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关键词:住宅建筑;电气工程;照明器具;改造方案
中图分类号:[F287.8] 文献标识码:A 文章编号:
随着城市化进程的不断较快,人们物质生活水平日益提高,对住宅建筑的品质和节能环保要求越来越高。据相关统计显示,我国建筑能耗与占全国总能耗的30%以上,其中住宅建筑电气能耗占了绝大的比例,可见住宅建筑电能消耗和节电潜力是非常巨大的。照明节能是住宅建筑电气节能的重要组成部分,对减少住宅建筑电气能耗、促进生态环境可持续发展方面具有重要作用。但我国许多住宅建筑由于建设年限比较长,老化问题日趋严重,加上建筑内部电气构造不合理、维修人员操作不当等原因,导致住宅建筑的电气节能无法达到预期的效果。因此,如何合理地对住宅建筑电气工程进行节能改造就成为了施工人员亟待解决的问题。本文通过探讨住宅建筑电气工程节能改造工作,提出一些可行的方案,以期提高建筑工程电气节能效果。
1 合理选择照度和照明方式
合理选择照度是照明节能的一个重要方面。当对既有住宅原有照明进行改造时,首先要根据不同的地点、不同的用途来确定适当的照度。照度过大,不仅浪费电能而且对人的眼睛有害,照度过小,给生活和工作带来不便,而且对人的眼睛也有害处。在满足通常照度标准的条件下,为节约电力,应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式,当一种光源不能满足显色性要求时,可采用两种以上光源混合照明的方式,这样既提高了光效,又改善了显色性。一般住宅建筑照明的照度标准值按国标(GBJ133-90)(表1)选择。
表1住宅建筑照明的照度标准
2 合理选择电线、电缆
照明线路上的损耗约占输入电能的12左右,影响照明线路损耗的主要因素是供电方式和导线截面积。由于线路存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。
三相线路中有功功率损耗按下式计算:
(1)
式中P—有功功率损耗(kw);
—计算相电流(A);
R—每相线路电阻(Ω)。
例如:在L=10m的BV-3×2.5的铜芯导线上传输功率为2kw,=0.8的电能,其有功损耗量,可由以下步骤求得:
芯线温度60℃的2.5mm2铜芯线每千米电阻,则当时,。
。同样情况,当采用铝芯导线BLV-3×2.5时,其芯线温度60℃的2.5mm2铝芯线每千米电阻,则
从以上可看到,线路上的功率损耗,同等截面铜芯线每10m的线路上相当于安装一个10W的灯泡。铝芯线每10m的线路上相当于安装一个20W的灯泡。在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起重视。线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/S,即线路电阻与电导率P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几个方面入手。
(1)应选用电导率较小的材质做导线。在既有住宅中,特别是20世纪70年代、80年代建的住宅中,照明线路大部分采用铝芯导线。线径细,电阻率大,电能损耗大。既有住宅改造中采用铜芯导线最佳,在满足用电负荷的前提下合理选择导线截面。
(2)减小导线长度。首先,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度;其次,低压线路应不走或少走回头线,以减少来回线路上的电能损失。
(3)增大导线截面。首先,对于比较长的线路,除满足截流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面,再加大一级导线截面。所增加的费用为M,由于节约能耗而减少的年运行费用为m,则M/m为回收年限。
认真落实上述三条措施,就可减少线路上的能量损耗,达到线路节约的目的。
3 科学选择电光源
选用高光效、低污染的电光源,提高照明质量,保护视力,提高劳动生产率和能源的有效利用率,以达到节约能源的目的。合理选择电光源非常重要。当确定多地点的照度之后,要结合电光源的性能与实际的其他照明要求(如显色、频闪、起动、耐振等),从节能的角度出发,选择好相当的电光源。一般住宅照明多采用白炽灯、荧光灯、紧凑型高效节能荧光灯。一般的室内照明应采用荧光灯。因为荧光灯的发光效率基本上为白炽灯的4倍,即15W的荧光灯相当于60W的白炽灯,考虑了镇流器的损耗之后还可节电60%左右。尤其是细管型(26mm)的荧光灯与紧凑型高效节能荧光灯,节电效果更好,它们比普通型(38mm)荧光灯还节电15%左右。住宅常用照明光源技术参数如表2。
表2 住宅常用照明光源技术参数
4 适当选择与布置照明器具
电光源选择之后,应根据照明场所的工作需要适当选择照明器具,这对于提高照明质量、减少投资、节约用电都有很大的作用。
