商场节能管理范文

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中图分类号： TE08 文献标识码： A

概述

2013年初，城区营业普查发现，江阴美伦商场用电量的比江阴地区其他同类同规模商场用电量都要高的多，该企业效益也因此受到较大影响。

表一江阴城区商场用电量对比表

对2012年度江阴美伦商场用电量况进行了统计，对商场的用电记录等原始资料进行诊断分析如下：

表二2012年度用电设备电量分类统计表

通过数据分析可知，美伦商场照明用电量很大，占到全商场总用电量的80％以上，远远高于其他设备的用电量，因此只要有效降低商场的照明用电量，则商场用电量高的问题也就会迎刃而解。

二、商场照明用电量高的原因分析

1、用户节能意识差。工作人员离开时不随手关灯，造成用电量浪费，

2、旧设备没有淘汰。商场还有许多白炽灯，普通白炽灯的典型发光效率为10lm/W，使用寿命为1000h左右。发光效率低，使用寿命短，增加了用电量。

3、缺少有效的节能措施。节能装置少，用电单位能耗大，增加了用电量。

4、更换灯具的周期过长。老型号日光灯还在使用，日光灯管使用至其寿命的80%时，输出光束约减为85%，故宜在寿命结束前更换。

三、降低照明用电量的措施

1、加强用户节能意识。通过走访用户,举办座谈会、发放宣传册等形式使商场员工都能认识到节能的重要性，主动的参与到节能活动中来。2011年5月1至7号期间，全体用检人员充分利用巡视的机会,对用户加强节能意识宣传。

班组成员与商场领导共同举办了《节能从我做起》座谈会。

活动要求：每个部门都选出1名干部和3名员工，结合本部门的实际情况谈谈自己对节能的认识。

发放节能宣传册至每个部门的员工，要求每位员工认真学习。

2、说服用户增加投资，更换旧的照明设备，使用新型节能设备。

我们通过帮助用户分析，投资改造照明设备，使用电子式安定器以及使用日光灯取代白炽灯每月可节电4万kWh,一年可节电50万kWh,投资可在不到一年的时间内收回。

（1）用电子式安定器取代传统安定器。相对于传统的安定器，电子式安定器有以下优点：

①大幅省电。较传统安定器省电20%上。

②功率因素极高。传统安定器高功率型约 80% ~ 90%。电子安定器为高功率约93%~99%。

③光波稳定不闪烁。传统安定器点灯频率60Hz，一秒120次频闪，肉眼很容易察觉到闪烁。而电子安定器因高频点灯，输出光波非常稳定几乎无闪烁，且当电源电压变动或灯管.处于低温时，也不容易闪烁，对保护视力很有帮助。

④安全性高。

（2）使用日光灯取代白炽灯。

①发光效率日光灯是白炽灯4倍以上，跟螺旋节能灯相近。我们把此价格(元/Lm)除以功率，得出相同亮度的情况下电费成本，使用日光灯比使用白炽灯一年可节省近50%的照明电费。

②寿命较长，是白炽灯的3～5倍，稍短于螺旋节能灯。我们把此价格(元/Lm)除以使用寿命，得出相同亮度情况下损耗成本，节约了近90%灯具耗材费和替换人工费用。

③日光灯光源自身发热非常小，将大大减少空间温度，减轻空调的使用负担。

3、制订设备更换计划、逐一更换照明设备

（1）定期更换老旧灯管。对于照明数量庞大的商业楼，光源的定期更换尤其重要，不但提高室内照度，更可节约用电。

（2）用40W的日光灯管替代二支20W灯管40W日光灯管单位全光束输出(光源效率)为Lm/W，而20W仅为59 Lm/W，若以40W一支替代二支20W灯管可节省电能31%。

(3)用白色日光灯管替代昼光色日光灯管。白色日光灯管显色性与色温度较昼光色低，但发光效率较高，若将昼光色灯管以白色灯管替代将可节省电力约10%。

（4）走道、楼梯间损坏严重的灯具，安排专人进行更换、修理和日常清洁。

表三 江阴美伦商场用电量照明设备更换实施情况一览表

节能技改取得的成效

2013年10月对前三季度商场电情况进行统计， 如下表所示：

表四 2013前三季度美伦商场用电情况对比表

分析得知，商场的照明用电量占总用电量比例成明显下降趋势。

2013年初用户投入535000元，到10月初已经节约电费345000元。投资回报率高达64.6%。到2013年底用户可以基本收回投入，而以后用户可以将节约的电费开支投入到商场装修、促销活动、广告宣传等方面，不但提高了资金利用率，而且增强了在市场中的竞争力。

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Analysis on Energy Efficiency and Energy Consumption

Simulation of a Shopping Mall

XIAO Shu-ying1, SUN Rui-jun2

(1.Tianjin Chance Architecture Design Co.,LTD, Tianjin, 300074,China;

2. Tianjin ShangHeng Architecture Design Co.,LTD, Tianjin, 300221,China)

ABSTRACT: Energy simulation software named DesignBuilder was used to develop an energy consumption model of a shopping mall in Weihai. A method named orthogonal experiment is chosen to analyze and select the main factors affect the market energy consumption. And the corresponding energy-saving measures are proposed.

Keywords: emporium building; energy simulation; orthogonal experiment; energy-saving

中图分类号： TE08 文献标识码： A

0 引言

商场类建筑由于建筑面积大、营业时间长、客流密度大和用电密度高等特点，与其他类型公共建筑相比，单位面积电耗密度高且全年总能耗量大[1]。并且，随着人们对购物环境舒适性要求的不断提高，商场类建筑的能耗还会持续增加，因此商场类建筑的节能任务极其艰巨。本文以威海市某商场为例，借助DesignBuilder能耗模拟软件对商场建筑能耗进行分析，找出影响商场建筑能耗大小的主要因素，并提出商场类建筑节能的关键措施。

1 商场概况及模型的建立

1.1商场概况

该商场建筑位于山东省威海市，建于2004年，总建筑面积为34662m2，坐北朝南，主体5层，建筑高度23.8m，地下局部两层，建筑体形系数为0.11，东、西、北面墙窗墙比为0.12，南面墙窗墙比为0.40，结构形式为框架结构。该商场地下一层为超市，地上1-5层为商场卖场。冷热源形式为“冷水机组+市政热水”，空调系统形式为“全空气定风量系统”。

1.2模型的建立

该商场建筑外墙和屋面的围护结构主体构造和热工特性见表1所示：

表1 典型商场建筑围护结构主体构造和热工性能

该商场建筑室内照明设备采用悬顶式荧光灯，局部区域为突出物景效果采用白炽灯调光，部分专柜照明采用射灯。商场室内照明的运行时间与营业时间同步，为早9:00～晚22:00。室内照度设置为600lx，照明功率25w/m2。

该商场人员密度设置为0.4人/m2；商场内人员劳动类型为轻劳动，群集系数取0.9；最小新风量20m3/(hp)。

该商场室内空调温度设置为25℃，采暖温度设置为20℃。冷水机组COP设置为4.0。

在该商场建筑数字化模型建立的过程中，对模型进行了适当的简化：在保持建筑主体构造材料、建筑内扰、外扰等设定不变的情况下，对建筑每层不再进行分区，将整层作为大空间建筑处理，像楼梯间、洗手间等全部当作卖场进行参数设置。

根据上述参数进行设置，得到如图1所示的商场建筑数字化模型。

图1 典型商场建筑数字化模型

2 全年总能耗模拟结果

对该商场建筑全年逐日能耗进行模拟，模拟结果见图2所示，该商场建筑总能耗为215.88kWh/(m2a)，其中电力能源消耗为199.11 kWh/(m2a)，热力能源消耗为16.77kWh/(m2a)。热力能源消耗仅占总能耗的7.9%。从图中可以看出全年耗电量和耗热量的逐月变化变化趋势，耗电量在7～9月份达到峰值，在12～2月份达到谷值。

此外，模拟结果显示，该商场建筑的电力能源消耗中，照明系统耗电量、空调系统耗电量、动力系统耗电量和其他设备耗电量分别占总耗电量的比例为36.9%、49.4%、9.8%、3.9%。

