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我國建筑成本與節(jié)能技術(shù)趨勢分析

Tag：建筑成本  
    內(nèi)容提示：隨著經(jīng)濟的快速增長，我國商業(yè)建筑（酒店、寫字樓、大型商場、綜合性大樓等）的面積日趨擴大，商業(yè)建筑的面積占全國建筑總面積的25.4％大型商業(yè)建筑能耗大，據(jù)統(tǒng)計，其單位建筑面積的能耗是住宅的10-15倍，大約有25%－30%的節(jié)能空間。

    國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要提出，到2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20%，即“十一五”期間年均降耗4%，2006年 平均降耗1.2%，今后幾年節(jié)能壓力很大。2007年10月28日，全國人大通過《中華人民共和國節(jié)約能源法（修正）》，明確規(guī)定年綜合能源消費總量一萬 噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上的用能單位為用能重點監(jiān)測單位，重點用能單位需要重點進行節(jié)能規(guī)劃和節(jié)能改造，大型商業(yè)建筑基本都屬于重點用能單位，在競爭日益激烈的情況 下，節(jié)能顯得更加緊迫。
　　1.大型商業(yè)建筑能耗現(xiàn)狀
　　隨著經(jīng)濟的快速增長，我國商業(yè)建筑（酒店、寫字樓、大型商場、綜合性大樓等）的面積日趨擴大，商業(yè)建筑的面積占全國建筑總面積的25.4％，目 前已經(jīng)建成的高級賓館約2000幢，高級寫字樓3000多家，大型醫(yī)院800余家，大型商場800余家�！　∫话銇碇v，大型商業(yè)建筑除特殊設(shè)備使用外，主要的能耗包括中央空調(diào)系統(tǒng)能耗、照明系統(tǒng)能耗、冷熱水能耗、動力及其他能耗。以上海地區(qū)為例，根據(jù) 調(diào)查，建筑中照明系統(tǒng)能耗比例約為10~20%，空調(diào)系統(tǒng)的能耗約為40~60%，其它動力系統(tǒng)的能耗約為30~40%。
　　2.大型商業(yè)建筑主要的低成本節(jié)能改造措施
　　對于大型商業(yè)建筑而言，主要的節(jié)能對象有中央空調(diào)、給水排水、照明和電氣節(jié)能。
　　2.1中央空調(diào)低成本改造技術(shù)
　　中央空調(diào)能耗占商業(yè)建筑總能耗的40％～60％，因此中央空調(diào)節(jié)能是商業(yè)建筑節(jié)能的重要手段。從目前中央空調(diào)運行情況來看，普遍存在“大馬拉小 車”的情況，即中央空調(diào)系統(tǒng)主機和水泵等設(shè)備的選型都大于系統(tǒng)實際負(fù)荷需求，造成大量的能量的浪費，盡管目前針對中央空調(diào)節(jié)能改造的手段很多，按時大多改 造難度大，改造成本高，例如采用地源和水源熱泵技術(shù)、冰蓄冷技術(shù)等，目前，能夠應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造且成本較低的技術(shù)手段主要有：
　　2.1.1中央空調(diào)自動控制技術(shù)（BA）
　　中央空調(diào)自動控制技術(shù)可以方便的與樓宇自動控制技術(shù)實現(xiàn)集成聯(lián)網(wǎng)控制，可以根據(jù)商業(yè)建筑實時的負(fù)荷調(diào)整主機和其他空調(diào)設(shè)備，在保證室內(nèi)溫度和濕 度的前提下，盡可能的節(jié)約能源。中央空調(diào)自動控制系統(tǒng)包含冷熱源（制冷主機、鍋爐等）的控制、水泵（冷凍泵、冷卻泵、熱水泵、補水泵等）控制、冷卻設(shè)備 （冷卻塔、冷卻井）控制、末端設(shè)備（新風(fēng)機組、組合式空調(diào)機組、風(fēng)機盤管等）的控制、以及各種風(fēng)機、閥門等的控制。
　　采用中央空調(diào)自動控制技術(shù)主要的優(yōu)點有：可以自動檢測室溫，降低空調(diào)設(shè)備的能耗；提供能夠自動調(diào)節(jié)的舒適環(huán)境；預(yù)防突發(fā)事故發(fā)生，保護設(shè)備的投 資；延長設(shè)備使用壽命，降低管理運作成本；將整個建筑內(nèi)的所有空調(diào)設(shè)備統(tǒng)一管理；在圖形化操作界面上完成一切操作。其主要的缺點和不足表現(xiàn)在：需要現(xiàn)場二 次編程，人為因素影響大；由于缺乏先進的控制算法模型，節(jié)能效率不理想；后期維護成本高；節(jié)能效果難易評估。