灯具的主要功能是将光源所发出的光通进行再分配,而且还有装饰和美化环境的作用。选择灯具时应优先选用直射光通比例高、控光性能合理的高效灯具。如多平面反光镜定向射灯、蝙蝠翼式配光灯具、块板式高效灯具等。
合理选用功率损耗低,性能稳定的灯具附件。灯具附件包括镇流器、启动器、触发器及低压卤钨灯配用的附加变压器等。选用时应选用与光源相匹配的高效节能电器附件。
由于传统型电感镇流器存在着噪音大、有频闪、功率损耗高(用于40W灯管的自身损耗约8W)、功率因数低(用于40W灯管的功率因数约0.4~0.6)等缺点,因此,随着绿色照明工程的不断推进,普通型电感镇流器将逐渐退出市场,被节能型镇流器所取代。
对于常用荧光灯,目前市场上存在两种节能型镇流器,即电子镇流器和节能型镇流器。这两种镇流器各有其优缺点。
电子镇流器的优点:功耗低、起动快、功率因数高(0.92~0.99)、无噪声、无频闪、不用起动器、起动电压低、有预热起动、有异常状态保护、耐电网瞬时过电压冲击、质量轻,可在环境温度-15℃~60℃、相对湿度大于95%条件下正常工作。
电子镇流器的缺点:由于受到元器件质量的影响,尤其大功率开关三极管和电容器质量的影响,可靠性和稳定性尚不够理想,寿命长短难以控制。节能型电感镇流器的优点:节能、寿命长、功率因数高(0.9~0.98)、可靠性高、价格适中、无电磁干扰及谐波污染。
节能型电感镇流器的缺点:因节能型电感镇流器在我国尚属起步和发展阶段,在技术上还需进一步完善。如何解决镇流器的频闪和噪音问题、如何防止镇流器过热,以及如何使维修更方便等问题都需要认真的、科学的加以解决。表3为三种镇流器的性能对比(以配40W.直管荧光灯为例)。
表3 三种镇流器的性能对比
5 选用智能照明节能控制装置
智能照明节能控制装置是在满足规范要求照度的前提下,对气体放电灯实施轻松自如的调控,达到节能效果,同时使光源和附件的使用寿命延长,以节省费用。
采用各种类型的节电开关(如声光控延时开关、光电自动控制器、节电控制器等),通过控制灯光点燃时间,进一步达到节能目的。如楼梯间常选用的声光控延时开关,路灯照明、景观照明常选用的时钟和光电控制器。
6 加强照明用电的维护管理
加强用电管理,做好节电宣传工作,建立实施节电制度,使人们养成节约用电的好习惯。在维护方面定期清扫照明灯与照明器上的灰尘。
因为灰尘聚积过多,就会减少透射与反射的光通亮,降低照度。定期对室内墙壁和天花板进行刷白,能使白色墙壁的光反射率高,可达80%~85%墙壁变黄变灰之后光反射率大为降低(约为30%~50%)。如果是水泥墙壁光反射率还只为25%左右,红砖墙壁光反射率只为10%左右。及时更换老化的照明灯与损坏的照明器提高照度。照明灯老化后,发光效率降低,耗电量反而增大。照明器损坏后,反射光的性能变差,使照度降低。所以照明灯具老化和损坏后都应及时更换。
7 结语
住宅建筑电气节能是实现我国生态环境可持续发展战略的重要手段,能够大大节约能耗,提高能源利用率。因此,建筑工程人员应清晰认识到电气节能的重要性,根据住宅建筑的特点,制定出切实有效的电气节能改造方案,并加以实施,从而提高住宅建筑电气节能的效果。本文从六个方面提出了一些节能改造措施,如果能在住宅建筑改造中有所应用,将在节能方面有明显提高。
参考文献
关键词:节能技术;公共建筑;设计原则
中图分类号:TU201文献标识码: A
目前,国家已经制定了相应的行业执行标准,以具体监管城市建筑工程节能工作。将节能工作落实到实处,是我们目前工作的重点。严格地采取节能措施,让每一位公民真正树立起全面的建筑节能观,是政府工作的最终目标。全面的建筑节能是一项系统工程,需要该行业各个企业、各个部门的积极配合,只有将节能环保工作落实到实处,才能将可持续发展进行到底,实现社会的和谐发展。
.我国公共建筑节能工作进展
1.1积极推动公共建筑节能监管体系建设
2007年,印发了《国家机关办公建筑和大型公共建筑节能专项资金管理暂行办法》,组织实施国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系建设示范。根据文件要求,中央财政设立专项资金,支持在全国范围内进行国家机关办公建筑和大型公共建筑的能耗统计、能源审计和能效公示,识别高能耗建筑和重点能耗建筑;支持有一定工作基础的省市建立公共建筑节能监测平台,促进公共建筑的节能运行。“十一五”期间,中央财政累计拨付资金约7亿元,支持北方等9省市开展公共建筑能耗动态监测平台建设示范,支持北京大学等72所高校进行节约型校园建设示范。通过公共建筑节能监管体系建设,摸清了全国公共建筑能耗情况,区分了重点能耗建筑和高能耗建筑,激发了公共建筑节能改造的市场需求。
1.2公共建筑节能改造重点城市示范开始启动
