上海市公共楼宇能源消耗情况浅析

汪晓明

上海市节能环保服务业协会

0 背景简介

节约资源和保护环境是我国的基本国策，工业节能、建筑节能是上海市节能领域两大重点发展方向。“十二五”期间，上海市实施重点工业节能技改项目 398 项，实现节能量 99.4 万 tce,完成既有公共建筑节能改造面积1 335 万m2。但随着“十一五”、“十二五”节能工作的推进，工业领域大型节能改造项目已基本完成，节能改造进入精细化阶段。

随着资源环境约束问题的日益凸显，能源总量和强度双控要求的持续实施，极需提高资源产出率，通过提高使用效率提升一次资源利用率。在节能方面，也需纵向发展，进入精细化、智慧化节能阶段。在建筑节能方面，“十二五”期间，在政策的激励下，拉动了400 万m2的建筑进行节能改造，但办公楼宇节能仍处于真空地带。目前，大型工业集团办公楼宇未纳入工业节能范围，也不属于本市建筑领域节能监管范畴，工业集团内办公楼宇、培训中心、会议中心、食堂等非生产用楼宇，其电费属于工业电费，相对商业电费而言价格更低，故不能引起集团重视，此外，单个项目的节能量不大，和建筑节能相比，挖掘潜力更低。

1 工业楼宇能耗调研及分析

1.1 能源消耗情况

能源消耗调研选取了9个集团共19栋楼宇、总建筑面积达82.7万m2作为调研样本，调研数据为：年耗电总量 10 629.77 万 kWh、年耗水量 76.51 万m3、年耗气量 27.26 万 m3、年能耗总计 3.09 万 t 标煤，其中，能源消耗以电力为主，达97%，天然气约2%，其他1%，能源消耗结构见图1。

图1 能源消耗结构图

1.2 能效指标情况

19 幢楼宇单位面积能耗均值为46.99 kgce/(m2·a)，其中，17 幢楼宇为办公楼性质，其余 2 幢为星级酒店和医院。17 幢办公楼宇总面积为76.99万 m2，单位面积能耗均值为 48.53 kgce/( m2·a)。对标《上海市机关办公建筑合理用能指南》《星级饭店建筑合理用能指南》《市级医疗机构建筑合理用能指南》，发现部分楼宇单位面积能耗与合理值有一定的差距，有改善空间。经计算，将未达到单位面积能耗合理值的建筑物提升到合理值，可节约8 998.45 tce。表1 为中心城区独立办公形式机关办公建筑能耗指标。

表1 中心城区独立办公形式机关办公建筑能耗指标

1.3 主要耗能设备情况

工业办公楼宇主要能耗设备与普通楼宇类似，包括中央空调系统、以食堂和冬季补热为主的锅炉设备、照明系统、电梯等，主要能源消耗种类为电力。

1）中央空调系统

中央空调系统为能源消耗的主要设备，总耗电达3 961.12 万kWh，占总能耗的46.01%。中央空调主要类型包括：风冷热泵，占全部空调系统的42%；溴化锂机组、水冷机组，占21%和26%，其他占11%。为了有额外的冷量补充，且不需为额外的冷量补充增加空调，并灵活地调配冷量，绝大部分中央空调配备了分体机和多联机。中央空调系统主要类型见图2。

图2 中央空调系统主要类型

2）锅炉设备

传统锅炉使用率已不高，部分楼宇采用热泵替代传统锅炉，或使用电锅炉补充楼宇额外热量和蒸汽的需求。

3）照明设备

照明设备年能耗 58.62 万 kWh，主要为 LED 节能灯，占用能总量的21%。

1.4 节能改造及能源管理情况

根据调研，发现部分工业办公楼宇能源管理制度不健全、分项计量设备安装比例不高、三级计量表安装率较低。部分工业办公楼宇虽进行了节能改造，但不精细，仍存在较大的节能潜力。

