能效管理与建筑节能.pdf

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1、能效管理与建筑节能目录一、我国大型公共建筑能源管理的现状二、建筑能源管理的基本理念三、大型公共建筑能源管理的实施2十二五是一个全新的起点A我国正面临快速城市化的发展阶段，在十多年时间内 将有3亿多农村人口转移到城市，相当于整个美国的 人口。我国的能耗总量和碳排放总量均已超过美国位居世界 第一。A我国的经济总量超过日本，仅次于美国居世界第二。世界政局的动荡和日本的核灾难都对中国的能源安全 提出了挑战。全球气候变化的严酷现实又逼使我们必须承担起与我 们大国地位和经济实力相称的责任。国内事故频发，一方面是腐败和渎职问题，另一方面 也反映了管理水平的低下。3TOKUI CMVTMtTY中国正处于快速城

2、市化时期 2010年的城市化率达到49.7%,预计 2030年将达到65%。中国将构建以陆桥通道和长江通道为两 条横轴，以沿海、京哈京广、包昆通道 为三条纵轴，以主要的城市群地区为支 撑，以轴线上其他城市化地区和城市为 重要组成的城市化战略格局。将有相当于整个美国的3亿多人口从农 村移居城市，中国的城市人口有望达到 10亿。到2025年，中国将出现15个平均人口 2500万的超大城市，或n个总人口在 6000万以上的城市群。在世界城市化进程中是史无前例的。4建筑能耗比例（）是经济发展的晴雨表国家1能耗比例三次产业在GDP中的比 例一 1城市化率A 产业建筑J 交通1.农业工业1服务业国07 第

3、O.232.2II39.528.3 I1122.771181欧盟(2006)27.5g41.131.41g5.024.9.70.180,日本、1(2007)45.6.131.223.21i31.68180中国(2007)58.3124.517.2111.348.6140.114515TOHGJIlMVEMrnr纽约伦敦东京上海巴黎能耗比例6负荷与能耗一一两个不同的概念不能说中国的建筑能耗是发达国家的几倍。负荷的单位是W或者kW,它反映了建筑物的用能需求。负荷的大小，取决于当地气候条件和围护结构的热工 性能。能耗的单位是kWh。一定负荷的建筑，用能设备的使用 时间越长，能耗量就越大。负荷是基础，

4、围护结构的隔热保温只是创造了节能的 必要条件，而只有通过设备和系统才有实质性节能，才是节能的充分条件。即使是能效最高的设备，使用时间越长，能耗越大。因此，建筑节能设计标准只是节能的底线，即适合大 多数建筑的最低标准。公共建筑能耗不高1)上海市2004年公共建筑能耗：77幢商用建筑单位面积平均一次能耗为1347.9MJ/m2a；29幢办公楼单位面积一次能耗为1260MJ/m2a；19家旅馆单位面积一次能耗为1820 MJ/m2ao2)2006年浦东新区公共建筑能耗：14幢办公楼单位面积一次能耗为1380MJ/m2a；9家宾馆单位面积一次能耗为1981MJ/m2a。3)日本省能中心的调研：旅馆单位

5、面积平均年一次能耗为2772 MJ/m2ao办公楼：建筑面积(m2)-20,000-40,000-70,00070,000年一次能耗(MJ/m2a)17371731182519248守日济女学-TONGJIlWt lSmr9TONGniNhiaSITY在能源审计基础上确定重点能耗建筑100,087,575,062,550,037,525,012,50,0ss%楼宇所有建筑物的力令0 6印/铲度/6单位采暖能耗(kWh/(m2a)6.Ma 2007Simon Meier,Siemens,Schweiz2310宏观、中观与微观的建筑能源管理建筑能源管理可以分成宏观层面、中观层面和微观层面。1）在宏

