商業(yè)建筑低成本節(jié)能改造技術(shù)分析

1、商業(yè)建筑低成本節(jié)能改造技術(shù)分析國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要提出，到2010年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20%，即“十一五”期間年均降耗4%，2006年平均降耗1.2%，今后幾年節(jié)能壓力很大。2007年10月28日，全國(guó)人大通過(guò)中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法（修正），明確規(guī)定年綜合能源消費(fèi)總量一萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的用能單位為用能重點(diǎn)監(jiān)測(cè)單位，重點(diǎn)用能單位需要重點(diǎn)進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃和節(jié)能改造，大型商業(yè)建筑基本都屬于重點(diǎn)用能單位，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的情況下，節(jié)能顯得更加緊迫。1.大型商業(yè)建筑能耗現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)商業(yè)建筑（酒店、寫(xiě)字樓、大型商場(chǎng)、綜合性大樓等）的面積日趨擴(kuò)大，商業(yè)建筑的

2、面積占全國(guó)建筑總面積的25.4，目前已經(jīng)建成的高級(jí)賓館約2000幢，高級(jí)寫(xiě)字樓3000多家，大型醫(yī)院800余家，大型商場(chǎng)800余家。1一般來(lái)講，大型商業(yè)建筑除特殊設(shè)備使用外，主要的能耗包括中央空調(diào)系統(tǒng)能耗、照明系統(tǒng)能耗、冷熱水能耗、動(dòng)力及其他能耗。以上海地區(qū)為例，根據(jù)調(diào)查，建筑中照明系統(tǒng)能耗比例約為1020%，空調(diào)系統(tǒng)的能耗約為4060%，其它動(dòng)力系統(tǒng)的能耗約為3040%。22.大型商業(yè)建筑主要的低成本節(jié)能改造措施對(duì)于大型商業(yè)建筑而言，主要的節(jié)能對(duì)象有中央空調(diào)、給水排水、照明和電氣節(jié)能。2.1中央空調(diào)低成本改造技術(shù)中央空調(diào)能耗占商業(yè)建筑總能耗的40%60%,因此中央空調(diào)節(jié)能是商業(yè)建筑節(jié)能的重要

3、手段。從目前中央空調(diào)運(yùn)行情況來(lái)看，普遍存在“大馬拉小車(chē)”的情況，即中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)和水泵等設(shè)備的選型都大于系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷需求，造成大量的能量的浪費(fèi)，盡管目前針對(duì)中央空調(diào)節(jié)能改造的手段很多，按時(shí)大多改造難度大，改造成本高，例如采用地源和水源熱泵技術(shù)、冰蓄冷技術(shù)等，目前，能夠應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造且成本較低的技術(shù)手段主要有：2.1.1中央空調(diào)自動(dòng)控制技術(shù)（BA）中央空調(diào)自動(dòng)控制技術(shù)可以方便的與樓宇自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)集成聯(lián)網(wǎng)控制，可以根據(jù)商業(yè)建筑實(shí)時(shí)的負(fù)荷調(diào)整主機(jī)和其他空調(diào)設(shè)備，在保證室內(nèi)溫度和濕度的前提下，盡可能的節(jié)約能源。中央空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)包含冷熱源（制冷主機(jī)、鍋爐等）的控制、水泵（冷凍泵、冷

4、卻泵、熱水泵、補(bǔ)水泵等）控制、冷卻設(shè)備（冷卻塔、冷卻井）控制、末端設(shè)備（新風(fēng)機(jī)組、組合式空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管等）的控制、以及各種風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等的控制。采用中央空調(diào)自動(dòng)控制技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)有：可以自動(dòng)檢測(cè)室溫，降低空調(diào)設(shè)備的能耗；提供能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)的舒適環(huán)境；預(yù)防突發(fā)事故發(fā)生，保護(hù)設(shè)備的投資；延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低管理運(yùn)作成本；將整個(gè)建筑內(nèi)的所有空調(diào)設(shè)備統(tǒng)一管理；在圖形化操作界面上完成一切操作。其主要的缺點(diǎn)和不足表現(xiàn)在：需要現(xiàn)場(chǎng)二次編程，人為因素影響大；由于缺乏先進(jìn)的控制算法模型，節(jié)能效率不理想；后期維護(hù)成本高；節(jié)能效果難易評(píng)估。2.1.2主機(jī)房模糊變頻控制技術(shù)主機(jī)房模糊變頻控制系統(tǒng)主要對(duì)冷凍機(jī)房?jī)?nèi)的耗

