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文档简介
1、北京市政府机构试点单位节能诊断综合报告(审定稿)北京节能环保服务中心清华大学建筑技术科学系2006年4月26日目 录第一章 用能现状一、试点单位概况二、能源消费状况1. 能源消费总量及构成2. 能源消费用能分项对比(1)电力消耗对比(2)热力消耗对比(3)天然气消耗对比(4)油品消耗对比(5)自来水消耗对比(6)采暖能耗之外能源消费综合分析第二章 政府机构用能终端存在的主要问题一、建筑物围护结构问题二、普遍存在的问题1.设计选型2.安装施工3.运行调节4.用能系统5.节能管理三、个别突出问题1.信息中心能耗2.电开水器电耗3.厨房能耗第三章 政府机构建筑节能改造途径一、提高维护结构性能二、降低
2、采暖系统能耗三、照明系统节能管理与改造四、变配电系统节能管理与改造五、空调通风系统节能管理与改造第四章 政府机构建筑节能改造建议一、开展专题研究1.信息中心环境控制与节能2.政府机构公共建筑饮用热水节能3.厨房环境控制与节能4.节能管理与行为节能二、解决重点问题1.能源分类计量问题2.饮用水电耗3.厨房炊事能耗4.电梯运行能耗三、做好典型示范四、加强能耗定额管理- 66 -北京市政府机构试点单位节能诊断综合报告2006.04.26(修改稿)【背景】按照市委、市政府批准的加快发展循环经济 建设节约型城市规划纲要及2005年行动计划(京政办发200527号)精神和要求,“北京市政府机构节能工程”于
3、2005年8月正式启动。首先,市政府与54家政府机构签定了政府机构节能责任书,明确了2005年下半年节能8%的责任目标及保障措施;在此基础上,又以自愿方式选定了10家具有不同特点的政府机构(见表1.1)作为试点单位(以下简称“试点单位”)进行节能诊断,摸清用能现状,查找主要问题,提出改造方案。在北京市发展改革委领导下,北京节能环保服务中心负责组织实施,制定了北京市政府机构节能工程试点单位节能诊断实施方案,成立了协调组、专家组和项目组,招聘了5家诊断单位(见附件1),为试点单位节能诊断提供了有力的组织保障和技术支撑。【目的】 以试点单位为突破口进行节能诊断,找出问题,实施改造,积累经验,以全面推
4、进北京市政府机构和大型公建节能工程。【诊断内容】 (1)建筑物围护结构状况;(2)供暖、通风、空调、照明、变配电系统及设备用能状况;(3)建筑用能管理状况;(4)行为节能状况。在对以上内容诊断、分析基础上,对政府机构建筑物概况、用能状况(2003、2004年)进行综合评价,提出节能诊断结论和改造建议。【诊断方法】 在深入调查、现场检测、统计分析基础上,提交诊断分析报告、专家评审意见,经充分分析、评审和论证,提出“节能改造意向方案”。受市发展和改革委委托,北京节能环保服务中心和清华大学建筑技术科学系组成了专题工作小组,在2005年试点单位办公楼节能诊断报告基础上,对各项能耗数据进行整理、对比和综
5、合分析,编写了北京市政府机构试点单位节能诊断综合报告。表1.1 北京市政府机构10家试点单位序号试点单位名称简称地处1北京市发展和改革委员会发改委西城区2北京市公安局公安局东城区3北京市规划委员会规划委海淀区4北京市市政管理委员会市政管委海淀区5北京市公安交通管理局交管局海淀区6北京市地方税务局(含国家税务局)地税局海淀区7北京市旅游局旅游局朝阳区8北京市总工会总工会东城区9北京市朝阳区人民政府朝阳区朝阳区10北京市丰台区人民政府丰台区丰台区第一章 用能现状一、试点单位概况试点单位依次是:北京市发展和改革委、北京市公安局、北京市规划委员会、北京市市政管理委员会、北京市公安交通管理局、北京市地方
6、税务局(含国家税务局)、北京市旅游局、北京市总工会、北京市朝阳区人民政府和北京市丰台区人民政府。试点单位现有工作人员8352人;建筑物35栋,分布在5个城区,总建筑面积29.33万平方米,其中,单栋建筑面积最小的不足1000平方米,最大的约45000平方米。表1.2 北京市政府机构试点单位基本信息单位名称建筑物(幢)建造年代建筑面积(m2)办公人数(人)北京市发展和改革委员会11998年14818462北京市公安局61903年2001年557851686北京市规划委员会31955年2000年43700650北京市市政管理委员会41984年1993年12800400北京市公安交通管理局11987
7、年1992年16811548北京市地方税务局(含国家税务局)11999年45000890北京市旅游局11990年134031198北京市总工会61904年1952年11400374朝阳区政府81983年2001年516371334丰台区政府41980年2003年27956810合 计35/2933108352表1.3 北京市政府机构试点单位建筑物基本信息建造年代建筑物(幢)建筑面积(m2)面积百分比(%)1976年以前103815113.011977-1990(节能30%标准)74272314.571991-1998(节能50%标准)115752919.611999-2004(节能65%标准)