6、观层面，主要是指政策法规的制订；在建筑设计中贯彻节能标准；A对工程项目的建筑节能进行审核、评估、监管和验收。A在我国目前的国情下，宏观层面的建筑能源管理是由政府主导 的，部分工作可由第三方参与。2）在中观层面，主要是通过对城区或园区的能源规划、可再 生能源的集成整合、节能技术导则的制定、负荷参差率的利 用、能源系统的优化，以及管理创新实现节能。3）在微观层面，主要是通过对建筑物的日常运行维护和用户 耗能的行为方式实施有效的管理，以及通过能效改善和节能 改造实现节能。不同建筑的建筑能耗在本质上是不同的公共服务 消费 提高服务 效率，降 低综合能 耗公用事业 创造GDP提高能效，以更少的能 耗提供

7、更多 的服务 A制造业创造GDP工艺能耗转化 为建筑能耗，提高附加值V_7 Special,目标要符合当时当地和同类建筑的特定情况O Measureable,目标要量化。遵从“可测量、可报告、可核查（三可）”原则，避免目标的空洞化、虚拟 化和泡沫化。Achievable,目标是可实现的。制订目标要根据建筑 的功能定位、自身条件、能耗现状、资金水平。Relevant,能源管理目标应与机构的总体目标和其它 专项目标相协调，避免相互矛盾和相互抵消。Timely,有两重含义：一是明确目标的时间节点，可 以有近期、中期和远期的目标；二是注重目标的与时 俱进。583日冷去母 TOKUI UWttMTY节能

8、减排目标的细分三大领域是产业、交通和建筑；两大部分是生产性能耗和碳排放以及消费性能耗和碳 排放。59生产性能耗和碳排放因为生产活动会创造价值，因此生产性能耗和碳排放 体现在GDP能耗和GDP碳排放中。随着先进制造业（即 所谓“绿色产业”）和现代服务业的发展，传统粗放 式生产中的工艺设备能耗转移为环境保障性的建筑能 耗；传统低能效独家一站式生产模式转变为高能效全 球专业分工的规模化链式生产模式，生产能耗转移为 物流能耗。工业建筑、商用建筑、部分公用事业（如航站、车站、医院）的公共建筑，以及物流交通的能耗，均可以 在GDP能耗中体现。评价指标不一定是单位面积能耗，可能根据行业的不 同，制订诸如“单

9、位床位”、“每间客房”等等的能 耗指标。60消费性能耗和碳排放公益型公共建筑（图书 馆、博物馆、义务教育）、行政办公、服务设 施，以及居民生活能耗（包括住宅建筑和交通 能耗，所谓Urban Life Energy）,不产生GDP，要作为消费能耗和消 费碳排放考虑。61行政办公建筑能耗目标1）各地政府的机关事务管理部门都在制订政府办公建筑的节 能实施计划，制订能耗限额。例如杭州市的目标是单位建筑面积综合能耗控制在17kgce/m2a以内,其中办公用电消耗控制在55kWh/m2a或2300kWh/p.a以内；上海市则在调查统计和能源审计基础上，以统计值的下四分 位数为基准，确定有集中空调的建筑44

10、kgee/1112a的能耗上限；吉林省则要求到2015年，单位建筑面积用能量在17.69kgce/m2 以下。2）这些数值作为当地行政办公建筑的能耗基准线，将能耗目 标在基准线基础上再降低若干百分点。3）在没有制订这类能耗基准线的地区，也可以用当地公共建 筑能耗监控系统检测统计得到的能耗值的下四分位数，再 降低若干百分点。居住建筑节能目标低目标方法。目前国内谈及住宅建筑节能，几乎都是采 用50%或65%等相对值，作为宏观管理目标还有意义，但 作为微观管理目标并没有实际意义。造成“节能目标年 年提高、能耗量也年年增长”。另一种是高目标方法，即实际能耗方法。即以建筑实际 能耗在当地统计水平上“零增

11、长”作为高目标。也就是 说，通过能效管理，用节能技术措施和倡导行为节能平 衡需求的增长。住宅建筑切忌一方面鼓励高消费，另一方面抑制正常的 能源消费。制定管理目标的要点1)2)3)4)对能耗现状的把握与同类建筑的比较自身条件实现目标的能力：人员素质和技术水平用户或员工的认同设施、系统、建筑的先天条件财力许可64建立能源管理标准根据各种设备的特点将能耗控制在最低限度的运行、管理措施。所采用的判断基准作为管理目标的标准值自动控制的设定值和目标值检测和记录维护、检修、故障诊断方面的规定各种报表建筑能源审计(Building Energy Audit)所谓能源审计，就是对一个能源系统的能效所作的 定期检

