東莞市某行政辦事中心建筑能源管理研究

黃建昌

東莞市建筑科學研究院有限公司 廣東 東莞 523000

隨著經濟的快速發展，東莞市建筑能耗也日益增加，同時建筑本身普遍存在能源使用效率不高和能源利用經濟效果一般的問題。

筆者通過對東莞市某行政辦事中心開展建筑能源管理研究，結合資料核查、現場調研、設備測試和建筑能耗監測系統數據分析，確認其能耗水平，查找能源利用過程中存在的問題和不足，提出切實可行的節能措施和建議，為東莞市同類建筑提供案例參考，提高能源管理水平和能源使用效率。

1 建筑基本概況

該辦事中心由辦公樓、宿舍樓、飯堂和維穩中心組成，總建筑面積54327m2，其中辦公樓建筑面積43616m2，地上9層，宿舍樓建筑面積7534m2，地上10層，飯堂建筑面積2466m2，地上2層，維穩中心建筑面積711m2，地上1層。

1.1 供配電系統

該辦事中心從市政電網引入兩路10kV獨立電源, 兩路獨立電源互為備用，未設置柴油發電機組，獨立電源可滿足全部負荷用電。變壓器房內安裝兩臺干式變壓器，其容量均為1600KVA。

1.2 空調系統

該辦事中心辦公樓空調系統主要采用冷水機組的中央空調方式，有3臺螺桿式冷水機組（額定制冷量均為1519kW），由冷水機組、冷卻水循環系統、冷凍水循環系統、風機盤管、新風系統和冷卻塔組成。另外宿舍樓、飯堂和維穩中心均采用分體式空調（壁掛式和柜式），空調系統末端為室內機。

1.3 照明系統

該辦事中心照明系統分為辦公照明、住宿照明、飯堂照明和公共區域照明。目前辦公、住宿和飯堂照明均采用日光燈和和LED燈，公共區域采用LED燈，車庫采用日光燈。據調查統計，其中LED燈占37.5%，日光燈占25%，筒燈占37.5%。

1.4 電梯系統

辦公樓設有7臺三菱客梯，額定運行功率均為13kW。電梯采用無人自動運行模式，24小時開啟。

1.5 建筑能耗監測系統

該辦事中心于2013年建立建筑能耗監測系統，通過完善某行政辦事中心的電力分區分項計量儀表，采用集成數據采集器與建筑能耗監測管理系統、系統服務器和數據庫連接，滿足對能耗數據的需求。

2 建筑能源管理措施

2.1 能源（資源）計量配置管理

該辦事中心使用的能源（資源）主要包括電力、天然氣和水。據現場調查可知該辦事中心安裝總電表1塊，用于計量辦事中心的總用電量；安裝總水表2塊，其中1塊用于計量辦公樓和維穩中心的總用水量，另1塊用于計量宿舍樓和飯堂的總用水量；安裝總氣表1塊，用于計量飯堂的總用氣量。另外還有若干分項電表，其計量器具配置率基本滿足《公共機構能源資源計量器具配備和管理要求》（GB/T 29149-2012）的規定。

2.2 能源（資源）統計管理

該辦事中心安排專職人員負責能源（資源）消耗的統計報表的管理與分工、統計資料的積累和保管。統計原始記錄由崗位人員負責抄寫記錄，形成較為完整的能耗統計報表[1]。

3 建筑能耗分析

3.1 能源（資源）消耗量分析

在2015-2017年期間，該辦事中心電力、天然氣和水的消耗量保持穩定，整體變化不大，見圖1。另外參考《建筑能耗數據分類及表示方法》（JG/T358-2012），將天然氣消耗量換算成等效電耗，以2016年為例，使用的主要能源種類為電力，占到總能耗的93.88%，見圖2。

圖2 2016年能源消耗結構

3.2 能源（資源）消耗消費成本分析

在2015-2017年期間，該辦事中心使用的電力、天然氣和水的消費成本保持穩定，整體變化不大，見圖3。另外能源消費成本以電力為主，以2016年為例，電力消費成本占到能源（資源）總消費成本的88.48%，見圖4。

圖3 2015-2017年能源（資源）消費成本

圖4 2016年能源（資源）消費成本結構

3.3 能耗指標分析

在2015-2017年期間，該辦事中心單位建筑面積綜合能耗和電耗整體呈現上升的趨勢，2017年達到近三年最高值，分別為49.57kWh/(m2·a)和46.61kWh/(m2·a)，主要原因是辦事人數增多，導致用電量增加。另外單位建筑面積氣耗和水耗整體呈現上升的趨勢，但2016年單位建筑面積水耗為0.92t/(m2·a)，較2015年和2017年下降，主要原因是該辦事中心2016年提倡節約用水，導致當年用水量減少。

參考廣東省《公共建筑能耗標準》（DBJ/T15-126-2017），A類辦公建筑（黨政機關辦公建筑）單位建筑面積年綜合電耗約束值為65kWh/(m2·a)，引導值為50kWh/(m2·a)。在2015年至2017年期間，該辦事中心單位建筑面積綜合電耗實測值分別為48.38、48.63和49.57kWh/(m2·a)，均低于約束值和引導值，能耗水平較低。

3.4 逐月能耗分析

（1）電力消耗量逐月分析

在2015年至2017年期間，該辦事中心電力消耗量逐月變化波動較大，總體上呈現“中間高，兩邊低”的現象，其中6-10月份電力消耗量較大，主要原因是該辦事中心位于亞熱帶沿海地區，夏季為6-10月，制冷時間較長，全年電力消耗量逐月走勢總體成拋物線狀，符合空調系統運行規律，見圖5。