为了进一步推进公共建筑节能,2011年财政部、住房和城乡建设部印发了《关于进一步推进公共建筑节能工作的通知》,在深入推进公共建筑节能监管体系建设的基础上,积极推进公共建筑节能改造。中央财政将选择在公共建筑节能监管体系建立健全、节能改造任务明确的地区,组织实施公共建筑节能改造重点城市示范,规模化推进公共建筑节能改造,充分发挥政策的综合示范效应。重点城市在批准后两年内应完成改造建筑面积不少于400万平方米。对节能改造重点城市,中央财政将给予每平方米20元的财政资金补助。2011年,天津、深圳、重庆被列为第一批公共建筑节能改造重点城市试点。
1.3大力推进合同能源管理等节能服务机制建设
合同能源管理等节能服务机制能充分发挥市场在建筑节能中的作用。2010年,财政部、国家发改委印发了《合同能源管理项目财政奖励资金管理暂行办法》,中央财政安排专项资金,对合同能源管理项目按年节能量和规定标准给予一次性奖励。奖励资金由中央财政和省级财政共同负担,其中:中央财政奖励标准为每节约1吨标准煤奖励240元,省级奖励标准为每节约1吨标准煤奖励不低于60元。另外,财政部、国家税务总局联合下发了《关于促进节能服务行业发展增值税、营业税和企业所得税政策问题的通知》,对符合条件的节能服务公司暂免征收营业税和增值税,并给予“三免三减半”的所得税优惠。
2.我国公共建筑节能工作中存在的问题
2.1公共建筑能耗水平依然较高
据统计,公共建筑单位面积平均能耗是50~70度电,其中大型公共建筑单位面积能耗为150~300度电,是城镇普通居住建筑单位面积耗电量的10~20倍,公共建筑的面积不到城镇建筑面积的4%,却消耗了全国城镇建筑总耗电量的22%以上。而且,远高于同纬度发达国家能耗水平,是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5~2倍。
2.2公共建筑能耗增长形势依然严峻
随着经济社会发展,建筑服务水平要求提高,公共建筑规模、体量与能耗强度快速增长。从发达国家经验看,美国20世纪50年代末到60年代初、日本60年代末到70年代初、韩国90年代都出现了公共建筑能耗在不到十年的时间里增加1倍的情况[1]。我国目前公共建筑总建筑面积约80亿m2,总能耗1.5亿吨标准煤,与2000年相比,分别增加了1.5倍和2倍。如果继续按这一趋势发展,到2020年我国公共建筑能耗将至少是目前的2倍,超过3亿吨标准煤,我国经济社会发展将难以承受。
2.3公共建筑节能服务市场发展滞后
公共建筑粗放式用能管理模式仍未改变,能源浪费现象突出,专业化的能源管理支撑能力不足,合同能源管理等现代化节能服务机制仍未建立。一方面,公共建筑节能项目规模相对较小,节能收益相对较低,影响了节能服务公司在公共建筑节能领域发展的积极性;另一方面,公共建筑节能服务项目实施中标准、检测和验证问题滞后,公共建筑节能量目前尚无统一的测量和计算方法,导致节能效益无法确认,严重制约了节能服务项目的发展。
3.公共建筑节能政策设计原则
公共建筑节能有其特殊性和复杂性,为促进公共建筑节能工作有效开展,其节能政策设计应坚持下列原则。
3.1强制性节能与经济激励节能相结合的原则
公共建筑大体上分为政府办公建筑和商业建筑两大类,对政府办公建筑来说,按照“实报实销”的能源费用征收管理体制,经济激励对其吸引力并不大,相反,适当的强制性行政指令,往往更为有效。因此,针对公共建筑业主对象的不同,可采取不同的策略,对政府办公建筑更多的通过行政指令强制其进行节能改造,对商业建筑则通过经济激励政策引导其节能行为,有效推进公共建筑节能工作。
3.2政府引导与市场运作相结合的原则
公共建筑节能的外部性因素往往导致市场配置资源失效,需要政府加强政策的引导。特别是公共建筑节能改造投入资金量大,在市场配置资源不足的情况下,需要政府加大财政投入,培育市场主体,引导社会资金的投入。因此,推进公共建筑节能应采取“政府引导、市场推进”的机制,引导更多的企业参与和投入进来,最终形成相对完善的全产业链发展模式。
3.3能耗总量控制与分项细化控制相结合的原则
公共建筑节能改造是个系统工程,包括建筑围护结构、建筑用能设备与系统、能耗计量系统的节能改造,在政策设计时,不仅仅要考虑节能总量目标的实现,更要注重分项细化目标的制定,引导公共建筑主体在实施建筑能源审计与节能诊断的基础上,科学制定分项细化的实施方案。
3.4技术节能与行为节能相结合的原则
推进建筑节能、提高节能效率,离不开节能技术的进步与革新,但更应看到,建筑使用者的节能行为又是最为简单而有效的节能途径。因此,建筑节能政策设计要在关注节能技术进步同时,加大宣传教育力度,加强公众节能意识的培养。技术节能与行为节能结合起来,才能使节能效果最大化。
4.公共建筑节能政策建议
4.1完善技术标准体系建设,强化建筑节能专项审查制度
完善公共建筑节能设计标准、技术指南、技术政策体系建设,加强建筑用能设备管理,研究建立推广、限制、淘汰技术产品目录。建立公共建筑节能评估和审查制度,明确节能评审机构主体,在工程设计、建造、验收阶段,强化建筑节能专项核查。
