超高层建筑能源管理浅析

2019-02-17王娟

设备管理与维修 2019年24期

王娟

（上海中心大厦世邦魏理仕物业管理有限公司，上海 200120）

0 引言

我国建筑能耗占社会能耗35%左右，随着大型建筑逐年增加，其能耗也在不断增大，能源与发展的矛盾日益突出。纵观国家的节能政策，从“十一五”到“十二五”再到“十三五”，企业节能减排已经不仅是政策法规的强制要求，更是企业在降低运营成本的竞争环境下生存和发展的必然选择。

1 超高层建筑能源管理的特点

（1）具有楼层高、建筑面积大、容纳人数多、建筑功能多的特点。为实现多用途建筑功能，建筑内部负荷情况复杂多样。

（2）能耗类型多样，可分类采集。能耗大致分为六类：电、水、天然气、柴油、空调冷、热水。

（3）能耗基础数据信息量大、信息集成化程度高，需要具备实时监控功能和多种数据分析功能后台系统。通过对数据多维属性定义和分析，反映能源管理各子系统耗能情况。

（4）能源浪费途径多、浪费量大，需要进行分类分项数据采集及分析，可以有效反映设备的运行状态，减少电能消耗成本。

2 超高层建筑能源管理方针和目标

2.1 建立能源管理方针

立足现有的基础设施，结合大数据分析技术、人工智能（AI）技术、BIM 技术、物联网技术、信息化管理技术，充分发挥现有设施设备的产能，提高能源利用率。

2.2 制定能源管理目标

（1）成立能源管理小组，集思广益，鼓励所有员工参与节能。

（2）完善能源管理制度，规范企业日常用能习惯，实现企业能源管理工作的专业化、程序化、标准化，建立节能工作长效机制。

（3）通过设备检测、能耗监测、能效测试等技术手段对企业用能状况进行定量分析，寻找问题漏洞，分析节能潜力，有针对性地采取管理、技术措施达到节能目的。

（4）通过培训提高员工节能意识，建立节能成就奖励机制，鼓励全员参与。

（5）通过向租户展示能效如何降低租赁总成本，鼓励租户积极参与节能。定期与租户分享工作场所简单、无成本的节能措施，提高租户节能成效。

（6）利用信息化技术、大数据分析技术、人工智能（AI）技术、BIM 技术、物联网技术等重点开展超高层建筑节能优化关键技术研究，为超高层建筑在节能优化方面提供数据与策略支撑。

3 超高层建筑能源管理内容

3.1 建立能源管理机构与职责

（1）成立能源监督管理部门，由专人负责。

（2）制定能源管理财务目标，权责分明，将能源因素纳入岗位描述和报告机制。

（3）编制能源管理中长期规划，通过标杆管理和能源性能定期更新，保障节能可持续性。

（4）制定节能培训机制，通过职业发展与培训扩展企业专业技能。

（5）赋予能源管理团队一定权力，允许节能团队协调公司不同职能部门间的合作，保障能源目标和业务目标相统一。

（6）积极利用外部资源，及时了解外部能源使用现状、改善能源性能的方法。

3.2 健全能源管理制度

（1）能耗计量管理制度：①按时检定和校准计量器具，保证计量准确性；②规范采集、处理、汇总计量数据，充分利用能源计量数据的作用；③建立能源计量组织结构及管理制度，明确工作职责，加强对计量器具及量值传递管理，计量数据管理；④合理利用自动化集成系统，保证监视、控制、数据采集通信正常；⑤配置专人处理能耗数据从自动化系统传输至能耗统计系统中时异地储存数据情况，制定突发事件应急措施，如网络中断、仪表损坏造成累计数据波动；⑥根据能耗计量生成内部能耗报表，根据供能单位缴费单生成财务报表，通过数据分析寻找最佳节能点位。

（2）能耗分析管理制度：①利用能耗计量数据对耗能设备和能源消费结构进行分析；②通过对耗能设备进行定期、专题、综合分析，全面系统的分析、评价能源资源利用效率和用能管理水平；③科学利用分类、对比、结构、动态、因素分析等方式，对能耗统计数据进行全方位剖析，实时掌握能耗指标变化情况；④融合能源应用数据、运行数据、人流数据、室内外环境数据等节能相关监测信息，结合大数据分析及人工智能算法，对耗能系统进行数据收集、统计、分析和反馈，实时了解建筑物动态，并建立能耗分析模型，通过能耗诊断，达到降低能耗的要求。

（3）能耗定额管理制度：①通过技术计算、实际测定的方法来制定能耗定额；②通过实际测算、科学分析、精确核算，制定快、准、全、好的能耗定额标准；③通过能耗定额管理，准确掌握能源需求及消耗情况，便于准确、科学计算能源年度、月度预算及用能设备运行情况；④通过能耗定额管理，监督内部开展有力的节能措施，提高用能技术水平和能源管理水平，为内部经济核算、节能奖惩提供依据。