12、查，以确保建筑物的能源利用能达到最大效在许多方面能源审计与财务审计十分相似。能源审计中的重要一环是审查能源费支出的帐目，从能源费的开支情况来检查能源使用是否合理，找 出可以减少浪费的地方。66tokui uwmmr建筑能源审计的内涵用了多少能？能源用在哪里？这些能源是怎么用掉的？怎样降低能耗减少能源费用？怎样估算和减少能源损失和能源浪费？怎样改善室内环境品质？67建筑能源审计的目的计量建筑物的能耗和能源费开支，了解建筑能耗的实 况；为建筑能耗统计提供依据；检查建筑物能源利用在技术上和在经济上是否合理；诊断主要耗能系统的性能状态；找出大楼的节能和节约能源费开支的潜力，确定节能 改造方案。68日洛

13、女步,j tokui uwmrnr初步审计(Preliminary Audit)1)又称为“简单审计(Simple Audit)”或“初级审计(Walk-through Audit)”。与运行管理人员进行简单的交流；建立建筑基本信息的数据库；对建筑物以前一年的能源帐目做简要的审查；对建筑系统能耗和建筑室内环境做短时间和简单的检测；尽量区分出采暖空调系统的能耗。2)一定数量的建筑能耗的简单审计，对于从宏观上掌握 既有建筑能耗现状和建筑能耗统计有重要意义。3)初步审计的结果，尚不足以作为建筑节能改造的依据。一般审计(General Audit)一般审计是初步审计的扩大。它要收集更多的设施运 行数据

14、，对建筑节能措施进行比较深入的评价。必须收集1236个月的能源费帐单才能使审计人员正 确评价建筑物的能源需求结构和能源利用状况。还需要进行一些现场实测、与运行管理人员进行深入 交流。可以用一般审计对建筑能源系统进行诊断，确定可以 采取何种建筑节能措施，以及其效用。我们目前做的、政府主导的审计介于“初步审计”与“一般审计”之间。70o日洛*手 TOKUI UWttMTY单一审计(Single Purpose Audit)又称目标审计(Targeted Audit)在初步审计的基础上，可能发现大楼的某一个系统有较大节能潜力，需要进一步分析。单一审计或目标审计只是针对一两个系统开展。对被审计的系统做

15、得要比较仔细，要进行一段时间的运行跟踪测试。这一块审计交由市场运作。71o日洛*手 TOKUI UWttMTY投资级审计(Investment-Grade Audit)又称为“高级审计(Comprehensive Audit)”或“详 细审计(Detailed Audit)”。是合同能源管理的重要环节。投资能源基础设施的升级换代或节能改造，必须在同 一个财务标准上与其它非能源项目进行比较，即分析 其投资回报。节能效益不像某个产品可以在事先有比较准确的估计。因此，必须用权威的数学模型和软件进行预测。还要充分地估计各种风险因素。A这一块审计交由有实力的ESCO公司，按照合同能源管 理机制运作。72

16、审计内容审计内容中分：1）基础项A建筑物的基本数据2）规定项A能源费帐单审计A室内环境品质测定A分项计量要求3）选择项A制冷机房能效实测A锅炉房能效实测审计程序 分成文件审查和现场测试两个小组。一般情况下，现场审计过程 需在五个工作日内完成。文件审查小组负责调阅文件。现场测试小组负责现场调查与测试。巡视室内基本状况。室内环境测试。分析数据，并对用能系统做出诊断，查找不合理用能现象，分析 节能潜力，对室内环境效果做出清晰评价。工作小组应在现场审计过程结束后的10个工作日内出具建筑能源 审计报告。在遵循审计原则的前提下，审计小组需就审计报告得到的结论与 被审计单位交换意见，于5个工作日形成最终审计