4.2推进公共建筑节能监管体系建设,提高管理水平
建立常态化的能耗统计、能源审计、能效公示制度。已批准的省级能耗动态监测平台,继续扩大纳入监测的城市范围;继续扩大省级能耗监测平台试点,争取“十二五”期间,建立覆盖全国的大型公共建筑节能监管体系。公共建筑节能监管体系建设应做好以下几项工作:
(1)完善能耗数据实时监测系统建设有关的行业标准编制,科学指导公共建筑能耗统计、能源审计、能耗监测工作。
(2)提升能耗数据分析能力和水平,推进能耗定额制度建设,切实发挥能耗监测在建筑节能中的作用。
(3)提高管理水平,逐步拓展监测平台功能,不仅仅完成能耗监测、能耗审计,还要能科学地控制能耗设备的运行方式,给出最佳的节能运行方案。
4.3完善公共建筑节能改造制度办法,加强节能改造技术指导
在公共建筑节能监管体系已经建立健全,能够实时掌控辖区内公共建筑能耗信息情况,详细统计高能耗建筑和重点用能建筑能耗情况的基础上,节能改造任务明确的城市和高校,进一步推进公共建筑节能改造。要求“十二五”期间,公共建筑单位面积能耗下降20%以上,其中大型公共建筑单位建筑面积能耗下降30%以上。
4.3.1完善财政资金奖励补助办法
目前的财政奖励资金是按改造的工作量核定的,但公共建筑节能改造涉及内容广泛,不同改造任务间的成本相差很大,统一标准量化有失政策的公平性和可行性。鉴于进行节能改造的公共建筑都已纳入监测平台,能够准确掌握建筑能耗情况,因此可以采取“目标考核奖励”的办法,即批准的公共建筑节能改造重点城市或高校,能够在两年内完成单位面积能耗下降20%目标的,给予奖励。否则,收回奖励资金。
4.3.2科学规划节能改造流程
由于大型公共建筑能耗系统的复杂性,在建立节能监测平台的基础上,要进一步从能源审计到节能效果评估上进行全过程规划,以达到节能效果最大化。一是能源审计,确定重点用能设备、重点系统,找出耗能不合理和具有节能潜力的领域;二是节能诊断,对能耗的现状及形成原因进行深入了解;三是节能改造方案,按照节能诊断结论有针对性地提出节能改造方案;四是实施节能改造;五是实施节能运行,调整优化系统运行策略;六是节能效果评估。
4.3.3鼓励采用低成本的节能改造方式
要转变节能改造观念,倡导在实施建筑能源审计和节能诊断的基础上,对既有建筑物围护结构及用能系统通过采用成熟可靠的无成本(优化运行管理、完善物业管理等)、低成本(改造投资额较低,节能效果明显、投资回收期较短)节能措施实施节能改造。
4.4大力推进节能机制创新,加强节能服务能力建设
各地应依据监测平台,通过能耗统计、监测,摸清能耗基线、确定能耗定额。在确定能耗定额的基础上,应进一步建立基于能耗限额的用能约束机制,通过超定额加价制度,或公共建筑节能量交易的方式,激发节能改造需求,实现降低能耗目标。
参考文献
关键词:大型公共建筑;节能管理模式;节能监管
中图分类号:TE08 文献标识码:A
1大型公共建筑
我国的建筑被划分为民用建筑和工业建筑。民用建筑又分为居住建筑和公共建筑。公共建筑则包含办公建筑,商业建筑,旅游建筑,科教文卫建筑,通信建筑以及交通运输用房。在公共建筑中,除了采暖之外,由于建筑规模大小和类型的不同,在能源上的消耗上存在着巨大的差异。大量的调查研究表明:公共建筑如果不包含采暖能耗的话,建筑能耗的变化跟建筑所处的地域关系不大,只是与建筑的规模和类型有关。经测算,如果公共建筑的面积大于 2 万平方米时,并且它的采暖通风使用了中央空调,那么它的单位建筑面积的能耗为不采用中央空调的小于 2 万平方米的公共建筑的能耗的三到八倍。而且以上这类建筑的能耗特点和能源的消耗情况也与小于 2 万平方米的公共建筑存在较大的差异。 通过对比公共建筑的面积和有无采用中央空调系统,在我国将公共建筑分为两大类型:一种是大型公共建筑,另一种是一般公共建筑(普通公共建筑)。接下来,对以上两类建筑给与明确的定义,即一般公共建筑是指建筑面积在 2 万平方米以下或不采用集中空调系统单幢建筑大于等于 2 万平方米的建筑;大型公共建筑指建筑面积为 2 万平方米以上且采用中央空调系统的办公、商业、旅游、科教文卫、通信以及交通运输用房等建筑。
2大型公共建筑全生命周期节能管理模式
通过对我国大型公共建筑节能管理现状的调查研究,本人设计了由市场行为、行政审批、市场杠杆和管理、技术手段相结合的大型公共建筑全生命周期节能管理模式。对于大型公共建筑全生命周期,笔者将其划分为项目决策阶段、设计阶段、施工阶段和运行阶段,下面将对各阶段的节能管理进行分别阐述。
