ASHRAE体系下商业建筑能源审计技术分析

章慧颖

（上海市闵行区建设受理服务中心）

1 引言

我国自1998年实施《中华人民共和国节约能源法》，作为可持续发展的重要实施工作，建筑节能一直是建筑生命周期中持续实施的一项重要工作。从管理条线上，处于建筑运营和维护阶段的能源审计是保证建筑节能工作得到持续贯彻落实的具体工作手段。

本文所要阐述的商业建筑能源审计工作与《公共建筑能源审计标准》DG/TJ08-2114-2012[1]规定的能源审计有共通之处，但其技术来源是ASHRAE美国暖通空调技术协会，与我国不同，美国的建筑节能工作实施有很多是由民间组织推动，商业建筑的能源审计由ASHRAE给出工作规范Procedures for Commercial Building Energy Audits（简称PCBEA）和ANSI/ASHRAE/ACCA 211 Standard for Commercial Building Energy Audits进行定义。

由于LEED（Leadership in Energy and Environmental Design）标准在全球推行绿色建筑评价体系。其中对于既有建筑运营标识的申请，需要进行ASHRAE 标准Level 1级能源审计，故此，此项能源审计也在我国有一定的应用。

2 ASHRAE商业建筑能源审计的特点和价值

2.1 能源审计工作的特点

①能源审计的对象是既有建筑，不同年代建筑的能耗不同，对能源审计的工作也是一项挑战。

②能源审计是在运行的建筑上进行，要对建筑智能化控制系统（BAS），建筑用能设备，建筑实际使用状况，建筑围护结构等进行实际分析，工作更系统化，细致化。建筑的实际运行能耗不仅受到设计水平的影响，往往也和使用者的技术能力，行为习惯有关。

③已有建筑的能耗涉及大量建筑内设备的实际运行，对能源审计从业工作者的专业背景要求更强，对工作团队有暖通、机电技术、建筑信息、围护结构技术能力要求。

④能源审计后，再进行相应的节能改造，合同能源管理工作，这些工作往往可以和建筑智慧化改造同步进行，能有效降低成本，提高效率。

2.2 能源审计工作的价值

能源审计基本形式要符合ASHRAE的PCBEA要求，提供的节能建议如果被实施，应可有效降低建筑能耗成本。能源审计可为业主提供重要的价值，包括：

①吸引和保留租户；

②识别资产绩效；

③节约业主自付水电费；

④获得LEED、能源之星或BOMA 360等建筑认证；

⑤获得适用的公用事业退税、补贴和税收激励（在我国，各部委也有许多对应的激励措施）。

3 ASHRAE商业建筑能源审计的基本范围和等级划分

任何级别的能源审计都需要建筑现场调查(检查建筑围护结构、机械、电气和管道系统，采访建筑经理、技术人员，可能还有住户等)，而Level2的工作涵盖Level1的工作，Level3的工作涵盖Level2的工作。

