商業項目的綜合能源服務及智慧節能實踐

趙 鵬，陳積良[.同節能源科技（上海）有限公司， 上海 0000；.節能技能科技（深圳）有限公司， 廣東深圳 58000]

自 2005 年起，國內零售類商用物業市場進入井噴式增長，年度開業面積增長率均超過 30%（2008 年金融危機影響除外），到 2015 年這一增長率達到巔峰。商業項目經過十余年的發展，受消費降速，產能過剩，線上（電商）模式的沖擊，購物中心類商業項目發展遭遇了租金下跌，資產估值走低，運營成本高等問題。2019 年 9 月份華泰證券[1]關于商業地產的行研報告中提出了以下幾類因素正在或者將要改善商業項目的困局；分別是 NOI（營運凈收入，租金減去營運成本）提升、資本化率下降、管理半徑擴張；通過降低運營成本提升商業項目的資產估值和 NOI 值，而商業項目的運營主體（物業企業）所在行業目前依然屬于勞動密集型行業，其成本構成中主要為人力成本、維保成本、能源成本。結合相關國家政策和行業發展趨勢，通過對商業項目的改造升級和運營管理優化，提升商業價值和社會效益，節能改造與智慧化運營是兩個繞不開的關鍵要素。

節能改造不僅為物業運營企業直接創造節能收益，同時減少社會能源消耗，節約社會資源和降低環境負荷，具備資源戰略意義和社會可持續發展的人類文明意義。但是目前商業項目的節能改造還存在技術方法、實施模式、效益核算等各類行業問題，缺乏一套成體系的實施方案。再者，近年來，隨著信息技術、人工智能、大數據、物聯網等技術的發展，從信息技術（Information Technology，IT）時代進入了數據處理技術（Data Technology，DT）時代，數據化和智能化是兩個非常重要的屬性。本文提出了一套完整的建筑節能體系以及智慧化節能運營解決方案，并通過具體的實踐項目來闡述其實踐效果。

1 節能改造實踐體系

1.1 用能范疇和節能途徑

商業項目的建筑能耗主要包括建筑的空調、采暖、照明、動力設備、熱水系統、弱電設備等方面的能耗，根據建筑用能系統結構不同，又包含電、燃氣、油等；其能耗影響因素主要涉及氣候條件、圍護結構性能、設備或者系統性能、運行管理方式、使用者行為、服務水平。首先，氣候條件和圍護結構性能影響了空調、采暖、照明負荷需求，劉大龍等[2]通過模擬計算分析了氣候變化對采暖能耗和空調能耗的影響。其次，耗能設備和系統的性能效率決定著效益與耗能產出比，黃斌[3]通過預測模型和正交試驗方法分析了廣東省大型商場能耗影響因素：冷機能效（COP）、室內設計溫度、照明功率、設備功率等對能耗影響的主次關系。最后、規范化的用能行為和管理水平可以避免能源浪費以及降低邊際能耗。

然而，在實際的項目節能改造實踐中，由于受限于實施主體、投資回收、技術措施、條件受限等的影響。并不是所有的商業項目都適合節能改造，項目的能源流向、能源結構合理性、設備系統健康狀況、運營管理狀況、設計狀況、舒適體驗需求等因素綜合左右著節能改造的效果。由于商業項目的能耗構成中中央空調系統的能耗占比達最大，也是節能改造的主要方向，但是針對中央空調系統節能改造，行業的主流做法是直接的更換高效節能設備，或者針對單點問題堆砌節能技術。這樣做往往達不到理想的節能效果，或者遺留一系列的舒適體驗、運維管理難題。通過多個項目的實踐經驗，本文提出了一套系統性的節能方法論體系。

1.2 綜合能源診斷服務體系

目前，在建筑節能改造領域，普遍存在不查系統性問題而盲目對局部設備實施改造現象。深圳某節能科技公司長期在建筑節能領域的深度實踐經驗總結，形成了一套完整的綜合能源診斷服務體系，以建筑的節能診斷過程“號脈、體檢、調理、換腦、智慧運行”類比于人類治病過程的“號脈、體檢、手術、調理、康復保持”。建筑能源系統的節能是一個循序漸進的提升過程，必須遵循一套系統化的節能實施流程，避免頭痛醫頭、治標不治本、亂動手術、遺留后遺癥等問題。

