上海非居住类既有建筑用能现状与对策研究

      【摘　要】　非居住类既有建筑是建筑节能工作的重要部分，文章通过分析上海非居住类既有建筑的用能现状和在节能改造中所面临的困难和问题，对非居住类既有建筑的节能改造提出了一系列建议和对策。         
     〖Abstract〗 Existing non-residential buildings play an important role in energy saving. The article analyzes the present situation of energy consumption of existing non-residential buildings in Shanghai as well as the difficulties and problems encountered in energy-saving reconstruction, and puts forward a series of suggestions and countermeasures for energy-saving reconstruction of existing non-residential buildings    

     1 前言    
  
     建筑节能是我国经济发展中的一项重要工作，上海明确提出要把节能工作的要求落实到国民经济和社会发展的各个领域中，实现“十一五”期末全市单位生产总值综合能耗比“十五”期末下降2 0 % 左右的目标，并且还对全市的节能降耗总目标量化分解到位，其中建筑节能1 5 % 。  
      这一节能目标的提出，对上海市的整个建筑行业既是机遇，也是挑战。从2005 年起，上海市的新建住宅和政府投资的公共建筑都已经按节能50％的要求进行建造，这从根源上保证了建筑具有较高的能源利用效率和较低的耗能量，但这些新建建筑进一步节能的空间已不大，并且难度很高。上海市目前既有建筑的存量约为6.4 亿m2，其中居住类(主要为住宅)约3.8 亿m2，非居住类(即公共建筑)2.6 亿m2，并且逐年上升。在这些既有建筑中95% 以上为高能耗建筑，本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供未达到节能标准，节能潜力巨大，既有建筑的节能改造是实现建筑节能目标的关键，将承担更多的节能重任。   
       既有建筑的建筑使用能耗巨大，尤其是非居住类既有建筑。这类建筑由于使用功能齐全、围护结构形式多样、各种用能系统和设备复杂、人员密度大等原因，不但建筑自身的运行维护费用很高，而且还增加了城市用电负荷，对城市电网的安全运行带来很大的压力。因此，应对非居住类既有建筑的节能工作予以足够的重视。
    
     2 上海非居住类既有建筑用能现状   

     尽管上海公共建筑的总面积少于住宅总面积，但公共建筑单位面积的能耗值是住宅的好几倍，甚至十几倍，因此公共建筑的总能耗远高于住宅的总能耗。造成公共建筑能耗巨大的原因有很多，通过调研发现主要有以下几个方面。   #p#分页标题#e#
     2.1 围护结构方面    
    大面积玻璃幕墙的使用是造成公共建筑高能耗的主要原因之一。窗户是围护结构中热工性能较差的部分，在由围护结构引起的传热损失中窗户部分约占47%，而如果采用玻璃幕墙这一比例会更大。在夏季，强烈的太阳辐射会透过玻璃进入室内，使室内温度迅速上升，而夜间室内的热量又很难散发出去，形成了“ 温室效应”，增加了空调负荷。并且，很多采用玻璃幕墙的公共建筑在外立面都没有相应的遮阳措施，进一步恶化了室内热环境。     
    另外，公共建筑一般体积都比较大，与外界直接接触的表面积也很大，因此通过外围护结构的传热损失就很大。而目前绝大多数的既有公共建筑在设计建造的时候都还未执行节能标准，其围护结构的保温隔热性能都相对很低。由于各种公共建筑的用途和使用特点的不同，一般对围护结构的节能改造重视不够，在这方面的实践很少，因此其热工性能日益衰减。       
2.2 用能设备方面    
  公共建筑空调采暖系统的能耗约占建筑总能耗的一半，是主要的用能部分。目前上海的公共建筑空调冷源以电驱动的制冷机组为主，约占总量的80%。采暖的热源以燃气或燃油的锅炉为最多，约占4 0 % ，另外还有热泵式空调和吸收式机组等，约占2 5 % 。本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供这些冷热源设备一般容量很大，初投资也比较高，进行改造的难度较大，如果设计、安装、调试等阶段的工作没有做好，将会对设备的运行和管理带来困难，增加运行能耗。同时，公共建筑空调采暖系统的运行管理是一项非常复杂的工作，建筑物的空调负荷随室外气象条件和室内使用情况的变化而随时改变，要使设备一直保持在高效、低耗的工况点运行是非常困难的，必须借助自动控制系统的帮助。    
     空调采暖系统的辅助设备的能耗也很大，如水泵和风机等等，约占空调系统能耗的1/3。这些设备随主机和系统的运行而运行，也是由于空调负荷的随时变化，水泵和风机往往都不是在最佳工况点工作，而这些设备在部分负荷下的效率衰减非常明显，本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供有时甚至会降低2/3 以上。因此需要根据负荷变化随时调整水泵和风机的流量。   
     既有公共建筑中的电梯和照明系统也是主要的用能部分。电梯和照明系统的使用受季节变化的影响很小，基本是全年运行的，因此全年的能耗很高。电梯的使用带有一定的随机性，若没有合理的控制程序和变频措施，耗电量很大。而照明系统在不同区域有不同的使用规律，若采用统一的开关方式甚至24h 的“长明灯”都是极大的浪费。并且不同区域对照明的要求也不同，功率过大的照明灯具也是对能源的浪费。      #p#分页标题#e#
    另外，有些公共建筑中装有电热水炉，这部分的能耗往往会被建筑物业管理者所忽视，而实际上这些设备的能耗非常大。因为一般的电热水炉都要保证工作时间内随时供应热水，所以热水炉里都有储水箱，并维持一定的水温，而实际的用水需求却是不定时的，这就造成了能源的极大浪费。    