大型公共建筑的建设阶段,首先通过可行性研究进行节能评估,通过引入激励和惩罚措施来对大型公共建筑节能的第一关进行把控。通过可行性研究,政府部门可准予此项目立项。接下来在施工图设计和施工方案选择阶段,政府部门还要进行法案和图纸的审查工作,进一步控制建筑节能管理。在以上程序都达标后,建设单位方可领取施工许可证。再接下来,可以进行招投标工作,确定适合的施工单位对此项目进行施工建设。当大型公共建筑主体工程完成后,对采购的设备安装和调试时,要进行初步的能耗测定,满足能耗定额标准的,及实际能耗低于定额的项目可以通过经济激励措施给与奖励。最终,通过工程验收标准后的大型公共建筑进入了使用阶段。这时,对于运行阶段的管理,可以采取节能监测,能耗公示,用能定额管理等管理手段。如果既有建筑存在能耗过高的问题,就需要进行节能改造,需要物业部门和业主共同完成。
政府对大型公共建筑行政审批可通过 “批准立项、核发开工许可证、工程验收备案和用能管理”环节。地方政府应该带头培育建筑节能市场,通过市场机制让节能服务企业参与到大型公共建筑节能管理工作中,充分发挥市场杠杆的有效作用,形成政府推动,社会力量广泛参与的工作局面。
3大型公共建筑运行节能监管模式研究
监管模式的总目标是推动大型公共建筑节能管理与改造。我们将大型公共建筑运行监管模式的总目标进行分解,可得到以下四个制度目标。
3.1 能耗统计制度
能耗统计,即对大型公共建筑的基本情况,能源消耗分季度、年度的调查统计和分析。在能耗统计制度的指导下,对于大型公共建筑的能耗统计笔者将从三个方面进行分析:
其一,要对各城市大型公共建筑能耗总量进行统计。通过能耗总量的分析,得到其变化的特点,为后续工作做基础。
其二,要对各城市重点用能的大型公共建筑节能运行水平情况进行统计,并且追踪其变化的状况。
其三,通过大型公共建筑能耗的统计情况,各业主能够对其用能水平在同类建筑中的地位进行直观的判断。
3.2 能源审计制度
能源审计即根据能耗统计的结果,选取各类型建筑中的部分高能耗建筑,或部分具有标杆作用的低能耗建筑进行能源审计。 建筑能源审计是为了达到建筑节能的目的而采取的一种科学管理和服务的方法。通过建筑物的能源审计,可得到建筑能耗构成以及能能效情况。通过审计可以对建筑物的能耗如何进行分项计量提供数据依据,并且可以对建筑如何进行改造提供科学有效的方法。
在能源统计制度下,能源审计要实现两个作用:
一是通过大型公共建筑的能耗统计,对于一些高能耗的重点建筑进行能源审计,分析其能耗过高的症结。另外,对重点建筑的情况建立起数据库,为能效公示和实现“低成本”或“无成本”改造提供依据。
二是通过对能耗统计确定标杆建筑,并建立标杆指标和标杆建筑节能运行方案的数据库,为建筑能耗定额标准的确定提供依据。
3.3 能效公示制度
能效公示,指在政府或其指定的官方网站以及本地主流媒体对能耗统计的结果和能源审计结果进行公示。
在能效公示制度下,能效公示要实现三个目标:
其一,让公众参与到大型公共建筑节能管理中来,通过能耗的公示,让公众了解同类型建之间的能耗差异,通过公示刺激业主改善大型公共建筑能耗水平,并对不合理用能进行改造。
其二,通过公示的能耗数据,使各业主了解到自身的情况,通过高低直观的对比,促使业主采取行动,大力投身节能管理中来。
其三,通过能耗数据的公示,让市场信息透明化,为节能服务市场注入活力。
3.4 节能量绩效验证制度
节能量绩效验证具有两个作用:
其一,通过用能定额把节能目标落实到国家、省、市的各个大型公共建筑。
其二,在节能量绩效验证制度下,通过经济杠杆激发业主的节能积极性,为超定额加价和节能奖励提供依据。 气候、使用功能、运营情况都可以影响到建筑用能的变化,而大型公共建筑能耗监测平台可以为节能绩效验证提供即时准确的数据。所以,大型公共建筑能耗监测平台的实施具有可行性。
4小结
通过对我国大型公共建筑节能管理现状的调查研究,笔者设计了由市场行为、行政审批、市场杠杆和管理、技术手段相结合的大型公共建筑全生命周期节能管理模式并对其进行了阐述,此模式将节能管理从设计施工阶段延伸到了项目整个生命期。
笔者对我国大型公共建筑节能运行监管模式进行了设计。此模式强调了运行阶段大型公共建筑的节能管理,通过一个大目标和四个制度的建立来推进节能管理工作顺利进行。由于篇幅的限制,还有很多问题没有进一步深化研究,需要笔者在之后实践中进一步钻研。
参考文献:
[1]李仕国,王烨.中国建筑能耗现状及节能措施概述[J].环境科学与管理,2008
【关键词】公共建筑;节能评估;工作指南
引言
随着《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(国家发改委2010年6号令)等一系列法律法规的颁布施行,固定资产投资项目的节能评估和审查作为加强节能工作的重要组成部分,是项目审批、核准或开工建设的前置性条件,从源头上杜绝能源浪费,避免用能不合理项目的审批,提高项目能源利用效率,从而为项目决策提供科学依据,这将对国家“十二五”期间乃至今后的节能减排工作起到强有力的推动和保障作用。加强对建筑业的节能审查和管理能够从源头上实现节能降耗,并且对促进产业结构调整和产业升级具有重要意义。我国将建筑划分为工业建筑和民用建筑,民用建筑又包括公共建筑和居住建筑。公共建筑的种类繁多,其能耗情况复杂多样,目前尚未有专门针对公共建筑的节能评估报告编制大纲,致使社会上的公共建筑节能评估报告编制水平参差不齐,不能很好地起到作用。针对公共建筑的节能评估报告,笔者结合该类报告编制的工作程序,谈谈在报告编制过程中的一些经验积累和思考。