17、结论。审计结 论需有双方负责人签字，并上报审计工作领导小组存档。74tokui iwrvwrnr估算方法o o o o O o o o o O0 9 8 7 6 1(q 受比螂出旺o o o O o o o O5 4 3 2o OO某大厦全年能耗及空调能耗示意图I75TOHGJIlMVEMrnr建筑能耗的比较标杆建筑重点用能建筑kWh/m2-yr照明采暖空调和通风室内设备综合服务系统76Tokui iwrvwrnr横向比较一一统计数据美国1995年各类建筑全年能耗统计77闫府去母TOMUI IMVEJUmr横向比较7.0006,0005,000工？，不一涓冷壁但:仝标妁舶外余0 福祉族总 杀府

18、股 文仕族股n育一盘合埸 七G地?口 学校病就去74*,ffa酸食卜夕A 京生 g 800000 c o C 匚 4.3.Z78日本建筑能源消费统计优缺点 了解自己大楼在同类建筑中能耗水平处于什么位置，取 长补短。(Benchmark)便于宏观掌握建筑能耗现状。A影响因素很多。尤其与国外无可比性。容易忽视服务质量和环境质量。“不用能即节能”。79纵向比较(气象因素)用过去每月的采暖空调系统能耗数据建立起与相应月份的度日数之 间的关系。可以将这些散点回归成直线。用EXCEL软件很容易做回归，并得出 相应的直线方程。由此得出的直线称为目标特性线(target characteristic line

19、)。80TOKKUI IMVEJUmr纵向比较用目标特性线做运行能耗的分析。如图，对应于度日数a,正常的能耗值应该是b,但实际值却 是c,远高于正常值。此时需要找原因。81zooaooo1.80ft 000 1.6OH0OO 1.400,000 1.20Q000 1.00(X00080H000 60aooo 400,000 20ao0Q 0纵向比较（本单位历史值）CGIS Norlh.Energy Consumpt ion Eaer为 Baseine Enerw 8mpeWonM.200,000Energy Consumpt ion,CGIS Sout h$1.000,000Sdoo.oooS

20、600,000$400.0001200.000so Baseline oEnerw Compeht ion建立能耗Baseline1,800,000Energy Consumpt ion,Hoffmang s s s1,600.0001.0.0001,200,0001.000,000800.000600.000 commissioning这个词原来是指竣工后的暖通空调(HVAC)设备的调试、验收和交工。随着建筑设备系统技术日趋先 进，特别是楼宇自控系统日趋普及，使得调试过程延伸到 从设计阶段开始一直延续到建筑使用之后。建筑调试是一个技术含量很高的管理过程。就我国目前情 况看，几乎所有工程项目都

21、没有做过很好的调试，能从事 复杂系统和跨系统、跨品牌调试的技术人才也十分缺乏。84能耗计量我国能源法规定：”用能单位应当加强能源计量管理，健全能源消费统计和能源利用状况分析制度”。建筑 能耗计量的重要性体现在：通过计量能实时定量地把握建筑物能源消耗的变化。通过对楼 宇设备系统分系统计量以及对计量数据的分析，可以发现节能 潜力和找到用能不合理的薄弱环节。因此，能耗计量是能源审 计工作的基础。通过计量可以检验节能措施的效果，是执行合同能源管理的依 据。通过计量可以将能量消耗与用户利益挂钩，计量是收取能源费 用的唯一依据。通过计量收费可以促进建筑能源管理水平的提高。计量收费是建筑能源管理的重要措施。

22、管理者可以通过价格杠 杆调整供求关系。能源计量现状著名的管理大师GE公司前CEO杰克威尔奇（Jack Welch）说过：“对于不能测试的事物你永远无法管理”。管理者可能会对本单位本大楼的总能源费支出有点概念，但对哪个系统或哪个基层单位能耗有问题却完全无数；对大型耗能设备（例如制冷机）会设独立计量，但对分散 的、小型的末端设备却没有计量；实现能耗的分项（系统）计量和分基层单位计量（尤其是 结合已有的BA系统）；节能管理从计量做起。86民用建筑能效测评我国住建部2008年颁布民用建筑能效测评标识管理 暂行办法和民用建筑能效测评机构管理暂行办法同时颁布民用建筑能效测评标识技术导则由中国建筑科学研究院

