主动干涉下的楼宇管理节能研究

同济大学机械与能源工程学院　李翠　李峥嵘

主动干涉下的楼宇管理节能研究

同济大学机械与能源工程学院李翠李峥嵘

楼宇节能管理是降低公共建筑能耗的重要措施之一，而目前大多数关于楼宇节能管理的研究集中在利用数学模型对建筑负荷进行预测、通过自动控制手段期望实现节能的目的，基本上忽略了管理者对于节能技术实施效果的影响。该文以上海市公共建筑为例，对56幢建筑的楼宇管理现状进行了调研，对有无管理人员主动干涉的楼宇管理模式及节能效果进行了对比分析，并以建筑实际运行数据为依据证明管理人员的主动干涉可以有效提高建筑能效水平。以行为模型理论为指导，分析建立主动干涉管理模式的关键因素和途径，为建立有效节能管理模式提供参考。

楼宇管理；节能；管理行为；

0　引言

公共建筑特别是大型公共建筑能耗水平较高，能源浪费严重，节能潜力大。目前建筑节能的重点主要集中在节能技术和高效节能设备的设计及应用，但建筑节能不是简单的各种高效节能技术与设备的堆砌，建筑能耗水平的高低除与节能技术应用有关外，还与实际运行阶段的管理和使用有关。在不改变系统形式、不对系统进行大的调整情况下，通过人为设定或采用一定技术手段，同样可以减少系统运行能耗，避免不必要的能源浪费。大量的实践证明，不论是集中采暖，还是中央空调系统，其运行节能管理的节能效率通常要占50%节能量中的10%-15%[1]。节能管理是落实建筑节能指标、降低建筑能耗的终端环节，也是非常重要的环节。

楼宇智能化管理系统利用自动化BA系统，对建筑设备集中管理和自动监测，通过计算机系统及时启停各相关设备，避免设备不必要的运行，以节省系统运行能耗。智能化管理主要是基于对建筑物空调负荷预测，以实现空调系统优化运行与控制[2,3]。国内外许多专家学者利用数学模型对空调负荷预测研究[4,5]，主要包括回归预测模型、灰色理论预测模型、神经网络预测模型等，通过自动控制手段期望实现节能的目的[6]。模型预测精度除与建模的复杂度有关外，还与感温元件的灵敏性以及实际系统特征有关。因此，建筑预测负荷与实际运行负荷之间还存在一定的差异性，还有商业建筑实际运行特征多样性，使建筑实际运行负荷很难定性考虑。

很多学者致力于研究如何提高智能化系统精度问题，却忽略了在实际使用中的节能管理问题。建筑运行过程中，物业设施管理人员的职责是对设备管理、操作及维修，从而保证设备系统服务效果，管理人员行为对设备高效运行有直接关系[8]。因此，建筑内的用能者以及能源管理者对建筑节能管理具有重要的意义。本文以上海市公共建筑为例，对56幢建筑的楼宇管理现状进行了现场调研，分析主动干预下的楼宇管理节能现状，以建筑实际运行数据为依据，分析主动干涉管理下的建筑节能效果。以行为模型理论为指导，采用问卷调查方法，分析建立主动干涉管理模式的关键因素和途径，为建立有效节能管理模式提供参考。

1　公共建筑楼宇管理现状

公共建筑因其建筑功能需求、设备系统复杂，运行受较多人为因素的影响。要提高建筑运行管理水平和约束使用者的使用习惯不只是依靠节能技术就能实现的，还需要依靠管理手段。目前建筑能源管理模式可分为三种：一是业主以固定工资形式聘请物业管理公司或人员管理建筑；二是业主自主经营的物业设施管理公司进行管理；三是业主以固定资金承包的形式聘请物业公司或人员[7]。上海地区以第一种模式管理模式应用较多，其次是第二种，而第三种模式使用较少。不同建筑类型的能源管理特点及其主要影响因素如表1所示。