一、公共建筑节能评估报告编制
公共建筑项目节能评估报告应以国家发展改革委资源节约和环境保护司与国家节能中心联合编制的《固定资产投资项目节能评估工作指南》(2014年本)(以下简称“工作指南”)为纲进行编制,工作指南中针对各类型项目能耗特点的不同,分项目类型列出了4大类编写指南,公共建筑项目应以编写指南(总纲・2014年本)为依据,进行编制。
(1)评估内容及依据
以项目投资建设内容为依据明确评估范围和用能系统边界,据此对项目能源消费情况、建设方案、主要用能系统、主要耗能设备能效水平、节能措施等方面开展评估工作,并确定评估重点、评估原则、评估方法等。
公共建筑节能评估报告的评估依据既包含政策性依据,如与建筑节能相关的国家及地方法律、法规、规划、行业准入条件、产业政策,节能技术、产品推荐目录,国家明令淘汰的用能产品、设备等目录;也包括与公共建筑节能设计相关的标准和规范,如国家及项目所在省(市或自治区)建筑节能标准、绿色建筑标准、可再生能源利用技术标准等,建筑、电气、暖通、给排水等相关专业设计规范,电气、暖通、给排水等相关建筑耗能设备的能效标准、节能技术、节能产品等技术标准;同时,项目支撑性文件也是必不可少的依据,如项目可行性研究报告、能源供应等相关文件或协议。
(2)项目概况
在项目概况章节中,既要全面概括介绍,把项目的整体情况加以详细说明,如项目建设单位概况,项目名称、建设地点、建设背景、建设规模、建设内容、总投资、资金来源、总体经济技术指标及项目前期工作开展情况、工作进度计划等,改扩建项目还应介绍既有项目的相关情况;又要突出能源消费这个侧重点,强调说明项目能源消费方面的情况,如项目用能情况及能源使用分布情况,叙述项目能源供应条件。
(3)项目建设方案节能评估
公共建筑项目建设方案的节能评估,要有别于一般工业项目建设方案节能评估的步骤和思路,在工作指南总纲中,只针对一般工业项目,给出了评估步骤和评估侧重点,其并不能很好的反映出公共建筑项目的能耗特点。所以,在此章,要针对项目自身特点,做出相应的调整。笔者建议此章分为建筑、给排水、暖通空调、电气等4个专业,分专业对建设方案进行评估。针对每一个专业,分别从以下3个方面进行有层次、有逻辑的论证:首先,将能评前已有的设计方案进行叙述;其次,对前述设计方案从节能角度进行评估论证,并给出评估结论;再次,对项目设计方案提出优化建议,说明项目采纳了哪些建议并分析其节能效果。
列出项目采用的暖通设备表、给排水设备表、电气设备表,并对设备的能效水平进行对标分析,评估其能效水平,提出评估结论和建议。
(4)节能措施评估
节能措施评估分为能评前节能措施和能评阶段节能措施,从建筑、暖通、给排水、电气等4个专业角度,将能评前已经采取的节能措施进行一个全面细致的梳理,对各条节能措施的节能效果进行评估,计算节能量。能评阶段结合项目设计方案在节能方面存在的问题,说明节能评估提出且项目采纳了的建筑、暖通、给排水、电气方面的节能措施;对各条节能措施的节能效果进行评估,测算节能量并折标煤,对各条节能措施进行经济性评估。
(5)项目综合能耗及节能水平评估
根据项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备的能效,进行供暖、空调、通风系统,给水、排水、生活热水、饮水系统,供配电系统能耗计算,并附具体计算过程。对于暖通系统、给排水系统、电气系统之外的其他用能,如餐饮用气用电、数据机房设备耗电、医疗设备耗能、试验工艺耗能、科研设备耗能等,根据项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备的能效,单独进行能耗计算。
根据项目所有用能系统的能耗计算,合计得出项目年综合能耗量,并计算出项目单位面积综合能耗指标。
结合项目节能评估后最终采取的设计方案、节能措施、设备能效,根据国家现行《节能建筑评价标准》(GB/T50668)规定的节能 设计评价指标体系,来确定项目所能达到的节能等级目标(A、AA、AAA级);根据国家现行《绿色建筑评价标准》(GB/T50378),来确定项目所能达到的绿色建筑星级目标(、、级),并结合项目达到的节能等级目标或绿色建筑星级目标,对项目总体节能水平进行评估。
(6)项目能源消费对所在地影响评估
介绍项目所在地的电力、热力、天然气、水等供应及消费需求情况。根据项目所在地节能目标、单位地区生产总值能耗、地区生产总值、国民经济发展规划、能源发展规划等资料,测算项目所在地省、市两级能源消费增量。计算项目综合能源消费量占所在地能源消费增量的比重,分析判断项目综合能源消费量对项目所在地能源消费的影响。
(7)结论与建议
