冷機運行時間過長，并經常出現過渡期或冬季室內溫度偏熱現象。

商場A擁有自己的物業管理部門，且管理績效和工資水平聯系在一起。工程物業部特別關注建筑的能耗問題，并積極主動的采取一系列可以達到節能的措施，在政府節能改造政策財政支持下，物業管理部門主動向業主提出節能改造計劃。對商場的部分樓層的空調機房進行改造，將原來沒有新風的空調機房搬遷至通風較好的方向，將原來幕墻玻璃改成新風百葉使新風通風良好，以提高新風系統的效率。并在改造后管理人員主動加強能源管理，在無自動化BA監控系統情況下，管理人員時時用儀器監測室內溫度變化，定時定點測試室內溫度變化；建筑改用節能燈，同時白天限制外區的照明；電梯在淡季客流量較少情況下管理人員會主動關掉兩臺。

節能改造后，過渡季節采用全新風以滿足商場內溫濕度要求，使冷水機組及其相應設備如冷卻水泵、冷凍水泵及其冷卻塔風機就可以停止運行，對比節能改造前，其運營時間大大縮短，能耗大大減少，而且保證了室內顧客和員工的空氣質量。與此同時，物業管理人員加強了對能源的管理，建筑雖沒有BA監控系統，管理人員采取定時定點檢測室內溫度以調節控制空調系統的運行；對照明用電提出了限制要求，控制外區照明；對電梯的使用也根據商場的客流量，淡季時減少電梯的運行數量。現場收集節能改造前后能耗數據如圖1和圖2所示。

圖1建筑各項總能耗變化

圖2空調機組的能耗變化

圖3辦公建筑B改善管理前后能耗變化情況

2.2某綜合性辦公建筑B

某綜合性辦公建筑B，地上30層，地下2層。建筑面積約5萬m2。建筑竣工時間為2004年，2005年正式投入運行。該大樓除10-16層及29層出租層外，其余均由物業統一管理，出租層由其自主管理。

大廈運營一年多后，物業管理公司為了節約能源、提高效率、降低運行費用，改善了管理制度，通過對員工的培訓和相關鼓勵措施的執行，激發員工的敬業和創新精神。在加強管理人員干涉管理下，使管理現狀得到改善，節能效果顯著。根據大樓用能情況，改變用能設備上的管理，制定了詳細的開關調節機組規定；自然采光應用與照明系統分區控制；采用分項計量系統，改善了大多數建筑按面積繳費的現狀；加強BA系統的監控，實時監控大樓用能情況。該建筑通過改善管理，大大減低了建筑能耗。圖3為大樓改善管理前后的能耗使用情況。

從圖3中三年的能耗數據來看，2006年與2007年的總能耗分布特點基本相同。在室外溫度相近的情況下，可以看出2007年部分月份的能耗有所下降，這與該大樓管理上的改進有一定的關系。除2008年的冬季外，其他時間總能耗均有明顯的下降，特別是在夏季室外溫度比往年更高的情況下，空調能耗和照明能耗比過去兩年有了很大的下降。特別要說明的是，2008年冬季1、2月份的能耗較大的原因是我國受到百年不遇的雪災，導致該兩個月份能耗較大。

通過對主動干涉下的建筑管理現狀分析可知，直接干涉運行管理模式下管理人員更具有節能動力，節能效果更加顯著。

3　探索管理節能的核心問題

從上述案例分析可知，業主與物業的權責利明確；管理績效與工資聯系在一起；能源費用與用戶使用量相關的情況下，節能效果更顯著。主動干涉下的樓宇管理關鍵在于激發業主、管理人員或用戶使用者的主觀節能動力，特別是物業管理人員。可見樓宇節能運行管理受較深層次的影響因素制約，在利益的驅使下，只有各行為主體的利益明確，才會促使主動干涉管理，更好地推動節能管理的深入進行。

3.1主動干涉管理模式的機理

建筑節能運行管理，管理人員是設施管理的直接操縱者，其行為除受自身專業素質的影響外，還受業主和用戶使用者行為的影響。利用行為科學的動機理論及行為模型理論，通過對管理人的問卷調查，探索行為干涉管理模式下的深層制約因素。行為模型理論還描述了人的行為取決于周圍環境作用。在分析人的行為時，要同時看到兩個方面的因素[13]。

對問卷結果進行統計分析，管理人員對建筑節能管理重要性認識的結果如圖4；管理人員的工作環境的滿意度的調查結果如圖5；對空調系統設備調控操作依據結果如圖6；對節能技術及節能產品的認識如圖7所示。