8、715490752.81合 计35293310100图1.1 试点单位建筑物基本状况二、能源消费状况(一)试点单位能耗构成试点单位建筑能耗构成主要为市政热力、电力、天然气、燃料油,2004年年综合消费量12101吨标准煤。其中,电力2457.54万千瓦时,天然气47.49万立方米,市政热力8191.68百万千焦(采暖面积187674平方米、采暖缴费443.74万元、),燃料油458吨;用水量为284285吨。试点单位能耗构成见图1.2、表1.4。图1.2 试点单位能源消费构成表1.4 北京市政府机构试点单位能源消费构成能源资源单位数量折标系数吨标准煤占总量百分比备注电力kW.h×10
9、42457.543.27008036.1666.41 %天然气m3×10447.491212.1430576.694.77 %燃油ton458.001.4571667.355.51 %耗水量ton×103284.2850.0925.590.21 %市政热力m2×103187.67414.89322795.0723.10 %按面积折算合 计/12100.86100 %表1.5 北京市政府机构试点单位能源消费信息表电力天然气燃料油自来水市政热力试点实物量折标量实物量折标量实物量折标量实物量折标量实物量折标量供暖面积单位万kWh吨标煤m3吨标煤ton吨标煤ton吨标煤万
10、元吨标煤m2发改委164.80538.902500030.360119861.0839.26209.0114034公安局286.30936.205479966.540800007.2086.02437.2629360规划委318.901042.803000036.430305762.7561.54650.8343700市政管101.22330.995610068.120250002.2530.72190.6312800交管局254.70832.872983636.230253742.2836.7227.8715300地税局479.701568.623116837.850353793.1894.
11、04502.4533737旅游局142.00464.34837110.160207471.8723.93199.6113403总工会112.45367.712807934.100149241.3417.95111.407480朝阳区393.091285.401373016.67458667.3568800.6225.45126.358484丰台区204.38668.32197829240.220334193.0128.13139.649376合 计2457.548036.16474912576.69458667.3528428525.59443.742795.07187674(二)试点单位能耗
12、分析1.电力消耗及对比【电力消费状况】 除采暖之外,试点单位电力消耗2457.54×104kW.h,折合标准煤8036.16ton,占总能源消费量的66.41%。各试点单位电能消费情况见表1.6和图1.3。表1.6 北京市政府机构试点单位电能消耗状况项目单位发改委公安局规划委市政管委交管局地税局旅游局总工会朝阳区丰台区建筑面积m2*1041.485.584.371.281.684.501.341.145.162.80空调面积m2*1041.072.092.820.911.083.450.970.854.352.48电力kWh*104164.8286.3318.9101.2254.74
13、79.7142112.5393.1204.4图1.3 试点单位年耗电量从图1.3可以看出,地税局耗电量最高,为479.7×104kW.h,其次是朝阳区政府。因各试点单位的建筑规模和构成有显著区别,所以,不能仅用年耗电量的大小来考察试点单位的用电状况,应从单位建筑面积电耗和人均电耗两个方面对比分析。(1)单位建筑面积电耗对比单位建筑面积电耗如图1.4所示。图1.4 试点单位单位面积耗电量按建筑面积加权平均,10个试点单位的平均电耗为83.8 kW.h/m2.a。根据清华大学“2004年北京市政府机构能耗调查”结果,政府办公楼单位面积电耗在40150 kW.h/m2.a之间,相互差异很大
14、。此次对试点单位的诊断结果,也基本印证了这一差异。如图1.4所示,单位建筑面积电耗在40<80 kW.h/m2.a的,有5家(公安局、规划委、丰台区政府、朝阳区政府、市政管委);单位建筑面积电耗80<120 kW.h/m2.a的4家(发改委、地税局、旅游局、总工会),单位建筑面积电耗120<160 kW.h/m2.a的1家(交管局)。【建筑耗电分析】 造成单位建筑面积电耗差异很大的原因是多方面的,一是每个单位的办公建筑物的建造年代跨度很大,二是建筑物的构造、形式各异,三是用电系统不同(如空调系统有分体空调、有中央空调,也有的单位既有有中央空调,还有分体空调),四是对电力消耗没