5、能設(shè)備進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行管理，由于冷凍機(jī)房設(shè)備耗能一半占到商業(yè)建筑能耗的50%左右，故該技術(shù)在商業(yè)建筑中的應(yīng)用非常有價(jià)值。如上圖所示，其原理為通過(guò)全面的參數(shù)采集，運(yùn)用現(xiàn)代模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冷凍水系統(tǒng)的模糊預(yù)期控制、冷卻水系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊優(yōu)化控制和主機(jī)系統(tǒng)的間接（或啟停）控制，實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷媒流量跟隨負(fù)荷的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，確保整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)始終保持高效、協(xié)調(diào)地運(yùn)行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，實(shí)現(xiàn)主機(jī)房設(shè)備節(jié)能20%-40%主機(jī)房模糊變頻技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)有：節(jié)能改造只是局限于主機(jī)房，改造周期短，容易實(shí)現(xiàn)；大型商場(chǎng)的空調(diào)節(jié)能率可以高達(dá)20%以上；投資較省，投資回收期短，一般為三年左右；也可以方便地將末端設(shè)備的

6、變頻控制納入本系統(tǒng)；可以將該系統(tǒng)與BA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)或配合使用，非常方便。其主要的不足在于：節(jié)能率隨季節(jié)與客流變化有所波動(dòng)，節(jié)能率測(cè)定工作量較大；該系統(tǒng)壽命較短，約為15年。2.1.3新風(fēng)換氣技術(shù)大型商業(yè)建筑為人群極為密集的場(chǎng)所，而且空調(diào)運(yùn)行時(shí)，一般來(lái)說(shuō)除一樓外其他樓層門(mén)窗較為密閉，從而使室內(nèi)自然換氣次數(shù)極小。需要依靠空調(diào)系統(tǒng)輸送新風(fēng)到室內(nèi)，同時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)需要將室內(nèi)空氣排出與新風(fēng)量相同的數(shù)量到室外，以滿足人群衛(wèi)生的要求。由于夏季排風(fēng)溫度較低而新風(fēng)溫度較高，讓新風(fēng)與排風(fēng)進(jìn)行熱交換，以降低新風(fēng)的進(jìn)風(fēng)溫度，可以節(jié)省制冷機(jī)大量的冷量，因而也是一種科學(xué)的的節(jié)能措施。同時(shí)，加強(qiáng)室內(nèi)外的通風(fēng)換氣是徹底改善商場(chǎng)室內(nèi)空

7、氣品質(zhì)的最有效方法。例如，在夏季運(yùn)行工況下，當(dāng)室內(nèi)排出的（26）冷空氣能量經(jīng)過(guò)熱交換器把外面的（33）熱空氣預(yù)冷變?yōu)?9的清新空氣送入室內(nèi)。如圖.當(dāng)室外33的空氣和室內(nèi)26的空氣經(jīng)過(guò)熱交換器后,送入室內(nèi)的清新空氣約29，空調(diào)只需再減溫3即可保持舒適的室溫和清新空氣。采用新風(fēng)換氣技術(shù)主要的優(yōu)點(diǎn)有：可以將室內(nèi)空氣的冷熱量回收，大量節(jié)省冷凍機(jī)或鍋爐耗能；大型商場(chǎng)的空調(diào)節(jié)能率可以高達(dá)20%；投資較省，投資回收期短，一般為兩年。其主要的缺點(diǎn)和不足在于：體積較大，需要較大的空調(diào)機(jī)房，并且改造風(fēng)管系統(tǒng)，對(duì)于已建成的商場(chǎng)改造難度較大；由于空氣積塵需要定期清理，故維護(hù)工作量較大。2.2照明節(jié)能技術(shù)商業(yè)建筑中照明

8、能耗一般僅次于中央空調(diào)，但是照明節(jié)能改造必須要在保證建筑內(nèi)照度的基礎(chǔ)上才能完成，如果以犧牲照度來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能會(huì)造成建筑內(nèi)人員不舒適，影響商業(yè)建筑的經(jīng)營(yíng)效果，常用的照明節(jié)能低成本改造的技術(shù)有：更換節(jié)能器具、安裝照明節(jié)電器和照明自動(dòng)控制系統(tǒng)。2.2.1更換節(jié)能照明器具目前商業(yè)建筑中使用的燈多數(shù)是T8型熒光燈、緊湊型熒光燈或者用于突出商品和建筑特點(diǎn)而使用的金鹵燈、鹵鎢燈等。大型商場(chǎng)由于實(shí)際使用需求和安裝特點(diǎn)，燈具更換難度較大，但是在大型超市、寫(xiě)字樓、醫(yī)院以及商業(yè)建筑大型的地下停車(chē)場(chǎng)內(nèi)普遍使用的是T8的熒光燈，照明時(shí)間也很長(zhǎng)，因此，更換燈具有廣闊的節(jié)能前景。專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)顯示，節(jié)能燈比白熾燈節(jié)電80%，壽命是白

