重庆市典型公共建筑节能改造技术分析与研究

2014-09-21黄渝兰丁勇

重庆科技学院学报（自然科学版） 2014年4期

何丹黄渝兰丁勇

(1.重庆市建设技术发展中心，重庆 400015;2.重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆 400045)

2011年，建设部和财政部联合发布《关于进一步推进公共建筑节能工作的通知》，确立了国家机关办公建筑和大型公共建筑节能目标。根据节能目标要求，公共建筑单位面积能耗应下降10%，其中大型公共建筑能耗降低15%。重庆市已被列为首批公共建筑节能改造重点城市。计划至2015年，重点城市公共建筑单位面积能耗下降20%以上，改造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m2。截至2013年底，重庆市既有国家机关办公建筑与大型公共建筑节能改造项目中，已通过专家评审的项目达68个，面积近320万m2，各节能改造项目的单位面积能耗预测均下降20%以上。为了有效指导公共建筑节能改造工作，本次研究对重庆公共建筑改造示范项目进行统计分析，重点研究各类典型公共建筑的主要技术措施。

按照建筑类型对改造内容及技术措施进行分类研究，示范项目主要分为办公建筑、商场建筑、文化教育建筑、医疗卫生建筑、宾馆饭店建筑等5大类。节能改造内容主要包括照明系统、插座系统、空调系统、动力系统、供配电系统、生活热水供应系统、围护结构、能耗分项计量等。

1 办公建筑节能改造措施分析

1.1 节能改造内容及主要技术措施

(1)照明系统。照明系统节能改造的主要技术措施有:用高效节能的LED灯具、管件灯具替换原有灯具;对卫生间及楼梯间采用红外感应开关;对照明控制回路进行改造。

(2)插座系统。插座系统节能改造的主要技术措施是安装节能插座，从而减少待机能耗。

(3)空调系统。中央空调节能改造的主要技术措施有:替换配置不合理泵组;加装旁通管及压差平衡阀进行定压;冷温水系统楼层支路回水侧加装自力式流量调节阀;主机与水泵两端手动蝶阀替换为电动蝶阀;空调主机运行温度调整;更换效率低的水泵;水泵变频改造;采用节能喷雾等［1］。分体式空调节能改造的主要技术措施有:替换掉低能效比的空调;安装节能控制装置。

(4)动力系统。动力系统节能改造的主要技术措施有:对电梯进行变频改造;电梯系统加装电能回馈装置等。

(5)供配电系统。供配电系统节能改造的主要技术措施是采用三相平衡器，减少三相不平衡造成的损耗。

(6)生活热水供应系统。本次统计的办公建筑节能改造没涉及到生活热水供应系统。

(7)围护结构。办公建筑目前的围护结构节能改造主要针对窗，主要技术措施是采用中空玻璃塑钢窗替换原有单玻铝合金窗。

(8)能耗分项计量。对照明插座用电、空调用电、动力用电和特殊用电进行分项计量和实时监测，从而能清楚地了解单栋建筑内部不同用能设备的能耗情况，从而有针对性地开展建筑节能运行管理。

(9)其他。根据已完成的办公建筑节能改造项目，其他节能技术措施主要是指餐厅设备加装时空器。

1.2 对比分析

根据改造内容分析对比办公建筑节能改造措施效果。图1给出了办公建筑的节能改造内容的分布情况。由图可知，办公建筑节能改造对照明系统、空调系统、插座系统、动力系统、供配电系统、分项计量、其他、围护结构及生活热水供应系统改造的办公建筑分别占 93%，90%，73%，53%，53%，33%，27%，17%，0。改造技术措施应用最多的是照明、空调及插座系统，其次是动力系统和供配电系统，对围护结构的改造较少，而对生活热水供应系统的改造没涉及。这主要与办公建筑的用能特征有关，办公建筑的主要用能设备为照明、办公用电设备及空调，即照明插座系统和空调系统为主要用电，这两项用电占总用电78%［2］，因此照明插座系统及空调系统是办公建筑的重点节能改造对象。