15、有实施分楼、分项计量,反映不出建筑能耗以外的能源消费数值。(建筑能耗定义?应包括?)(2)人均电耗对比【状况】 人均电耗如图1.5所示,地税局、规划委、交通局等试点单位人均电耗较高,而旅游局、公安局人均电耗较低。图1.5 试点单位人均耗电量10个试点单位人均电耗为2942.5 kW.h/per.y。人均电耗高于3000 kW.h/per.y的单位有5家,依次是:地税局、规划委、交管局、发改委、总工会,其人均电耗高达为4550 kW.h/per.y;而人均电耗低于3000 kW.h/per.y的5个单位的人均电耗为1349 kW.h/per.y,依次是:旅游局、公安局、市政管委、丰台区、朝阳区。
16、【分析】 由图1.5可以看出,地税、规划、交管、发改委的人均电耗明显高于其他试点单位,主要原因是办公建筑物内有独立的信息系统。为了保证恒温、恒湿、安全和持续稳定的工作环境条件,信息系统都有其独立的空调系统且24小时连续运行。由于信息系统具有设备多、人员少、运行时间长、工作环境条件高的特点,因此造成了(1)人均建筑面积大;(2)信息系统电耗高。以市发改委及其信息中心为例,该信息中心工作人员00人,占用建筑面积0000平方米,其人均建筑面积是发改委平均值的0.0倍;信息中心年用电占发改委全年用电量的26.8 %。由此可见,除了采取措施降低信息系统的能耗外,合理控制政府机构的人均建筑面积当是减少能源
17、消费总量的有效途径之一。【终端用电拆分及对比】政府机构试点单位终端用电主要包括:照明,办公,空调,电梯,饮用热水用电以及信息中心等特殊功能区域用电。(1) 试点单位单栋典型建筑终端用电拆分由于交管局、旅游局、地税局/国税局、发改委四个试点单位具有单栋典型建筑条件,而且有逐月统计耗电量注及其终端用途拆分结果,现将其终端用电情况拆分对比如下(见图1.6)。注:由于试点单位基本没有安装详细的用电分项计量仪表,因此各诊断报告给出的终端用途分拆均为计算结果。利用逐月耗电量可以校验能耗分拆的计算方法合理、计算结果正确可信。图1.6 试点单位单栋典型建筑终端用电拆分对比由图1.6对比可看出,交管局由于24小
18、时值班、全年不间断工作,因此办公电耗相对较高。根据调查,发改委工作时间较长、经常加班,因此照明和办公电耗也较高。此外还可看出,地税局空调系统能耗比较大,发改委、旅游局等可饮用热水能耗较高,发改委、交管局、地税局等重点部门信息中心耗电量大。(2) 试点单位楼群用电拆分对比对于楼群式办公建筑的试点单位,由于没有给出单栋建筑的电耗,因此,只能按楼群进行拆分。这一能耗拆分结果是将几万平米的大型公共建筑和几千平米的小型公共建筑混合在一起统计分析,虽然可给出试点单位的耗电全貌,但难以直接找出最明显的节能潜力所在。其中,市公安局提供的原始用电数据可能有问题,其拆分结果不能作为依据进行分析。图1.7 试点单位
19、建筑群终端用电拆分对比2.热力采暖消耗及对比【热力消费状况】 10个试点单位大部分建筑物由城市热力管网供热采暖,只有3个单位对其部分建筑物使用直燃机、电热器采暖,市政供暖面积18.8万平方米,占总建筑面积的64 %。由于市政供暖未进行热量计量,而是按供暖建筑面积收费,因此,无法准确获得各试点单位的采暖能耗数据。表1.7所给出的采暖能耗系由统计估算而得1。即按每平方米每采暖季14.8932千克标准煤计算得出,同时考虑了自供暖所消耗的电量、油量和天然气量,从而得出试点单位的采暖总能耗为3773.91吨标准煤,占总能源消费量的31.19 %。试点单位采暖总能耗情况见表1.6表1.7 北京市政府机构试
20、点单位采暖能耗项目单位发改委公安局规划委市政管委交管局地税局旅游局总工2会朝阳3区丰台4区人数per462168665040054889011983741334810建筑面积万m21.4825.5794.3701.2801.6814.5001.3401.1405.1642.796市政供暖面积万m21.4032.9364.3701.2801.5303.3741.3400.7480.8480.938市政热力费用万元39.2686.0261.5430.7236.7094.0423.9317.9525.4528.13采暖能耗吨标煤209.0437.3650.8190.6227.9502.5199.62
21、18.8793.7343.7单位面积采暖能耗kg/m214.107.8414.8914.8913.5611.1714.9019.1915.3712.29人均采暖能耗kg/per452.4259.41001.2476.5415.9564.6166.6585.0595.0424.3图1.8 试点单位采暖能耗注:(1) 1.发改委2.公安局3.规划委4.市政管委5.交管局6.地税局7.旅游局8.总工会9.朝阳区10.丰台区(2) 总工会:市政供暖能耗111.40+107.40(电32.84万千瓦时)=218.80吨标煤(3) 朝阳区:市政供暖能耗126.35+667.35(油458.0吨)=793.