1）分项计量及三级计量表安装情况

只有7幢楼安装了分项计量设备，占比为37%；为空调、照明、锅炉等主要耗能设备安装三级计量表的，占32%。

2）节能改造情况

楼宇近三年实施的节能改造项目，主要以LED节能灯改造为主。此外，2 幢楼安装了装机总量为95 kW的光伏设备，年发电量达96 578 kWh。

2 存在的主要问题

通过调研分析，发现工业办公楼宇在能源管理方面存在以下问题：

1)部分楼宇未安装分项计量设备及三级计量表

无分项计量和三级计量就不能有效地区分各重点用能设备的能源消耗情况，不利于电耗统计，也不能及时查明能源消耗现状，无法判断楼宇当前能耗特点及主要高能耗设备情况，无法判断改造空间和经济效益等。

2)许多楼宇空调系统老化严重，制冷效率低下

许多空调是随楼宇建成的，运行时间长达15～20 年，此期间，未进行合理、有效的保养，致使制冷效率低下，影响空调的使用，且与当前节能空调的能效差距较大。

3)照明系统设备老式

部分楼宇公共区域、办公区域、地下停车场等仍使用效率低下的老式T8、T5灯管，LED等高效节能照明设备的使用比例较低。

4)其他用能设备问题

部分办公楼宇生活水泵、消防水泵型号老旧，能效水平低。

5)能源管理水平有待提升

部分楼宇运维管理人员的节能意识有待提高，许多用能设备在使用上仍采用粗放式管理，未能在使用过程中有效减少能源的消耗。

3 节能改进建议

1）大力推行楼宇分项计量设备的安装

建议在主要能耗设备线路（空调、照明、锅炉、水泵、电梯等）加装三级计量表。楼宇分项计量能有效提高能源管理效率，提高业主部门对楼宇的能源管理水平。通过分项计量得到的数据可高效的对楼宇高能耗设备进行监控、分析、以便判断是否有提升能效空间等。

2）提升改造中央空调系统能效

对使用年限较长、能效水平较低的中央空调系统进行节能改造。推荐采用如磁悬浮中央空调、高效冷媒替代空调、中央空调系统远程控制、多联机室外机雾化喷淋等新型技术。

3）加大推广LED节能灯的使用

目前，部分大楼照明系统仍使用荧光灯及普通节能灯。建议用更加高效节能的LED照明替代，至少在公共区域、地下车库等全面推广。LED节能灯具有使用寿命长、能耗低、发热量低、无热辐射等优点，可实现50%～70%以上的节能率。

4）对其他用能设备进行针对性能效提升

其他用能设备针对性能效提升措施包括：对各类水泵进行变频改造或替换；对高楼层楼宇电梯加装电梯能量回馈器，加强电梯的节能。

电梯能量回馈器专为电梯设计，具有高效、低噪，绿色环保等特点，改善了电梯机房运行环境。电梯能量回馈器工作原理为：电梯的一个运行周期包括电能转变为机械能和机械能转变为电能两个阶段。电网电能使电梯运行，而电梯运行过程中产生的再生能量通过能量回馈器将电容中储存的电能回送至电网，从而达到节电、避免大功率电阻耗电发热、改善电梯控制系统运行环境的目的。通过加装电梯能量回馈器，电梯节电率可达20%～45%。

5）加装综合能效监控系统

综合能效监控系统可对相关数据进行采集，为今后节能工作提供数据支撑。通过综合能源监控方案，结合物联网、大数据、云计算等先进技术，将互联网与变电站、空调、照明、IT 设备、给排水、安防、消防等全产业链模式应用到建筑楼宇中，通过收集和掌握用能信息，为楼宇节能提供安全、经济和可靠的综合解决方案。

6）加强节能管理

提高企业对节能工作重要性的认识，加强能源管理队伍的建设和体系的建设；强化节能技术及设备应用等节能措施的落实，定期开展节能工作的培训；发动运行及管理员工的作用，开展员工合理化建议，将节能工作落实到具体岗位及具体人员；按照国家能源消耗限额标准，严格落实企业能源利用状况报告制度。