汤 民
(中国建筑科学研究院上海分院)
上海商店建筑节能运行现状调研与分析
汤 民
(中国建筑科学研究院上海分院)
通过对上海地区节能运行较好的商场进行现场调研、数据采集以及全面的能源审计工作,分析上海商店建筑能耗以及设计、物业、运行方面的现状和存在的问题,提出实现节能目标的关键点。
节能;商店建筑;运行实效
商业建筑由于舒适性要求高,连续使用时间长,是各类建筑中单位面积能耗最高的一类建筑。商业建筑中大多包含商店、商场、购物中心等。在商业建筑中,能源主要消耗在空调采暖系统和照明系统中,两者能耗占到建筑总能耗的70%~80%。20世纪90年代,随着北京、上海、深圳等大城市建设迅速发展,大型商业建筑能耗在全社会建筑总能耗中所占比重越来越大,其节能问题引起各方面的重视,相关学者开展了大量的能耗调研和统计分析[1]。
截止2010年底,全国共完成3.3万栋国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗统计,完成能源审计4850栋,公示了近6000栋建筑的能耗情况,已对1500余栋建筑的能耗进行了动态监测。通过节能监管体系建设,全面掌握公共建筑能耗水平与特点,提高了节能运行的积极性[2]。
2.1 调研样本
2013年,上海市商务委员会开展低碳商场的创建工作,对上海地区节能运行较好的商场进行现场调研、数据采集分析以及全面的能源审计工作,研究并制定低碳商场的评价方法和相关指标参数。课题共调研了上海市13个区县、57个商场,样本分布如表1所示。
表1 调研样本分布
2.2 数据分析
1)单位建筑年综合年能耗
所调研的主要是建筑面积≥5000m2的百货店及购物中心、超市及仓储店。影响建筑实际能耗的因素主要有商业建筑的商业业态、建筑面积、年营业额等[3]。由于建筑面积对能耗的影响较大,调研分析过程中,按照建筑面积大小分为3个类别:2万m2以下、2万~10万m2、10万m2以上商业建筑,经过统计的数据分别如图1、图2、图3所示,图4所示为3类不同面积建筑能耗对比,由图可知,随着建筑面积的增加,单位建筑面积能耗呈现下降趋势。
图1 2万m2以下单位建筑面积能耗值/〔kw·h/m2·a〕
图2 2万~10万m2单位建筑面积能耗值/〔kW·h/m2·a〕
图3 10万m2以上单位建筑面积能耗值/〔kW·h/㎡·a〕
图4 不同面积商业建筑单位建筑面积能耗值比较/[kW·h/(㎡·a)
2)年万元营业额能耗费用占比
其费用占比数据如图5所示。
图5 不同面积商业建筑年万元营业额能耗费用占比/%
2.3 调研现象问题
2.3.1 设计方案随时可能调整
市场变化太快,开发周期太短,很多事情容不得细想,只能一边做,一边想。一些几个月前做的事情,现在就发生变化了。比如,原来说的人数也不对了,原来说周边没有电影院,现在有3个电影院在盖,事情发生变化后,在设计上就要想办法把事情解决。
资金问题带来的挑战。开发商对持有还是销售摇摆不定,因为我国目前无法做很好的建筑市场研究,两年前的信息不能用,现在找到最新的信息,等事情做完后,发现信息也不准。
2.3.2 招商销售是主导因素
招商团队无法高效处理市场反馈信息,也会给设计团队带来不利影响。比如说市场反馈信息是大铺子不好卖,小铺子好卖,招商团队很快做出决定,把铺子做小一点,有时候这反而是不对的,因为做小了以后发展受限制。项目建成后在实际招商时,只要商家有需求,就需要由工程部来改造,否则影响招商。
2.3.3 物业包干制还是酬金制
供电局按照变电站用电量收费,商家按照自行商铺缴费,其他公共部位占到商家缴费的80%(公共部分包括物业用电、公共路灯、夜景照明、变压器损耗等)。
某项目物业采用包干制,公共部位照明设备都由物业管控。物业公司通常不会开外立面灯及景观灯。原先设计的125W路灯换成了11W节能灯,卫生间射灯全部换成节能灯。
另一项目物业采用酬金制,物业管理企业以代理人的身份管理物业和交来的资金。商铺电费和自来水费自交,公共部位均摊。
2.3.4 无分项计量装置,电表改装现象多
调研的项目大部分无分项计量装置,基本都按照出租或经营区域来装表。某物业提出,希望能够了解某个区域的空调开启使用大约能产生多少费用。
部分商家欠费,可能会导致供电局对整个商场停止供电(整个变电站停止供电)。通常,大商家不欠费,直接缴费给供电局。普通商家经物业代缴费,如某项目商业电价为0.867元(/kW·h),物业对普通商家收费为1元(/kW·h),会与商家存在矛盾。
社区商业招租聚人气,提升形象,带动周边住房销售。前期设计,商店对商铺的分割与实际招租差异较大,导致商铺电表需重新安装。
3.1 分析建筑业态以及可能变化
近年来,商业建筑的规模越来越大,功能越来越复杂,为了满足消费者各种需求,其业态已由单纯的购物发展成集购物、餐饮、娱乐、休闲等为一体的综合性服务。除了业态具有综合性的特征外,大型商业建筑的物业管理方式也呈现多种方式,常有销售、出租和自持等,因此,其能耗构成更为复杂。