国外对楼宇节能管理的研究主要集中在对设施管理方面，如欧洲更多的是倾向从业主角度出发，从经济上节约成本入手；美国的物业管理较发达，业主与物业的合作模式较为成熟，物业的节能管理水平也较高,利于建筑在运行阶段的节能工作开展；日本特别重视对运行管理人员的培训工作，重点包括节能技术、节能运行控制、节能管理等方面的培训[8]。我国对建筑节能的研究很多，主要集中在节能技术研究及应用，以及节能产品的研发及使用[9,10]；管理节能也多从国家层面、政府层面上出发如何利用先进技术实现建筑节能[11,12]，很少有研究将人的行为结合技术应用到管理中。

相比之下，国内公共建筑运行管理还存在很多不足之处。以上海市公共建筑为例，通过对56幢公共建筑的管理进行现场走访，获知在以上能源管理模式下的公共建筑设施管理普遍存在设备管理技术含量较低、优秀管理人才匮乏的现象。对配有自动监控BA系统的建筑，在实际使用中只是监而不控，甚至只是摆设，监测的数据也不合理，设备管理者视而不见，或力不能及；业主不具备节能专业知识，无法监督物业公司的能源管理水平；物业公司的运行管理水平较低，仅仅停留在保证设备可以运转的管理水平，缺少日常的运行维护，致使设备系统不能高效运转；建筑的使用方对其公司内工作人员的用能行为也缺少管理。工作人员的用能存在很大的浪费现象，如空调运行时开窗，照明全天开启，人离开后用电设备依然运行。

表1　不同类型建筑能源管理形式的特点及其影响因素

2　主动干涉管理及节能效果案例分析

楼宇管理综合了工商管理、建筑、行为科学和工程技术的基本原理，将物质的工作场所与人和机构的工作任务结合起来[7]。建筑楼宇管理不是简单的负责建筑设备的启停、维修，而应该保证设备系统服务效果，扩大受益、降低运营成本，并且提供适合用户的各种高效服务。楼宇管理的服务对象是人，目标是提高用户的工作效率，在运行管理中除受管理人员自身因素的影响外，还与其工作环境，与业主的隶属关系以及用户对能源管理的配合度有关。

虽然大部分公共建筑的管理都存在以上问题，但也有特别关注楼宇管理节能，管理人员时时关注系统运行效率，及室内外温度变化对其造成的影响。以下通过两个案例说明主动干涉管理特点及节能效果。

2.1某商场建筑A

某商场建筑A，是一座综合百货商厦，建筑面积125000m2，地上1至8层为精品百货区，其余楼层为餐饮、娱乐、办公区、设备层。商场部分采用组合式空调处理机组，办公区域采用风机盘管机组。改造前商城空调系统因新风机组的效率较低，导致整个过渡季节也需要靠冷水机组供冷，造成过渡季节能耗无谓浪费。过渡季、冬季不能采用大量新风，而使全年制冷机运行时间过长，并经常出现过渡期或冬季室内温度偏热现象。

商场A拥有自己的物业管理部门，且管理绩效和工资水平联系在一起。工程物业部特别关注建筑的能耗问题，并积极主动的采取一系列可以达到节能的措施，在政府节能改造政策财政支持下，物业管理部门主动向业主提出节能改造计划。对商场的部分楼层的空调机房进行改造，将原来没有新风的空调机房搬迁至通风较好的方向，将原来幕墙玻璃改成新风百叶使新风通风良好，以提高新风系统的效率。并在改造后管理人员主动加强能源管理，在无自动化BA监控系统情况下，管理人员时时用仪器监测室内温度变化，定时定点测试室内温度变化；建筑改用节能灯，同时白天限制外区的照明；电梯在淡季客流量较少情况下管理人员会主动关掉两台。