22、70吨标煤(4) 丰台区:市政供暖能耗139.64+107.40(气16.81万立方米)=343.73吨标煤图1.9 单位建筑面积采暖能耗图1.10试点单位人均采暖能耗图1.11试点单位人均采暖面积【采暖能耗分析】 由于采暖能耗是按采暖面积统计计算而得,并非为试点单位的实际的采暖计量热量,因此,采暖面积大必然导致采暖能耗量高,而单位建筑面积采暖能耗比较趋于一致。见图1.6、图1.7。由图1.8、图1.9可以看出,人均采暖能耗与人均采暖面积基本趋于一致。对于办公建筑面积大而办公人员少的单位来说,其人均采暖能耗必然居高不下。因此,再次表明:合理控制政府机构的人均建筑面积是减少能源消费总量的有效途径
23、之一。3. 天然气消耗及对比【天然气消费状况】 10个试点单位年消耗天然气47.49万立方米,折合标准煤576.67吨,占总能源消费量的4.77 %,主要用于厨房炊事和生活热水,仅有丰台区政府使用天然气直燃机用于其部分办公建筑采暖。各试点单位消费天然气情况见表1.8和图1.12表1.8 政府机构试点单位天然气消耗状况项目单位发改委公安局规划委市政管委交管局地税局旅游局总工会朝阳区丰台区建筑面积m2*1041.485.584.371.281.684.501.341.145.162.80天然气m3*1042.505.483.005.612.983.120.842.811.372.97e kWh*1
24、0412.5027.3915.0028.0514.9215.584.1914.046.8714.85m3/per.54.132.546.2140.354.435.07.075.110.336.67m3/m21.690.980.694.381.770.690.632.460.261.06图1.12 试点单位人均消费天然气量注:丰台区政府年用天然气19.78万立方米,其中自采暖用气16.81万立方米,考察炊事和生活热水用气时应当核减,表1.8为核减后的数据。图1.12 试点单位人均消费天然气量图1.13 单位建筑面积耗天然气对比【天然气消费分析】 就年消费总量而言,丰台区政府消费天然气量为最大,原
25、因是采用了天然气直燃机自行供暖,自供面积1.86万平方米,占其总办公建筑面积的66.4%。通过图1.12、图1.13的对比,可以看出,试点单位人均消费天然气与单位建筑面积耗天然气的对比趋势基本一致。市政管委人均消费天然气量为最多,原因是?4. 燃料油消耗及对比在10家试点单位中,仅有朝阳区政府使用燃油直燃机对其部分建筑物自行供暖,自供面积4.31万平方米,占其总建筑面积的83.5%,燃油消耗量458吨。5. 水资源消耗及对比【水资源消费状况】作为政府机构资源消耗的重要内容,此次节能诊断将水资源消耗列入了诊断调查内容。各试点单位耗水量及人均用水量见表1.9和图1.14所示。图1.14 试点单位水
26、资源消耗情况表1.9 政府机构试点单位水资源消耗状况 单位:吨发改委公安局规划委市政管委交管局地税局旅游局总工会朝阳区丰台区人数462168665040054889011983741334810年耗水量11,98680,00030,57625,00025,37435,37920,74714,9246,88033,419人均用水2647476346401740541图1.15 试点单位人均消耗水量【水资源消费对比】 如图1.15所示,朝阳区政府人均用水量最低,旅游局、发改委人均用水量较低,市政管委人均用水量最高。10个试点单位人年平均用水量为34.0吨(2.84吨/人月)。6. 扣除采暖能耗后综
27、合能源消费及对比由于采暖是按面积收费而没有热量计量数据,现将不含采暖用能的综合能源消费(折合等效电)作一对比分析。根据建筑物用能特点,综合能耗以等效电为能量单位更为合理(等效电折算见表1.10)。在扣除采暖能耗计算综合能源消耗量时,应对朝阳区政府部分办公楼使用柴油、丰台区政府部分办公楼使用天然气以及市总工会用电采暖的能量进行折算。(核减之后不就与电力消费一样了吗?而不核减又说明什么呢?)表1.10 试点单位扣除采暖能耗后综合消耗及对比电力天然气合计自来水实物量折标量实物量折标量折标电实物量折标量万kWhe kWhm3e kWhe kWh×104tone kWh发改委164.80164
