浅析某大厦建筑节能诊断与改造

摘    要：本文通过调查分析长沙市某大厦全年度能耗分布情況，得出改造前建筑总用量以及空调系统能耗、照明系统能耗、综合服务能耗、其他能耗等分项能耗。根据大厦各分项能耗情况，通过全方位细致的节能诊断，分析出了大厦的空调系统、综合服务系统以及照明等用能系统存在问题，并对空调系统以及照明系统等采取有针对性的节能改造，并分析得出大厦节能改造后的建筑能耗量以及相对于改造前的节能率。

关键词：节能诊断节能改造建筑能耗节能率

1  项目背景

随着人类生活水平不断提高，对居住及办公环境的要求也越来越高，节能、舒适、健康已成为了现代建筑最基本的使用需求，因此对于一些老旧办公建筑进行有效的节能诊断和合理节能改造，不仅可以给人们带来更加舒适的居住和办公体验，同时可以降低建筑总体能耗量和运维成本。

2  项目基本概况

某大厦位于长沙市市中心，建筑面积21240平方米，地上25层，地下2层，大厦为写字楼，主要功能房间为办公室、餐厅、银行等，结构形式为双向框剪结构，建筑高度为88米，大厦竣工时间为1990年，已投入使用近30年。改造前对大厦的围护结构、用能系统及设备设施进行了检测与统计，其中空调系统为中央空调，包括水柜式空调133台，循环水泵11台，冷却风机4台，通风机14台，照明系统包含各类灯具，水晶灯、筒灯、格珊灯、吸顶灯、球泡灯、射灯等。建筑围护结构采用砖墙砌体，外墙为240mm，内墙为120mm，无保温层，外窗采用普通铝合金单玻窗，无遮阳措施。

3  用能设备使用情况

3.1  供暖通风空调系统分区及运行情况

大厦空调系统由水柜式空调、大金水冷机组供冷，末端采用风机盘管，新风处理后通过新风管道输送到各功能区域。空调系统夏季6月～10月8：00～18：00运行（节假日除外），冷却塔风机、冷却水泵均按工频运行。大厦空调系统安装于1990年，经计算分析水柜式空调能效比为3.37，能效限值为2.4，水冷式冷水机组的能效比为4.33，能效限值为4.1，均满足能效限值要求。

3.2  照明系统运行情况

大厦照明系统均采用节能照明灯具，主要采用节能筒灯、格珊灯等，楼梯间灯具采用手动开关控制。

3.3  给水系统运行情况

大厦生活用水为市政自来水，市政供水压力0.19MPa，大厦最高日冷水用量为130m?/d，用水量主要为卫生间和厨房，无热系统。给排系统由2台立式单级离心泵组成，一用一备，采用水箱常压供水，水泵可根据水箱内液位高度自动启停。

3.4  电梯系统运行情况

大厦安装轿厢式电梯3部，1部消防电梯，动行时间为7：00～19：00。

4  建筑能耗分析及节能诊断

4.1  总能耗分析

大厦综合用电包括了空调系统用电、照明系统用电、电梯系统用电、给排水系统用电以及商铺用电等，根据业主提供的2017年的能耗数据，年总用电量为219.8万KWh，单位建筑面积能耗指标达到了70.4KWh/（m?·a）。其中5-10月份开启空调供冷，月耗电量处于全年高峰区，11月份到次年4月份空调使用频率低，用电量明显降低，由此可判断夏季空调能耗对全年耗电量有显著影响。

4.2  分项能耗分析

由于大厦无分能能耗计量，由物业管理人员抄表记录，并依据《公共建筑能源审计导则》结合现场实际的运行情进行全年能耗计算。通风空调系统中水柜式空调全年能耗量为592320KWh，空调水泵及冷却塔设备全年能耗量为209951KWh;照明系统可根据物业管理人员提供的手抄能耗清单，可得到照明系统年能耗量为487715KWh;综合服务系统主要由电梯、生活水泵组成，电梯系统全年能耗量为68854KWh，生活水泵全年能耗量为34890KWh;特殊能耗量为68529KWh。