该商场模型的能耗模拟结果，与实际审计得到的全年逐月耗电量、耗热量基本相符，印证了所建模型的准确性。

图2 典型商场建筑全年逐日能耗模拟图

（图中上面的曲线为电力能源消耗，下面的曲线为热力能源消耗）

3 建筑能耗主要影响因素分析

影响该商场建筑能耗大小的因素有很多, 其中的关系也比较复杂。研究该商场能耗影响因素的主次关系，从最主要“矛盾”入手进行节能改造，可以用有限的资金达到最好的节能降耗目的。本文采用正交试验法对各影响因子进行分析，以确定外墙类型、外窗类型、人员密度、照明密度、机组COP等因素对商场建筑能耗的影响。

3.1正交试验设计[2]

根据影响建筑物能耗的因素，取外墙类型、外窗类型、屋顶类型、人员密度、照明密度（包括商品展示照明）、制冷机组COP值以及是否遮阳7个指标。本试验主要目的是定性的考察因子显著性，而不是定量考察因子的影响规律，故而对每个因子只选取两个水平进行考察，设计7个因子2个水平的正交试验，用型的正交试验表格。

正交模拟因子的取值见表2所示：

表2 各因子不同水平的取值

表2 中水平1代表该商场建筑现有水平，水平2取值部分参考《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005中的相关规定。由于水平1、2室内设计温度均为25℃，故在正交试验安排中，没有把室内设计温度作为因子来考虑。

借助能耗模拟软件对商场建筑模型各个试验进行模拟分析，试验模拟结果见表3第9列所示。

3.2试验分析

表3为模拟结果直观分析表，从结果可以看出，照明密度因素对应的极差最大，远大于其它各项因素，说明照明密度对全年能耗的影响最大，是最关键因素，照明设备不仅本身要耗能，而且其散发到空气中的热量又间接影响空调负荷，导致夏季空调能耗也随之增加；而各种围护结构所对应的极差都较小，说明围护结构对夏季总冷负荷的影响为次要因素。因此，对于该商场建筑，采用直观分析法根据极差大小，对各因素影响建筑总能耗程度的排序为：照明密度>人员密度>机组COP>外窗类型>是否遮阳>外墙类型>屋顶类型。这里还需要说明的是这种排序不是固定的，当试验条件变化时它们之间的排序也要变化。

表3不同方案能耗模拟结果及直观分析表

4 该商场建筑节能途径举例

4.1照明系统节能

从正交试验分析得到的结论来看，照明密度是最显著因子，因此，在不影响室内亮度的前提下如何降低照明能耗是该商场节能的重点之一。商场应尽可能采用高效节能的照明灯具，这样不仅能使照明系统能耗降低，还能减小空调热负荷从而减少空调系统的能耗。商场内若采用高效节能的紧凑型荧光灯或细管荧光灯等灯具，在相同的亮度下，耗电量是普通白炽灯的25%，是普通荧光灯的90%[1]。

4.2空调系统节能

空调系统的运行能耗是该商场建筑总能耗中另一所占比例较高的部分，对于空调系统的节能措施，可以兼顾运行与管理节能，从以下两方面入手：

1.技术方面：优化温度设定值，选择合理的室内空调运行参数；提高空调系统自动化和智能化控制程度；利用可再生能源；合理选择冷热机功率，提高冷热源效率。

2.管理方面：充分运用分项计量、能耗审计等得到的能耗结果，有针对性的采用合同能源管理或节能目标管理等管理措施，形成及时发现问题并及时加以解决的管理体系，实现系统的长期节能运行。

4.3围护结构节能

该商场是在《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005) 颁布实施之前修建的，其护结构很多都没有达到标准的相关要求。

外墙方面：相同厚度下挤塑聚苯板（XPS）的保温性能要高于膨胀聚苯板（EPS）和胶粉聚苯颗粒；在同种材料、相同厚度的情况下，外保温优于内保温[3]。因此应积极采用并推广外墙外保温技术，保温材料首选XPS。

外窗方面：目前双层中空玻璃窗应用较为广泛，窗框型材主要有塑钢和断热铝合金两种。如果采用同样的玻璃系统，塑钢窗的保温性能略优于断热铝合金窗[4]，但后者在抗风压强度和水密性等综合方面有明显优势。玻璃方面，推荐使用隔热性能和光学性能良好的LOW-E玻璃。

5 结论

1.通过对威海市某商场建筑能耗进行模拟分析，得出商场建筑热力能耗消耗与其他类型公共建筑相比要小的多，仅占总能耗的7.9%；该商场建筑空调系统、照明系统和动力系统耗电量分别占总耗电量的49.4%、36.9%和9.8%。

2.采用正交试验法并借助能耗模拟软件对影响该商场建筑能耗的因素进行主次排序，顺序为：照明密度>人员密度>机组COP>外窗类型>是否遮阳>外墙类型>屋顶类型。

3.空调系统和照明系统能耗占到了该商场总能耗的86.3%，因此从这两方面着手进行节能改造，是降低该商场总能耗最关键的因素。

参考文献

[]王雷,姚文燕.重庆商场类建筑能耗特性及节能措施分析[J].浙江建筑, 2008,25(5):52-54

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空调照明卫生热水动力设备及其它

饭店46.113.5319.4

商场40.533.710.715.2

写字楼49.733.32.717

医院30.313.941.814

空调能耗主要由以下几方面组成：补偿维护结构传热的能耗占40～50％，新风处理能耗占30～40％，空气、水输送能耗占25～30％。图1显示了北京某著名商业建筑各设备(冷冻机、水泵、空调箱、照明、动力)电耗的积分图。该建筑的65％的电耗是空调系统。

图1各设备耗电量积分图

2、中国商业建筑节能潜力

通过对中国商业建筑的调查和分析发现，商业建筑具有巨大的节能潜力。主要表现在以下几方面：

*中国商业建筑的能耗高于国外发达国家的商业建筑能耗。例如清华同方人环工程公司在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。

*同类型的的商业建筑之间的能耗也有较大差别。图2显示了北京十家大型百货商场每平方米耗电量，从图中可看出耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50％。此外写字楼和旅馆类建筑的情况也是这样的。图3中北京16家星级旅馆的1997年的能耗状况，能耗最大的旅馆能耗费是能耗最小的旅馆能耗费的将近3倍。

图2北京十家商场能耗图

图3北京16家旅馆能耗图

*通过对商业建筑的模拟分析发现，建筑的理想能耗与实际能耗有较大差别，主要是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统、原有空调系统存在许多不合理设计等原因造成。通过对这些不合理成分的改造，能以较小的投入获得极大的节能效果。例如下图所示为北京某四星级饭店的水系统，从图中可看出，标准层加压泵后的阀后压力为1.12MPa，而加压泵前的阀前压力为1.15MPa，即经过加压泵后压力反而降低，主要原因是加压泵前后的阀门开度只有25％，这说明标准层加压泵是多余的，如果取消标准层加压泵，经估算每年可节电10％，约22万度电，节省运行费16.5万元。

*近年来已有不少的节能改造项目竣工，这些改造项目都显示出较大的经济效益，说明商业建筑有巨大的节能潜力。例如北京双安商场的空调风系统的改造，通过充分利用春秋季室外新风为商场内供冷，从而减少了一个月的冷机运行时间，据统计每年可节省能耗费30万元左右。改造所需的40万元的投资一年时间就可以回收。此外在亮马河大厦，通过节能改造，一年可以节约运行费用300多万，所需的投资不到一年的时间即可回收。

上述分析表明，中外对比、同类建筑的对比、理论计算和实际测试的对比、商业建筑成功的改造实例都充分说明中国的商业建筑具有巨大的节能潜力，商业建筑节能改造有很好的经济效益。

3、中国商业建筑节能的途径和技术手段

技术手段的推广和合理利用是商业建筑节能的关键。适合中国商业建筑的节能的方法并不是建造一两幢新的商业建筑来展示新技术，而是通过一些投资小见效快的技术手段对现有商业建筑的改造和提高运行管理水平来提高能源利用效率。就是说商业建筑的节能关键不在于以后新建的商业建筑，而在于对已有商业建筑的节能改造，这是商业建筑节能的重点所在。表2显示了不同节能改造技术的经济效果，从表中可以看出，通过改善维护结构来节能的经济效益是最低的。