號脈：依托節能專家問診，現場號脈，初步分析判斷建筑能源系統的癥結，能源流向、節能潛力、節能改造方向等。

體檢：依托儀器設備對建筑耗能設備和系統進行性能化測試評估，以及深度檢查排查，量化評估能源資產績效，制訂節能改造實施路線。

調理：通過線下調理結合改進的方式，優先通過調適的方式將系統性能發揮到極限，對系統設備性能衰減的部件實施改造改進，綜合提升到最佳狀態。

換腦：對中央空調的控制中樞進行更換，保留功能齊全的硬件—傳感器和通信設備，替換傳統軟件系統和控制中樞，重新寫入智慧化策略。

智慧運行：通過線上＋線下的人機協同運維，不斷迭代訓練中央空調系統的智能化運行水平。

2 智慧節能實踐案例

西安某印象城商業項目，是 1 棟 12.3 萬 m2的時尚購物中心，于 2015 年開業運營。深圳某節能公司從 2017 年 6 月至今對該項目采用合同能源管理（EMC）的商務模式進行了綜合節能改造服務。全面貫徹落實“號脈、體檢、調理、換腦、智慧運行”的節能服務體系。取得了良好的效果，年約產生 210 萬 kWh 的節能量，中央空調系統的綜合能效提升約 32%，冷站能效 EER 達到 5.0 以上，屬于國內同類項目領先水平；智慧化系統的升級，提升運營管理水平。

根據以上服務體系，以下闡述該項目的各個節能服務步驟的實施。

2.1 號 脈

深圳某節能公司于 2017 年 6 月對該項目進行了節能號脈，通過節能專家現場勘查和與運營管理人員的訪談交流，結合歷史運行記錄和能耗數據資料。診斷該項目總體能耗處于中等偏高水平，能耗指標 157 kWh/(m2·a)（不含供暖能耗）；初步鎖定重點能源流向中央空調系統、照明系統、變壓器損耗、電梯扶梯等。空調末端存在能源結構優化的空間，綜合考慮產權、實施條件、技術措施、投資回收比、服務模式等問題；具備操作條件的能耗優化空間占項目總能耗約10% 左右。經與業主方商務談判決定重點對中央空調系統和照明系統實施節能改造和智慧化升級。通過現場號脈發現地下車庫的照明亮度、控制方式存在優化空間，中央空調系統的設備性能、系統搭配、運行策略、運維管理等方面存在優化空間，主要表現在冷機兩器臟堵、冷塔風量不足和水質臟堵、冷機運行效率低、需要增加水泵運行才滿足舒適需求等非正常健康運行的情況。

在節能號脈階段，通過對能源系統的定性定向評價、初步的量化評估、能源資產的保值增值空間、節能方向，技術路徑，節能潛力等，確定商務合作模式。能源結構及拆分如圖1 所示。

圖1 能源結構及拆分（單位：萬kWh）

2.2 體 檢

根據初步號脈結果和商務談判進程，對能源系統進行節能體檢。節能體檢主要利用專業檢測儀器（溫濕度、流量、壓力、電工等儀器）對主要系統、潛在的節能點進行系統化檢測評估。對能源系統的設計、施工、運維方面的功能、安全問題進行細致的檢查，對單一設備和系統性能進行量化評價，對標設計、產品出廠性能、同類項目經驗數據提出具體的可執行的優化或改造實施方案，量化預期的改造實施效果。

地下車庫的照明采用普通熒光燈，照度較大，并且無合理的開關控制方式，能源浪費較大。根據燈具間距、安裝高度、照度測試等情況判斷，提出可更換成高亮度/低亮度 2種照度模式的雷達感應LED燈，從功率照度和時間控制上優化節能。

通過對系統各段的壓差測試，判斷主機和濾網的臟堵嚴重性，增加水泵的功耗和水流量，以及影響主機的換熱效率，提出冷機通炮清洗、濾網清潔的運維動作；通過對冷凍、冷卻供回溫差的持續監測判斷，發現存在“大流量、小溫差”現象，浪費水泵功耗，據此提出增加水泵變頻器，在部分負荷時變頻運行節省水泵能耗。通過對冷卻塔的水質檢查、水流平衡性、水溫監測、風機功率測試、風量測試等分析判斷，冷卻效果較差，冷卻水溫高，冷機效率低，能耗大，據此提出從清洗、保溫、扇葉角調整、變頻等角度綜合改善冷卻效果，提升改善主機性能的措施。對能源計量系統和冷機自動控制系統的軟硬件狀況進行了全面深入的點位、功能排查，提出優化升級方案，從冷機運行策略和能源管理方面提升能效、改善舒適性、節約能源。設備系統能效評估如圖2 所示。

