大型園區能源設計研究

張小帆

摘 要：能源安全已成為關系著國家經濟社會發展的全局性和戰略性問題，將直接影響國民經濟能否實現可持續發展。隨著國內各類大型博覽會（世博會、世園會）和生態城區的陸續規劃建設，如何高效、安全、節約應用新能源技術成為衡量園區低碳發展的重要因子。本文針對青島世園會運營期間能源消費過程中存在的問題，通過優化世園會的能源使用結構和效率，構建可持續能源體系，實施全過程的能源與環境管理策略來促進節能，整體提升世園會能源體系的運行效率和信息管理水平，探索適應新時期大型博覽會和生態城區能源體系規劃、建設和管理的方法，希望能為未來類似展會、園區提供有益借鑒與參考。

關鍵詞：世園會;可持續能源體系;能源系統;建設與管理

為更好貫徹落實青島世園會“讓生活走進自然”的主題，提高園區能源體系的運行效率，加強節能減排與生態保護。本文結合《世園會園區能源設計》，探索符合世園會運營特征與發展需求的能源優化路徑、建設標準和運營管理模式，以期建立和完善世園會及會后世園生態新區的能源體系規劃與管理機制，促進后世園時代世園生態新區特別是核心區綠色、高效、可持續發展，加快建設生態文明城區典范。

一、范圍與對象

1、范圍：研究范圍與園區總體規劃范圍保持一致。總面積約241公頃，包括主題區（面積約164公頃）和體驗區（面積約77公頃）。本次規劃重點研究主題區。

2、對象：園區能源系統與園區資源系統

二、任務與目標

1）對青島世園會能源體系現狀進行調研，分析并總結現狀能源體系運行過程中存在的主要問題。2）根據相關案例和技術研究，提出能源規劃策略。3）制定園區能源規劃目標。4）提出近期（世園會運營期間）能源體系改進措施。5）制定遠期（世園會結束后-2025年）能源體系建設與管理規劃規劃。6）在完善青島世園會能源體系的基礎上，對青島世園生態新區能源規劃提出指導原則，制定青島世園生態新區能源規劃綱要。

減少能源需求，優化能源結構，提高能源利用效率，積極發展新能源和可再生能源，構建安全、高效、可持續的園區能源體系。

三、現狀能源體系綜合評價

1、現狀能源體系構成：

青島世園會現狀能源體系主要由能源供應端、能源輸配端和能源用戶端3個部分構成，涵蓋電力、燃氣、供熱與制冷等子系統。

2、世園會園區能耗分析

（1）園區能源消費結構

從能源消費結構來看，世園會采用了以市政電力、天然氣、空氣源非可再生能源為主，以太陽能、風能、地熱能等可再生能源為輔的供應方式，一次能源占能源消費總量的47%;可再生能源占能源消費總量的3.31%，可再生能源的使用比例尚處于較低水平，應在后續利用中逐步增加可再生能源利用比例。

（2）典型場館能耗分析

青島世園會共有永久性場館15座、臨時場館67座。本次規劃將主題館作為樣本場館進行相關能耗分析，并將之作為全園區建筑能耗分析的基礎。通過對主題館連續7天的能耗數據進行詳盡的統計，依據《民用建筑能耗標準》，綜合分析得出場館能耗使用情況：

①主題館采暖能耗較《標準》中的約束性指標偏高，采暖能耗仍有很大的節能空間;

②主題館的建筑總能耗達到了《標準》的基本要求水平，但離節能的引導性指標還有一定差距，有待對能耗系統進行優化管理。

3、現狀能源管理體系及存在的主要問題

青島世園會的現狀能源管理主要由世園集團、場館管理部、園藝管理部、工程部等部門共同協作完成，基本能夠保證世園會能源系統平穩有序的運行。但其中也存在一定的問題，主要體現在多頭管理，缺乏協調;目標不清，分工不明;機制欠缺，有待完善;節能意識，尚需加強等四個方面。