表2：不同节能改造技术的经济分析

改造投资改造收益投资回收年限

提高运行管理水平1$10～20$1～2月

更换风机、水泵1$0.8~1.0$1～1.2年

增加自动控制系统1$0.3~0.5$2~3年

系统形式的全面更新1$0.2～0.4$3~5年

建筑材料更换1$0.1~0.05$5~10年

近年来，清华大学通过对数十幢商业建筑的调查和测试分析，总结出一套适合中国商业建筑节能工作开展的成套技术－MATE技术，并成功地在一些改造工程中得到了验证和完善。该技术是包括调研测试（Measure）、全面分析（Analyze）、跟踪实施（Tackle）和节能评估（Evaluate）在内的“MATE建筑节能改造技术”。

4、商业建筑节能的市场机制和可持续发展

根据已有节能改造项目的统计，节能改造每平方米可获得20～30元的直接效益，所以如果商业建筑节能按照在北京建立示范工程、在中国主要大城市建立推广中心、全国范围推广三个阶段来发展的话，各阶段的的改造效益如下：

*第一阶段：改造面积：30万平方米；直接效益：600～900万元

*第二阶段：改造面积：400万平方米；直接效益：8000～12000万元

*第三阶段：改造面积：1.5亿平方米；直接效益：30～45亿元

三个阶段的直接经济效益如果按照0.8元/度电和40％的发电效率折算成一次能源，相当于可为国家节省250万吨标准煤，减少向环境排放562万吨CO2，对全球生态环境的改善有巨大的贡献。

节能改造的投资主要有以下几个方面：

*计量仪表及安装费用

安装计量仪表的目的主要是计量改造效果，让业主看到效益，有利于推动节能改造工作发展。根据已有改造工程的统计，计量仪表的投资约为2.5元/平方米，所以一、二、三阶段的仪表投资分别为75万元、1000万元、3.8亿元。

*培训费用

*制定标准和政策费用

*宣传、传播费用

*建立节能改造中心和节能小分队费用

*节能改造工程投资

由于节能改造有较大的经济效益，改造工程投资可以在3年左右收回，所以改造工程投资可以说服业主承担或采用其它的融资方式。

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0、前言

在“十二五”规划中，节能环保成为国策中的重中之重。在这样的背景下， 合同能源管理（EMC）成为一种节能新机制。目前各行业都在开展节能降耗行动，对于照明改造也是节能降耗的重中之重。据统计，照明用电已经占我国发电总量的12%，大多数企业的照明系统存在以下问题：亮度低、设备旧、耗能高、维护高、舒适性差等。以某大型商场室内停车场照明优化改造工程为例，探析节能照明最优方案。沈阳计量测试院制定了一个简便、易行、可靠的现场测试方案，对节能效果进行了测评分析，并进行节能量计算和价值分析[1-4]。

1、照明改造工程简介

某大型商场的室内停车场包括地下两层停车场、地上四层停车楼，可提供近2000个停车位。停车场原有照明采用常规T8电感日光灯，该类灯具能耗高，年运行费用较高；寿命短，使用寿命为3000小时，灯管的更换率较高；且具有频闪 、噪声、含汞量高、辐射等环保缺陷。

为降低能耗，同时减少日常维护费用，商场对室内停车场照明设施进行节能改造，采用纳米高效节能荧光灯替换原有的T8灯管，达到提高照度和节能的目的。为确定该照明节能改造工程的效果，该商场委托沈阳计量测试院进行现场测试和节能量计算及价值分析。

2、节能量测试计算

2.1节能方案及节能效果

1）测试对比灯具

采用更换高效光源的节能技术来实现照明系统节能，具体内容为纳米高效节能荧光灯替换原有的传统T8荧光灯。采用A、B两组照明回路进行对比测试：A组为纳米高效节能荧光灯（柔光型），B组为在用的电子镇流器支架式荧光灯。二者的技术参数对比如表1所示。

2） 测试灯具数量与电路安排

选取的测试地点在商场的地下负二层C02-C07通道区域，测试照明回路光照范围约为400m3。A、B两组灯具各9套，均按该区域现有灯具位置安装，并采用护套线铺设临时独立回路，两个回路采用同一开关控制开闭，两个回路中各安装一块电度表，电度表起始读数由双方共同确认。图1为测试电路示意图。

2.2节能量计算

改造前在用灯具为2903支传统T8荧光灯。改造后，由于照度提高，地上四层停车楼在照明时段内灯具无需全部开启即可满足使用要求，有700支R3-18型节能灯具处于常闭状态，实际在用灯具数=灯具总数-常闭灯具数=2903-700=2203（支）（其中R3-18型：1349支，R3-12型：854支）。因此节能改造的实质相当于减少了700支传统T8灯具，更换了2203支节能灯。其结果是进一步增加了停车场的实际节能幅度。

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我是世界上能源消费大国，其中供暖空调能耗是导致我国出现季节性能源短缺的主要原因。目前我国大部分地区出现的能源供需矛盾都是季节性的能源短缺，而不是全年性的能短缺，尤其是电力和天然气。据悉，我国在采暖和空调上能耗占建筑总能耗的55%。而作为建筑能耗最主要构成部分的供暖和空调能耗属于季节性能耗，并且许多情况下冬季供暖和夏季空调消费的能源品种不同，这是导致电力、煤炭、天然气出现季节性能源短缺的主要原因。同时随着居民对夏季空调和冬季供暖舒适性水平要求的日益提高，由此引起的城市能源季节性供需矛盾日益突出，并且已经成为制约我国经济社会可持续发展的瓶颈。然而社会发展到今天，不论是工业建筑还是公共建筑，如影剧院、体育馆、办公楼、商场、店铺等都已经离不开空调。因引节能和带能量回收的空调产品已成为当今社会发展的需要。同时，大型商场具有很大的空调节能潜力，正确设置冬、夏天室内温度能产生良好的节能效果，因为冬天室内温度设定值每升高1摄氏度，夏天室内温度设定值每降低1摄氏度，平均将多消耗10%的能耗。但是我国当肖的大型商场室内温度常常存在夏天设定过低，冬天设定过高的现象，造成能源大量浪费。

1、大型商场内空调负荷的特点

我国大型商场建筑自从八十年代以来进入了一个高速发展期，特别是近20年来，大型商场和以前相比有了很大的变化。一方面，大型商场经营的商品种类多，品种全，规模大，客流量大；大型商场的功能更多、更齐全，很多大型商场内设置了餐厅，电影院，酒吧，展厅等休息娱乐的分区；另一方面，对于消费者来说，逛商场的目的不仅是为了购买商品，还成为了一种休闲娱乐的方式。正是由于大型商场以上的特点以及消费者观念的转变，带来了大型商场的空调负荷的复杂性和多样性。

大型商场的空调负荷主要分为围护结构的传热负荷，商场内部的照明发热量，人员负荷，新风负荷等。大型商场建筑面积大，内部空间大，体形系数大；而且目前很多大型商场为了外观，采用大面积的玻璃幕墙，导致通过围护结构的负荷巨大；商场经营的商品种类繁多，内部分区和展示商品的柜台多，由此导致商品展示的照明也增多，再加上商场内的日常照明，从而使得商场内的照明能耗和照明带来的负荷也增多；大型商场内人流量很大，且随着时间的不同人流密度还有很大的变化，一般在下午和晚上人流量达到最大值，从而使得商场内人员热湿负荷大，且不同时间热湿负荷还有很大的差别。

2、 节能改造措施

近年来，已有很多大型商场对能耗过高的空调系统进行了节能改造，也有不少研究者对大型商场空调系统的节能改造进行了研究。其中对空调箱风机、输水泵以及冷却塔进行变频控制是空调系统节能改造的主要措施和策略；大型商场的节能改造除了针对能耗大以外，还针对商场内的不令人满意的热舒适性，相应的手段一般都是对风系统，包括新风系统和排风系统进行改造。

2.1排风热回收

大型商场需要送入大量新风，必然有等量的室内空气排出，夏季排风含有一定的冷量。商场往往采用机械排风这种有组织的形式。如果在排风中设置热交换装置，最多可节约新风能耗70%左右。