节能改造后，过渡季节采用全新风以满足商场内温湿度要求，使冷水机组及其相应设备如冷却水泵、冷冻水泵及其冷却塔风机就可以停止运行，对比节能改造前，其运营时间大大缩短，能耗大大减少，而且保证了室内顾客和员工的空气质量。与此同时，物业管理人员加强了对能源的管理，建筑虽没有BA监控系统，管理人员采取定时定点检测室内温度以调节控制空调系统的运行；对照明用电提出了限制要求，控制外区照明；对电梯的使用也根据商场的客流量，淡季时减少电梯的运行数量。现场收集节能改造前后能耗数据如图1和图2所示。

图1建筑各项总能耗变化

图2空调机组的能耗变化

图3办公建筑B改善管理前后能耗变化情况

2.2某综合性办公建筑B

某综合性办公建筑B，地上30层，地下2层。建筑面积约5万m2。建筑竣工时间为2004年，2005年正式投入运行。该大楼除10-16层及29层出租层外，其余均由物业统一管理，出租层由其自主管理。

大厦运营一年多后，物业管理公司为了节约能源、提高效率、降低运行费用，改善了管理制度，通过对员工的培训和相关鼓励措施的执行，激发员工的敬业和创新精神。在加强管理人员干涉管理下，使管理现状得到改善，节能效果显著。根据大楼用能情况，改变用能设备上的管理，制定了详细的开关调节机组规定；自然采光应用与照明系统分区控制；采用分项计量系统，改善了大多数建筑按面积缴费的现状；加强BA系统的监控，实时监控大楼用能情况。该建筑通过改善管理，大大减低了建筑能耗。图3为大楼改善管理前后的能耗使用情况。

从图3中三年的能耗数据来看，2006年与2007年的总能耗分布特点基本相同。在室外温度相近的情况下，可以看出2007年部分月份的能耗有所下降，这与该大楼管理上的改进有一定的关系。除2008年的冬季外，其他时间总能耗均有明显的下降，特别是在夏季室外温度比往年更高的情况下，空调能耗和照明能耗比过去两年有了很大的下降。特别要说明的是，2008年冬季1、2月份的能耗较大的原因是我国受到百年不遇的雪灾，导致该两个月份能耗较大。

通过对主动干涉下的建筑管理现状分析可知，直接干涉运行管理模式下管理人员更具有节能动力，节能效果更加显著。

3　探索管理节能的核心问题

从上述案例分析可知，业主与物业的权责利明确；管理绩效与工资联系在一起；能源费用与用户使用量相关的情况下，节能效果更显著。主动干涉下的楼宇管理关键在于激发业主、管理人员或用户使用者的主观节能动力，特别是物业管理人员。可见楼宇节能运行管理受较深层次的影响因素制约，在利益的驱使下，只有各行为主体的利益明确，才会促使主动干涉管理，更好地推动节能管理的深入进行。

3.1主动干涉管理模式的机理

建筑节能运行管理，管理人员是设施管理的直接操纵者，其行为除受自身专业素质的影响外，还受业主和用户使用者行为的影响。利用行为科学的动机理论及行为模型理论，通过对管理人的问卷调查，探索行为干涉管理模式下的深层制约因素。行为模型理论还描述了人的行为取决于周围环境作用。在分析人的行为时，要同时看到两个方面的因素[13]。

对问卷结果进行统计分析，管理人员对建筑节能管理重要性认识的结果如图4；管理人员的工作环境的满意度的调查结果如图5；对空调系统设备调控操作依据结果如图6；对节能技术及节能产品的认识如图7所示。

图4对建筑节能管理的认识

图5对工作环境的满意度

图6对建筑空调系统设备调控操作依据

在问卷调查访问时获知，空调系统管理人员上岗每两年培训一次，但当问及培训是否有效时，许多有一定工作经验的管理人员认为对自己的作用不是很大。可见管理者已具备一定的专业知识，也能意识到自己工作的重要性,但是在实际管理中没有付诸行动。对于公司的管理制度，绝大多数管理人员表示无能为力，只能接受。对于空调系统设备管理操作，虽然绝大多数管理人员能按照设备操作规定执行，但是也有很大一部分是根据业主或领导的意愿进行调节的。在对节能产品的认识上，虽然具有基本的专业知识，但是节能认识还不够，也有可能受节能产品宣传或国外一些节能理念的影响。