圖2 設備系統能效評估

2.3 調 理

根據體檢情況，對能源系統進行綜合調理，主要措施包括維護保養、施工改造和調適調整等手段。

（1）維護保養：對冷機兩器進行了通炮清洗，對冷凍、冷卻水系統管理濾網進行清洗，對冷卻塔填料及對塔盤進行了清洗，對末端設備的過濾網進行清洗，故障設備修復，冷機制冷劑、油位等檢查等。

（2）工程改造：對地下車庫照明系統進行節能燈具的更換和控制改造，對水泵、冷卻塔增加變頻器的改造，對冷卻塔風機控制、扇葉角進行調整，管道增設保溫，布水盤清堵加裝蓋板，管路系統增設溫度、壓力、流量傳感器，室內加裝溫濕度傳感器，加裝智能電力計量儀表等。

（3）調適調整：對系統干路支路水系統、末端設備風量進行測試、調適，優化流量分配；調整新風閥開度、末端設備運行時間，易報熱區域問題排查，調整主機、水泵、冷卻塔的運行策略等。

2.4 換 腦

中央空調系統的智慧化系統結構組成由物聯設備層、系統層、應用層、表現層構成。“換腦”的核心思想是更換其應用層的邏輯控制中樞。控制中樞決定著整個系統各設備之間的聯動，是系統得以自動化運行的關鍵命令單元；在控制中樞重新植入運行策略邏輯，通過基礎數據的采集、運行策略的積累不斷迭代、自學習、自適應、自尋優，最終實現智慧化的運行。通過與“云端”連接，可以實現云端策略下發。另外，“換腦”的前期工作是對設備層、系統層的硬件設備（傳感器、執行器、應用設備）進行全面的診斷排查，校核、修復、增補。西安某印象城項目主要診斷排查了現有硬件設備，增補了部分計量儀表、流量表、溫度、壓力、溫濕度傳感器等硬件設備，同時對表現層的軟件界面、數據呈現、功能輸出等進行重構升級，以達到更簡潔、美觀的人機界面協同。

2.5 智慧運行

西安某印象城通過能源系統基礎軟硬件問題的梳理排查之后，其設備性能達到最佳狀態，智慧化系統軟硬件功能完善后，搭建了弈能能控平臺。弈能能控平臺具備以下功能模塊：策略管理、AI 預警、能耗看板、能效管理、能耗報表、能耗查詢、設備管理、工單管理、巡檢管理。主要特點是集成了能源管理，冷站的自動化運行及物業日常運營管理。該平臺的領先優勢是基于深圳某節能公司線下團隊將在中央空調節能運行領域的實踐經驗融入弈能能控系統，結合弈能能控平臺的大數據自動訓練，實現“云端策略”自動下發。線上＋線下相結合的方式是本項目實踐的一大特點，早期的線下軟硬件設備功能、完整性梳理、人工經驗植入為后期的智慧化運行奠定牢靠的基礎。另一方面，中央空調系統的 AI預警也是弈能系統的一大特點，AI 預警規則通常有 3 類方式：基于專家規則、基于模型方法、基于數據驅動[4]。弈能系統針對不同的預警模塊耦合 3 類方式的獨特優勢，并逐步更新迭代，力求從能耗水平、運行狀況、設備故障、維護保養方面等方面進行先驗性的預測。

3 結 語

本文主要介紹了購物中心類商業項目的發展困境，以及相關影響因素和未來發展方向，從運營的角度探討對商業項目的成本節約。通過對商業項目綜合節能改造和智慧化升級，直接產生節能收益，優化運維成本、減輕人員工作負荷，進行運營管理方式的變革，提升商業項目的整體體驗和品牌價值。

經過長期大量的項目實踐，沉淀了一套系統性綜合能源診斷服務體系，即通過將建筑能源系統的健康狀況與人的健康類比，建筑能源系統的健康診斷需要經過“號脈、體檢、調理、換腦、智慧運行”這樣一個完整的過程，系統地解決節能和運行的矛盾。

根據綜合節能改造服務體系，結合典型實踐案例西安某印象城，詳細闡述了該項目各個流程階段實施情況以及實施結果，論證了這一理論體系的科學性和可行性。