排风热回收设备大致可以分为两类：全热型热回收和显热型热回收。全热回收器不同于显热回收器的地方在于前者同时回收排风中的能量和湿量，是靠新风与排风的温差和水蒸汽压力差来达到热湿交换，其进出口关系可以由温度效率和湿度效率确定，效率值与新风量、排风量大小有关；而显热回收器则仅仅是温差的热交换。

全热型热回收的工作原理是利用室内外空气的焓差，利用机芯的导热透湿功能，新风获取排风中的焓值，达到节约冷量的目的。常用的有转轮式全热交换器和板翅式全热交换器。全热交换的热效率一般在65%~80%之间。显热型热交换只有热交换而无湿交换，常用的有板翅式显热交换器和轮道式等。另外，还有采用热泵来回收排风中的能量。在设计热回收方案时有一下几点建议：

应考虑商家的利益，空调机房面积总是被限制，空间利用率有限，而且室外进风口和排风口的距离要求尽量间隔远，避免气流短路。由于城市空气质量较差，积灰现象较严重，过滤器易堵塞，应设计过滤器压差开关装置，提示用户清洗或更换过滤器。

能量回收必要条件是新风系统与排风系统布置在一处，这就要求设计时对系统划分、风道布置、送排风机和热回收装置的设备等统筹安排，使系统趋于合理。

热交换器的大小是按空调供冷或供暖时的最小风量确定的。必须注意的是过渡季节或冬季采用新风供冷时不能用热交换器，因为新风被排风加湿、换热后，会降低新风供冷的效果。所以过渡季节能量回收器不运行的系统采用新风供冷时，应在新风道和排风道上分别设旁通风道，使空气绕过热交换器，以节省能耗。

至于到底选用哪种热交换器应该根据当地气候、建筑类型、热交换热备自身的特点和经济发展状况等综合分析后决定。该商场位于夏热冬暖地区，设计中采用了全热

2.2 风系统与节能

变频控制是目前送风系统节能改造的主要策略。大型商场内的热湿负荷随时间变化有很大的变化，然而送风系统却是一直高负荷运行，造成很大的浪费；且随季节的不同，送风量也有不同，特别是新风量有很大的变化，冬夏季只需要提供卫生的最小新风量，而过度季节需要更多的新风来除去余热余湿，从而减少机组运行时间，降低能耗。因此，在合理设计新风系统时，应根据实际的需要来对风机转速进行调节，风机的变频运行可以实现这一目的。在保证最小风量的情况下，利用传感器测得的送回风的干湿球温度，计算送回风焓差，从而计算出所需的风量，对风机实行变频控制；对空调系统的节能改造中，对现有的风机加装4个变频柜，对风机进行变频控制。

2.3增加自控装置

调研中发现目前空调系统的自控系统很差，如果对自控系统进行改进，也可以节约大量能源，具体可在如下方面进行改进：(1)送风机与新、回风电动阀联锁运行，当送风机根据冷负荷的变化而变频运行时可以联动调节新回风的混合比;(2)停机时回风阀全开，新风阀全关，以避免停机时夏季室外热空气继续进入室内而造成冷量损失;(3)据实际冷热负荷控制冷水机组及水泵的运行台数,以达到节能效果;(4)风机与冷冻水阀联锁,风机停时,冷冻水阀自动关闭;(5)通过时间程序对空调机进行定时启停,时间预定可长达一年;(6)可以根据现场的具体情况和用户的要求,对这些程序中的参数及连锁点进行修改和设定;(7)根据室内设定温度控制回风和新风的比例，调节合适的新风阀和回风阀开度,以保证在四季能提供足够的新风量,而在新风温度接近室内温度设定时,尽量引入新风,使其达到节能之功效;(8) 在组合式空调机组的回风总管和新风机组送风总管上分设温度传感器，也就是使过滤后的混合风温度保持在新风温度与回风温度的某一加权平均值，其所测风温与设定值比较后输出电信号，调整回水管比例积分电动调节阀的开度，调节水流量，保证回风温度在设定的波动范围内。

2.4定期的检查和检修

在对商场各层送回风口温度的检测中(如图5)，发现有的送回风口温度偏高，有的噪声很大，商场中出现了各功能区温度分布不均的现象，原因是送回风口空气流动不畅通，所以管理人员对风系统和水系统的定期检修很重要。因为管路系统中的水或空气都是携带冷量或热量的介质，它们从系统中泄露就直接造成了能量的损失，经常对管道设备进行检查并采取相应的措施是很有必要的。在一些保温管道表面，如果泄露的水打湿了保温材料，就会大大降低保温性能，造成能量损失。同样换热设备的结垢也会造成设备性能的下降，因此，需要对水进行必要的处理和对水系统进行合理的清洗。当风系统过滤器上截留的杂物过多时，阻力升高，导致风机压力上升、能耗增加，并且增加了漏风的可能性，应时常对其进行清洗或更换。

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空调能耗主要由以下几方面组成摘要：补偿维护结构传热的能耗占40～50％，新风处理能耗占30～40％，空气、水输送能耗占25～30％。图1显示了北京某闻名商业建筑各设备(冷冻机、水泵、空调箱、照明、动力)电耗的积分图。该建筑的65％的电耗是空调系统。

2、中国商业建筑节能潜力

通过对中国商业建筑的调查和分析发现，商业建筑具有巨大的节能潜力。主要表现在以下几方面摘要：

中国商业建筑的能耗高于国外发达国家的商业建筑能耗。例如清华同方人环工程公司在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计，这些商场的全年运行能耗平均大约是188kwh/m2.a，而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135kwh/m2.a，也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40％。

同类型的的商业建筑之间的能耗也有较大差别。图2显示了北京十家大型百货商场每平方米耗电量，从图中可看出耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50％。此外写字楼和旅馆类建筑的情况也是这样的。图3中北京16家星级旅馆的1997年的能耗状况，能耗最大的旅馆能耗费是能耗最小的旅馆能耗费的将近3倍。

通过对商业建筑的模拟分析发现，建筑的理想能耗和实际能耗有较大差别，主要是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统、原有空调系统存在许多不合理设计等原因造成。通过对这些不合理成分的改造，能以较小的投入获得极大的节能效果。例如下图所示为北京某四星级饭店的水系统，从图中可看出，标准层加压泵后的阀后压力为1.12MPa，而加压泵前的阀前压力为1.15MPa，即经过加压泵后压力反而降低，主要原因是加压泵前后的阀门开度只有25％，这说明标准层加压泵是多余的，假如取消标准层加压泵，经估算每年可节电10％，约22万度电，节省运行费16.5万元。

近年来已有不少的节能改造项目竣工，这些改造项目都显示出较大的经济效益，说明商业建筑有巨大的节能潜力。例如北京双安商场的空调风系统的改造，通过充分利用春秋季室外新风为商场内供冷，从而减少了一个月的冷机运行时间，据统计每年可节省能耗费30万元左右。改造所需的40万元的投资一年时间就可以回收。此外在亮马河大厦，通过节能改造，一年可以节约运行费用300多万，所需的投资不到一年的时间即可回收。

上述分析表明，中外对比、同类建筑的对比、理论计算和实际测试的对比、商业建筑成功的改造实例都充分说明中国的商业建筑具有巨大的节能潜力，商业建筑节能改造有很好的经济效益。

3、中国商业建筑节能的途径和技术手段

技术手段的推广和合理利用是商业建筑节能的关键。适合中国商业建筑的节能的方法并不是建造一两幢新的商业建筑来展示新技术，而是通过一些投资小见效快的技术手段对现有商业建筑的改造和提高运行管理水平来提高能源利用效率。就是说商业建筑的节能关键不在于以后新建的商业建筑，而在于对已有商业建筑的节能改造，这是商业建筑节能的重点所在。表2显示了不同节能改造技术的经济效果，从表中可以看出，通过改善维护结构来节能的经济效益是最低的。

近年来，清华大学通过对数十幢商业建筑的调查和测试分析，总结出一套适合中国商业建筑节能工作开展的成套技术－MATE技术，并成功地在一些改造工程中得到了验证和完善。该技术是包括调研测试（Measure）、全面分析（Analyze）、跟踪实施（Tackle）和节能评估（Evaluate）在内的“MATE建筑节能改造技术”。

