楼宇装修的机电系统低碳设计与节能效果分析

解子通

楼宇装修的机电系统低碳设计与节能效果分析

解子通

1 项目概况

某办公室位于上海申鑫大厦16 F，建筑面积1 030 m2，该楼建于1996年，机电主系统由物业提供接驳点。二次装修时，聘请香港Telemax LEED & BEAM顾问，导入低碳设计与绿色理念。结合建筑特点和现代办公需要，着力在采用绿色低碳新技术、优化控制、运行管理等方式，打造绿色低碳示范办公室。

2 功能的合理布局

按照LEED IEQ C8.1和IEQ C8.2条款有人经常工作的区域，75%空间可获得充足的日光和90%可视室外环境的要求，设计时敞开空间，导入日光，集中办公区采用敞开式结构，个人办公区，会议室采用封闭式结构，办公位置临窗布置率达到93%，各类机房、茶水间、卫生间安排在核心筒区域，环形走道连接各功能区。

3 办公室的耗能设备清单及耗能类型

耗能设备由空调及通风设备、照明设备、生活设备、办公设备及IT中心设备组成（清单如表1），消耗能源为冷冻水量，用电量和用水量。

4 机电系统采用绿色低碳新技术

4.1 空调系统采用i-FCUTM智能型风机盘管和智能程式温控器

风机盘管的永磁马达运转时产生磁通量，从而减少能耗，无需传统电机的机械式碳刷，减少噪音及发热产生。延长马达寿命，永磁电机变频调速控制。智能程式温控器提供Modbus/RTU（RS-485）通信界面，与办公室微型楼宇自控系统DDC通讯， 可根据室内设定温度与回风温度变化自动调节风速，与传统交流马达风机盘管相比，在高、中、低速节能率分别为40%、66%、80%。

4.2 设置独立新风及全热交换机装置

物业提供的新风质量不佳，利用临窗空间独立导入新风，以满足LEED IEQ C2条款要求在ASHRAE最低新风率的基础上提高30%。新风量按30 m3/h/人，按100人核算新风总量为3 000 m3/h。办公排风量2 400 m3/h.形成正压送风。新风与排风系统设置全热交换机，回收室内排风的温、湿度所包含的热量。

表1 耗能设备清单及耗能类型

为防室内空气污染、复印打印区、茶水间、卫生间、吸烟区设置排风系统，排风量3 000 m3/h，并局部设置空气净化器。

4.3 设置CO2浓度传感器及VAV变风量系统

按照LEED IEQ C1有关室内CO2检测与控制的要求，按办公区设置CO2浓度传感器，比较CO2浓度检出值与设定值，根据偏差大小调节VAV阀门开度以控制新风量。主风管风压传感器跟随各区域新风量变化，变频控制新风机和排风机。较好反应了新风比与空气质量之间的关系。降低了新风处理能耗。控制原理图如图1。

4.4 采用钠米灯具Nanoflex及LED光源：

办公灯盘的反射面涂层为对光束高反射和漫反射的钠米材料，可见光的全反射率（SCI）及全漫射率经过检测分别达95%和94%，提高了照明分布均匀性与强度。减少灯具布置的数量约50%。光源为LED。在办公及走道照度值分别为500 Lux和300 Lux时， 功率密度DLP分别为8 W/m2和5 W/m2。大大低于建筑照明设计标准GB50034-2013标准15 W/m2。

4.5 灯光采用移动感应、照度感应及考勤位控系统

按照LEED IEQ C6.1条款，为至少90%的用户提供照明控制。装修时设置多种灯光控制方式，有效减少亮灯时间降低照明能耗。电梯厅及接待区灯光设置场景控制；环形走道灯光DDC定时控制；卫生间、茶水间、打印区为移动感应控制。充分利用自然光，临窗灯光为照度感应控制。机房就地开关控制，开敞式及封闭式办公区采用Smart cardTM灯光位控系统。灯光控制与员工考勤相结合，上/下班刷卡，考勤系统同时发送信号至DDC，对应位置亮灯/灭灯，同时开/关对应区域空调。所有员工下班后，关闭全部灯光和空调（消防类灯具除外）。

4.6 采用节水型卫洁具及感应冲水及节水龙头

大便器采用TOTO 3 L/4.5 L的“超节水”型，虹吸喷射式冲水，噪音比较小、冲水强度更大、冲射能力更远。小便器在“反射”模式下，人体在600～800 mm距离内，人离水停，冲水0.47 L/次，水盆龙头采用节水型，流速0.046 L/s。

图1 申鑫大厦RCS办公室新风处理机/排风机/FCU控制原理图

4.7 微型DDC控制系统

在电表房和新风机房设置DDC控制器5个（共260点），依据办公室内的温湿度变化优化设备运行，提供定时管理，降低能源消耗。主要功能如图2。

1）与考勤系统Smart cardTM通讯，实现灯光位控功能；

2）与能源管理系统Power BoxTM通讯，实现耗能统计监察；

3）与智能风机盘管i-FCUTM；变风量VAV 的联网控制；

4）定时控制走道，电梯厅及接待区灯光；5）PAU及排风机的DDC控制；

6）可断电插座的电源定时控制，如计算机、传真机、打印机、复印机和饮水机插座，避免下班后没有及时关闭电源，长时间待机电耗；

7）加班申请人的对应区域供电恢复功能；

8）设备运行管理，故障报警与监测。

4.8 设置能源管理系统（Power BoxTM）

按物业提供的接驳点设置能量表3个、远传水表3个、物业总电表1个、租户总电表1个。各类能耗表接入数据交换机后上传至Power BoxTM主机，PowerBoxTM能源管理分析软件提供基础能源数据，节能数据比较，持续监察与改造。数据存放在工作站或云端， 通过浏览器，用户工作站或流动设备登陆查看能源数据。满足了LEED EA C5条款要求建筑能源消耗的随时可计量性。Power BoxTM系统主画面如图3。

5 节能效果分析

图2 DDC控制器主要功能

图3 Power BoxTM系统主画面

该办公室使用了绿色i-FCUTM智能型风机盘管、新风VAV系统、钠米灯具、照明考勤位控方法、DDC系统、能源管理、节水设备， 2016 年单位建筑面积年综合电耗为70 kWh/（m2•a）（其中含分摊冷热源机组电耗为35 kWh/（m2•a），比较香港机电工程署2015年办公建筑能耗标准132.2 kWh/（m2•a）节省47%。每年减少CO2排放量约45 t（0.7 kg/kWh碳排放量）。自2015年4月运营以来。能耗低、环境舒适。是国内首家获得香港“BEAM Plus铂金奖”的案例，对旧式办公楼的绿色翻新改造，低碳运营具有示范意义。

M&E System Low Carbon Design and Energy Conservation Effect Analysis of Building Decoration

Xie Zitong

解子通：（1993.8-）男，大学本科。从事建筑电气和项目管理。