　　2.1.2主機房模糊變頻控制技術(shù)
　　主機房模糊變頻控制系統(tǒng)主要對冷凍機房內(nèi)的耗能設(shè)備進行節(jié)能運行管理，由于冷凍機房設(shè)備耗能一半占到商業(yè)建筑能耗的50%左右，故該技術(shù)在商業(yè) 建筑中的應(yīng)用非常有價值。

　　如上圖所示，其原理為通過全面的參數(shù)采集，運用現(xiàn)代模糊控制技術(shù)，實現(xiàn)冷凍水系統(tǒng)的模糊預(yù)期控制、冷卻水系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊優(yōu)化控制和 主機系統(tǒng)的間接（或啟停）控制，實現(xiàn)空調(diào)冷媒流量跟隨負(fù)荷的變化而動態(tài)調(diào)節(jié)，確保整個空調(diào)系統(tǒng)始終保持高效、協(xié)調(diào)地運行，從而最大限度地降低空調(diào)系統(tǒng)能 耗，實現(xiàn)主機房設(shè)備節(jié)能20%～40%。
　　主機房模糊變頻技術(shù)主要優(yōu)勢有：節(jié)能改造只是局限于主機房，改造周期短，容易實現(xiàn)；大型商場的空調(diào)節(jié)能率可以高達20%以上；投資較省，投資回 收期短，一般為三年左右；也可以方便地將末端設(shè)備的變頻控制納入本系統(tǒng)；可以將該系統(tǒng)與BA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)或配合使用，非常方便。其主要的不足在于：節(jié)能率隨季 節(jié)與客流變化有所波動，節(jié)能率測定工作量較大；該系統(tǒng)壽命較短，約為15年。
　　2.1.3新風(fēng)換氣技術(shù)
　　大型商業(yè)建筑為人群極為密集的場所，而且空調(diào)運行時，一般來說除一樓外其他樓層門窗較為密閉，從而使室內(nèi)自然換氣次數(shù)極小。需要依靠空調(diào)系統(tǒng)輸 送新風(fēng)到室內(nèi)，同時排風(fēng)系統(tǒng)需要將室內(nèi)空氣排出與新風(fēng)量相同的數(shù)量到室外，以滿足人群衛(wèi)生的要求。由于夏季排風(fēng)溫度較低而新風(fēng)溫度較高，讓新風(fēng)與排風(fēng)進行 熱交換，以降低新風(fēng)的進風(fēng)溫度，可以節(jié)省制冷機大量的冷量，因而也是一種科學(xué)的的節(jié)能措施。同時，加強室內(nèi)外的通風(fēng)換氣是徹底改善商場室內(nèi)空氣品質(zhì)的最有 效方法。例如，在夏季運行工況下，當(dāng)室內(nèi)排出的（26℃）冷空氣能量經(jīng)過熱交換器把外面的（33℃）熱空氣預(yù)冷變?yōu)?9℃的清新空氣送入室內(nèi)。如圖.當(dāng)室 外33℃的空氣和室內(nèi)26℃的空氣經(jīng)過熱交換器后,送入室內(nèi)的清新空氣約29℃，空調(diào)只需再減溫3℃即可保持舒適的室溫和清新空氣。

　 　采用新風(fēng)換氣技術(shù)主要的優(yōu)點有：可以將室內(nèi)空氣的冷熱量回收，大量節(jié)省冷凍機或鍋爐耗能；大型商場的空調(diào)節(jié)能率可以高達20%；投資較省，投資回收期 短，一般為兩年。其主要的缺點和不足在于：體積較大，需要較大的空調(diào)機房，并且改造風(fēng)管系統(tǒng)，對于已建成的商場改造難度較大；由于空氣積塵需要定期清理， 故維護工作量較大。
　　2.2照明節(jié)能技術(shù)
　　商業(yè)建筑中照明能耗一般僅次于中央空調(diào)，但是照明節(jié)能改造必須要在保證建筑內(nèi)照度的基礎(chǔ)上才能完成，如果以犧牲照度來實現(xiàn)節(jié)能會造成建筑內(nèi)人員 不舒適，影響商業(yè)建筑的經(jīng)營效果，常用的照明節(jié)能低成本改造的技術(shù)有：更換節(jié)能器具、安裝照明節(jié)電器和照明自動控制系統(tǒng)。
　　2.2.1更換節(jié)能照明器具
　　目前商業(yè)建筑中使用的燈多數(shù)是T8型熒光燈、緊湊型熒光燈或者用于突出商品和建筑特點而使用的金鹵燈、鹵鎢燈等。大型商場由于實際使用需求和安 裝特點，燈具更換難度較大，但是在大型超市、寫字樓、醫(yī)院以及商業(yè)建筑大型的地下停車場內(nèi)普遍使用的是T8的熒光燈，照明時間也很長，因此，更換燈具有廣 闊的節(jié)能前景。