圖4對建筑節能管理的認識

圖5對工作環境的滿意度

圖6對建筑空調系統設備調控操作依據

在問卷調查訪問時獲知，空調系統管理人員上崗每兩年培訓一次，但當問及培訓是否有效時，許多有一定工作經驗的管理人員認為對自己的作用不是很大。可見管理者已具備一定的專業知識，也能意識到自己工作的重要性,但是在實際管理中沒有付諸行動。對于公司的管理制度，絕大多數管理人員表示無能為力，只能接受。對于空調系統設備管理操作，雖然絕大多數管理人員能按照設備操作規定執行，但是也有很大一部分是根據業主或領導的意愿進行調節的。在對節能產品的認識上，雖然具有基本的專業知識，但是節能認識還不夠，也有可能受節能產品宣傳或國外一些節能理念的影響。

3.2主動干涉管理模式的關鍵因素

通過對主動干涉管理模式的機理分析，可知管理人員行為受多層因素的制約，一是需要一個產生節能動力的外在刺激因素，一般主要是由業主或物業管理公司所制定的管理制度及考核指標。二是管理人員操作過程中的行為制約因素，一般是由其自身因素及用戶使用者配合度。若要想實現管理節能，首先業主或物業經理要具有節能動力，一般需要付諸相關政策、法規改變現有模式。其次，在提高管理人員自身制約因素的同時，需要釋放一定的管理權。再次，需要加強對使用者用能管理，必要時需輔助一些獎懲措施，使其利益與能源使用量相關。管理人員行為激勵模型及主要影響因素如圖8所示。

圖7對節能技術及節能產品的認識

圖8管理人員行為激勵模型及影響因素

4　結論

本文通過對上海市公共建筑管理現狀的實地走訪調查，分析主動干涉的樓宇管理模式的節能管理現狀及主要影響因素；以實際建筑運行數據為例，進一步說明主動干涉管理模式的節能效果；并利用行為科學相關理論，探索主動干涉管理模式的關鍵因素，得出如下結論：

1）主動干涉樓宇管理模式加強了設施管理過程中的人員主動干預行為，激發管理人員的節能動力，且節能效果顯著。主動干涉管理模式關鍵因素在于，明確各個行為主體利益所在，以激勵其主觀節能動力。

2）要提高建筑運行階段的管理節能，需要整體提高政府、業主、物業公司節能管理效率以及使用者節能意識。政府部門在提供財政支持的同時需制定相關政策與法規，以鼓勵和評判業主的節能行為；業主需明確與物業公司之間的利益分配，釋放管理權限，同時加強對物業管理效果的監管；物業管理公司需制定合理的考核指標，實施管理績效和工資一體化的管理方法；改善能源收費制度，使用戶利益與能耗相關，按能耗收費，多用多付，對使用者加強節能宣傳教育等。

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[13]王加微.行為科學.浙江教育出版社，1987.6

新加坡建成最綠色環保的建筑

在新加坡，一提到新加坡建筑管理學院本部，都稱道她為全國最綠色建筑。

據介紹，該學院面積為4500平方米，由車間改造而成。學院依靠太陽能發電來維持日常運營。據統計，利用太陽能發電每年可節約8.4萬美元能源費用。自2009年10月起，該學院累計產生85.2萬千瓦時電能，消耗81萬千瓦時，可略有盈余。

據悉，該建筑維持其能源凈零狀態還需其他電源輔助系統支持。如綠色屋頂、Low-E玻璃、遮陽裝置、節能照明和運動傳感器、優化采光、自然通風等使建筑能夠減少電力消耗直到自給自足。通過先進的制冷機調節技術，變速驅動器，和個性化通風系統，節省空調能源消耗約40%。

（黃赟譯）

Study on the Energy Efficiency of Active InterventionManagement in Public Buildings

Li cui,Li zheng rong

Building service management is one of the most important factors which w ill imp rove build ing energy performance.Most p revious studies on im p roving building management have focused on building cooling/heating load forecast,build ing automatic system s,and so on.The effec t of m anager's behavior on the build ing energy performance is rarely considered.In this study,56 pub lic buildings in Shanghai,China are surveyed.Field management logical information is collected,and the energy performance under different management style is compared to study the effect of manager's behavior on energy use. Some questionnaires are carried out to determ ine potential solutions to highlight manager's interest in energy-efficient styles.

Build ing service m anagem ent,Energy saving,m anagem entbehavior；