建筑能源审计在既有建筑节能改造中的应用研究

谢柯斌,余开禄,张海兵,胡健民

(宁波化工开发有限公司,浙江 宁波 315201)

随着我国经济的高速发展,大型公共建筑的数量逐渐增加,能源消耗情况愈加紧张,生态环境恶化问题也日益突出,因此国家越来越重视节能减排工作。近年来,国家高度重视公共机构节能工作,主要因为我国公共机构的数量庞大,种类趋向多样化,消耗的能源总量大。2016年,中华人民共和国住房和城乡建设部对《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》(建科[2007]249号)进行了修订,为进一步加强公共建筑节能管理,指导各地开展公共建筑能源审计工作提供了依据。公共机构管理部门为了能够了解建筑的用能情况,通过开展建筑能源审计,充分挖掘公共机构的节能潜力,提出客观、准确的节能管理和节能技术改造的建议,以指导公共机构针对性地开展节能改造工作。

1 开展建筑能源审计的作用

建筑能源审计主要是通过对建筑能源利用效率、消耗水平、经济效益和环境效果进行监测与诊断和评价,从而发现节能潜力,提出节能运行调适和改造建议。

建筑能源审计的目的是提出节能改造措施建议,提高公共机构能源利用率,有效推动公共机构节能工作的顺利开展,充分发挥公共机构在全社会节能活动中的表率作用。业主通过建筑能源审计知道建筑每个分项能耗,了解建筑哪个分部的用能较大,是否具有节能潜力,如何开展节能改造,改造的投入和后期效果如何,让业主根据自身的经济实力有效地选择建筑节能改造的方式,降低建筑能耗,为业主节约能源费用。

2 建筑能源审计的内容和过程

建筑能源审计的内容包括：能源管理情况，用能情况，能源计量与能耗统计状况，用能特点分析，用能设备/系统测试，用能设备运行效率计算，分类分项能耗计算与分析，单位综合能耗计算与分析，能源成本及节能量节能项目(管理节能和技术节能)等,参照的主要标准为《公共机构能源审计技术导则(GB/T 31342—2014)》[1]和《公共建筑节能设计标准(GB 50189—2015)》[2]。

建筑能源审计的过程如下：

1)召开动员会,发放审计前期需填写的表格；

2)查阅建筑物竣工验收资料和用能系统、设备台帐资料,检查节能设计标准的执行情况；

3)核对电和自来水等能源消耗计量的近两年记录和财务账单；

4)进行现场检验、测试,检查用能系统、设备的运行状况,审查节能管理制度执行情况；

5)审查能源计量器具的运行情况及能源计量的配备和检定/校准率,检查能耗统计数据的真实性准确性；

6)在建筑能量平衡及水平衡的基础上,计算建筑能耗指标和分项建筑能耗指标,其中,建筑能耗指标包括人均综合能耗和单位建筑面积能耗,分项建筑能耗指标包括单位面积照明能耗、单位面积室内设备能耗、单位面积采暖能耗、单位面积空调通风能耗、单位面积综合服务能耗；

7)审查年度节能计划与能源消耗定额执行情况,节能改造项目实施情况；

8)在对建筑能耗指标和分项建筑能耗指标进行分析对比的基础上,评估公共机构的能源利用状况；

9)分别从管理节能和技术节能等方面,查找存在节能潜力的用能环节或部位,提出合理使用能源的建议,给出有明显节能效果的管理节能和技术节能项目,测算节能项目的节能潜力并进行节能量计算；

10)整理出审计报告初稿,提出问题和建议；

11)报告初稿与相关同志讨论,进行修改确认,达成共识；

12)提交报告；

13)定期回访,帮助公共机构进行整改。

3 建筑能源审计的重点、难点和对策分析

3.1 建筑能源审计的重点

3.1.1 能源计量系统

能源计量系统是能源管理的重要组成部分,主要内容包括：能源统计管理的组织体系；设置专业的部门并配备专业人员；按照国家标准要求,配备和用好计量器具,保证仪器、仪表安全运行；准确、完整、及时地提供各种有关能源的数据,并形成文件的程序来实现规范能源计量人员行为,能源计量器具管理和能源计量数据的采集和汇总。

3.1.2 主要用能设备

在开展建筑能源审计过程中发现,数量占比20%的主要用能设备,会消耗80%的能源。因此对主要用能设备要进行重点分析,对主要的用能环节和重点耗能设备画出能流示意图作为下一步工作的参考至关重要。

3.1.3 验证能耗数据合理性

在形成能源清单前,需要对各个能源因素进行诊断。一方面对各个能源数据进行分析,确保数据可信度和合理性；另一方面可以结合用能单位实际情况,建议采用先进的节能技术和管理方法,对各个用能环节,耗能设备分析节能空间,提出具体的节能思路。

3.1.4 节能诊断

节能诊断是建筑能源审计的核心工作,为能源审计最终提出的改造建议提供理论和现实依据。节能诊断的方法很多,主要包括：

设备节能诊断 设备能效诊断法适用于单个耗能设备的节能评价。首先检查是否存在《产业结构调整指导目录(2011 年本)》中限制类及淘汰类项目，《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录(第一批)》(工节[2009]第67 号)等中规定的用能设备和生产工艺；其次评价和分析设备低效原因；最终制定相应的解决方案。

系统节能诊断 系统分析法适合复杂的系统分析,如中央空调、压缩空气系统、供水系统。系统分析法将能源供应、转化、传输和使用作为一个系统进行研究,对各个部分的能源效率分别进行检测,评估出整个系统的能源利用效率,找到系统的节能方案。

