建筑能源審計在既有建筑節能改造中的應用研究

謝柯斌,余開祿,張海兵,胡健民

(寧波化工開發有限公司,浙江 寧波 315201)

隨著我國經濟的高速發展,大型公共建筑的數量逐漸增加,能源消耗情況愈加緊張,生態環境惡化問題也日益突出,因此國家越來越重視節能減排工作。近年來,國家高度重視公共機構節能工作,主要因為我國公共機構的數量龐大,種類趨向多樣化,消耗的能源總量大。2016年,中華人民共和國住房和城鄉建設部對《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能源審計導則》(建科[2007]249號)進行了修訂,為進一步加強公共建筑節能管理,指導各地開展公共建筑能源審計工作提供了依據。公共機構管理部門為了能夠了解建筑的用能情況,通過開展建筑能源審計,充分挖掘公共機構的節能潛力,提出客觀、準確的節能管理和節能技術改造的建議,以指導公共機構針對性地開展節能改造工作。

1 開展建筑能源審計的作用

建筑能源審計主要是通過對建筑能源利用效率、消耗水平、經濟效益和環境效果進行監測與診斷和評價,從而發現節能潛力,提出節能運行調適和改造建議。

建筑能源審計的目的是提出節能改造措施建議,提高公共機構能源利用率,有效推動公共機構節能工作的順利開展,充分發揮公共機構在全社會節能活動中的表率作用。業主通過建筑能源審計知道建筑每個分項能耗,了解建筑哪個分部的用能較大,是否具有節能潛力,如何開展節能改造,改造的投入和后期效果如何,讓業主根據自身的經濟實力有效地選擇建筑節能改造的方式,降低建筑能耗,為業主節約能源費用。

2 建筑能源審計的內容和過程

建筑能源審計的內容包括：能源管理情況，用能情況，能源計量與能耗統計狀況，用能特點分析，用能設備/系統測試，用能設備運行效率計算，分類分項能耗計算與分析，單位綜合能耗計算與分析，能源成本及節能量節能項目(管理節能和技術節能)等,參照的主要標準為《公共機構能源審計技術導則(GB/T 31342—2014)》[1]和《公共建筑節能設計標準(GB 50189—2015)》[2]。

建筑能源審計的過程如下：

1)召開動員會,發放審計前期需填寫的表格；

2)查閱建筑物竣工驗收資料和用能系統、設備臺帳資料,檢查節能設計標準的執行情況；

3)核對電和自來水等能源消耗計量的近兩年記錄和財務賬單；

4)進行現場檢驗、測試,檢查用能系統、設備的運行狀況,審查節能管理制度執行情況；

5)審查能源計量器具的運行情況及能源計量的配備和檢定/校準率,檢查能耗統計數據的真實性準確性；

6)在建筑能量平衡及水平衡的基礎上,計算建筑能耗指標和分項建筑能耗指標,其中,建筑能耗指標包括人均綜合能耗和單位建筑面積能耗,分項建筑能耗指標包括單位面積照明能耗、單位面積室內設備能耗、單位面積采暖能耗、單位面積空調通風能耗、單位面積綜合服務能耗；

7)審查年度節能計劃與能源消耗定額執行情況,節能改造項目實施情況；

8)在對建筑能耗指標和分項建筑能耗指標進行分析對比的基礎上,評估公共機構的能源利用狀況；

9)分別從管理節能和技術節能等方面,查找存在節能潛力的用能環節或部位,提出合理使用能源的建議,給出有明顯節能效果的管理節能和技術節能項目,測算節能項目的節能潛力并進行節能量計算；

10)整理出審計報告初稿,提出問題和建議；

11)報告初稿與相關同志討論,進行修改確認,達成共識；

12)提交報告；

13)定期回訪,幫助公共機構進行整改。

3 建筑能源審計的重點、難點和對策分析

3.1 建筑能源審計的重點

3.1.1 能源計量系統

能源計量系統是能源管理的重要組成部分,主要內容包括：能源統計管理的組織體系；設置專業的部門并配備專業人員；按照國家標準要求,配備和用好計量器具,保證儀器、儀表安全運行；準確、完整、及時地提供各種有關能源的數據,并形成文件的程序來實現規范能源計量人員行為,能源計量器具管理和能源計量數據的采集和匯總。

3.1.2 主要用能設備

在開展建筑能源審計過程中發現,數量占比20%的主要用能設備,會消耗80%的能源。因此對主要用能設備要進行重點分析,對主要的用能環節和重點耗能設備畫出能流示意圖作為下一步工作的參考至關重要。

3.1.3 驗證能耗數據合理性

在形成能源清單前,需要對各個能源因素進行診斷。一方面對各個能源數據進行分析,確保數據可信度和合理性；另一方面可以結合用能單位實際情況,建議采用先進的節能技術和管理方法,對各個用能環節,耗能設備分析節能空間,提出具體的節能思路。

3.1.4 節能診斷

節能診斷是建筑能源審計的核心工作,為能源審計最終提出的改造建議提供理論和現實依據。節能診斷的方法很多,主要包括：

設備節能診斷 設備能效診斷法適用于單個耗能設備的節能評價。首先檢查是否存在《產業結構調整指導目錄(2011 年本)》中限制類及淘汰類項目，《高耗能落后機電設備(產品)淘汰目錄(第一批)》(工節[2009]第67 號)等中規定的用能設備和生產工藝；其次評價和分析設備低效原因；最終制定相應的解決方案。

系統節能診斷 系統分析法適合復雜的系統分析,如中央空調、壓縮空氣系統、供水系統。系統分析法將能源供應、轉化、傳輸和使用作為一個系統進行研究,對各個部分的能源效率分別進行檢測,評估出整個系統的能源利用效率,找到系統的節能方案。