根据对项目的节能评估情况,说明项目评估后在节能方面还存在的主要问题,并对存在问题提出有针对性的改进建议。
二、报告编制注意事项
公共建筑节能评估报告内容相对比较复杂,在评估时需要逻辑思路清晰,下面就该类项目节能评估报告需要注意的方面说明如下:
(1)资料内容一致性
在编制节能评估报告时需要参考项目建设单位提供的各项前期资料,在这些文件中可能存在数据前后不一致,内容不齐全,数据随时更新等诸多问题,这就需要和项目建设单位进行充分的沟通,确保报告内容在最大程度上符合项目的实际情况。
(2)计算项目能耗时不重复计算,并分项说明
在计算具有不同功能的建筑能耗时要分别加以说明,不能笼统地全部归纳在一起,要将不同功能用途的能耗数据分别列表,做到一目了然,因为不同功能用途对应的是不同的参考标准。
(3)说明节能措施和效果的明确性
在说明项目所采取的节能措施和取得的节能效果时要清晰明确,不能只作原则性和大致性的描述,尽量做到量化说明,另外要根据项目特点提出科学合理的节能措施和技术方案,该措施和方案要具有针对性,可行性和经济性。
参考文献
[1]佟立志. 固定资产投资项目节能评估(一)[J]. 中国工程咨询,2011,(1):75- 76
关键词:公共建筑;节能;电动调节阀;PLC
1引言
公共建筑的节能改造是目前供热领域的热点,也是国家大力倡导的一个方向,甚至出台不少关于公共建筑能耗指标、公共建筑节能评估办法、以及公共建筑用能管理的文件、办法甚至国家标准。但这些更多的停留在诸如建筑结构、保温材料这类建筑本体节能技术和诸如能耗指标、评估办法等管理方式上。在我国北方,对于公共建筑,还有个很大的能源消耗是集中供热期间的热能消耗,降低热能消耗具有十分重要的意义。相比较于住宅,公共建筑有其自身特点,如何根据公共建筑的特点,设计一套适合于公共建筑的节能方案,是目前供热领域大家都在积极思索的问题。重庆市伟岸测器制造股份有限公司在2014年通过市场公开招标一举夺得某单位2014年既有建筑供热计量及节能改造工程(2标段)的承建项目,该项目涉及该单位9个换热站95栋公建群,其中包括行政办公楼47栋,职工食堂5个,车库9个,服务性设施7栋,医院3所,学校2所,商务酒店和宿舍大楼22栋,涉及供热面积89万平方米左右。从业主方的招标书可以看到,项目的目的非常明确,就是通过对公共建筑的二次管网改造实现节能。本项目涉及到的公共建筑群种类比较多,基本涵盖了常见的各种公共建筑类型。而通过现场考察,这些公共建筑群相对还比较集中,非常适合进行节能改造,改造后的成果对于其它类似项目也具有非常典型的示范效应。
2节能改造方案
2.1目标建筑特点
(1)上述所有公建群内的工作人员作息时间固定,大多数建筑白天有人员,夜间无人,采暖需求集中在工作日的白天上班时段,而节假日或工作日的下班时段,无需正常供热;(2)即使上述公建群内存在着个别值班人员,为了一两个人员取暖,而让整个公建楼栋正常供热,形成了事实上的严重热源浪费现象。此外,这些人员的供暖可以通过辅助设备解决;(3)公建和民建往往共用一根供暖管线,而在作息时间上,正好存在供热时间上的互补现象,如果合理应用,可以更高效率的利用管网和热源。
2.2节能方案
在每个公建楼栋二次网回水管道上加装电动调节阀调节楼栋二次网流量;在公建楼栋二次网给水管道上加装球阀、过滤器、热量表对流量、热量进行计量;;在公建楼栋不同的楼层和房间安装GPRS温度采集器,收集来自不同采集点的温度信息。上述所有数据进入安装在楼栋管道井内的就地PLC控制器。通过就地PLC控制器,按分时段和室外温度补偿等控制模式进行适时控制,提供不同的供热需求,达到公共建筑的节能效果。同时,通过GPRS无线通信方式,将PLC控制器各种现场参数上传到监控中心,实现数据交换和各种控制模式的切换,从而形成就地和远程的联动机制。
2.3节能原理
根据上述公建楼栋的功能和作息时间,通过安装在各公建楼栋热力入口处上的电动调节阀以及PLC控制器,按公建不同功能性质的作息时间段进行就地和远程的适时控制。通过改变电动调节阀在不同时段的开度值,控制供热流量的大小,改变供回水温度来到达节能效果。同时在保证二网回水压力值恒定的条件下,控制好合理的循环压差,确保公建楼栋在最不利点上不会形成气阻,而影响公建的供热效果。在对各公建楼栋进行分时段供热的情况下,随着温度调节阀开度的降低,二次网水循环量也会减少,循环泵用电量随之下降,从而实现节能。
2.4节能测算