能源结构诊断 将用能单位的能耗结构分成生产直接能耗、辅助能耗以及公共能耗三个部分,分别从三部分各自入手,降低每一个部分的能耗,从而实现总能耗的降低。

3.2 建筑能源审计的难点

1) 难以获得准确的分项计量数据 主要原因包括：在既有建筑,特别是老旧建筑中,由于能源计量器具不全,无法获得分区或分项计量数据；有些配电支路仅仅是按区域进行划分,因此即便能够基本理清配电支路情况,也很难获取准确的“分项”能耗数据；用能单位没有专门的能源管理部门和专职人员,对能源审计的一些基本知识不了解,缺乏专业知识,造成填写的数据错误百出,不符合要求,给审计工作造成困难。

2) 难以获得全面的用能设备数据 主要包括：有些用能单位并未建立全面的用能设备台账或者建立的设备台账数据信息不全面；有些用能单位未建立或未及时更新设备运行与维护记录。

3) 被审计单位配合能源审计工作积极性不够 主要由于目前的能源审计还不是用能单位的自觉行为,因此对于能源审计的内在驱动力不足；其次是由于用能单位缺乏自己的能源审计专业队伍和专业人才,工作人员对能源审计和节能工作的重要性认知不足。

3.3 针对性的对策分析

根据在开展建筑能源审计工作中碰到的问题,工作的重点和难点,制定了针对性的对策,主要包括以下几个方面：

1)建立建筑能源分项计量监控管理系统,对建筑的用水、用电、用气等情况进行计量监管,并且对建筑的用电根据照明、空调、动力及其他用电进行分项计量,可以清楚地了解建筑的实时用能情况,并通过集成系统平台的方式,提高人员管理效率,定期导出建筑用能报表,保证报表数据的真实有效。定期对建筑用能情况进行分析,诊断建筑在运行中是否存在问题,并及时进行检查、反馈和处理,降低建筑用能。

2)根据建筑本身的用能特点,从管理节能、行为节能、技术节能和设备节能四个方面开展节能工作。

3)通过对能源管理人员进行能源审计知识的普及和专业技能培训,加强能源管理人员的专业技术水平,提高对能源审计工作重要性的认知,并建立合理的奖惩制度,保证节能工作高效顺利地推行。

4 建筑能源审计案例分析

4.1 项目概况

该项目为浙江某医院,项目总建筑面积约为14万m2,其中包括门急诊3万m2,病房99 000 m2,综合办公3 000 m2,大型医技5 000 m2以及食堂3 000 m2。

外墙围护结构采用钢筋混凝土剪力墙结构,外墙材料为加气混凝土砌块,窗框为断热窗框,玻璃为Low-E玻璃,采用平屋面保温和外墙保温措施。

4.2 能源利用情况

医院2016年的能源利用情况如下：全年消耗电力23 305 613 kWh，天然气892 830 m3,折合标准煤4 233.65 tce,自来水700 020 t；审计期(2017年)的能源利用情况为：全年消耗电力23 305 613 kWh，天然气892 830 m3,折合标准煤3 948.42 tce,自来水700 020 t。医院的用能设备包括空调、水泵、照明、电梯、热水器和各种办公设备等,医院的主要能耗是空调用电,占总用电比例为55%～60%,冷水机组在运行期间,存在低效率运行,空调是后期管理节能、技术节能的重点。医院的采暖系统运行良好。照明系统进行了部分节能改造,目前LED光源覆盖率达70%以上。医院用水系统和用气系统节能措施比较到位,系统维护良好。

4.3 节能改造项目分析

1)针对医院的能源资源的分项计量工作不完善的情况,建议构建能源资源消耗分项计量系统和能源管控平台,做好能源资源消耗计量统计基础工作,实现实时监控,及时察觉日常存在跑冒滴漏现象,为进一步节能减排工作提供科学合理的数据依据。采用分项计量系统和能源管控平台并提升人员管理水平后,建筑可以实现整体节能降耗6%左右。

2)冷水机组冷凝器在线清洗装置改造,可以实现冷水机组节能10 %左右,预计每年可降低能耗5%左右。

3)在实施上述两项节能措施的基础上,把广场上的路灯改造为太阳能路灯,提高新能源在整个能源消费中的比例；在主要出入口设置风幕,减小冷风侵入引起的热负荷；排查高大空间末端空调送风口,包括喷口和旋流风口调节或更换失效风口,保证冬季空调供暖的送风可达性,避免因冬季送风不到位造成的空调机组运行时数的增加。通过开展上述的节能措施,降低建筑能耗,预计每年可降低能耗2%。

通过上述节能措施改造的开展,预计可以降低整体建筑能耗的比例为13%。

5 结 语

通过建筑能源审计工作,对建筑的概况进行详细的调研和了解,该单位根据其能耗特点建立了能源管理网络，设置了能源管理机构，制定了相关能源管理制度，配置了一定的计量器具，实施了能源统计制度等,使公共机构在节能降耗方面持续进步,为公共机构降低能源运行成本，争创节能型机关起到了很大的推动作用。

同时,在能源审计过程中也发现了该单位存在的不足。首先,加强节能基础管理工作,对于高能耗的异常情况,应认真分析原因,提出改进管理措施；其次是加大节能减排目标责任制的执行力度和完善设备的基础管理工作；最后,对能源数据进行分项计量,合理制定消耗定额,继续加强节能宣传活动,提高新能源在整个能源消费中的比例。

既有大型公共建筑节能改造可以采用建筑能源审计的方法为其改造指明改造重点和改造方向,促进既有建筑节能改造科学、高效、快速发展。