詳解既有公共建筑電氣節(jié)能改造案例

詳解既有公共建筑電氣節(jié)能改造案例--廣州市設(shè)計(jì)大廈

摘要

本文結(jié)合既有辦公建筑節(jié)能改造的實(shí)踐，闡述了電氣節(jié)能改造的主要技術(shù)路線和實(shí)施方法，對(duì)改造前后的用電能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比和分析，驗(yàn)證了改造效果，為既有公共建筑電氣節(jié)能改造提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。1

項(xiàng)目概況廣州市設(shè)計(jì)大廈于1996年建成，地下1層，地上21層，總建筑面積21319m2；地上1～14層為廣州市設(shè)計(jì)院自用辦公樓層，15～21層為出租辦公樓層。本次改造的范圍是1～14層，改造建筑面積約為12300m2，改造內(nèi)容主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)、電氣及照明、給排水、智能化等系統(tǒng)。2

改造前的節(jié)能診斷和改造方案改造工程開始之初，對(duì)整棟大廈的設(shè)備運(yùn)行情況和用電能耗情況進(jìn)行了摸查，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的電氣節(jié)能先進(jìn)技術(shù)和投資回報(bào)周期測(cè)算，有針對(duì)性地制定切實(shí)可行的改造方案。具體診斷項(xiàng)目和改造方案見表1。

表1列出的7個(gè)電氣改造項(xiàng)目中，有3項(xiàng)最終未能實(shí)施。3

空調(diào)控制系統(tǒng)節(jié)能改造大廈的中央空調(diào)系統(tǒng)除了更換部分能效低的設(shè)備外，冷源系統(tǒng)設(shè)置了群控，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、空氣處理機(jī)等設(shè)置了變頻控制裝置。對(duì)于空調(diào)末端設(shè)備：1）設(shè)置了基于CO2濃度的動(dòng)態(tài)新風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，實(shí)現(xiàn)需求化通風(fēng)；2）采用自主專利的變參量自校正控制技術(shù)，根據(jù)房間溫度變化通過PID運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)量和冷凍水量；3）風(fēng)機(jī)盤管采用直流無(wú)級(jí)調(diào)速和聯(lián)網(wǎng)控制。對(duì)于中央空調(diào)系統(tǒng)：設(shè)置了中央空調(diào)能效自動(dòng)跟蹤評(píng)價(jià)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行信息，尋找不合理的用能部位，分析系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為節(jié)能管理提供參考數(shù)據(jù)。1）跟蹤系統(tǒng)通過各類傳感器與變送器收集中央空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)跟蹤、監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)和顯示等功能；2）評(píng)價(jià)系統(tǒng)則是基于現(xiàn)有用電設(shè)備評(píng)價(jià)體系以“能效比”為主要依據(jù)來衡量設(shè)備是否節(jié)能，即以“每單位制冷量的空調(diào)耗電量”來進(jìn)行能效評(píng)價(jià)，并對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤。中央空調(diào)能效自動(dòng)跟蹤和評(píng)價(jià)系統(tǒng)控制界面見圖1和圖2。圖1中央空調(diào)能效跟蹤系統(tǒng)界面

圖2中央空調(diào)能效評(píng)價(jià)系統(tǒng)界面4

照明系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)計(jì)大廈照明設(shè)施使用年限較長(zhǎng)，照明功率密度值略高于《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2004）規(guī)定的限值，但實(shí)際照度遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)最低照度要求。照明系統(tǒng)改造的目標(biāo)就是提高系統(tǒng)的能效，降低照明安裝功率，提高照度和舒適性。對(duì)改造前后標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)域的照明安裝功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)每個(gè)工作位的桌面照度進(jìn)行了測(cè)量，獲得的數(shù)據(jù)如表2所示。從上述的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，光源的光效和燈具的效率當(dāng)然是越高越好，但從照明系統(tǒng)的改造實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)光源的光效和燈具的效率過高，眩光問題就是必須要考慮和限制的；如果燈具安裝高度較低，燈位正下方的照度會(huì)比較高，燈具的照射的范圍比較小，如果燈具間距不是足夠小的話，勢(shì)必影響均勻度，若要照顧均勻度，就要縮短燈間距，增加燈具數(shù)量，從而獲得過高的照度，造成不必要的浪費(fèi)。5

照明控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)層辦公區(qū)域：采用了有源有線的控制系統(tǒng)，辦公區(qū)、接待區(qū)設(shè)置基于作息時(shí)間的時(shí)間控制、基于人流量的人體感應(yīng)控制、基于室外光照度的照度感應(yīng)控制（根據(jù)室外光強(qiáng)弱開關(guān)靠窗一側(cè)的燈具）、手動(dòng)控制；飲水機(jī)采用時(shí)間控制和手動(dòng)控制。控制系統(tǒng)框圖如圖3所示。圖3辦公區(qū)智能照明控制系統(tǒng)框圖電梯廳、衛(wèi)生間：采用了無(wú)源無(wú)線的控制系統(tǒng)。電梯廳設(shè)置時(shí)間控制/手動(dòng)控制（西電梯廳）、就地人體/照度感應(yīng)控制（東電梯廳），衛(wèi)生間設(shè)置時(shí)間控制、人體感應(yīng)控制、照度感應(yīng)控制、手動(dòng)控制。該系統(tǒng)安裝配線可以大幅度減少，特別適用于在不改動(dòng)天花、墻體的前提下加裝智能照明控制的項(xiàng)目。圖7無(wú)源無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)框圖智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)人流量、室外光照度和作息時(shí)間自動(dòng)開關(guān)燈，實(shí)現(xiàn)“人走燈滅”和按需開關(guān)燈的功能。具體的控制程序設(shè)定見表3。6能源計(jì)量與綜合管理系統(tǒng)系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)，通過接口協(xié)議將冷水機(jī)組群控系統(tǒng)、空調(diào)末端控制系統(tǒng)、中央空調(diào)能效自動(dòng)跟蹤評(píng)價(jià)系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、用水用電計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等納入統(tǒng)一的節(jié)能管理系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)空調(diào)、給排水、供配電、照明、插座等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控、分析和綜合評(píng)價(jià)，通過對(duì)建筑設(shè)備運(yùn)行管理和能源計(jì)量分析，達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行管理模式的目的。能源計(jì)量與綜合管理系統(tǒng)框圖如圖8所示。圖8能源計(jì)量與綜合管理系統(tǒng)框圖7

節(jié)能改造的實(shí)施效果空調(diào)系統(tǒng)改造前，空調(diào)季（2011年7月至11月）的用電量為450640kWh，改造后（更換設(shè)備、增加控制和管理系統(tǒng)），空調(diào)季（2012年7月至11月）的用電量為229459kWh，系統(tǒng)改造后同期能耗相對(duì)改造前降低49.08%。照明系統(tǒng)改造前（2011年9月至2012年8月）年耗電量為376404kWh，改造后（2012年9月至2013年8月）年耗電量為257040kWh，系統(tǒng)改造后同期能耗相對(duì)改造前降低了31.71%。相對(duì)改造前，建筑空調(diào)和照明系統(tǒng)平均降耗41.18%，年節(jié)約用電361796kWh，年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用34.18萬(wàn)元，年節(jié)約111.97tce。節(jié)能改