23、、住房和城乡建设部科技发展 促进中心主编的建筑能效标识技术标准已完成征 求意见稿，进入征求意见阶段。87能效测评主要涉及：建筑性能质量评价能源审计重点用能系统能效测评节能改造项目效果测试与验证固定资产投资节能评估绿色建筑评价制订能耗限定值能效标识分级制订梯级能源费标准的依据节能量交易和碳交易我国能效测评方法分公建和住宅分基础项、规定项和选择项基础项：按照国家现行建筑节能设计标准的要求和方法，计算得到的建筑物单位面积采暖空调耗能量。（理论值）规定项：除基础项外，按照国家现行建筑节能设计标准要 求，围护结构及采暖空调系统必须满足的项目。（理论值 和实测值）选择项：对高于国家现行建筑节能标准的用能系

24、统和工艺 技术加分的项目。（有和无）基础项是“必要条件”；规定项是“充分条件”；选择项 是“锦上添花”。89能效标识等级标准当基础项达到节能5065%且规定项均满足要求时，标识为一 星；当基础项达到节能6575%且规定项均满足要求时，标识为二 星；当基础项达到节能7585%以上且规定项均满足要求时，标识 为二星；当基础项达到节能85%以上且规定项均满足要求时，标识为四 星。若选择项所加分数超过60分（满分100分）则再加一星。g）日济束手TOKUI UWttSITY能效测评制度是建筑节能的重大进步从增量节能向存量节能转化；从数字节能向实物节能转化；从技术节能向管理节能转化。是合同能源管理机制和

25、节能市场化的基础。91建筑节能的增量节能（对住宅建筑）需求92建筑节能的存量节能（对公共建筑）I能耗参考情景，节能量节能情景值相对历史值实际减,少的能耗能效标识需求93TOHGAINTVUSITY软件的校准是用模拟技术做能效测评的关键ANSI/ASHRAE St andard 140-2004(Includes ANSI ASHRAE addenda list ed in Annex C)ASHRAE STANDARDSt andard Met hod of Test for t he Evaluat ion of Building Energy Analysis Comput er Prog

26、ramsSoeAnnaxC forappro.-al dat es by ihASHRAE Sendai(nnt 9d prcgram for ro9j laf pit lat kxi&ackt oola ot on$,hduing procodj res for documdnt od,consensus act ion ai raqj est s for charge t my part of t he st an-daid The chan第 sit mit t al fct m,inst ruct ions,anJ deadines ma/be obbined h et elrcoic

27、 form from ih。ASHRAE Websit e,hnp；.(www.ashraaorg,ofinpa(f form from Manager olSt anJards.The lat est edlion of an ASHRAE St ardard may be purchased fromASHRAE Cust omer Set vlc,1791 TulCircld.NE.Adant a,GA38给2305.mail：owfersashraeag.Fax：404-321-5478.404-636-8400(wwkkkfe),or t oll t ree 1-800-527-47

28、23(for wet ors in U.S.and Canada).Copyiight 2004 ASHRAE,n.ISSN 1041-2338American Societ y of Heat ing,Refrigerat ing and Air-Condit ioning Engineers,Inc.1791 liillie Grcle NE,At lant a.GA 30329www.asliraG.orgUiaw*ai Mr|UroVCMCOt lO94星级饭店建筑综合能耗指标合理值星级饭店类型可比单位建筑综合能耗合理值 kgce/(m2*a)五星级饭店 77四星级饭店 64一至三星级饭店 53星级饭店建筑合理用能指南DB 31/T-201195星级饭店建筑综合能耗指标先进值星级饭店类型可比单位建筑综合能耗合理值 kgce/(m2*a)五星级饭店55四星级饭店 48一至三星级饭店 41星级饭店建筑合理用能指南DB 31/T-201196作修正客房年平均出租率修正；客房套数密度修正；洗衣房设备密度修正项；（三星级无）室内停车库建筑面积比例修正项（三、四星级无）97