28、800025000125000177.3011986公安局286.30286300054799273995600.5980000规划委318.90318900030000150000333.9030576市政管101.22101220056100280500129.2725000交管局254.70254700029836149180269.6225374地税局479.70479700031168155840495.2835379旅游局142.001420000837141855146.1920747总工会112.45112450028079140395126.4914924朝阳区393.093
29、9309001373068650399.966880丰台区204.38204383929729148645219.2533419合 计2457.542457543930681215340602897.84284285【状况】 除采暖能耗后,10个试点单位年综合能耗量(折等效电)2897.84万千瓦时,人均等效电3396.44千瓦时,单位建筑面积等效电98.80千瓦时。除采暖能耗外,就能源消费总量而言,公安局为最大,其次是地税局,再次是朝阳区政府和规划委,均在300万千瓦时(等效电)/年以上。(见图1.16)【分析】 就工作性质而言,公安局、公安交通管理局具有工作时间长、电器设备多的特点。就用能
30、特例而言,发改委、公安局、公安交通管理局、地税局办公楼内均有信息中心。图1.16 试点单位采暖外能耗对比各试点单位除采暖外单位面积能耗和人均能耗如图1.17、图1.18所示。图1.17 试点单位单位面积综合能耗(kW.h/m2.y) 图1.17 试点单位单位面积综合能耗(kW.h/m2.y)图1.18 试点单位人均综合能耗(kW.h/per.y)图1.18 试点单位人均综合能耗(kW.h/per.y)表1.10 各类能源与等效电能的转换关系1立方米天然气1千克柴油1度电1度等效电5.00005.93021第二章 试点单位耗能终端存在的主要问题通过节能诊断发现,政府机构试点单位公共建筑能耗高、节
31、能空间较大。存在的主要问题主要表现在以下6个方面:1. 空调冷机、水泵、风机等设备低效率运行;2. 某些围护结构性能差,耗热量大;3. 变配电设备无功损失大; 4. 照明能耗居高不下;5. 工作人员节能意识淡薄,浪费严重;6. 特殊环节耗能较多;造成上述问题的原因很多,除了由于建造年代导致围护结构性能上的差异差导致采暖能耗高外,现有的空调系统、通风系统、照明系统和变配电系统等都不同程度地存在着本可以避免的能源浪费现象。这些问题可以概括为:设计问题,安装施工和初调节问题,运行管理问题以及个别高能耗环节问题。一、普遍存在的问题(一)设计选型问题政府机构办公建筑能耗较高的原因之一是设计不合理,主要表
32、现在空调系统设备设计选型过大、系统结构设计不合理、盲目提高设计标准等,导致设备低效率运行或系统大量无效耗能。1. 冷机选型大,长期部分负荷工况下低效率运行诊断发现,各试点单位公共建筑中冷机、水泵普遍选型过大,长期在低效率工况点运行,造成初投资和运行能耗浪费。例如:天银大厦(C座)空调系统原设计为两台1828.5kW离心式冷机,而实际运行时基本只开一台冷机。根据2003年2005年夏季运行记录发现,即使在最热的7、8月份,冷机的平均负荷率也仅有60左右,供冷量约1100kW,整个夏季冷机COP在3.014.32之间,平均值仅为3.84(诊断报告3739页),远低于公共建筑节能设计标准所规定的CO
33、P5.10的指标。又如:地税/国税局大楼设计安装的是3台相同型号的1395kW离心式冷机,其运行期在每年4月初至9月底之间。实测时(9月份)发现,冷机部分负荷工况下的COP仅有1.7。由于该建筑空调系统中冷机、水泵、空调箱风机等多数全天24小时运行,冷机大多时间处于类似的部分负荷工况下,造成电能极大浪费。2. 冷机选型大导致其他设备选型大,长期低效率运行冷冻水/冷却水循环泵是空调系统的另一主要耗能设备。诊断发现,冷冻水/冷却水循环泵的扬程和流量也远大于实际所需,造成水泵性能与管路实际阻力状况不匹配,致使水泵长期在低效率点工作、电流和能耗超标,甚至有烧毁电机的危险。由表2.1可见设备实际运行工况