   3 上海非居住类既有建筑节能改造中的问题     

    目前上海在非居住类既有建筑节能改造方面还没有强制性要求，实施节能改造的建筑还不多，现阶段进行节能改造的公共建筑一般属于两种情况：一是业主的节能环保意识比较强，愿意投入资金进行节能改造以降低建筑能耗、提升建筑品质；另一种情况是业主迫于建筑运行能耗过大，能源费用紧张，而不得不进行节能改造。这样两种方式虽然都能够在一定程度、一定范围内达到节能改造的目的，但终究不是长远之计。  
      在非居住类既有建筑节能改造的过程中还存在着这样一些问题：①缺乏对建筑物用能情况的掌握，建筑物的能源计量手段不健全，对建筑物哪一部分用能过高不了解，这些问题导致了很难确定节能改造的参照基准，不利于节能改造的实施；②在进行节能改造时，缺乏可靠的论证过程，盲目采用新技术或并不适宜的技术，导致节能效果不理想，这些问题对节能改造工作的推进非常不利；③节能改造的项目运作流程还没有统一的行业标准或规范，本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供对节能效果的认定和投资回收期的估算也缺乏必要的手段，这些都会影响到节能改造工作的顺利进行；④节能改造需要投入一定的成本，对资金的筹措、管理以及投资的回收还没有形成一套成熟、有效的办法，这是阻碍节能改造工作的主要原因。     