4.3  项目基准能耗分析

根据大厦的能耗数据，选取2017年作为能耗基准年，通过建筑能耗分析，项目总能耗为2198280KWh，其中空调系统能耗802271KWh，占比51.6%，照明系统能耗487715KWh，占比31.4%，综合服务系统能耗103744KWh，占比6.7%，其他能耗159831KWh，占比10.3%，扣除特殊能耗、餐饮能耗、附属楼能耗，基准年能耗量为1553561KWh，单位面积能耗为70.4KWh/（m?·a）。

4.4  用能系统分项诊断

大厦围护结构性能良好，外墙采用240厚砖墙砌体，屋面采用刚性防水屋面，满足热工设计规范要求，外窗采用铝合金单玻窗，考虑到围护结构改造的成本和难度，以及对能耗降低的贡献率，暂不考虑围护结构的节能改造。

通风空调系统中无自动控制系统，水柜式空调开停时间，开启数据由用户自行控制，没有根据建筑负荷情况进行自动控制，因此可对空调控制系统进行改造，使主机、水泵、冷却塔及末端能联动运行，并能进行系统监测，进一步降低能耗;空调水系统目前为工频运行，不能根据负荷变化调节水泵运行频率，因此建议水泵控制系统进行改造，实现自动控制;冷却塔目前由人工手动启停，台数为人为控制，运行频率为工频，建议将冷却塔运行纳入自动控制系统，增加变频装置。

对典型功能区域进行照度和照明功率密度进行检测，一层大堂和五层公共区域的实测照度值不满足标准值要求，一层大堂的照明功率密度不满足标准限值要求。需更换高效的LED灯，可满足标准要求。

大厦采用常压供水，各用水点水压均满足使用需求，可不进行改造。

根据现场调研情况，大厦未建立能耗管理系统，仍采用人工抄表方式，缺乏时效性，容易丢失数据，建议增加一套能耗管理系统，对大厦的时实能耗进行计量、监测和考核。

5  节能改造效果预测

5.1  通风空调系统改造

将现有的水柜式空调压缩机更换为涡旋式压缩机，并增加变频控制，在保证冷量富足的前提下，降低电功率，改造区域为大厦1、4～25层。

节能收益分析：通过更换压缩机和增加变频控制，水柜式空调年能耗量为297952KWh，节能率30.4%，节能量129877KWh。

5.2  空调系统增设智能化控制系统实现设备群控

该系统整体优化技术包括对冷源机组群控及水阀的优化控制，冷水出水温度优化、水泵台数及频率控制、冷却水泵台数控制、冷却塔群控及风机变化量优化控制等。经实测可使中空调系统运行节能15%～40%。

节能收益分析：通过智能化监控系统，项目实测值单项能耗209951KWh，节能率37%，节能量77682KWh。

5.3  照明系统LED灯升级改造

根据节能诊断结果，把传统光源更换为高效LED光源，以降低照明系统能耗。节能收益分析，在保证相同照度值、显色指数、色温的情况下，灯具替换后的节能量为139021KWh。

6  结束语

通过分析大厦改造前的能耗数据，对能耗较大的通风空调系统及照明系统的进行节能改造，大厦改造后的年节能量合计346578KWh，节能率22.3%，其中水柜式空调变频控制节能量为129877KWh，节能率9.4%，BA控制系统节能量77682KWh，节能率为5.0%，更换LED光源节能量139021KWh，节能率8.9%。由分析数据可知，节能改造后大厦的整体节能率提升20%以上，为业主获得节能收益的同时提高了各用电设备的管理与监控。

作者简介：

贺金龙（1982—）性别：男，籍贯（湖南省、湘潭县），职称：中级，主要从事的研究方向或工作领域-暖通空调。