34、与设计参数的相差所在。表2.1 发改委某办公楼水泵设计参数与测试数据对比扬程(米水柱)流量(m3/h)效率()设计值实际值设计值实际值实际值冷冻泵402931534244.5冷却泵352241848840.75表2.2 公安局某办公楼水泵运行测试数据流量(m3/h)扬程(米水柱)电功率(kW)效率()1冷冻泵59.617.07.536.802冷冻泵68.029.357.2574.902冷却泵61.023.618.021.804冷冻泵84.215.011.031.20由表2.1、表2.2可见,水泵设计扬程超过实际需要的3050以上,循环水泵长期低效运行,这是导致严重浪费电能的主要原因。3.盲目追
35、求室内环境质量,新风量过大在空调系统设计中盲目提高设计标准,是造成较大的能量浪费的又一主要原因。如提高新风量、提高某些次要功能房间环境控制标准等。例如:朝阳区政府6办公楼为档案馆及其管理办公区,仅有47人办公,而新风机组实际处理新风量18750 m3/h,人均新风量达到383m3/h。丰台区政府大楼主楼所有办公室的设计新风量为23000 m3/h,实测为20991 m3/h,人均新风量65 m3/h。地税/国税局办公大楼实测人均新风量76.5 m3/h。这些都远远超过办公建筑标准人均新风量30 m3/h的规定指标。4. 变压器负载率低,无功损耗大为了保证政府机构运行功能,通常设计双路供电保证供
36、电安全。但变压器装机功率大,实际运行负载率低,造成了大量的无功损耗。例如:丰台区政府办公大楼配备了2台SCB-9/1250-10型干式树脂变压器,一用一备,根据诊断期间24小时的不间断测量,变压器的负载率仅为5.1%,即使在夏季最大负荷时,变压器的平均负载率也仅为40%左右。又如,总工会办公大院中的两台变压器低压侧母线之间未设母联开关,在空调等设备并未开启时,变压器负载率较低,仅有1525%。若只运行一台变压器则负荷率将提升到40%,消除一台变压器的损耗,但由于未设母联开关,这种运行方式难以实现。经计算,在最大用电负荷时,1000KVA变压器的负载率也仅有53。此外,发改委、公安局等处的变压器
37、负载率也仅在30左右。(二)安装施工问题由于建筑施工过程中没有专门的节能监督管理人员对设备的安装和初调节状况等进行监管,致使出现有些设备误安装,或者设计中的节能意图因为施工的随意改动而不能得到实现,从而导致系统不能正常运行,浪费能量。这次节能诊断发现的此类问题包括:1.水力失调部分政府机构办公楼空调系统中的风量、水量并未调节到实际所需的量,造成楼内冷热不均匀。例如:发改委办公大楼中,由于缺乏初调节,各层新风机组盘管的冷冻水流量严重不均匀,出现水力失调,如图2.4所示。图2.4 发改委各层新风机组盘管冷冻水流量分配图通过运行管理人员手动调节管网各支路上的阀门开度,即可消除上述水力失调导致的室内冷
38、热不均匀的现象。值得注意的是,部分改造方案中提出在水管或风道上安装“流量平衡阀”等装置来消除水力失调,但该措施会增加管道阻力、增加水泵电耗,不利于节能。2. 新风引入口和空调室外机位置不合理交管局部分分体空调的室外机冷凝器排风口严重遮挡、散热不利,导致夏季使用时的空调COP不能达到额定值,能耗增加。而且部分室外机安装在指挥中心空调机组的新风入口处,面向新风口排风,导致新风入口实测温度达到40以上,使得空调机组负荷增加。解决上述问题的关键是要提高设计、各级校审、施工图审查、施工、监理、质量验收、运行管理各个环节的工作质量、人员素质以及责任心!(三)运行调节问题各试点单位的设备系统管理人员都很认真
39、负责,但仅有实践经验,缺乏理论知识,因此无法通过合理调节与科学管理,使各种耗能设备都能在高效和节能的状态下工作。如:冷机不合理旁通、水系统流量分配不均、冷却塔旁通、空调箱运行策略不当等现象相当普遍,导致能耗过大。这应是实现无成本节能的工作重点。1.不合理旁通节能诊断发现,各政府机构公共建筑中多台冷机或冷却塔为并联连接,而在单台冷机运行时,一些应该关闭的阀门仍处于开启状态,使得不工作的冷机也有水旁通,如下图所示。图2.4 冷机旁通示意图因此,冷冻水旁通现象导致通过工作冷机的流量只有额定流量的50%,冷机工作状况恶化,COP从5下降到3甚至更低,使得30%以上的冷机电耗浪费。例如:天银大厦(C座)