　　專業(yè)數(shù)據(jù)顯示，節(jié)能燈比白熾燈節(jié)電80%，壽命是白熾燈的5倍，光效是白熾燈的3.5倍。盡管成本要高出幾倍，但價格的差距可以在隨后的使用中 節(jié)省出來，并且更加劃算。
　　實踐證明，在不影響照明效果的前提下更換節(jié)能光源和燈具是最行之有效的照明節(jié)能措施。但是目前節(jié)能燈具層出不窮，產(chǎn)品質(zhì)量也良莠不齊，選擇更換 照明燈具要嚴(yán)格按照實際使用的需求，選取合適的產(chǎn)品。
　　2.2.2安裝照明節(jié)電器
　　安裝照明節(jié)電器可以起到穩(wěn)壓、濾波、提高功率因數(shù)的作用，達到節(jié)能與延長燈具使用壽命的結(jié)果。但是安裝照明節(jié)電器在電力品質(zhì)較好的建筑物中沒有 什么效果，有的會降低建筑中的照度，因此在對照度有嚴(yán)格要求的場合，不適合使用照明節(jié)電器。
2.2.3照明自動控制系統(tǒng)
　　智能燈光控制系統(tǒng)可以對大型商業(yè)建筑燈光系統(tǒng)進行智能化的、靈活的控制其啟停及調(diào)光，在保證照度的同時盡可能地使燈光系統(tǒng)更節(jié)能以及具有更藝術(shù) 化的表現(xiàn)能力。具體包含：自動定時開閉燈光；根據(jù)照度自動開閉；根據(jù)照度自動調(diào)光；變換預(yù)設(shè)的場景亮燈模式。
　　照明自動控制技術(shù)的主要優(yōu)勢有：可以靈活地進行場景控制；根據(jù)照度或人員進入情況控制照明；可以計算機統(tǒng)一控制管理，提高效率；可以遙控控制。 其主要缺點和不足有：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較高水平的運行維護人員；節(jié)能效果評估較為困難；該系統(tǒng)以提高管理效率為主，節(jié)能為輔，可計量的節(jié)能率并不高。
　　2.3建筑物給水排水系統(tǒng)節(jié)能
　　商業(yè)建筑用水量是建筑能耗的重要組成部分，目前面對水資源日益緊缺的局勢，商業(yè)建筑節(jié)水也具有重要的意義。但是由于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，改造難度大， 例如中水回用等技術(shù)在既有建筑中難于實現(xiàn)，常用的給水排水低成本改造技術(shù)有：更換節(jié)水器具和空調(diào)冷卻水節(jié)水。
　　2.3.1更換節(jié)水器具
　　使用節(jié)水器具是商業(yè)建筑節(jié)水最直接的手段，例如安裝節(jié)水型馬桶、安裝紅外感應(yīng)型水龍頭與小便器、節(jié)水型淋浴器；或者安裝節(jié)水閥可以往水龍頭或淋 浴頭的出水中加氣泡，節(jié)省大量用水。
　　2.3.2冷卻水節(jié)水技術(shù)
　　空調(diào)冷卻水的用水量巨大，夏季用水量占商場、寫字樓總用水量的50％，對于一個循環(huán)水量1000m3/h的冷卻水系統(tǒng)，正常的蒸發(fā)水量約 8.5m3/h，每天約100噸；漂水量約2.5m3/h每天約30噸；排污水量約4m3/h，每天約50噸。其中除蒸發(fā)水量為必要損失外，漂水和排污水 都有巨大的節(jié)水空間。
　　在冷卻塔風(fēng)扇下方，通過一定波形的擋水板，阻止水滴飛濺，可以有效地減少冷卻水漂水量80％，但是空氣阻力有所上升。
　　利用冷卻塔的排污水沖廁和進行綠化灌溉是冷卻水節(jié)水的重要措施。大型商業(yè)建筑的沖廁水量一般來說大于冷卻水的排污水量50%以上，用冷卻水沖廁 的好處體現(xiàn)為：加大排污水量，提高了冷卻水質(zhì)；節(jié)省了冷卻塔的加藥量；低溫自來水的補充降低了冷卻水溫，從而減少主機與冷卻塔耗電。
　　2.4電氣節(jié)能
　　商業(yè)建筑電氣節(jié)能主要的改造措施有安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備、電梯動能回饋節(jié)能、扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)。
　　2.4.1安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備