（4）能耗监测管理制度：①完善能耗监测管理层级结构，通过不同级别人员需求，提供不同功能，做到能源逐级管理；②完善能耗监测管理平台功能，从决策到管理到执行层面分工明确，有效监测节能目标；③完善在线能源监控系统，增设专家咨询服务系统和能源安全预警系统便于及时处理能耗异常问题；④通过对耗能设备全面监测，明确耗能终端分布情况，利用自动化数据采集方式整合数据并分析，实现对能源系统的效率、故障运行的诊断进行实时监控，提高能源管理系统的可靠性。

（5）能源激励考核管理制度：①明确内部节能目标，包括节能考核内容、办法、对象；②将能源绩效考核定位企业发展的一项核心技能，鼓励能源管理团队参加教育培训，取得能源管理相关职业认证；③完善外包商激励政策，将外包服务相关的能源目标和激励措施纳入合同条款中；④建立与租户的定期能源管理会议，分享节能成效，鼓励租户积极参与节能。

3.3 制定能源管理清单

（1）根据能源消耗种类制定设备运行概况表单、管理状态表单、淘汰更新情况表单、能源监测情况表单、能耗计量表单、能源分析表单。通过对表单记录情况分析，及时调整设备运行状态达到节能目的。

（2）根据用电环节不同，详细分解出商业、酒店、办公、后勤、公共用电，再根据用电设备详细分解出照明、空调、消防、电梯、给排水、弱电设备用电以及设备损耗等。

（3）根据水能消耗设备种类进行分类计量，可以分解成生活、中水、雨水、消防、空调用水等；根据水能消耗功能区域可以分解成餐饮、商业、办公、酒店、观光、浇灌、车库用水等。

（4）空调供热、供冷可按照三级计量方式进行分类：一级为冷热源入口、冷热源出口、分区计量；二级按供热、供冷需求功能不一样分重要机房、办公区域、酒店区域、商业区域、观光区域计量；三级可以根据时段细分商业用户耗能情况。

（5）对于设施设备比较复杂的超高层建筑，需要考虑燃气锅炉、燃气发电机能耗情况或柴油锅炉、柴油发电机能耗情况。

（6）通过上述分类分项计量，结合能源管理清单进行综合对比分析，适时了解设备的异常变化。

3.4 制定可行性节能规划

3.4.1 发现和解决能耗现有问题

（1）制定夜间巡视制度。工程管理人员通过看、听、触摸、闻等感官功能在楼宇非营业期内发现运行和设备问题。例如：通过看可发现整个楼宇是否存在不必要的照明在开启，及时纠正成效显著。

（2）制定重点能耗设备分类分项管理制度。通过将耗能设备分为三大类：专业性很强，需专业外包，内部工程师无法解决；专业性较强，需供应商或维保商配合，内部工程师无法独立解决；专业性较弱，物业可自行解决。例如空调冷冻机组需要专业维保单位来承担主机设备的维护保养、控制系统硬件问题的处理。

（3）制定预防性维护计划，坚持做到持续性基本维护，定期性追踪报告。通过日常运行和维护管理保障整体能源性能基础。

（4）统计设备维修故障率，强化设备运行管理和维护。通过对能耗设备生命周期的统计分析，将设备故障可分成早期、偶发期、损耗故障期，针对不同故障期采取最佳处理方式，及时止损。

3.4.2 有针对性的耗能设备再调试

（1）制定周期性能耗设施调试计划，一般为每2～3 年一个周期，实现运营过程中的改进，提高建筑物能源性能。

（2）调整设备运行计划，优化非运营时间内设备启动和关机使用情况。

（3）有计划的校准和调整楼宇自动控制系统，例如校准传感器。

（4）制定季节性运行计划，例如空调系统季节交替时变化。

（5）整理冗余设备总体情况及时关闭不必要的待机设备，通过降低待机负载降低能耗。

3.4.3 节能运行管理改进措施

（1）制定可量化节能量目标并以此为核心导向，但不能脱离品质管控的目标及经济支出指标。例如控制室内外温差在7～9 ℃，满足舒适需求的情况下实现节能目标。

（2）制定能源管理评估目标，通过分析各维度性能现状，确定各维度性能的目标。例如定期清洁空调系统冷疑器、过滤器、新风口，提高冷热传递效率。

（3）制定能源管理监管计划，通过开支、成本监管评估能源监管计划的可靠性、可用性，提高能源监管品质及效率。例如定期对冷却塔效率、冷却塔漂水率、风机耗电比进行专项检测，评估冷却塔能效指标等。