40、因不开启的冷机管道阀门均未关闭,冷机出口水温7,而通向楼内末端的分水器处温度为9,说明存在冷机不合理旁通。再如,规划委大楼设计安装两台1400kW离心式制冷机,全年基本只开一台制冷机。在最热的6月29日7月19日期间测试发现,冷冻水供水温度居高不下,平均在11左右,但供回水温差仅12,制冷机供冷量在400630kW之间,而冷机COP仅有2.23.0。还有一类旁通现象,例如:发改委大楼中冷冻水分水器、集水器之间设有压差控制的自动调节旁通阀,部分负荷时,该旁通阀处于开启状态,导致未经过末端风机盘管或空调箱就直接流回冷机,导致大量水泵电耗浪费和冷机COP下降。此外,测试中观察到个别未开启冷却塔也有旁
41、通现象。为保证工作冷机的冷冻水、冷却水流量不至于太低,运行管理人员通常开启不该开的冷冻水泵和冷却水泵,这使得水泵电耗增加。追根溯源,冷机旁通、开启多余水泵与上文所述设计选型过大直接相关。2. 空调箱常开且风机效率低各试点单位办公建筑部分空调机组、新风机组24小时连续运行,但风机效率很低。由表2.3可知,13台新风机组的风机效率,最高的为42,最低只有15。表2.3 各楼层新风机效率测试结果额定实际测试楼层功率kW额定风量m3/h风量G2(m3/h)压头(mmH2O)功率效率%10.5534001620.1 37.4 0.70 2321.140003205.3 36.7 2.18 1531.56
42、0004855.4 38.7 1.91 2742.260004008.5 38.5 1.97 2152.260004939.8 41.7 2.07 2761.150003889.2 37.7 1.22 3372.2100006614.8 42.3 2.47 3181.150004474.7 42.8 1.25 4290.7540003863.3 33.4 1.21 29100.7540003599.8 38.0 1.53 24110.5540002564.1 37.5 1.02 26121.150003937.1 38.6 1.30 32132.2100005892.5 42.7 2.38 2
43、93. 控制系统形同虚设在节能诊断的十座政府机构大楼中,基本都花费大量经费装有自控系统,但普遍问题是:自控系统并没有“自动控制”,只是起“眼睛”和“耳朵”的监视作用,而运行调节等“脑子”和“手臂”的作用仍要由人工手段完成,这就使自控系统失去了原本的存在价值和使用意义。随着时间推移,各种传感器、变送器逐渐坏损,整个自控系统也就形同虚设了。这是由于现有楼宇自控行业的一些固有问题造成的,所谓“自控”应该是在没有人为作用的情况下,整个系统可以由测得的一些参数,在各种反馈作用下实现自动调节,使楼宇内的设备系统处于正常工作的状态。而目前这些“自控”系统都不能按照节能的需求控制系统运行。(四)用能系统存在的
44、问题1. 照明系统诊断发现,各试点单位在照明系统中普遍存在的问题包括:(1)无照明用电计量所有试点单位节能诊断报告中都无法直接得到照明能耗,都是在实地调查照明灯具类型、功率、个数、开启时间等基础上计算得到的。这在一定程度上影响了其准确性,而且部分试点单位办公楼中办公电器、饮水机、甚至风机盘管等都从照明线路上取电,从而导致了核算照明用电的难度。为了准确评估将来照明系统节能改造后的实际效果,照明系统分项计量急待实施。(2)仍在用非节能灯具各单位都相当重视通过使用节能荧光灯为光源、降低照明能耗,办公室照明以T8紧凑型荧光灯配电子镇流器为主。但是,大部分试点单位办公楼中的走廊、楼梯、机房等处的照明仍使
45、用光效比非常低的白炽灯,而且开启时间长,导致耗电量相当大。丰台区政府、北京市总工会等机构仍大量使用T12荧光灯和白炽灯。而且相当多单位仍使用未配置功率补偿的电感镇流器,功率因数较低,也白白耗电。因此在选用高效光源设备降低照明能耗时,应注重“均匀性”原则,优先投资替换那些能效最低的T12荧光灯、白炽灯、电感镇流器等。(3)控制方式不合理,照度不均匀绝大部分试点单位办公室的照明控制都是沿垂直外窗方向横向排列,靠近外窗区域自然采光充足、远离外窗区域照度不足时,只能都开灯,造成浪费。实测发现,试点单位办公室内部照度不均匀现象普遍存在,特别是存在照明耗电量很大、但照度很低的现象。究其原因,与安装方式、灯