圖5 2015-2017年電力消耗量逐月對比

（2）天然氣消耗量逐月分析

在2015年至2017年期間，某行政辦事中心天然氣消耗量逐月波動較小，但在2016年1月有較大波動，主要原因是2016年1月接待活動增多，導致飯堂天然氣消耗量有所增加，見圖6。

圖6 2015-2017年天然氣消耗量逐月對比

3.5 電力分項能耗分析

該辦事中心主要用能系統分為空調系統、照明系統、插座系統、動力系統和其他用電系統等，通過查詢建筑能耗監測系統，可知2016年該辦事中心空調系統耗和照明系統分別占總能耗的34.16%和38.38%（見圖7），因此提高能源使用效率和降低能耗水平的重點應放在空調系統和照明系統方面。

圖7 2016年電力分項占比

圖12015 -2017年各類能源（資源）消耗量

4 建筑室內環境檢測與分析

在2018年9月，通過采用室內環境質量綜合測試儀，對13個典型房間進行室內溫度、風速、PMV、PPD、CO2和照度檢測，結果顯示在測試期間12個被測試房間室內熱舒適性均滿足《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》（GB50736-2012）中的規范要求，全部被測試房間CO2濃度均小于0.1%，滿足《室內空氣質量標準》（GB/T18883-2002）中的規范要求。

但有6個被測試房間室內照度不足270lx，未滿足《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）中的規范要求。主要原因是部分房間采用普通日光燈，光通量較低，同時存在燈具損壞的情況。另外該辦事中心提倡節約能源，主動關閉部分燈具，造成部分房間照度不足[2]。

5 主要用能設備系統分析

5.1 供配電系統分析

在2018年9月，通過采用電能質量分析儀，對該辦事中心1#變壓器電壓配電柜進行供電電壓偏差、電壓總畸變率、三相電壓不平衡度和功率因數檢測。結果顯示在測試期間供電電壓偏差在7%以內，電壓總畸變率在4%以內，均滿足《公共建筑節能檢測標準》（JGJ/T177-2009）中的規定要求。但發現部分奇次諧波電流不合格，主要原因是該辦事中心用電負荷設備中有不間斷電源UPS、日光燈和計算機等較多非線性負載的使用，導致電流的波形畸變。

5.2 空調系統分析

該辦事中心冷水機組采用一套中央空調智能系統進行自動節能控制運行，冷卻水泵更換為多道變線節能空調泵，同時定期做好維護保養，減低電耗，能夠很好滿足制冷需求。但在調查期間發現冷凍水供回水溫差較小，可能會導致電耗增加。另外部分房間的分體式空調老化，制冷效果一般。

5.3 照明系統分析

該辦事中心走廊、大廳等公共區域未采用智能控制裝置，辦公樓8層走廊自然光線不足，并未開啟燈具，照度不足。辦公區域大部分房間采用日光燈和LED燈，光通量較低，并存在破損燈具，不能滿足辦公質量和節能需求。

6 節能潛力分析

目前，通過對該辦事中心能耗監測數據的收集、設備的測試以及指標的計算，發現在節能方面還存在一定的潛力，主要從能源管理、用能系統和行為節能方面提高節能效果。

一是能源管理方面。該辦事中心未成立能源（節能）管理組織機構，相關組織機構制度還不夠完善，缺少符合自身的能源管理方針和合理的年度節能目標，另外未達到水計量的分區管理要求。二是用能系統方面。冷水機組冷凍水供回水溫差較小，降低制冷性能系數，部分房間的分體式空調老化，制冷效果一般，另外公共區域未采用智能控制裝置，辦公區域房間存在破損燈具。三是行為節能方面。部分房間內人員長時間離開房間，沒有關掉風機盤管，空調開啟時，部分房間大門和窗戶打開，造成能源的浪費，另外部分房間存在人走燈不滅的現象。

7 改造建議

根據該辦事中心的能源管理現狀和用能特點，提出以下有針對性的節能改造建議。

7.1 完善能源管理

建議成立節能工作領導小組，明確各自的職責及分工，逐步形成監管有效的節能組織管理體制。另外建議安裝單棟的獨立水表，完善水的計量體系。

7.2 更換設備

建議安排專職人員核查老化的分體式空調、日光燈和破損的燈具，在自然使用周期內逐步更換成能效等級更高的空調設備和LED燈。

7.3 提高節能意識

建議提倡“人走關燈、關空調，按需使用”的節能意識，同時規定空調溫度應設置在26℃以上。

8 結論

某行政辦事中心擁有建筑能耗監測系統，可以實時掌握能源使用情況，優化能源消耗，提高能源利用效率，更好地分析和評價建筑能耗水平。由此可見，建筑能耗監測系統可以作為一種技術監督手段，對東莞市國家機關辦公建筑進行能耗動態監測和定量分析，為東莞市國家機關辦公建筑用能定額、能耗統計提供數據基礎。

某行政辦事中心2017年單位建筑面積綜合能耗為49.57kWh/(m2·a)，低于A類辦公建筑（黨政機關辦公建筑）單位建筑面積年綜合電耗約束值和引導值，但在研究過程中發現該辦事中心能源管理水平不足，未達到水計量的分區管理要求，同時發現存在室內房間使用日光燈和行為浪費的情況，因此更換照明燈具和提高建筑使用者節能意識是該辦事中心節能改造的重點。