4、商业建筑节能的市场机制和可持续发展

根据已有节能改造项目的统计，节能改造每平方米可获得20～30元的直接效益，所以假如商业建筑节能按照在北京建立示范工程、在中国主要大城市建立推广中心、全国范围推广三个阶段来发展的话，各阶段的的改造效益如下摘要：

第一阶段摘要：改造面积摘要：30万平方米；直接效益摘要：600～900万元

第二阶段摘要：改造面积摘要：400万平方米；直接效益摘要：8000～12000万元

第三阶段摘要：改造面积摘要：1.5亿平方米；直接效益摘要：30～45亿元

三个阶段的直接经济效益假如按照0.8元/度电和40％的发电效率折算成一次能源，相当于可为国家节省250万吨标准煤，减少向环境排放562万吨CO2，对全球生态环境的改善有巨大的贡献。

节能改造的投资主要有以下几个方面摘要：

安装计量仪表的目的主要是计量改造效果，让业主看到效益，有利于推动节能改造工作发展。根据已有改造工程的统计，计量仪表的投资约为2.5元/平方米，所以一、二、三阶段的仪表投资分别为75万

由于节能改造有较大的经济效益，改造工程投资可以在3年左右收回，所以改造工程投资可以说服业主承担或采用其它的融资方式。

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一、大型商场暖通空调设计特点

当前我国大型商场正在飞速发展，尤其是大型商场在日益增多。商场消耗的能源主要用于空调及照明设备，节约能源既能够降低商场的运营成本，提高商场的竞争力，又符合我国的国策。因此，加强大型商场暖通空调节能技术的应用，在保证商场室内舒适环境的前提下，达到绿色、节能的目的，具有非常重要的意义。

大型的空调设计不同于住宅、办公楼或酒店等建筑，其具有以下特点：（1）平面建筑空间大，负荷较小。大型商场的平面建筑空间较大，为吸引顾客的注意力，使之停留在室内琳琅满目的商品上，除广告橱窗外，商场的结构大都被设计成封闭。（2）冷负荷所占比重大为保证大型商场的采光和广告效应，商场使用的各式照明设备较多且发热值高（如投射灯、卤素灯等），尤其是针对一些特殊商品（如首饰），故由照明产生的冷负荷占空调室内负荷的较大部分。（3）人员和新风负荷大。大型商场的人员密度高，故人员负荷及新风负荷均较大，而且室内空气的品质好坏完全依赖于空调的新风系统。（4）空调设备具有灵活性。大型商场的部分格局会随季节或需求不同而变动，故要求空调设备具有一定的灵活性。

二、大型商场暖通空调节能技术的应用

（一）认真进行设计计算

要实现大型商场暖通空调系统的节能设计局必须对大型商场暖通空调工程具体情况全面掌握，继而对其运行季节进行全工况、全过程的分析计算，比较选择出最合理的方案，从而使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行。如果没有合理的计算仅仅以水泵或风机的特性曲线为依据来进行设备的选择，有或者是仅仅以水泵和风机样本的铭牌参数为依据对流量、扬程进行选择，都会造成暖通空调系统后期运行不节能的问题。因此，在设计过程中必须对系统冷、热负荷及风、水管道阻力等进行合理的设计，选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备，使得设计达到设备能恰好在最佳工况状态下运行的效果。除此之外，在系统允许并且通过总的能耗比较的状况下，优先选择加大系统的介质温差，从而降低系统的水流和送风量。

（二）空调冷热源设计

影响大型商场空调冷热源方案决策的因素很多，要选择一个最优的设计方案，我们需要综合考虑各种因素的影响。一般情况下，选择冷热源方案时应考虑以下因素：（1）初投资。不同冷热源方案的初投资有较大差别，在选择方案时应进行仔细的分析比较。（2）运行费用。其中包括运行能耗，运行管理费，设备维修费等。空调运行能耗在建筑能耗中占有很大比例，空调运行过程中的管理人员工资、设备故障维修费等都是应该在冷热源选择时考虑的因素。（3）环境影响。为了解决环境污染问题，保护环境已经成为我国的一项基本国策。（4）运行的可靠性、安全性、操作维护的方便程度、使用寿命。（5）增容费。各城市根据其发展情况以及地理位置，对不同能源设定不同的增容费，而且数量一般也是比较大，因此也是项重要的考虑因素。

大型商场宜采用中央空调系统，相对集中设置中央冷热源。大型商场根据经营方要求，一般宜单独设置独立运行的冷热源系统。例如采用风冷多联机或风冷热泵机组等。各功能区域应采用独立的冷源以便于运营管理及计量。在不影响运营管理、有利于节省运行费用的情况下，可考虑某些功能区域合用冷源。冷源宜采用水冷形式冷水机组。当个别区域（如影院等）运营时间不同或负荷比例较小时，可个别采用风冷形式冷水机组。各冷源系统冷水机组应不少于2台，根据部分冷负荷情况宜设置一台小冷机，保证低负荷工况下系统能稳定、经济运行。冷冻、冷却水泵要求设置备用泵。对于有大面积内区需要冬季供冷、同时内区大面积采用风机盘管系统时，在室外环境气候条件许可的情况下应设置冷却塔免费供冷系统。冷源系统宜靠近服务区域，在设备运输、检修、冷却塔设置等满足条件的前提下可考虑设置于楼上设备机房内，并采取必要的减震、降噪措施。冷却塔需根据建筑条件合理布置，尤其对于裙房面积较小的项目，冷却塔的安装位置需在方案设计阶段就重点关注。空调热源技术要点优先考虑市政热源；如无市政热源的情况下，可考虑油气两用热水锅炉供热。结合动力专业的系统进行设置，每组换热系统设置的换热器应不少于2台；应尽量减少换热级数。

（三）空调通风系统设计

目前国内大部分商场均无法实现自然通风的条件，室内空气品质相对较差。商场通风一般有两种形式，一种是商场采用全空气中央空调，就是从机房把室外空气加热或制冷、加湿等处理之后送入商场，这能起到调节室内温度+送新风的作用，然后布置一道排风管，用于排除污浊气体，实现商场内与室外空气的交换。一种是空气处理机组+新风的中央空调形式～有空气处理机组对室内空气进行循环制冷或加热，实现调节室内温度，然后另有新风系统从室外向商场内送新风，一套排风系统向室外排出污浊气体，实现商场内与室外空气的交换。

下面以某大型商场为例介绍其新排风系统的应用，该商场地下共三层，主要为设备用房、商店、机动车库等。地上共九层，其中一至六层主要为商场，七层为餐饮及溜冰场，八至九层为娱乐、健身及电影院等。建筑总高度50米，南北向235米，东西向55米。该项目一层以上外墙均为铝合金幕墙，无法开设进排风百叶，且各层商场运行时间一致，故所有新排风系统均采用竖向系统。新风由置于屋顶的热回收送风箱集中预处理后由新风立管送至各层，与室内回风混合后经各层空调箱处理后送入室内。各层排风汇集至排风立管由置于屋顶的热回收排风箱经热回收后排出室外。热回收商场区域的人员密度大，新风比基本都在60%以上，而为了维持微正压，排风量也相当大，排风的能量相当可观，若加以回收则可节省一定的运行能耗。考虑到利于集中热回收、运行管理方便及节省机房面积等优点，采用显热回收形式对各层商场排风集中进行能量回收，即在新风机组和排风机组内分别设置一组盘管利用乙二醇溶液充当能量回收介质进行显热能量回收。为了提高显热回收效率，通常将两台排风机组与一台新风机组进行能量交换。新、排风系统控制在空调系统运行时，由于商场内人员密度变化较大（通常在0.1～1.5人/m2之间变化），为了导入随室内人数变化的新风量，在房间或回风道上设置检测器，根据CO2气体含量自动调节新风阀门。相应地，排风量按新风量的一定比例进行调节。而对于竖向送、排风系统的送、排风量采用定静压控制，风机设变频驱动器，当每层风量变化引起立管系统的静压产生变化时，通过改变置于屋顶的送、排风机电机的转速来实现对系统总送、排风量的调节，从而维持送、排风系统静压的恒定，静压控制点设于2层立管的上部。过渡季节，根据室内外焓值比较将系统转换为全新风直流系统，此时冷冻机关闭。