46、具形式等密切相关。例如,部分办公室片面追求反射式、遮光式、磨砂玻璃光带式等灯具的“美观”,导致照明装机功率相同而实际照度偏低的问题。2. 变配电系统除上述变压器容量过大、负载率过低导致大量无功损耗之外,在交通管理局、市政管委、旅游局等试点单位实测还发现,由于变压器所带负载比较复杂,大量计算机、照明灯具、甚至分体空调等共用同一线路,产生大量不稳定3、5、7、9次谐波,造成变压器铁损增加、绝缘老化加快、电力电缆损耗增加。而在北京市总工会,实测发现各办公楼电流三相不平衡比较严重,导致电机损耗增加,变压器容量不能充分利用,线路损耗增加。3.供热系统供热按面积收费,部分建筑采暖方式不合理从供热方式看,试
47、点单位绝大部分建筑物由市政热力管网供热、按面积收费,并未按实际耗热量计量收费。其他采暖方式中,市总工会部分建筑物采用风冷热泵机组加100kW电加热器供暖,朝阳区部分建筑物用柴油直燃机供暖,采暖耗能费用相当高。由于测试时间限制,无法仔细了解冬季各政府机构办公楼内的热环境。但通过调查人员走访了解到,办公楼内冬季冷热不均的现象相当普遍,部分建筑围护结构保温性能差、外窗漏风严重,而部分建筑冬季室内过热、工作人员只能开窗散热。因此,降低政府机构采暖能耗的措施也不应仅是加保温,而应从耗热量计量、提高供热热源效率、改善供热管网运行调节、更换关键耗能设备、更换保温性能差的外窗等方面入手,全面系统解决。4.围护
48、结构【状况】 政府机构试点单位建筑物建造年代跨度大,围护结构性能较差。大部分建筑物建造时尚未执行建筑节能设计标准,因此围护结构热工性能较差。各试点单位外墙、屋顶、外窗等围护结构传热系数(热工性能设计计算值或实测值)如图2.1、图2.2、图2.3所示需要说明的是,由于诊断测试期室内外温差较小,使用热流计或红外热成像仪也无法准确测量得到围护结构的实际热阻和热桥之所在,因此需进一步研究分析。图2.1 试点单位建筑外墙传热系数设计计算或实测值图2.2 试点单位建筑屋顶传热系数设计计算或实测值图2.3 试点单位建筑外窗传热系数设计计算或实测值【分析】 围护结构保温性能对于冬季采暖能耗影响较大,而对于降低
49、夏季空调电耗影响很小。这是因为冬季采暖期间,平均的室内外温差保持在1525,通过加强围护结构保温性能、降低通过围护结构传热而散失的热量,确实可以降低采暖能耗。但在夏季空调期,平均室内外温差仅有35,围护结构热阻对空调负荷影响不大,反而是外窗遮阳的影响较大。因此,围护结构节能改造固然是一项重要的节能措施,但是资金投入大、工程复杂,而其节能贡献仅局限于采暖能耗,不可夸大。此次对试点单位节能诊断时尚缺乏对采暖系统能耗状况做深入研究,各诊断报告中提出围护结构节能改造后的节能量仅为计算值,论据并不充分。总之,对于政府机构节能,投入大量资金和精力改造建筑物围护结构并非当前最合理、最经济、投资回收最快的节能
50、措施,应非常慎重。注: 图中连线表示多个围护结构的传热系数在该线段之内。(五)节能管理问题1. 空调运行时建筑物无组织新风导致能耗增加空调运行时,办公人员开窗通风、使得热湿的室外空气大量涌入,导致能耗增加。测试中发现有两种情况:一是空调运行期间,空调系统提供的有组织新风量不够或根本不开新风机组,致使办公人员自行开窗通风。另一种情况是,部分实测建筑中通过新风系统有组织输送的新风量能够满足要求,但办公人员仍然一边开启空调、一边开窗通风。例如,公安局1#楼无组织新风量高达26514m3/h,2#楼和4#楼也分别有19616m3/h和9780m3/h,形成很大的新风负荷,空调季节无组织新风耗电达34万
51、度。市发改委80以上的房间既开空调又开窗户。此外,地税/国税局、朝阳区政府、市政管委和总工会等也存在这种现象。此外,通过地下车库、大堂导致大量无组织新风渗入,也造成冷量损失。例如:丰台区政府无组织新风主要从一层大门和地下车库进入,其中地下室无组织新风的总进风量为29642m3/h,一层更是高达60860m3/h。地税/国税局的车库与大楼之间的门密闭性差,导致气流从车库渗入电梯间和大楼内部,不仅带来新风负荷,还使得空气品质恶化。2. 能耗浪费的“黑洞”节能诊断还发现,在政府机构试点单位办公大楼中,存在着相当一部分不太引人注意但造成惊人能源浪费的现象。例如,部分办公楼附属厨房排风量巨大,而且厨房和楼内办公区域之间连通,导致厨房从办公区域抽取冷空气、再白白排出室外。某些办公楼附属功能空间如餐厅、新闻发布厅等在长时间无人使用时仍要空调。对于冷冻机房、空调机房、泵房、甚至地下车库等相对次要功能空间,本来采用通风即可满足要求,但
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