9、熾燈的5倍，光效是白熾燈的3.5倍。盡管成本要高出幾倍，但價(jià)格的差距可以在隨后的使用中節(jié)省出來(lái)，并且更加劃算。實(shí)踐證明，在不影響照明效果的前提下更換節(jié)能光源和燈具是最行之有效的照明節(jié)能措施。但是目前節(jié)能燈具層出不窮，產(chǎn)品質(zhì)量也良莠不齊，選擇更換照明燈具要嚴(yán)格按照實(shí)際使用的需求，選取合適的產(chǎn)品。2.2.2安裝照明節(jié)電器安裝照明節(jié)電器可以起到穩(wěn)壓、濾波、提高功率因數(shù)的作用，達(dá)到節(jié)能與延長(zhǎng)燈具使用壽命的結(jié)果。但是安裝照明節(jié)電器在電力品質(zhì)較好的建筑物中沒(méi)有什么效果，有的會(huì)降低建筑中的照度，因此在對(duì)照度有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，不適合使用照明節(jié)電器。2.2.3照明自動(dòng)控制系統(tǒng)智能燈光控制系統(tǒng)可以對(duì)大型商業(yè)建筑燈

10、光系統(tǒng)進(jìn)行智能化的、靈活的控制其啟停及調(diào)光，在保證照度的同時(shí)盡可能地使燈光系統(tǒng)更節(jié)能以及具有更藝術(shù)化的表現(xiàn)能力。具體包含：自動(dòng)定時(shí)開(kāi)閉燈光；根據(jù)照度自動(dòng)開(kāi)閉；根據(jù)照度自動(dòng)調(diào)光；變換預(yù)設(shè)的場(chǎng)景亮燈模式。照明自動(dòng)控制技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)有：可以靈活地進(jìn)行場(chǎng)景控制；根據(jù)照度或人員進(jìn)入情況控制照明；可以計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制管理，提高效率；可以遙控控制。其主要缺點(diǎn)和不足有：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較高水平的運(yùn)行維護(hù)人員；節(jié)能效果評(píng)估較為困難；該系統(tǒng)以提高管理效率為主，節(jié)能為輔，可計(jì)量的節(jié)能率并不高。2.3建筑物給水排水系統(tǒng)節(jié)能商業(yè)建筑用水量是建筑能耗的重要組成部分，目前面對(duì)水資源日益緊缺的局勢(shì)，商業(yè)建筑節(jié)水也具有重要的意

11、義。但是由于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改造難度大，例如中水回用等技術(shù)在既有建筑中難于實(shí)現(xiàn)，常用的給水排水低成本改造技術(shù)有：更換節(jié)水器具和空調(diào)冷卻水節(jié)水。2.3.1更換節(jié)水器具使用節(jié)水器具是商業(yè)建筑節(jié)水最直接的手段，例如安裝節(jié)水型馬桶、安裝紅外感應(yīng)型水龍頭與小便器、節(jié)水型淋浴器；或者安裝節(jié)水閥可以往水龍頭或淋浴頭的出水中加氣泡，節(jié)省大量用水。2.3.2冷卻水節(jié)水技術(shù)空調(diào)冷卻水的用水量巨大，夏季用水量占商場(chǎng)、寫(xiě)字樓總用水量的50，對(duì)于一個(gè)循環(huán)水量1000m3/h的冷卻水系統(tǒng)，正常的蒸發(fā)水量約8.5m3/h,每天約100噸；漂水量約2.5m3/h每天約30噸；排污水量約4m3/h,每天約50噸。其中除蒸發(fā)水量為

12、必要損失外，漂水和排污水都有巨大的節(jié)水空間。在冷卻塔風(fēng)扇下方，通過(guò)一定波形的擋水板，阻止水滴飛濺，可以有效地減少冷卻水漂水量80，但是空氣阻力有所上升。利用冷卻塔的排污水沖廁和進(jìn)行綠化灌溉是冷卻水節(jié)水的重要措施。大型商業(yè)建筑的沖廁水量一般來(lái)說(shuō)大于冷卻水的排污水量50%以上，用冷卻水沖廁的好處體現(xiàn)為：加大排污水量，提高了冷卻水質(zhì)；節(jié)省了冷卻塔的加藥量；低溫自來(lái)水的補(bǔ)充降低了冷卻水溫，從而減少主機(jī)與冷卻塔耗電。2.4電氣節(jié)能商業(yè)建筑電氣節(jié)能主要的改造措施有安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備、電梯動(dòng)能回饋節(jié)能、扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)。2.4.1安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備諧波和無(wú)功功率的大量存在，不僅會(huì)給商業(yè)建筑設(shè)備正常使用帶