结语

在现代化的大型商场中暖通空调技术占据着无可比拟的地位，随着科学技术的进步和经济的发展，大型商场的规模也在不断的扩大，我们必须坚持科学发展观，统筹经济发展与环境保护之间的关系，通过不断的技术创新，暖通空调始终以环保、节能、高效、可持续发展作为终极目标。

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一、引言

近几年，随着我国商业企业的飞速发展，商场内外照明标准、照明亮度及外部夜景照明显著提高，商场照明用电量每年都以较大的速度提高，而我国发电量的增长则相对滞后，因此，对商场照明节电的要求十分迫切。照明节电就是在保证照度的前提下，推广高效节能照明器具，提高电能利用率，减少用电量。大型商场可从以下方面实施节

电。

二、根据照明要求，选用合适的电光源

在绝大多数情况下，电光源是体现高效节能照明的核心和主体，因此，正确合理地选用电光源，是节能的关键。常用的电光源按发光原理一般分为热幅射电光源如普通照明白炽灯、卤钨灯等。另一类是气体放电光源，如汞灯、钠灯、水银灯、金属卤化物灯等。各种光源的性能参数各不相同。其比热率有较大差异，气体放电光源比热幅射电光源高得多。一般情况下，可逐步用气体放电光源替代热幅射电光源，并尽可能选用光效高的气体放光源。

三、选择高效率的照明灯具

灯具的主要功能是合理分配光源幅射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外，主要考虑灯具的效率，灯的效率用灯的损耗功率（灯功率）除灯的全光通量得到的数值表示，此值越大效率越高。各种光源的灯的效率见图。

在保证照明要求的情况下，各种灯的选用应遵循以下原则：

1.用钨灯取代普通照明白炽灯

可采用各种结构形式不同的卤钨灯取代普通白炽灯。

2.用紧凑型荧光灯取代白炽灯

紧凑型荧光灯的发光效率为普通照明白炽灯的5位～8位以上，其额定寿命是白炽灯的10倍。由于荧光灯的质量的不断提高和改进，紧凑型荧光灯的显色指数可以达到80左右，完全可以满足一般照明的要求。

用紧凑型荧光灯取代普通照明白炽灯节电效果测试数值如下（取代后照度相同）

3.用直管型荧光灯取代白炽灯，采用直管型荧光灯的升级换代产品

直管型荧光灯的光效和寿命均为普通白炽灯的5倍以上，是取代普通白炽灯的最佳灯种之一。用直管型荧光灯取代广泛应用于商业、学校、中小会议室以及家庭照明的白炽灯，显然能大幅度降低电耗。

荧光灯发明于1939年，半个多世纪以来，荧光灯得到了迅速的发展，直管型荧光灯不断升级换代。如功率40W的直型荧光灯，光效从每瓦60流明提高到104流明，从T12发展到T8和近几年出现的T5。光效寿命有显著提高，管径越来越小。积极提倡和鼓励采用与电子镇流器相配使用的直管型荧光灯。

下表给出了T12到T5的直管型荧光灯发光效率的变化：

4.大力推广高压钠灯和金属卤化物灯的应用。

高压钠灯和金属卤化物灯，同属高强度气体放电光源。高压钠灯和金属卤化物灯是取代高压汞灯的最佳选择。

HID灯的正确选择

四、合理选择照度和照明方式

在满足标准照度的条件下，节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明、混合照明三种方式，充分发挥照明效果。一般情况下，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照明的方式，这样既提高了光效，又改善了显色性。另外，科学地安排光源分布，能获得满意的光照分布，更好地利用光能量。充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感到舒适，有利于健康。

五、选择与光源相匹配的高效节能电器

在商场内照明和室外照明设计中，重视采用各种节能照明电器配件。如采用节能式镇流器、启动器、触发电源、补偿电容器等。

传统式电感镇流器自身功率损耗大，其损耗约占灯功率的20%～30%。而新一代节能式电感镇流器自身损耗明显降低，仅为灯功率的12%左右。由于自身功耗的降低，导致其工作温度明显低于传统式电感镇流器。产品本身具有效率高、发热低的优点，既可实现节能又可延长使用寿命，并且可以提高荧光灯系统的发光效果。

六、加强照明用电的管理

企业在合理配置光源的同时，要对职工进行节能教育。减少电能的人为浪费。

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中图分类号:TUlll.19+5.4

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)07-0193-03

1　引言

近年来随着我国建筑业飞速发展,尤其是城市化进程的加・陕。建筑能耗比例在不断增加,很多大型公共建筑更多从舒适性着眼,空调系统设计时的制冷(热)量远大于实际运行时建筑的冷(热)负荷量,另外绝大多数大型公共建筑在维护上缺乏对能源利用的整体规划,诸多不合理因素导致了大型公共建筑能耗居高不下。

城乡建设部、财政部于2007年在全国重点省市开展建立国家机关办公建筑和大型公共建筑节能监管体系工作,并相继出台了《民用建筑能耗统计制度》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能源审计导则》等相关技术规范。长沙市建筑能耗调查小组于2008～2009年对长沙市内的各类典型的公共建筑能耗情况进行了统计和调查研究,得到了大量的建筑基础数据和能耗资料,本文选取其中的29栋不同功能的典型建筑进行了能耗研究分析。

2　调查概况

2.1　典型建筑的选取及概况

本次调查对象共包括300多栋政府办公建筑和大型公共建筑,调查内容包括建筑基本信息、耗能设备信息及2007年能耗信息等,本次选取的典型建筑为基本信息和能耗信息齐全。并在长沙市具有一定代表性的建筑,共包括7栋政府办公建筑(A)、5栋商业办公建筑(B)、8栋商场建筑(C)、6栋宾馆酒店建筑(D)、3栋医院建筑(E),总体代表了长沙市主要的公共建筑类型。

2.2　统计方法

长沙市的建筑能源构成较为复杂,其中天然气、柴油占能源消耗总量的比例比其他城市较大,本次调查中采用对电能消耗折算为一次能源(标煤)。然后对三种一次能源按热值进行加和的统计方法,计算总能耗指标和单位面积的能耗指标。

3　调查统计结果

调查统计结果如表1所示,其中包括29栋不同类型建筑的电、燃气、柴油和总能耗指标的信息。图1为29栋典型建筑的能耗分布情况图,图2为5类典型建筑的平均单位面积总能耗对比图。

4　能耗分析

4.1　总体能耗分析

由图1和图2我们看出,29栋建筑的面积范围在20000-130000m。之间,其中20000～60000m2。的栋数占全部29栋建筑的将近60%,29栋建筑的能源消耗分布相对较为集中,5类建筑中,政府办公建筑的能耗最低,商场超市建筑最高,从低到高依次为政府办公建筑、商业办公建筑、医疗卫生建筑、宾馆酒店建筑、商场超市建筑。单位面积耗能最大的为2878MJ/(m/2・a),单位面积耗能最小的为487 MJ/(m2・a),29栋建筑平均值为1236MJ/(m2・a),单位面积能耗最大的建筑为单位面积能耗最小的建筑的近6倍,单位面积的平均能耗商场超市类建筑为政府办公类建筑的近3倍。

电能消耗方面,商场超市建筑的平均单位面积电耗达到了为178kWh/(m2・a),政府办公建筑的平均单位面积电耗最小,为50 kWh/(m2・a),宾馆酒店建筑的电耗为98kWh/(m2・a)。

4.2　能源构成

由表1可以看出,只使用电能的建筑为7栋,占全部29栋建筑的24.1%,除电能外使用燃气的为13栋,占44.8%,使用柴油的也为13栋,两者都是用的为4栋,占13.8%,29栋建筑总能源消耗构成比例见图4,分类建筑能源构成比例见图5,由图可知,长沙市政府办公建筑和大型公共建筑的能源构成为以电为主,燃气和柴油为辅,电能占总耗能总量的80%,这与长沙地区夏热冬冷的气候特性有关,冬季采暖期较短并且最低气温一般在00c以上,另外商场超市类建筑冬季室内的灯光和室内的人员的发热量较大,热空调多数不开启或者只在极冷的天气条件下开启。燃气和柴油一般为建筑的直燃机或者锅炉消耗,小部分为建筑的厨房设备消耗。