（4）完善能源数据化系统管理，通过能源数据日常化管理、指标化管理、信息化管理实现节能目标。例如通过定期对冷冻机组制冷量运行效率进行测试，实时调整运行方案。

（5）完善能源绩效管理，通过对既定能源目标的量化考核来评估绩效、测量结果。例如通过对外包员工的激励政策，逐步实现全员参与节能，提供节能效率。

3.4.4 节能技术改进措施

（1）通过技术服务、工程管理、管理服务等专业手段，提升设备能效、减少浪费。例如锅炉能效测试可以聘请专业技术服务单位。

（2）通过实地检测制定建筑楼宇再调试方案。从基础建筑、租户装修整改、火灾和安全需求、通风和排气位置、地下室气压等全方位检查设施运行状况，从监控数据、功能测试、文档记录等全面了解设施运行偏差。将需要调整的设施按无成本、低成本、资本密集型设施改善措施进行分项分类，确保系统性能长期持续性改善。

3.4.5 节能后评估

（1）制定能源评估计划。优先评估可靠性、可用性及改造后品质，再评估效率成本。

（2）通过对能源使用效率分析，评估采取节能措施后能效指标情况。

（3）通过对能源使用成本分析，评估采取节能措施后能源供应、转换、输配的成本指标变化情况。

（4）通过租户满意度调查及公司品质部检查，评估采取节能措施后大楼照明环境品质、冷热空调供应品质、新风供应品质、空气环境品质指标。

3.4.6 节能可持续性发展方法

（1）制定能源管理短期、中期、长期目标。实现高价值、高效率、低成本的系统性、长期持续性的能源改善目标。

（2）通过行政、思想手段规范设施设备运行、维保、采购过程。

（3）通过法律手段规范租赁协议、各供应商职责。

（4）通过经济手段实现成本控制；通过收益分享、绩效激励等措施，实现全员参与节能。

（5）通过软件技术手段，及时更新后台监控平台、集成系统平台。

（6）通过硬件技术手段，及时调整或更换耗能量大的设备。

3.5 制定节能资本化目标

（1）利用能源监控系统及时向租户展示能源消耗情况，实现利益相关团队能源信息共享，使能耗与成本更加透明化。例如通过制定标杆管理，公开能源使用数据，让租户更好地理解在成功降低能耗和自身能源成本方面发挥着关键作用。

（2）通过培训将环保理念惯彻到租户中，积极鼓励租户在办公室中寻找节能机会。例如通过对办公设备盘点，及时升级某些老旧设备，定期更新采购和购买计划。

（3）制定租赁区域绿色装修施工操作规范，在租户装修时依照该标准引入节能设备，实现租赁区域可持续翻修。例如增加自然光照时采用节能照明设备，打造明亮舒适空间。

（4）根据设备生命周期提前规划深度节能改造计划，选择最佳节能改造时机，达到减少对租赁区域的干扰，成本最低的效果。例如租赁区域在租赁期间空调系统老化需要更换，可以采取所有权转让或融资的办法去实现深度改造计划。

（5）与租户签订绿色租赁节能协议，实现双方共同受益。例如在租赁条款内规定将部分节能改善成本转给租户。

4 超高层建筑能源管理现状及改进措施

4.1 超高层建筑能源管理现状

（1）建筑能源管理执行力度不够。多数建筑节能措施是承接原设计时的程序进行控制运行的，即正常运行后运行单位并未按照实际情况进行有效调整运行程序。例如大楼新风未能合理使用，部分场所需要预冷或预热时，可以先关闭新风，缩短预冷或预热的时间，减少冷热源运行的时间。

（2）建筑能耗监测系统不完善。许多大楼在设计阶段就已经被评为了绿色建筑，但运行阶段是否具有节能效果，需要完善大楼原有计量、监测、监控系统，通过数据采集、分析后才能得出正确判断。但是目前运行中大楼普遍存在计量、监测、监控系统缺陷，导致数据遗漏、遗失，无法按照实际情况完善现有节能方案。例如，需编制精细的能源分类分项计量方案，通过横向与纵向数据组合形成一级、二级、三级分项统计，根据数据变化情况，实时查找能源变化原因，实现及时能源方案调整。

（3）管理人员介入时间晚、专业技能有待提升。多数大楼运行管理人员介入时间比较晚，对大楼能源管理系统不熟悉且个人专业技能有限，造成节能管控力度不够，无法及时对能源管理系统记录的数据进行全面分析，优化节能措施。例如，冰蓄冷系统制冰、融冰时间调整需与用电峰、平时段错开，同时需考虑冷冻机经济运行时间。

（4）节能意识薄弱，特别是租户参与节能的意向和意识比较薄弱。大多数楼宇因考虑成本问题，不会组织节能专项小组，由各部门抽调人员兼职，能源管理也就形同虚设。