4、現狀能源體系綜合評價

（1）現有能源體系遵循能源基礎設施專項工程規劃建設完成，基本滿足了世園會正常運營需求?，F狀能源體系盡管多數采用了先進節能技術與理念、綠色清潔能源等，但普遍存在設備容量選型偏大、需求側能源約束低、能源利用效率偏低的弊端，不能有效地調節能源供需矛盾。

（2）世園會極大推廣了清潔能源、分布式能源和可再生能源使用，能源使用方式開始轉型，但從利用規模上來講，并未形成規?；l展效應，園區能源消費對傳統能源的依賴度較高。

（3）后續世園會能源的發展必須進行能源轉型，發展清潔能源，推廣分布式能源的應用，規?；稍偕茉蠢?，特別是可再生電力發展，提高園區可再生能源使用率。

四、規劃思路

建議采用“分期實施、分項改進、重點示范”的總體規劃策略。

分期實施：綜合考慮世園會展會會期、運營計劃、后續利用等因素，將能源體系的改進與優化分為近期與遠期兩個階段進行。

分項改進：針對不同節能改造階段制定分項節能目標，提出不同的優化策略與改進專項，分步實施。

重點示范：選取具有典型性能耗特征的場館建筑或室外服務設施優先開展節能改造工程，結合實際建設“零能耗”目標示范建筑。

五、近期能源體系改進對策

近期策略重點在于充分利用園區現有能源設施，加強能耗監測計量，增強節能管理操作，提高能源利用效率。主要措施包括加強能耗計量監測與節能措施、注重廢棄物資源再利用、加強能源系統運行管理等方面。

六、遠期能源體系建設與管理規劃

1、遠期節能減排目標設定

（1）建筑能耗目標設定

至2025年，實現園區既有公共建筑節能率達到65%，既有公共建筑單位建筑面積能耗在2014年基礎上降低20%。新建公共建筑達到綠建一星標準，爭取達到二星以上標準。新建居住建筑節能率達到75%，推廣被動房建設。

（2）碳排放量目標

至2025年，實現園區單位建筑面積碳排放量在2014年基礎上降低15%。

（3）能源結構目標設定

至2025年，園區可再生能源利用率達到15%。

2、遠期能源需求預測

根據后續利用規劃提出的功能結構和開發強度，對園區遠期電力負荷需求、熱負荷需求、天然氣用氣量需求分別做出預測。

3、遠期能源體系配置優化

（1）能源供應端優化：優化能源結構，降低不可再生能源的利用，創新技術，提高可再生能源使用率。

（2）能源輸配端優化：增設區域能源站，建立園區能源互聯網與多能互補系統，建立能源輸配管網系統。

（3）能源用戶端優化：對既有建筑進行節能改造，對新建建筑提高節能標準，增加被動建筑比例。

4、遠期能源體系建設與管理評價指標體系

規劃參考無錫太湖新城、中新天津生態城、曹妃甸唐山灣生態城、青島中德生態園等案例，結合后續利用階段青島世園會的現實特征，對園區建筑的能耗標準、節能水平進行重點控制，從建筑設計和建筑運行過程兩方面設定能源體系建設與管理控制指標體系。

七、結語

大型博覽會園區能源體系的規劃和管理是一個復雜的動態過程。要改變過去對能源體系的認識僅僅停留在市政工程的思想觀念，要從可持續發展和節能減排的角度高度重視園區能源體系建設與管理工作，把能源問題上升到能源發展戰略層面。按照低碳城市的建設要求，能源體系建設目標的核心是減量，具體體現一是節能，二是減排。對于大型博覽會園區來說，既要依托先進的節能減排技術，也要制定科學合理的管理體系，才能保證園區能源體系高效、節能、低碳、可持續發展。

參考文獻：

[1]龍惟定.低碳城市的區域建筑能源規劃[M].北京：中國建筑工業出版社，2011

[2]蘇晨暉，張迎花.世博園區能源與環境監測系統開發研究[J].制冷技術，2010