图1 办公建筑节能改造内容分布情况

图2 办公建筑节能改造措施节能贡献率

办公建筑各节能改造措施节能贡献率如图2所示。办公建筑对照明系统、空调系统、插座系统、动力系统及供配电系统改造的单项平均节能率分别为10.3%，8.7%，2.6%，2.3%，7.0%。改造技术措施节能率贡献最大的是照明系统，其次是空调系统和供配电系统，插座系统和动力系统的节能贡献率较低。

2 商场建筑节能改造技术措施分析

2.1 节能改造内容及主要技术措施

(1)照明系统。照明系统节能改造的主要技术措施有:用LED替换T8双端荧光灯;用LED球泡灯替换紧凑型荧光灯和陶瓷金卤灯。

(2)空调系统。商场建筑主要是以中央空调系统供冷供热，因此主要针对中央空调进行改造，节能改造的主要技术措施有:替换配置不合理泵组，并采用变频器控制;全新风系统改造;替换原有手动风阀为跟踪室内二氧化碳和气候状况的电动风阀及控制系统;水系统清洗;空调主机运行温度调整［3］。

(3)动力系统。动力系统节能改造的主要技术措施有:电梯系统加装电能回馈装置;扶梯加装变频控制器。

(4)围护结构。围护结构节能改造的主要技术措施有:采用泡沫混凝土内墙内保温;对LOW－E幕墙、泡沫混凝土楼板保温等［4］。

商场建筑的供配电系统及能耗分项计量的节能改造采用的技术措施同办公建筑。本次统计的商场建筑节能改造没涉及插座系统及生活热水供应系统。

2.2 对比分析

根据改造内容，分析对比商场建筑节能改造措施效果。图3给出了商场建筑的节能改造内容分布情况。商场建筑节能改造对照明系统、空调系统、动力系统、分项计量、供配电系统、围护结构、插座系统、生活热水供应系统及其他改造的商场建筑分别占100% ，100%，80% ，60% ，40% ，20% ，0% ，0% ，0。改造技术措施应用最多的是照明及空调系统，其次是动力系统和分项计量，对供配电系统和围护结构的改造较少，而对插座系统及生活热水供应系统的改造没涉及。这主要与商场建筑的用能特征有关，商场建筑的主要用能为照明插座系统和空调系统，这两项用电占总用电量的86%［2］，因此照明插座系统及空调系统是商场建筑的重点节能改造对象。

商场建筑节能改造措施节能贡献率如图4所示。由图可知，商场建筑对照明系统、空调系统、动力系统及供配电系统改造的单项平均节能率分别为10.2%，8.3%，2.0%，6.5%。改造技术措施节能率贡献最大的是照明系统，其次是空调系统和供配电系统，动力系统的节能贡献率较低。

图3 商场建筑节能改造内容分布情况

图4 商场建筑节能改造措施节能贡献率

3 文化教育建筑节能改造技术措施分析

3.1 节能改造内容及主要技术措施

(1)照明系统。照明系统节能改造的主要技术措施有:采用LED替换T8双端荧光灯，LED球泡灯替换紧凑型荧光灯和白炽灯;对卫生间及楼梯间采用红外感应开关。

(2)供配电系统。供配电系统节能改造的主要技术措施有:采用经济型运行管理方法，降低变压器自损;调整变压器输出电压;采用三相平衡器调节三相不平衡。

文化教育建筑的供配电系统、空调系统、动力系统、插座系统、围护结构及能耗分项计量的节能改造采用的技术措施同办公建筑。本次统计的文化教育建筑节能改造没涉及生活热水供应系统。

3.2 对比分析

根据改造内容，分析对比文化教育建筑节能改造措施效果。图5给出了文化教育建筑的节能改造内容的分布情况，由图可知，文化教育建筑节能改造对照明系统、空调系统、插座系统、分项计量、其他、供配电系统、围护结构、动力系统及生活热水供应系统改造的文化教育建筑分别占100%，70%，67%，52%，26%，15%，7%，7%，0。改造技术措施应用最多的是照明、空调及插座系统，其次是分项计量及其他，对供配电系统、围护结构及动力系统的改造较少，而对生活热水供应系统的改造没涉及。这主要与文化教育建筑的用能特征有关，文化教育建筑的主要用能为照明插座系统和空调系统，因此照明插座系统及空调系统是文化教育建筑的重点节能改造对象［3］。