政府办公建筑和医疗卫生建筑能耗构成大致相同,主要为电和燃气,这是因为大部分政府办公建筑和医疗卫生建筑的锅炉或直燃机进行了“油改气”的节能改造,冬季空调采暖直接由燃油或燃气锅炉提供热源,另外医疗卫生建筑对卫生热水的需求量也比较大,而热水通常也有锅炉提供,部分建筑对热水系统进行节能改造,采用空气源热泵为主,锅炉辅助的方式,节约了柴油或燃气等一次能源,提高了能源的利用效率。

酒店宾馆类和商业办公类建筑类似,部分采用了燃气锅炉,部分采用燃油锅炉,由于资金或者建筑存在多业主问题,部分进行了“油改气”,酒店宾馆建筑冬季空调采暖一般采取两种方式,一种采用直燃机提供热源,另一种采用燃油或燃气锅炉提供热源。两种空调方式消耗的主要能源为柴油或燃气,另外由于餐饮业对炊事能源的特殊需求,用于炊事等的天然气和柴油也是构成建筑能耗的一部分。

商场超市类建筑主要能耗为电能,占了全部能耗的98%,商场超市建筑由于自身冬季热负荷小,夏季热负荷大的特性,设计时夏季通常采用了容积式冷水机组(离心式、螺杆式等)进行供冷,冬季采用热泵或者燃油锅炉供热,冬季由于室内的大量灯光设备和人流的散热较大,室内温度通常在10度以上,多数商场选择不开启或者少开热空调,故热空调的热源的柴油消耗量较少。

4.3　各类建筑分项耗电量分析

为了进一步了解各类建筑全年总耗电量和空调通风等各项耗电量,从5类建筑中分别抽取一栋代表建筑进行分析,政府办公建筑以A4为例,商业办公建筑以B2为例,商场超市建筑以C4为例,酒店宾馆建筑以D2为例,医疗卫生建筑以E1为例,该5栋代表性建筑的分项耗电量比例见图6-图10。

政府办公类建筑的特点是工作时间集中,办公设备(电脑、打印机、传真机、信息机房设备)相对较多,照明和办公设备电耗占总电耗的30%,通风空调的耗电量达到了全年电耗的63%,其中冬季采暧用电锅炉占总耗电量的39%,因为电能是高品位能源,直接使用电锅炉进行供热造成了巨大的浪费,建议该建筑改用燃气锅炉或空气源热泵等进行供暖。

由图7可知,商业办公建筑中,照明办公

设备及空调末端占建筑耗电量的43%,由于空调使用直燃机,故夏季和冬季空调系统主要耗电设备为空调循环水泵,该项占总耗电量的比例相对不大,另外,由于该大厦有一个证券交易中心,该中心的信息机房耗电量也占一定的比例。由此可见,对照明系统、空调系统和办公设备进行节能改造,并进行制度化管理,提高办公人员的节能意识,是降低办公类建筑能耗的关键。

商场照明系统的电力能耗较为稳定,一般不随季节和外界条件而变化。由于当前商场超市建筑的营业厅空间为全封闭空间模式,完全依靠于人工照明进行采光,所以在营业时间段内(9:30～22:00),商场照明系统需要一直开启,以满足商品展示等商场内部光环境的需求。根据部分商场建筑现场测试结果,发现灯光照度最大的超过了1000Lx,平均值在600～800Lx,大部分存在照度过大问题。为了保证室内温度环境的舒适,商场一般于五月份就开启空调进行制冷,一般持续到十月份,空调系统平均开启的时间均超过5个月。在图8中,商场超市建筑C4商业照明占建筑总用电量的34%。其次为建筑的动力设备(电梯、冷冻冷藏设备和水泵、空调末端风柜风机等),与照明系统相比,动力设备耗电量所占的比例较小。空调制冷主机和电锅炉占全部用电量的27%,该项比例比商场的平均水平略低。

酒店是长沙市公共建筑中的重要组成部分。随着经济快速发展,大型酒店逐年增多,酒店建筑能耗在公共建筑能耗中所占的比例也逐步增高。大型酒店用能普遍偏高,在酒店D4的电耗构成中,空调系统能耗比例在45%,动力系统能耗所占的比例也在21%,因此,空调系统和动力系统是酒店建筑能耗的重点。

在公共建筑里,医院的能耗属于较高的类型,医院的病人是体弱有病的患者,他们对温度、湿度等环境条件适应能力较差,对室内环境敏感。由于服务人群的特殊性,医院的能源供应以及各种设施的配备,应具备高保障性和高品质。电气、空调、给排水、照明、锅炉,空调能耗是建筑能耗的主要部分,约占医院总能耗的50%左右,最大可占到建筑总能耗的65%,医院节能的主要任务是降低其空调系统能耗。

5　结论

本文在实际调查的基础上,对长沙市机关办公建筑和大型公共建筑的能耗水平进行了统计分析,选取的建筑覆盖面相对较广,基本反映了长沙市现阶段公共建筑的总体能耗水平。希望通过这次能耗调查,为今后顺利开展深度能源审计工作并制定合适的长沙市公共建筑能耗标准提供参考,并对夏热冬冷地区的节能改造和节能运行管理提供数据支持。现将本次调查的结论归纳如下:

(1)选取的29栋建筑的能耗平均值为1236MJ/(m2・a),能源构成为以电为主,天然气和柴油为辅,电能占总耗能总量的80%:

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    随着改革开放和经济发展,我国商业建筑的面积日趋增大,据统计目前已经建成大约2000多幢高级宾馆和写字楼,800多家大型商场,设有中央空调系统的建筑面积约1.5亿平方米。根据商业建筑的能耗调查统计,设有空调系统的商业建筑每年的能源消耗费用接近150元/平方米,现有商业建筑的每年的能源消耗费用就高达225亿元人民币。商业建筑消耗的能源主要用于空调、照明、热水供应以及其它动力设备等方面。表1显示了上海地区各种商业建筑能源消耗的各成分比例。其中空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分,占总能耗的50~60%。

    表1: 上海地区商业建筑能耗成分比例

    空调照明卫生热水动力设备及其它饭店46.113.5319.4商场40.533.710.715.2写字楼49.733.32.717医院30.313.941.814

    空调能耗主要由以下几方面组成:补偿维护结构传热的能耗占40~50%,新风处理能耗占30~40%,空气、水输送能耗占25~30%。图1 显示了北京某着名商业建筑各设备(冷冻机、水泵、空调箱、照明、动力)电耗的积分图。该建筑的65%的电耗是空调系统。

    图1 各设备耗电量积分图

    2、中国商业建筑节能潜力

    通过对中国商业建筑的调查和分析发现,商业建筑具有巨大的节能潜力。主要表现在以下几方面:

    * 中国商业建筑的能耗高于国外发达国家的商业建筑能耗。例如清华同方人环工程公司在1998年对北京市的十家营业较好的大商场进行了全面的测试和统计,这些商场的全年运行能耗平均大约是188 kwh/m2.a,而气候条件大致相当的日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kwh/m2.a,也就是说北京市的商场的能耗要比日本高出将近40%。

    * 同类型的的商业建筑之间的能耗也有较大差别。图2显示了北京十家大型百货商场每平方米耗电量,从图中可看出耗电量最高的商场比耗电量最低的商场能耗高出将近50%。此外写字楼和旅馆类建筑的情况也是这样的。图3中北京16家星级旅馆的1997年的能耗状况,能耗最大的旅馆能耗费是能耗最小的旅馆能耗费的将近3倍。

    图2 北京十家商场能耗图

    图3 北京16家旅馆能耗图

    * 通过对商业建筑的模拟分析发现,建筑的理想能耗与实际能耗有较大差别,主要是空调系统运行管理较差、缺乏空调自控系统、原有空调系统存在许多不合理设计等原因造成。通过对这些不合理成分的改造,能以较小的投入获得极大的节能效果。例如下图所示为北京某四星级饭店的水系统,从图中可看出,标准层加压泵后的阀后压力为1.12MPa,而加压泵前的阀前压力为1.15MPa,即经过加压泵后压力反而降低,主要原因是加压泵前后的阀门开度只有25%,这说明标准层加压泵是多余的,如果取消标准层加压泵,经估算每年可节电10%,约22万度电,节省运行费16.5万元。