    4 建议与对策      

    针对上海非居住类既有建筑的用能现状和在节能改造过程中遇到的问题，本文提出了以下几条建议和对策。  
     4.1 建立和完善相关的规范和标准 
       目前上海在既有建筑的节能改造方面还没有一套完整的规范和标准来指导节能改造工作，应尽快建立和健全相关的规范和标准，使节能改造有章可循。规范和标准应主要包括既有建筑节能性能的认定、节能改造的指标和技术要求、既有建筑节能改造的方法和流程、节能改造效果的评估和认定、节能改造项目的经济性评价等方面。   #p#分页标题#e#
     4.2 建立能源监测和管理制度      
  当前大多数的非居住类既有建筑中都没有完整的能源管理系统，缺少对各种能源的使用情况的记录和分析，更缺少对逐时用能负荷变化的记录。而详细、可靠的运行数据是进行能源管理、实施节能改造以及系统设备正常运行的基础，建筑物业管理部门应建立一套完善的能源监测和管理制度，尽可能详细、准确地记录建筑用能情况，并对这些数据做一定的分析处理，比如做成图表、曲线等等。  
     4.3 既有建筑节能改造中的技术应用  
      可用于既有建筑节能改造的技术和产品有很多，不同的建筑状况、不同的使用特点、不同的系统设备形式其改造方式也不尽相同，没有普通适用的技术或模式，笔者就节能改造技术应用中存在的一些共性问题提出几点建议。    
   4.3.1 自控系统    
    建筑系统的高效运转离不开功能完善的楼宇自控系统，它可以时刻监视建筑的运行状态、自动调节各系统的运行参数、实现高效节能运行，它还能节省大量的人力物力，并显著提高工作效率。因此应当充分发挥楼宇自控系统的作用，尤其是在既有建筑的节能改造中，它可以对建筑物的室内外状态和使用情况进行监控，动态地控制空调通风系统、照明系统、电梯系统等的运行，保证节能改造方案的顺利实施。  
     4.3.2 维护保养制度    
   建筑系统的维护保养从某种意义上说是一种投资不大但效果显著的节能改造方法。系统设备中零配件的损坏或缺失会影响系统功能的正常发挥、增加运行能耗；盘管、过滤网等部位的长期积灰也会锈蚀管壁、降低换热效果，并影响室内空气质量。因此应完善巡检和维护保养制度，保证系统的完好和正常运行，而与这些工作所带来的实际经济效益相比，维护保养工作所需要投入的人力和物力是很有限的，甚至可忽略不计。 
      4.3.3 经济性分析 
    任何一套节能改造方案或者新技术、新产品的应用，除了要考虑技术上的合理性和优越性以外，还应该充分考虑其经济性。节能工作的核心思想是可持续发展，既有建筑的节能改造应以降低建筑物运行使用能耗为根本目的，但不能以高昂的成本投入甚至是对自然环境和资源的破坏为代价，因此在进行节能改造方案的论证时应对其经济性做详细计算，充分考虑其经济效益和社会效益。    
   4.4 推广“合同能源管理”模式      #p#分页标题#e#
   “合同能源管理”作为一种新兴的节能项目运作模式，在既有建筑节能改造中具有很大的优势，被视为全世界提高能效的一项重要措施，并已成为我国节能政策的重要组成部分。“合同能源管理”在国内的应用还比较有限，在业务运作技能、改造项目节能量的认定、项目融资等方面还存在着一些问题，特别是在项目各方的诚信度方面还有一定的欠缺，阻碍了合同能源管理项目的推广和实施。目前社会各方都在积极探索和尝试“合同能源管理”模式，本论文由 上海论文网 www.zhonghualw.com 整理提供上海已有30 多家提供合同能源管理服务的公司，“合同能源管理”模式一定会在既有建筑节能改造中起到重要的推动作用。    
   4.5 开展节能宣传，鼓励“行为节能”    
    公共建筑中内部人员的日常用能是公共建筑能耗中的重要部分，但是由于管理体制、收费制度等方面的因素，物业管理人员对这部分能耗的重视不够、人们的节能意识不强，增加了建筑使用能耗。应在全社会范围内进行节能宣传和节能知识的科普教育，提高全社会的节能意识，形成良好的社会风气，使人们从身边的点滴小事做起，不仅在生活中注意节能，而且在工作场所、公共场所也有意识地节约能源和资源，这可以算是一种行为上的节能改造。 
     
5 结语    
  
  非居住类既有建筑的节能改造难度大、任务重，但它是建筑节能工作中当务之急的重任。非居住类既有建筑的节能改造有利于大幅度降低城市的运作成本，有效地提高城市的综合竞争力，这对缓解上海市能源紧张具有不可估量的作用，对上海建设“资源节约型、环境友好型”城市具有十分重要的现实意义，对完成“十一五”的节能目标具有重要作用。