1）Level 1能源审计

①分析能源账单，获取基本能耗信息。

②确定无/低成本措施。

③列出需要进一步研究的潜在改善措施。

2）Level 2能源审计

①补齐缺失和分项的能耗信息，以便能够进行详细的建筑分析。

②确定能源使用明细表、能耗和需求峰值。

③确定能源成本清单，并分析实际产生费用。

④通过资本成本和运营成本修正计算，确定节能解决方案。改善措施可分为两类，一类是能源效益措施，另一类是操作及维修程序。

⑤列出要进一步分析的需投资的改进措施。

3）Level3能源审计

①使用更准确的现场数据和相关的能源分析，细化能源建模。细化能源模型可能包括更详细的HVAC系统建模。

②如果有需要，应进行现场测量或测试。

③进行更严谨的节能措施成本分析，提出持续的节能措施和节约运营成本措施。

④使用相关信息完成生命周期成本分析。

⑤如果需要，提供建议的实施路线图。

4 ASHRAE商业建筑能源审计工作要点

①初步数据分析以及现场审计前的能耗数据分析；

②组织与现场设施管理人员的审计启动会议，介绍审计方法以及讨论初步分析结果；

③现场设施审核；

④对关键设备以及能源输配系统进行详细检查，并与主要人员进行讨论；

⑤收集相关信息对识别的节能机会进行初步节能量计算；

⑥召开现场审核总结会议；

⑦对识别的节能机会进行详细的计算和评估。

5 ASHRAE商业建筑能源审计现场测试

一次好的审计也需要对现场进行细致的核查，这需要配合一定的现场测试方法包括，不限于：

①对主要使用空间的温湿度，二氧化碳浓度，照度等环境因素进行抽检；

②对主要出风口的风量，温度进行抽检；

③对车库等空间的一氧化碳浓度抽检；

④对建筑整体热工缺陷检测。

6 节能潜力分析

当能源审计工作者完成一项审计工作的最后，在现状分析的基础上，需要提出对整个建筑的节能潜力分析意见。①可以立即付诸实施的，如调节BAS系统的控制策略，减少使用中的浪费。②对设备系统进行小的改进，如加装一些传感器，智能控制开关。③用能设备的升级改造，淘汰逐步老化，效率降低的设备，引入高效的新的用能设备。④建筑围护结构改造，可以直接降低建筑能耗负荷。根据这些措施的投资回报期，优先次序如下：

优先级1：无成本

·可立即执行的措施。

·其他不需要增加投资的优先即时影响措施。

·推行减排计划的管理措施。

优先级2：需要一些投入或资金，投资回报期1年内的措施。

优先级3：需要一些投入或资金，投资回报期1-3年。

优先级4：需要进一步调查、规划和投资的长期措施，投资回报期超过3年。

表1列举了某实际案例的节能措施，提出的依据和采取措施的建议。

①校准温度和流量传感器，对BAS系统的传感器进行定期校验，准确的测量数据是进行节能管理的基础。末端数据的准确性直接影响控制策略是否有效，故定期的校准可以避免不必要的能源损失。

表1 某案例按优先顺序列出的不同节能措施

②集水器和水分离器之间安装的电动平衡阻尼器没有投入使用，这意味着供水管道和回水管之间没有旁路。可以将电动平衡阀编程到BAS控制系统中，使剩余的冷冻水直接通入旁路，以减少供水网络中的波动。

③在实地考察时，发现地下停车场有一台排风机，每天13h恒载运行，以保持空气质量。然而，排风机只需在高峰时段 (早上 7：00～ 8：00，下午 17：00～19：00)和空气质量较低的时候使用。通过安装CO传感器，排气扇只有在CO浓度超过临界值时才会工作。

④观察到冷冻水泵在恒定速度下运行。建议对泵进行变频改造，以实现非高峰时段的低速运行。

⑤据观察，大部分新风机组的运行速度是恒定的。使新风系统的送风与室内二氧化碳浓度联动。当室内的二氧化碳水平超过设定的限度时，就会打开电源，为办公室提供新风。新风空调箱（PAUs）的通风机是在变速模式下运行的。

⑥有6个冷却塔用于向中央冷却器提供冷却水。冷却塔的运行可以通过BMS系统直接控制和监控。通过现场检查，我们发现6台冷却塔全部运行，只有一台离心式冷水机在运行。有机会在冷却塔配电柜中安装变频驱动器，优化群控策略。

⑦在工作时段，楼梯间的照明是常开的。建议安装声音开关，当没有人在楼梯间时自动关闭灯光。

7 节能措施小结

基于当前数据对成本和节能（费用）进行的初步估计。通过审计发现的建议节能措施预计产生约5.9%年节能量，在总投资为26万元情况下，每年节省约13万元。优先级为1和2级（投资回收期少于一年，没有成本或成本较低）的措施，预计节能10万kw·h，年节能量3.9%，节省费用8万元/a。节约费用计算是基于2018年的能源价格，如果未来能源价格增长，会产生更高的节省效果。