某学院既有公共建筑节能改造及效果分析

吴 鸿 毅

(介休市住房和城乡建设局，山西 介休 032000)

1 概述

某学院多数建筑为二十世纪八九十年代建成，基本无保温措施，用能设备及系统陈旧，建筑能效提升潜力巨大。

2018年至今，某学院贯彻落实《太原市公共建筑能效提升重点城市实施方案》，组织人力现场勘察，审查建筑物资料，开展节能诊断，强化公共建筑节能管理，充分挖掘节能潜力，切实提升学院公共建筑能效水平。

2 节能诊断

依据《公共建筑节能改造技术规范》(以下简称规范)，既有公共建筑节能改造前应进行节能诊断，并应包括下列内容：

1)建筑物外围护结构热工性能的节能诊断；

2)供暖通风空调及给排水系统的节能诊断；

3)供配电与照明系统的节能诊断；

4)监测与控制系统的节能诊断。

2.1 围护结构节能诊断

某学院其他单体建筑的建筑外墙材料厚度370 mm/240 mm砖墙，保温形式为自保温；外窗多数为塑钢单玻推拉窗；原屋面无保温，具体围护结构做法如表1所示。

表1 围护结构具体做法

单体建筑主要热桥部位为外墙外挂空调外机支架处、电线电缆支架处、外窗护栏固定螺栓处。上述热桥部位未经任何保温隔热处理，冬季时造成室内结露、结霜现象，对单体建筑整体热工性能影响较大。

各单体建筑外围护结构热工缺陷见表2。

2.2 供暖系统节能诊断

某学院供暖方式为市政集中供暖，换热站内的供暖热源及输配水泵的管理权不属于校方，因此不对此进行诊断。末端散热设备为铸铁散热器，无调控装置。

表2 围护结构热工缺陷

根据规范条款6.1.6，供暖系统缺陷见表3。

表3 供暖系统缺陷

2.3 给排水系统节能诊断

某学院生活热水热源为两台燃气锅炉，从建设“节约型校园”的角度出发，将公共浴室的长流式花洒全部更换成限流式节水花洒；同时将部分建筑内非节水型卫生洁具更换成感应式节水型卫生器，给排水系统缺陷见表4。

表4 给排水系统缺陷

2.4 供配电系统节能诊断

某学院电力一路引自110 kV东郊变电站10 kV东煤线，另一路引自110 kV东郊变电站10 kV淖马线。根据规范条款7.2.4分项计量电能表宜具有远传功能。同时位于工会楼北侧配电室的杆上S9系列变压器为属于淘汰产品，校方已于2020年对其进行增容更换，已建设成1 250 kVA箱式变电站，具体内容如表5所示。

表5 供配电系统缺陷

2.5 照明系统节能诊断

某学院照明系统灯具主要为节能灯和LED灯，存在数量较少的白炽灯。根据规范条款7.3.1，照明系统缺陷见表6。

表6 照明系统缺陷

3 节能改造

根据JGJ 176—2009公共建筑节能改造技术规范的技术要求，学院从各个单体建筑的节能改造措施、实施难度出发，对各个单体建筑实施适合的改造方案，具体如表7所示。

表7 某学院公共建筑节能内容及实施区域

某学院针对节能诊断中的薄弱环节，比选各单体建筑能耗薄弱点，在教学楼、宿舍楼等人员集中活动区域实施外围护节能改造，增设外保温系统，更换气密性高的外窗，既有效降低了建筑本身热负荷，又提升了建筑热环境；在集中使用生活热水的公共浴室将长流式花洒更换成限流式节水花洒，从行为节能上强制节水；针对室外管网供暖系统保温管道破损较为严重，保温层重新铺设并达到现行标准的要求，降低室外管网热损失率。

4 节能改造效果分析

4.1 围护结构节能改造效果分析

某学院大部分单体建筑热工性能较差，教学楼等建筑进行围护结构依据DBJ 04/T241—2016公共建筑节能设计标准进行改造，提高建筑保温性能，降低建筑耗能，预期节能率可以达到30%，归一化整个改造建筑范围内为10.4%。

4.2 供暖系统供暖管道节能改造效果分析

某学院供暖管道修建于20世纪80年代左右，现场发现供暖管道保温材料部分有破损现象，厚度10 mm左右，其室外管网的热输送效率远达不到标准不小于0.92的规定要求。

学院正在实施供热管道室外管网的重新铺设，有效提高室外管网输送效率，降低建筑整体耗能(见图1)。根据原有室外供暖管网建造年代，预期改造后节能率可以达到5%，归一化整个改造建筑范围内为5%。

4.3 生活排水系统改造效果分析

某学院对教学楼等建筑卫生洁具进行更换和改造，将非节水定时排放式卫生洁具更换为感应式节水型卫生洁具，具体如表8所示。

表8 卫生洁具更换表(一)

根据学校建筑的使用特性和《能源审计报告》，以节水中位数40%计算，教学楼等卫生洁具进行改造后节水率16.4%，归一化整个改造建筑范围内节水率为9.5%。

4.4 生活热水系统节能效益分析

为了突出节水型校园的专业化运行，公共浴室节水改造项目与产权所有人协商通过合同能源管理模式运作，具体更换如表9所示。

表9 卫生洁具更换表(二)

某学院洗浴用水以节水中位数30%计算，公共浴室的淋浴花洒改造后节水率30%，归一化整个改造建筑范围内节水率为3.8%，节能率1.2%。改造后实景图见图2。

4.5 供配电系统节能效益分析

依据某学院年变压器年平均负荷率50%和年工作小时数，分析年节电效果3%，归一化整个改造建筑范围内为1.2%。

4.6 照明系统节能效益分析

此次改造将原有高耗能、多种类的灯具更换为高效绿色节能的新式LED灯具，依据某学院照明灯具改造方案，教学区和生活区照明质量大幅度提高，计算后，年照明节电比例32.54%，归一化整个改造建筑范围内为3.3%，见表10。

表10 照明灯具改造节能分析

4.7 能耗监测系统节能效益分析

根据2017年3月30日住建部公共建筑节能技术应用经验交流会，采用节能监管平台管理的单位节水率在12%；节电率在11%。根据国家机关事务管理局的历年总结，合理设置能耗监测系统的项目按照5%计算节能量。

4.8 综合节能效益分析

根据某学院提供的初始文件及现场勘查等资料，依据改造方案，计算各项改造前后的节能潜力，如表11所示。

表11 某学院既有公共建筑节能改造综合节能效益表 %

5 结论

1)适应《太原市公共建筑能效提升重点城市实施方案》，项目实施后平均节能率达到26.1%，远高于方案中15%的要求，并积极推行合同能源管理工作。

2)综合考虑能源利用效率，在有条件的情况下应优先外围护结构，一来节能效果明显，二来作为被动节能，有效降低其他用能系统的能源消耗。

3)主动节能，应从用能系统的“源头—输配—末端”综合考虑，综合考虑性价比，选择适合的改造技术措施。