能源結構診斷 將用能單位的能耗結構分成生產直接能耗、輔助能耗以及公共能耗三個部分,分別從三部分各自入手,降低每一個部分的能耗,從而實現總能耗的降低。

3.2 建筑能源審計的難點

1) 難以獲得準確的分項計量數據 主要原因包括：在既有建筑,特別是老舊建筑中,由于能源計量器具不全,無法獲得分區或分項計量數據；有些配電支路僅僅是按區域進行劃分,因此即便能夠基本理清配電支路情況,也很難獲取準確的“分項”能耗數據；用能單位沒有專門的能源管理部門和專職人員,對能源審計的一些基本知識不了解,缺乏專業知識,造成填寫的數據錯誤百出,不符合要求,給審計工作造成困難。

2) 難以獲得全面的用能設備數據 主要包括：有些用能單位并未建立全面的用能設備臺賬或者建立的設備臺賬數據信息不全面；有些用能單位未建立或未及時更新設備運行與維護記錄。

3) 被審計單位配合能源審計工作積極性不夠 主要由于目前的能源審計還不是用能單位的自覺行為,因此對于能源審計的內在驅動力不足；其次是由于用能單位缺乏自己的能源審計專業隊伍和專業人才,工作人員對能源審計和節能工作的重要性認知不足。

3.3 針對性的對策分析

根據在開展建筑能源審計工作中碰到的問題,工作的重點和難點,制定了針對性的對策,主要包括以下幾個方面：

1)建立建筑能源分項計量監控管理系統,對建筑的用水、用電、用氣等情況進行計量監管,并且對建筑的用電根據照明、空調、動力及其他用電進行分項計量,可以清楚地了解建筑的實時用能情況,并通過集成系統平臺的方式,提高人員管理效率,定期導出建筑用能報表,保證報表數據的真實有效。定期對建筑用能情況進行分析,診斷建筑在運行中是否存在問題,并及時進行檢查、反饋和處理,降低建筑用能。

2)根據建筑本身的用能特點,從管理節能、行為節能、技術節能和設備節能四個方面開展節能工作。

3)通過對能源管理人員進行能源審計知識的普及和專業技能培訓,加強能源管理人員的專業技術水平,提高對能源審計工作重要性的認知,并建立合理的獎懲制度,保證節能工作高效順利地推行。

4 建筑能源審計案例分析

4.1 項目概況

該項目為浙江某醫院,項目總建筑面積約為14萬m2,其中包括門急診3萬m2,病房99 000 m2,綜合辦公3 000 m2,大型醫技5 000 m2以及食堂3 000 m2。

外墻圍護結構采用鋼筋混凝土剪力墻結構,外墻材料為加氣混凝土砌塊,窗框為斷熱窗框,玻璃為Low-E玻璃,采用平屋面保溫和外墻保溫措施。

4.2 能源利用情況

醫院2016年的能源利用情況如下：全年消耗電力23 305 613 kWh，天然氣892 830 m3,折合標準煤4 233.65 tce,自來水700 020 t；審計期(2017年)的能源利用情況為：全年消耗電力23 305 613 kWh，天然氣892 830 m3,折合標準煤3 948.42 tce,自來水700 020 t。醫院的用能設備包括空調、水泵、照明、電梯、熱水器和各種辦公設備等,醫院的主要能耗是空調用電,占總用電比例為55%～60%,冷水機組在運行期間,存在低效率運行,空調是后期管理節能、技術節能的重點。醫院的采暖系統運行良好。照明系統進行了部分節能改造,目前LED光源覆蓋率達70%以上。醫院用水系統和用氣系統節能措施比較到位,系統維護良好。

4.3 節能改造項目分析

1)針對醫院的能源資源的分項計量工作不完善的情況,建議構建能源資源消耗分項計量系統和能源管控平臺,做好能源資源消耗計量統計基礎工作,實現實時監控,及時察覺日常存在跑冒滴漏現象,為進一步節能減排工作提供科學合理的數據依據。采用分項計量系統和能源管控平臺并提升人員管理水平后,建筑可以實現整體節能降耗6%左右。

2)冷水機組冷凝器在線清洗裝置改造,可以實現冷水機組節能10 %左右,預計每年可降低能耗5%左右。

3)在實施上述兩項節能措施的基礎上,把廣場上的路燈改造為太陽能路燈,提高新能源在整個能源消費中的比例；在主要出入口設置風幕,減小冷風侵入引起的熱負荷；排查高大空間末端空調送風口,包括噴口和旋流風口調節或更換失效風口,保證冬季空調供暖的送風可達性,避免因冬季送風不到位造成的空調機組運行時數的增加。通過開展上述的節能措施,降低建筑能耗,預計每年可降低能耗2%。

通過上述節能措施改造的開展,預計可以降低整體建筑能耗的比例為13%。

5 結 語

通過建筑能源審計工作,對建筑的概況進行詳細的調研和了解,該單位根據其能耗特點建立了能源管理網絡，設置了能源管理機構，制定了相關能源管理制度，配置了一定的計量器具，實施了能源統計制度等,使公共機構在節能降耗方面持續進步,為公共機構降低能源運行成本，爭創節能型機關起到了很大的推動作用。

同時,在能源審計過程中也發現了該單位存在的不足。首先,加強節能基礎管理工作,對于高能耗的異常情況,應認真分析原因,提出改進管理措施；其次是加大節能減排目標責任制的執行力度和完善設備的基礎管理工作；最后,對能源數據進行分項計量,合理制定消耗定額,繼續加強節能宣傳活動,提高新能源在整個能源消費中的比例。

既有大型公共建筑節能改造可以采用建筑能源審計的方法為其改造指明改造重點和改造方向,促進既有建筑節能改造科學、高效、快速發展。