图5 文化教育建筑节能改造内容分布情况

文化教育建筑节能改造措施节能贡献率如图6所示。由图可知，文化教育建筑对照明系统、空调系统、插座系统、动力系统及供配电系统改造的单项平均节能率分别为 19.3%，4.1%，1.2%，2.1%，4.7%。改造技术措施节能率贡献最大的是照明系统，其次是空调系统和供配电系统，动力系统和插座系统的节能贡献率较低。

图6 文化教育建筑节能改造措施节能贡献率

4 医疗卫生建筑节能改造技术措施分析

4.1 节能内容及主要技术措施

医疗卫生建筑节能改造内容包括照明系统、插座系统、空调系统、分项计量、动力系统、供配电系统及围护结构，以上各项改造内容采用的主要技术措施同办公建筑。本次统计的医疗卫生建筑节能改造未涉及生活热水供应系统。

4.2 对比分析

图7给出了医疗卫生建筑的节能改造内容的分布情况。由图可知，医疗卫生建筑节能改造对照明系统、空调系统、插座系统、分项计量、围护结构、其他、动力系统、供配电系统、其他及生活热水供应系统改造的医疗卫生建筑分别占100%，100%，75%，75%，25%，25%，25%，25%，0。改造技术措施应用最多的是照明及空调系统，其次是插座系统和分项计量，对围护结构、其他、动力系统及供配电系统的改造较少，而对生活热水供应系统的改造未涉及。这主要与医疗卫生建筑的用能特征有关，医疗卫生建筑的主要用能为照明插座系统和空调系统，因此照明插座系统及空调系统是医疗卫生建筑的重点节能改造对象［3］。

医疗卫生建筑节能改造措施节能贡献率如图8所示由图可知，医疗卫生建筑对照明系统、空调系统、插座系统、动力系统及供配电系统改造的单项平均节能率分别为 14.2%，7.2%，1.5%，4.0%，3.7%。改造技术措施节能率贡献最大的是照明系统，其次是空调系统、动力系统和供配电系统，插座系统的节能贡献率较低。

图7 医疗卫生建筑节能改造内容分布情况

图8 医疗卫生建筑节能改造措施节能贡献率

5 宾馆饭店建筑节能改造技术措施研究

5.1 节能内容及主要措施

宾馆饭店建筑各节能改造内容包括照明系统、插座系统、空调系统、分项计量、供配电系统及生活热水供应系统，本次统计的宾馆饭店建筑节能改造未涉及围护结构和动力系统。除了生活热水供应系统，其他各项改造内容采用的主要技术措施同办公建筑。

生活热水供应系统节能改造的主要技术措施有:电热水锅炉的改造;热水泵变频改造，或更换水泵、叶轮;燃气热水锅炉排烟废热的回收改造;更换板式换热器;在保证生活热水功能前提下，降低热水供水温度等［5］。

5.2 对比分析

图9给出了宾馆饭店建筑的节能改造内容的分布情况。宾馆饭店建筑节能改造对照明系统、空调系统、分项计量、供配电系统、生活热水供应系统、插座系统、围护结构、动力系统及其他改造的宾馆饭店建筑分别占100%，100%，100%，50%，50%，50%，0，0，0。改造技术措施应用最多的是照明系统、空调系统及分项计量，其次是插座系统、生活热水供应系统及供配电系统，而对围护结构和动力系统的改造未涉及。这主要与宾馆饭店建筑的用能特征有关，宾馆饭店建筑的主要用能设备为照明及空调，即照明系统和空调系统为主要用电系统，这两项用电占总用电量的 72%［2，6］，因此照明系统及空调系统是宾馆饭店建筑的重点节能改造对象。

图9 宾馆饭店建筑节能改造内容分布情况

宾馆饭店建筑节能改造措施节能贡献率如图10所示。由图可知，宾馆饭店建筑对照明系统、空调系统、插座系统、供配电系统及生活热水供应系统改造的单项平均节能率分别为 11.7%，5.4%，0.1%，4.1%，4.0%。改造技术措施节能率贡献最大的是照明系统，其次是空调系统、供配电系统和生活热水供应系统，插座系统的节能贡献率较低。