　　諧波和無功功率的大量存在，不僅會給商業(yè)建筑設(shè)備正常使用帶來不利影響，也會干擾電力計量，造成用電損失。通過安裝改善電力品質(zhì)的設(shè)備可以有效 改善商業(yè)建筑的用電質(zhì)量，在賓館和寫字樓的節(jié)能效率可以達到8～15％。
　　改善電力品質(zhì)節(jié)能的優(yōu)勢主要有：設(shè)備安裝在建筑物的配電房內(nèi)，改造不影響營業(yè)；改造工程量小，易于實現(xiàn)；投資小，見效快，節(jié)能效果易于測量與評 估。主要的不足有：高壓側(cè)節(jié)能設(shè)備的安裝要取得電力部門的許可，給改造帶來一定的難度；電力品質(zhì)隨項目的不同有不同的解決方式，前期調(diào)研評估的工作量較 大。
　　2.4.2電梯動能回饋節(jié)能技術(shù)
　　變頻調(diào)速器通過電動機可以將電梯減速，或者轎廂和對重平衡塊的質(zhì)量差帶來的電梯運行時的機械能轉(zhuǎn)變成電能存儲在變頻器直流環(huán)節(jié)的大電容中，通過 有源能量回饋器將大電容中儲存的電量無消耗地回送給電網(wǎng)。從而既達到節(jié)電目的，又無耗電發(fā)熱大功率電阻。大大改善了系統(tǒng)的運行環(huán)境。
　　分析計算和樣機實測表明，電梯的梯速越快，樓層越高，機械傳動消耗越小，則可以回送電網(wǎng)的能量越多，最多回送電量可達電梯總消耗量的40％。
　　2.4.3扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)
　　在扶手電梯的入口處增加載客感應(yīng)器，無乘客到達時停止運行。當(dāng)有乘客到達入口感應(yīng)區(qū)域時，電梯自動啟動運行。在一個運客周期后如沒有新乘客到 達，電梯自動停止運行。運客周期從最后一位乘客到達時開始計算。
　　電梯的啟動和停止平穩(wěn)順暢，無跳動感覺。啟動時逐漸加速到全速，停止時逐漸減速到零速停止。
　　扶梯節(jié)能控制系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，通常節(jié)能效率可以達到20～60％。
　　3.節(jié)能技術(shù)的比較分析

　　注：
　　1、技術(shù)成熟度一欄比較規(guī)則為：技術(shù)很成熟－5，技術(shù)較成熟－4，技術(shù)一般成熟－3，技術(shù)較不成熟－2，技術(shù)不成熟－1；
　　2、市場容量一欄比較規(guī)則為：市場容量很大－5，市場容量較大－4，市場容量一般－3，市場容量較�。�2，市場容量很�。�1；
　　3、市場急迫度一欄比較規(guī)則為：市場需求很急迫－5，市場需求較急迫－4，市場需求一般急迫－3，市場需求較不急迫－2，市場不急迫－1；
　　4、客戶接受度一欄比較規(guī)則為：客戶非常接受－5，客戶較容易接受－4，通過談判客戶可以接受－3；通過談判客戶也較難接受－2，通過談判客戶 也很難接受－1；
　　5、能改造難易度一欄比較規(guī)則為：改造很簡單－5，改造較簡單－4，改造一般簡單－3，改造較難－2，改造很難－1。
　　6、投資回收快速度一欄比較規(guī)則為：很快可以回收投資－5，回收較快－4，回收速度一般－3，回收較慢－2，回收很慢－1；
　　通過比較可以發(fā)現(xiàn)，商場的節(jié)能改造應(yīng)優(yōu)先選擇下述四種技術(shù)：主機房模糊變頻控制系統(tǒng)；更換節(jié)能光源與燈具；冷卻水節(jié)水技術(shù)；安裝改善電力品質(zhì)設(shè) 備。它們共同的特點主要體現(xiàn)在：
　�。�1）節(jié)能技術(shù)成熟，節(jié)能改造量大，風(fēng)險小
　�。�2）節(jié)能改造簡單，成本低，不影響商業(yè)建筑正常使用
　�。�3）節(jié)能效益可計量，能夠方便進行節(jié)能比較和分析
　�。�4）投資回收期短，投資回報高。
　　4．結(jié)論
　　大型商業(yè)建筑能耗大，據(jù)統(tǒng)計，其單位建筑面積的能耗是住宅的10-15倍，大約有25%－30%的節(jié)能空間。由于成本的原因，大型商業(yè)建筑偏向 于采用無成本或低成本的節(jié)能技術(shù)進行改造，從節(jié)能投資與收益比較而言，節(jié)能改造應(yīng)該優(yōu)先考慮主機房模糊變頻控制系統(tǒng)、更換節(jié)能光源與燈具、冷卻水節(jié)水技術(shù) 以及安裝改善電力品質(zhì)設(shè)備。

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