3.2主动干涉管理模式的关键因素

通过对主动干涉管理模式的机理分析，可知管理人员行为受多层因素的制约，一是需要一个产生节能动力的外在刺激因素，一般主要是由业主或物业管理公司所制定的管理制度及考核指标。二是管理人员操作过程中的行为制约因素，一般是由其自身因素及用户使用者配合度。若要想实现管理节能，首先业主或物业经理要具有节能动力，一般需要付诸相关政策、法规改变现有模式。其次，在提高管理人员自身制约因素的同时，需要释放一定的管理权。再次，需要加强对使用者用能管理，必要时需辅助一些奖惩措施，使其利益与能源使用量相关。管理人员行为激励模型及主要影响因素如图8所示。

图7对节能技术及节能产品的认识

图8管理人员行为激励模型及影响因素

4　结论

本文通过对上海市公共建筑管理现状的实地走访调查，分析主动干涉的楼宇管理模式的节能管理现状及主要影响因素；以实际建筑运行数据为例，进一步说明主动干涉管理模式的节能效果；并利用行为科学相关理论，探索主动干涉管理模式的关键因素，得出如下结论：

1）主动干涉楼宇管理模式加强了设施管理过程中的人员主动干预行为，激发管理人员的节能动力，且节能效果显著。主动干涉管理模式关键因素在于，明确各个行为主体利益所在，以激励其主观节能动力。

2）要提高建筑运行阶段的管理节能，需要整体提高政府、业主、物业公司节能管理效率以及使用者节能意识。政府部门在提供财政支持的同时需制定相关政策与法规，以鼓励和评判业主的节能行为；业主需明确与物业公司之间的利益分配，释放管理权限，同时加强对物业管理效果的监管；物业管理公司需制定合理的考核指标，实施管理绩效和工资一体化的管理方法；改善能源收费制度，使用户利益与能耗相关，按能耗收费，多用多付，对使用者加强节能宣传教育等。

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[13]王加微.行为科学.浙江教育出版社，1987.6

新加坡建成最绿色环保的建筑

在新加坡，一提到新加坡建筑管理学院本部，都称道她为全国最绿色建筑。

据介绍，该学院面积为4500平方米，由车间改造而成。学院依靠太阳能发电来维持日常运营。据统计，利用太阳能发电每年可节约8.4万美元能源费用。自2009年10月起，该学院累计产生85.2万千瓦时电能，消耗81万千瓦时，可略有盈余。

据悉，该建筑维持其能源净零状态还需其他电源辅助系统支持。如绿色屋顶、Low-E玻璃、遮阳装置、节能照明和运动传感器、优化采光、自然通风等使建筑能够减少电力消耗直到自给自足。通过先进的制冷机调节技术，变速驱动器，和个性化通风系统，节省空调能源消耗约40%。

（黄赟译）

Study on the Energy Efficiency of Active InterventionManagement in Public Buildings

Li cui,Li zheng rong

Building service management is one of the most important factors which w ill imp rove build ing energy performance.Most p revious studies on im p roving building management have focused on building cooling/heating load forecast,build ing automatic system s,and so on.The effec t of m anager's behavior on the build ing energy performance is rarely considered.In this study,56 pub lic buildings in Shanghai,China are surveyed.Field management logical information is collected,and the energy performance under different management style is compared to study the effect of manager's behavior on energy use. Some questionnaires are carried out to determ ine potential solutions to highlight manager's interest in energy-efficient styles.

Build ing service m anagem ent,Energy saving,m anagem entbehavior；