(1)理想节能率的预算以供暖时间180天,作息时间上午10:00上班,下午19:00下班为例。在休息时段、周末日和节假日节能供热。考虑到温度的滞后反应,提前4小时正常供热,提前2小时节能供热。即温度调节阀在白天作息时间上午6:00至下午18:00时间段,将阀位开度开至100%进行正常供热,而在下午18:00至第二天早晨6:00时间段将阀位开度开至30%左右,保证管道不被冻裂的情况下进行供热。则可节能时间计算如下:①周末可节能时间为:180×2/7=51(天)②夜间可节能时间为:180×5/7×1/2=62(天)③国家法定节日时间为:3天(春节)+1天(元旦节)+1天(清明节)=5天故可利用总节能时间为:a+b+c=51+62+5=116(天)④在理想的节能状态下,假设调节阀开启度为30%,则理想的节能率=总节能时间/总采暖时间×节能状态阀关度x修正系数116/180×(1-30%)x50%=22%备注:修正系数是考虑到阀门开度降低后,回温会降低。同时,调节阀开度与流量的关系也非线性关系。以热费成本10元/平方计算,每年每平方米可以节约资金=10×22%=2.2(元)(2)影响因素①在节能状态下调节阀的关闭度可任意调节,在不同的时间段内,可以根据实际的天气情况设置不同的开启度,即实际节能率还有上升空间。②供热昼夜不均衡对节能率的影响,夜间温度低于白天,所以从整体分析,白天的供热量相对于夜间要少,所以在夜间节能,相同的舒适度下,夜间的能耗要高于白天,也会使实际节能率有所上升。③回水温度对节能率的影响,以上计算中主要从时间段节能上分析,事实上,进入节能状态后,回水温度要比正常供热低,所以会使节能率有所下降。
3投资与收益
励行节约,实现企业利润最大化,现代经营管理学告诉我们:“节约就是获利”,节约的重点“应放在企业最大的支出项上”,因为这样的节约能使利益最大化。供热公司是以买卖热能为赢利方式的企业,热能支出是最大的支出项。所以,要实现利润最大化,就应在节约热能上下功夫。以面积为9507平方米公建为例,供热入口管径为125mm,如果使用了电动调节阀,年节能费用为:9507×2.2=20915元,单套二次网节能调节系统成本约为85000元,每年运营成本约为1000元,5年左右即可回收成本。
4实际测试
为了证实在热计量改造后,是否能够按照我们理想中的节能率来到达节能效果,我们在实施改造后,将95个公建群中,抽取了其中带固定作息时间性质,并且具有一对一独立控制的24个公建建筑群,分别按三个批次用分时段控制的方式进行测试,根据办公室建筑用热特点,考虑建筑物热惰性引起的时间延迟,预先设定调节阀的启闭时间,在上班10:00前,提前4个小时(即早晨6:00)将调节阀阀位开度从30%开至到100%,此阀位开度将延续至下午18:00(时间段为白天12小时),此时间段耗热量我们把它作为白天12小时的耗热时间,即白天的热累积量。因温度变化有较大的滞后现象,在下班19:00前,提前一个小时(即下午18:00)将调节阀阀位开度从100%降至到30%,此阀位开度将延续至第二天凌晨6:00(时间段为夜间12小时),此时间段耗热量我们把它作为夜间12小时的耗热时间,即夜间的热累积量。两个时间段热量之差粗略计算为当天节约的热量。同时,两个时间段产生的瞬时流量差,即为当天节电量换算依据。
5认识与分析
公共建筑供热节能装置主要针对整个楼栋的控制,适用于用热时间较集中,作息时间较固定,分时段控制性较强的公共建筑,例如:办公楼、学校、体育馆和商场等大型公共建筑,这类建筑能耗大,同时这类建筑使用性能与住宅不同,一般在晚上无人使用,只需保证管道不结冻,即保证值班供暖温度(一般为5-8度)即可。节能阀通过加装自控装置实现楼栋入口的流量调节,实现分时段供热模式,可大大降低能耗。在上述公建群节能改造的同时,必须同时对各公建对应的换热站循环系统和补水系统进行变频改造,因为在各公建进行分时段调节的同时,系统的流量、压力将发生不同程度的改变,为保证正常的二网压差循环和定压补水,使其在系统最不利点得到正常水循环,而不被形成气阻,影响供热,浪费能源,建议对二网系统采用自动变频运行。很多公建和民建供暖管道都使用同一根管线,而供暖高峰期的时间正好相反,即白天与晚上供暖需求正好形成互补,建议对上述进入民建分支的入口管线也安装相应的电动调节阀,这样对整个供暖系统水力平衡起到了更好的互补作用。由于安装温控阀的位置多为管沟和新建的热井,而这些安装的条件是地方狭窄,空气潮湿,为了更好的适应公建节能项目的推进工作,建议将调节阀的物理尺寸尽量变小,还要同时提高调节阀的防护等级。由于PLC与上位机的通信,通常采用GPRS进行无线通信,而这种方式往往受到当地的通信基站信号的强弱、设备安装的位置和气候的影响,而无法使数据和各种控制指令进行及时收集和实时调整,建议改变通信方式。因公共建筑大楼都敷设了光纤和电话线路,只要通过一定的方式转换就能很好的解决通信问题,从而使数据和控制指令能够及时的给予显示和响应,可大大提高系统的可靠性和系统的稳定性。
6结束语
通过实际运行数据对比,二次网节能改造方案实施后,节约热能15%,节能效果明显。二次网节能自动化控制系统的实现和应用,提高了供热系统的自动化操作水平,深入了智能热网的智能化层级,显现了较好的节能效果,经济效益明显,推广意义深远。
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