详解既有公共建筑电气节能改造案例

详解既有公共建筑电气节能改造案例--广州市设计大厦

摘要

本文结合既有办公建筑节能改造的实践，阐述了电气节能改造的主要技术路线和实施方法，对改造前后的用电能耗数据进行了对比和分析，验证了改造效果，为既有公共建筑电气节能改造提供借鉴经验。1

项目概况广州市设计大厦于1996年建成，地下1层，地上21层，总建筑面积21319m2；地上1～14层为广州市设计院自用办公楼层，15～21层为出租办公楼层。本次改造的范围是1～14层，改造建筑面积约为12300m2，改造内容主要包括围护结构、空调、电气及照明、给排水、智能化等系统。2

改造前的节能诊断和改造方案改造工程开始之初，对整栋大厦的设备运行情况和用电能耗情况进行了摸查，同时结合现有的电气节能先进技术和投资回报周期测算，有针对性地制定切实可行的改造方案。具体诊断项目和改造方案见表1。

表1列出的7个电气改造项目中，有3项最终未能实施。3

空调控制系统节能改造大厦的中央空调系统除了更换部分能效低的设备外，冷源系统设置了群控，冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、空气处理机等设置了变频控制装置。对于空调末端设备：1）设置了基于CO2浓度的动态新风量调节阀，实现需求化通风；2）采用自主专利的变参量自校正控制技术，根据房间温度变化通过PID运算，自动调节送风量和冷冻水量；3）风机盘管采用直流无级调速和联网控制。对于中央空调系统：设置了中央空调能效自动跟踪评价系统，动态监测中央空调系统的运行信息，寻找不合理的用能部位，分析系统运行状态，为节能管理提供参考数据。1）跟踪系统通过各类传感器与变送器收集中央空调系统的运行数据，并提供数据跟踪、监测、统计和显示等功能；2）评价系统则是基于现有用电设备评价体系以“能效比”为主要依据来衡量设备是否节能，即以“每单位制冷量的空调耗电量”来进行能效评价，并对中央空调系统进行实时动态跟踪。中央空调能效自动跟踪和评价系统控制界面见图1和图2。图1中央空调能效跟踪系统界面

图2中央空调能效评价系统界面4

照明系统节能改造设计大厦照明设施使用年限较长，照明功率密度值略高于《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）规定的限值，但实际照度远低于标准最低照度要求。照明系统改造的目标就是提高系统的能效，降低照明安装功率，提高照度和舒适性。对改造前后标准层办公区域的照明安装功率进行统计，并对每个工作位的桌面照度进行了测量，获得的数据如表2所示。从上述的数据对比可以看出，光源的光效和灯具的效率当然是越高越好，但从照明系统的改造实践中，笔者发现光源的光效和灯具的效率过高，眩光问题就是必须要考虑和限制的；如果灯具安装高度较低，灯位正下方的照度会比较高，灯具的照射的范围比较小，如果灯具间距不是足够小的话，势必影响均匀度，若要照顾均匀度，就要缩短灯间距，增加灯具数量，从而获得过高的照度，造成不必要的浪费。5

照明控制系统标准层办公区域：采用了有源有线的控制系统，办公区、接待区设置基于作息时间的时间控制、基于人流量的人体感应控制、基于室外光照度的照度感应控制（根据室外光强弱开关靠窗一侧的灯具）、手动控制；饮水机采用时间控制和手动控制。控制系统框图如图3所示。图3办公区智能照明控制系统框图电梯厅、卫生间：采用了无源无线的控制系统。电梯厅设置时间控制/手动控制（西电梯厅）、就地人体/照度感应控制（东电梯厅），卫生间设置时间控制、人体感应控制、照度感应控制、手动控制。该系统安装配线可以大幅度减少，特别适用于在不改动天花、墙体的前提下加装智能照明控制的项目。图7无源无线智能照明控制系统框图智能照明控制系统根据人流量、室外光照度和作息时间自动开关灯，实现“人走灯灭”和按需开关灯的功能。具体的控制程序设定见表3。6能源计量与综合管理系统系统采用开放式结构，通过接口协议将冷水机组群控系统、空调末端控制系统、中央空调能效自动跟踪评价系统、照明控制系统、用水用电计量计费系统等纳入统一的节能管理系统平台，对空调、给排水、供配电、照明、插座等设备的运行数据进行实时采集、监控、分析和综合评价，通过对建筑设备运行管理和能源计量分析，达到优化系统参数，实现最佳运行管理模式的目的。能源计量与综合管理系统框图如图8所示。图8能源计量与综合管理系统框图7

节能改造的实施效果空调系统改造前，空调季（2011年7月至11月）的用电量为450640kWh，改造后（更换设备、增加控制和管理系统），空调季（2012年7月至11月）的用电量为229459kWh，系统改造后同期能耗相对改造前降低49.08%。照明系统改造前（2011年9月至2012年8月）年耗电量为376404kWh，改造后（2012年9月至2013年8月）年耗电量为257040kWh，系统改造后同期能耗相对改造前降低了31.71%。相对改造前，建筑空调和照明系统平均降耗41.18%，年节约用电361796kWh，年节约运行费用34.18万元，年节约111.97tce。节能改