樓宇裝修的機電系統低碳設計與節能效果分析

解子通

樓宇裝修的機電系統低碳設計與節能效果分析

解子通

1 項目概況

某辦公室位于上海申鑫大廈16 F，建筑面積1 030 m2，該樓建于1996年，機電主系統由物業提供接駁點。二次裝修時，聘請香港Telemax LEED & BEAM顧問，導入低碳設計與綠色理念。結合建筑特點和現代辦公需要，著力在采用綠色低碳新技術、優化控制、運行管理等方式，打造綠色低碳示范辦公室。

2 功能的合理布局

按照LEED IEQ C8.1和IEQ C8.2條款有人經常工作的區域，75%空間可獲得充足的日光和90%可視室外環境的要求，設計時敞開空間，導入日光，集中辦公區采用敞開式結構，個人辦公區，會議室采用封閉式結構，辦公位置臨窗布置率達到93%，各類機房、茶水間、衛生間安排在核心筒區域，環形走道連接各功能區。

3 辦公室的耗能設備清單及耗能類型

耗能設備由空調及通風設備、照明設備、生活設備、辦公設備及IT中心設備組成（清單如表1），消耗能源為冷凍水量，用電量和用水量。

4 機電系統采用綠色低碳新技術

4.1 空調系統采用i-FCUTM智能型風機盤管和智能程式溫控器

風機盤管的永磁馬達運轉時產生磁通量，從而減少能耗，無需傳統電機的機械式碳刷，減少噪音及發熱產生。延長馬達壽命，永磁電機變頻調速控制。智能程式溫控器提供Modbus/RTU（RS-485）通信界面，與辦公室微型樓宇自控系統DDC通訊， 可根據室內設定溫度與回風溫度變化自動調節風速，與傳統交流馬達風機盤管相比，在高、中、低速節能率分別為40%、66%、80%。

4.2 設置獨立新風及全熱交換機裝置

物業提供的新風質量不佳，利用臨窗空間獨立導入新風，以滿足LEED IEQ C2條款要求在ASHRAE最低新風率的基礎上提高30%。新風量按30 m3/h/人，按100人核算新風總量為3 000 m3/h。辦公排風量2 400 m3/h.形成正壓送風。新風與排風系統設置全熱交換機，回收室內排風的溫、濕度所包含的熱量。

表1 耗能設備清單及耗能類型

為防室內空氣污染、復印打印區、茶水間、衛生間、吸煙區設置排風系統，排風量3 000 m3/h，并局部設置空氣凈化器。

4.3 設置CO2濃度傳感器及VAV變風量系統

按照LEED IEQ C1有關室內CO2檢測與控制的要求，按辦公區設置CO2濃度傳感器，比較CO2濃度檢出值與設定值，根據偏差大小調節VAV閥門開度以控制新風量。主風管風壓傳感器跟隨各區域新風量變化，變頻控制新風機和排風機。較好反應了新風比與空氣質量之間的關系。降低了新風處理能耗。控制原理圖如圖1。

4.4 采用鈉米燈具Nanoflex及LED光源：

辦公燈盤的反射面涂層為對光束高反射和漫反射的鈉米材料，可見光的全反射率（SCI）及全漫射率經過檢測分別達95%和94%，提高了照明分布均勻性與強度。減少燈具布置的數量約50%。光源為LED。在辦公及走道照度值分別為500 Lux和300 Lux時， 功率密度DLP分別為8 W/m2和5 W/m2。大大低于建筑照明設計標準GB50034-2013標準15 W/m2。

4.5 燈光采用移動感應、照度感應及考勤位控系統

按照LEED IEQ C6.1條款，為至少90%的用戶提供照明控制。裝修時設置多種燈光控制方式，有效減少亮燈時間降低照明能耗。電梯廳及接待區燈光設置場景控制；環形走道燈光DDC定時控制；衛生間、茶水間、打印區為移動感應控制。充分利用自然光，臨窗燈光為照度感應控制。機房就地開關控制，開敞式及封閉式辦公區采用Smart cardTM燈光位控系統。燈光控制與員工考勤相結合，上/下班刷卡，考勤系統同時發送信號至DDC，對應位置亮燈/滅燈，同時開/關對應區域空調。所有員工下班后，關閉全部燈光和空調（消防類燈具除外）。

4.6 采用節水型衛潔具及感應沖水及節水龍頭

大便器采用TOTO 3 L/4.5 L的“超節水”型，虹吸噴射式沖水，噪音比較小、沖水強度更大、沖射能力更遠。小便器在“反射”模式下，人體在600～800 mm距離內，人離水停，沖水0.47 L/次，水盆龍頭采用節水型，流速0.046 L/s。

圖1 申鑫大廈RCS辦公室新風處理機/排風機/FCU控制原理圖

4.7 微型DDC控制系統

在電表房和新風機房設置DDC控制器5個（共260點），依據辦公室內的溫濕度變化優化設備運行，提供定時管理，降低能源消耗。主要功能如圖2。

1）與考勤系統Smart cardTM通訊，實現燈光位控功能；

2）與能源管理系統Power BoxTM通訊，實現耗能統計監察；

3）與智能風機盤管i-FCUTM；變風量VAV 的聯網控制；

4）定時控制走道，電梯廳及接待區燈光；5）PAU及排風機的DDC控制；

6）可斷電插座的電源定時控制，如計算機、傳真機、打印機、復印機和飲水機插座，避免下班后沒有及時關閉電源，長時間待機電耗；

7）加班申請人的對應區域供電恢復功能；

8）設備運行管理，故障報警與監測。

4.8 設置能源管理系統（Power BoxTM）

按物業提供的接駁點設置能量表3個、遠傳水表3個、物業總電表1個、租戶總電表1個。各類能耗表接入數據交換機后上傳至Power BoxTM主機，PowerBoxTM能源管理分析軟件提供基礎能源數據，節能數據比較，持續監察與改造。數據存放在工作站或云端， 通過瀏覽器，用戶工作站或流動設備登陸查看能源數據。滿足了LEED EA C5條款要求建筑能源消耗的隨時可計量性。Power BoxTM系統主畫面如圖3。

5 節能效果分析

圖2 DDC控制器主要功能

圖3 Power BoxTM系統主畫面

該辦公室使用了綠色i-FCUTM智能型風機盤管、新風VAV系統、鈉米燈具、照明考勤位控方法、DDC系統、能源管理、節水設備， 2016 年單位建筑面積年綜合電耗為70 kWh/（m2?a）（其中含分攤冷熱源機組電耗為35 kWh/（m2?a），比較香港機電工程署2015年辦公建筑能耗標準132.2 kWh/（m2?a）節省47%。每年減少CO2排放量約45 t（0.7 kg/kWh碳排放量）。自2015年4月運營以來。能耗低、環境舒適。是國內首家獲得香港“BEAM Plus鉑金獎”的案例，對舊式辦公樓的綠色翻新改造，低碳運營具有示范意義。

M&E System Low Carbon Design and Energy Conservation Effect Analysis of Building Decoration

Xie Zitong

解子通：（1993.8-）男，大學本科。從事建筑電氣和項目管理。