13、來(lái)不利影響，也會(huì)干擾電力計(jì)量，造成用電損失。通過(guò)安裝改善電力品質(zhì)的設(shè)備可以有效改善商業(yè)建筑的用電質(zhì)量,在賓館和寫(xiě)字樓的節(jié)能效率可以達(dá)到815%。改善電力品質(zhì)節(jié)能的優(yōu)勢(shì)主要有：設(shè)備安裝在建筑物的配電房?jī)?nèi)，改造不影響營(yíng)業(yè)；改造工程量小，易于實(shí)現(xiàn)；投資小，見(jiàn)效快，節(jié)能效果易于測(cè)量與評(píng)估。主要的不足有：高壓側(cè)節(jié)能設(shè)備的安裝要取得電力部門(mén)的許可，給改造帶來(lái)一定的難度；電力品質(zhì)隨項(xiàng)目的不同有不同的解決方式，前期調(diào)研評(píng)估的工作量較大。2.4.2電梯動(dòng)能回饋節(jié)能技術(shù)變頻調(diào)速器通過(guò)電動(dòng)機(jī)可以將電梯減速，或者轎廂和對(duì)重平衡塊的質(zhì)量差帶來(lái)的電梯運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能存儲(chǔ)在變頻器直流環(huán)節(jié)的大電容中，通過(guò)有源能量回饋

14、器將大電容中儲(chǔ)存的電量無(wú)消耗地回送給電網(wǎng)。從而既達(dá)到節(jié)電目的，又無(wú)耗電發(fā)熱大功率電阻。大大改善了系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。分析計(jì)算和樣機(jī)實(shí)測(cè)表明，電梯的梯速越快，樓層越高，機(jī)械傳動(dòng)消耗越小，則可以回送電網(wǎng)的能量越多，最多回送電量可達(dá)電梯總消耗量的40。2.4.3扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)在扶手電梯的入口處增加載客感應(yīng)器，無(wú)乘客到達(dá)時(shí)停止運(yùn)行。當(dāng)有乘客到達(dá)入口感應(yīng)區(qū)域時(shí)，電梯自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。在一個(gè)運(yùn)客周期后如沒(méi)有新乘客到達(dá)，電梯自動(dòng)停止運(yùn)行。運(yùn)客周期從最后一位乘客到達(dá)時(shí)開(kāi)始計(jì)算。電梯的啟動(dòng)和停止平穩(wěn)順暢，無(wú)跳動(dòng)感覺(jué)。啟動(dòng)時(shí)逐漸加速到全速，停止時(shí)逐漸減速到零速停止。扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，通常節(jié)能效率可以達(dá)到20

15、60%。3.節(jié)能技術(shù)的比較分析注：1、技術(shù)成熟度一欄比較規(guī)則為：技術(shù)很成熟5，技術(shù)較成熟4，技術(shù)一般成熟3，技術(shù)較不成熟2，技術(shù)不成熟1；2、市場(chǎng)容量一欄比較規(guī)則為：市場(chǎng)容量很大5，市場(chǎng)容量較大4，市場(chǎng)容量一般3，市場(chǎng)容量較小2，市場(chǎng)容量很小1；3、市場(chǎng)急迫度一欄比較規(guī)則為：市場(chǎng)需求很急迫5，市場(chǎng)需求較急迫4，市場(chǎng)需求一般急迫3，市場(chǎng)需求較不急迫2，市場(chǎng)不急迫1；4、客戶接受度一欄比較規(guī)則為：客戶非常接受5，客戶較容易接受4，通過(guò)談判客戶可以接受3；通過(guò)談判客戶也較難接受2，通過(guò)談判客戶也很難接受1；5、能改造難易度一欄比較規(guī)則為：改造很簡(jiǎn)單5，改造較簡(jiǎn)單4，改造一般簡(jiǎn)單3，改造較難2，改造很難1。6、投資回收快速度一欄比較規(guī)則為：很快可以回收投資5，回收較快4，回收速度一般3，回收較慢2，回收很慢1；通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，商場(chǎng)的節(jié)能改造應(yīng)優(yōu)先選擇下述四種技術(shù)：主機(jī)房模糊變頻控制系統(tǒng)；更換節(jié)能光源與燈具；冷卻水節(jié)水技術(shù)；安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備。它們共同的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）節(jié)能技術(shù)成熟，節(jié)能改造量大，風(fēng)險(xiǎn)?。?）節(jié)能改造簡(jiǎn)單，成本低，不影響商業(yè)建筑正常使用（3）節(jié)能效益可計(jì)量，能夠方便進(jìn)行節(jié)能比較和分析（4）投資回收期短，投資回報(bào)高。4結(jié)論大