3.2 精细化方案设计
在大型商业建筑中,空调冷源通常出现装机量偏高和冷水机组配置不合理的现象。
据调查,装机量高于实际冷负荷,冷水机组运行费用增加,且长时间在部分负荷下运行,效率低,影响冷源使用寿命。
冷水机组的台数和容量取决于末端负荷需求和冷水机组的群控策略,需要建立在全年动态负荷计算的基础之上。
大型商业建筑中,会选择多台冷水机组,其能耗不仅由其本身的全负荷性能和部分负荷性能决定,而且还与部分负荷下冷水机组间的负荷分配策略有关。
3.3 找准目标方向
确定节能运行目标应遵循以下原则。
1)弱化总量能耗指标的评价。各商业建筑由于地段位置、业态比例、商场定位等情况不同,能耗总量指标差距大,不具有评价性。
2)细化各区域、各分类指标概念(营业区域的年万元营业额能耗费占比、公共区域的单位建筑面积照明动力电耗、可比单位建筑年综合能耗等)。
3)对营业额等影响单位建筑年能耗的因素加以修正。
3.4 从数据出发,调整运行策略
如图6运行数据所示,通过实施调整暖通空调系统过度季节的运行策略,减少了冷机的开启,加大空调箱和送排风机的使用。通过广场与室内进行自然循环换气的方式,而不是人工制冷降温,虽然牺牲了部分送排风机及空调箱的电耗,但降低了冷冻站的耗电量,效果良好。5月、9月、10月是节能重点。全年耗电量下降了8.77%,达到21万kW·h。
图6 某项目运行耗电量数据
3.5 长效监管,关注细节
上海港汇广场项目,连续10年进行绿色运行监管与改造增值。该项目商场地下1层,地上6层,建筑面积127 262m2,于1999年12月投入使用。地下一层(部分)、地下二层、三层为停车场,建筑面积为72 395.83m2。
改造措施一:厕所排风变风量改造。厕所风机原设计时余量过大,采用45kW电机,风量远大于厕所负压要求。经实地测算只需35Hz即可满足要求。商场在电机后加装1台变频器,设定35Hz运行,可节电66.7%左右。未改造前每小时耗电42kW·h,改造后每小时耗电14kW·h。年节电量为122 640kW·h。
改造措施二:开水器定时控制。商场内装有12kW电开水炉12台,供营业员饮水用。原24h开启,现安装有接触器与定时钟,只在营业时段开启。经比对实测每天每台可节点3kW·h。
改造措施三:空调新风系统热回收。中央空调机组增加了HCU去湿和ERV热回收装置。对新风做除湿预处理减少新风湿负荷,减少冷源的除湿能耗。
改造措施四:空调运行管理监管。HCU安装时间控制模块,在非营业时间冷机关机时,也同时关闭去湿机。通过控制模块的调整,非营业时间每小时可节电24kW·h,每天节约240kW·h,年节能量8.8万kW·h。
3.6 绿色运行创新管理模式
传统模式如图7所示。
图7 传统管理模式
事实证明,这种传统接力棒式设计及管理流程弊端极大,导致没有人真正对建筑性能负责。而采用将咨询公司作为独立方,实施组建团队、方案精细化设计、节能优化、产品招标管理、现场施工监管、节能专项调试、运行策略、能耗监管、实效节能评估等全过程实效节能监管的绿色运行创新管理模式,可有效避免传统模式的弊端,实现高效运转。
“数据”时代已经来临,它通过技术的创新,以及数据的感知、收集、分析、共享,为人们提供了一种全新的看待世界的方法。更多地基于事实与数据做出决策,这样的思维方式,将推动一些习惯于靠“差不多”运行的社会发生巨大变革。
【1】薛志峰,江亿.商业建筑的空调系统能耗指标分析[J].暖通空调,2005,3(1):37-41.
【2】中国建筑节能协会.中国建筑节能现状与发展报告[M].北京:中国建筑工业出版社,2012.
【3】徐强,庄智,张蓓红等.大型公共建筑用能定额编制方法研究与实践[J].建设科技,2012:29-31.
Study of the Energy-Saving Operation Situation of Commercial Building in Shanghai
TANG Min
(China Academy of Building Research Shanghai Institute)
On the basis of site research、data collection analysis and energy audit of commercial building in energy efficient condition in shanghai district,we summarize the problems during design,construction and operation of commercial building,and find the key to energy saving operation.
energy-saving;commercial building;operation effect