    * 近年来已有不少的节能改造项目竣工,这些改造项目都显示出较大的经济效益,说明商业建筑有巨大的节能潜力。例如北京双安商场的空调风系统的改造,通过充分利用春秋季室外新风为商场内供冷,从而减少了一个月的冷机运行时间,据统计每年可节省能耗费30万元左右。改造所需的40万元的投资一年时间就可以回收。此外在亮马河大厦,通过节能改造,一年可以节约运行费用300多万,所需的投资不到一年的时间即可回收。

    上述分析表明,中外对比、同类建筑的对比、理论计算和实际测试的对比、商业建筑成功的改造实例都充分说明中国的商业建筑具有巨大的节能潜力,商业建筑节能改造有很好的经济效益。

    3、中国商业建筑节能的途径和技术手段

    技术手段的推广和合理利用是商业建筑节能的关键。适合中国商业建筑的节能的方法并不是建造一两幢新的商业建筑来展示新技术,而是通过一些投资小见效快的技术手段对现有商业建筑的改造和提高运行管理水平来提高能源利用效率。就是说商业建筑的节能关键不在于以后新建的商业建筑,而在于对已有商业建筑的节能改造,这是商业建筑节能的重点所在。表2显示了不同节能改造技术的经济效果,从表中可以看出,通过改善维护结构来节能的经济效益是最低的。

    表2:不同节能改造技术的经济分析

    改造投资改造收益投资回收年限提高运行管理水平1$10~20$1~2月更换风机、水泵1$0.8~1.0$1~1.2年增加自动控制系统1$0.3~0.5$2~3年系统形式的全面更新1$0.2~0.4$3~5年建筑材料更换1$0.1~0.05$5~10年

    近年来,清华大学通过对数十幢商业建筑的调查和测试分析,总结出一套适合中国商业建筑节能工作开展的成套技术-MATE技术,并成功地在一些改造工程中得到了验证和完善。该技术是包括调研测试(Measure)、全面分析(Analyze)、跟踪实施(Tackle)和节能评估(Evaluate)在内的“MATE建筑节能改造技术”。

    4、商业建筑节能的市场机制和可持续发展

    根据已有节能改造项目的统计,节能改造每平方米可获得20~30元的直接效益,所以如果商业建筑节能按照在北京建立示范工程、在中国主要大城市建立推广中心、全国范围推广三个阶段来发展的话,各阶段的的改造效益如下:

    * 第一阶段: 改造面积:30万平方米; 直接效益:600~900万元

    * 第二阶段: 改造面积:400万平方米; 直接效益:8000~12000万元

    * 第三阶段: 改造面积:1.5亿平方米; 直接效益:30~45亿元

    三个阶段的直接经济效益如果按照0.8元/度电和40%的发电效率折算成一次能源,相当于可为国家节省250万吨标准煤,减少向环境排放562万吨CO2,对全球生态环境的改善有巨大的贡献。

    节能改造的投资主要有以下几个方面:

    * 计量仪表及安装费用

    安装计量仪表的目的主要是计量改造效果,让业主看到效益,有利于推动节能改造工作发展。根据已有改造工程的统计,计量仪表的投资约为2.5元/平方米,所以一、二、三阶段的仪表投资分别为75万元、1000万元、3.8亿元。

    * 培训费用

    * 制定标准和政策费用

    * 宣传、传播费用

    * 建立节能改造中心和节能小分队费用

    * 节能改造工程投资

    由于节能改造有较大的经济效益,改造工程投资可以在3年左右收回,所以改造工程投资可以说服业主承担或采用其它的融资方式。

篇11

Abstract: with the development of economy and society, more and more attention to energy conservation and environmental protection, especially in business building fields. To satisfy the business building refrigeration function at the same time, how to realize the green refrigeration and energy conservation and environmental protection problem has become the developers and users issues of concern. Based on the business building refrigeration function and the realization of the function of saving energy and environmental protection as the object, the paper analyzes present business building refrigeration function of saving energy and environmental protection against the existing problems, and to the questions some Suggestions to solve them.

Keywords: business building construction; Refrigeration function; Energy conservation and environmental protection

中图分类号： TB657文献标识码：A文章编号：

当今世界对能源的需求越来越大，各国对能源节约问题也越来越重视。我国是一个能源消耗大国，节能是我国的重要国策之一。在所有能耗中，建筑能耗又占有很大比重，在我国，建筑能耗（包括建材生产、建造能耗、生活能耗、空调能耗等）约占中国建筑总能耗的三分之一左右，建筑业的二氧化碳排放量占中国碳排放量同样达到43.7%，且我国建筑中能达到国家新建建筑节能50%标准的建筑也只占同期建筑总量的10%。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，尤其在商业建筑领域，能源浪费十分严重，做好我国建筑领域尤其是商务建筑领域的节能环保显得至关重要。

一、我国商务建筑制冷系统节能现状

能耗问题严重制约着我国经济集约化的发展，而商业性建筑作为建筑中的重要方面，在能源消耗中充当着主力军。随着改革开放和经济发展，我国商业建筑的面积日趋增大，据统计目前已经建成大约2000多幢高级宾馆和写字楼，800多家大型商场，设有中央空调系统的建筑面积约1.5亿平方米。商业建筑能源消耗约占总能源消耗的15%-20%，其中空调能耗占商业公共建筑总能耗的50~60%，重视商务建筑节能环保已经成为社会发展的应有之义，促进商务建筑实现在制冷系统中的节能环保是实现节能环保中的重要一环。如何在繁华的都市中心建造节能型商业建筑，对于我国建筑行业发展具有重要意义。

从我国目前商业建筑的使用状况来看，一般情况下，大型商业建筑（存在使用特殊设备的建筑除外），主要的能耗主要集中在中央空调系统、照明系统、冷热水系统、动力系统以及其他方面。从这些使用系统进行区别，设计商业建筑制冷功能的系统则就占了中央空调系统、冷热水系统以及动力系统和其他方面这四个维度。就上海地区而言，据调查，照明系统能耗仅为10%—20%，而空调系统和其他动力系统能耗综合达到70%—90%，而其中设计制冷功能的能耗达到一半左右，制冷功能所表现出的能耗相当可观，如果对其加以控制，将会实现很大程度上的节能环保功能，控制商业建筑制冷功能能耗在商业建筑设计中是必须进行详尽考虑的。

二、商务建筑制冷功能节能的重要意义

1.商务建筑制冷功能节能任务艰巨

《中国建筑节能年度发展研究报告2010》中对我国各类建筑能耗进行了调研，并给出了写字楼、商场、宾馆的能耗调研结果，其中商场的空调系统能耗占比达到50%，而酒店空调能耗占比达到44%，从制冷功能角度而言，其中蕴含巨大节能潜力。

由于商业建筑本身所具备的多种功能，其是区别于其他建筑群体的综合性建筑，且其在使用中往往会出现租赁、销售、外包等多种形式，因此在管理中会存在很多困难，要促进商业建筑的节能减排工作存在复杂性。同时，对于商业建筑制冷功能在南方、北方的区别，节能现状也是有所不同，在协同考虑各地的资源条件、经济社会条件，实现商业建筑节能设计任务艰巨。

2.节能环保是经济、社会发展重要举措

国家对节能减排的大力推进，是当前到2015年节能服务行业发展的巨大力量。节能服务在建筑、交通、空调、注塑机等多个领域内市场空间巨大，建筑中仅中央空调系统就占到建筑能耗的40%左右。

“十二五”期间，公共建筑被确定为节能降耗主要领域。按照日前公布的《财政部、住房城乡建设部关于进一步推进公共建筑节能工作的通知》要求，国家将启动一批公共建筑节能改造重点城市，住建部已初步确定全国近40座城市作为“十二五”期间公共建筑节能改造重点城市，要求每个城市未来两年内完成改造建筑面积不少于400万平方米。

三、商务建筑制冷系统节能环保存在的问题

1.空调制冷系统能耗高、技术落后

空调制冷系统的能耗主要表现在两个方面，一是为了供给空气处理设备冷量和热量的冷热源能耗；二是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵所消耗的电能。

一般情况下，中央空调能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，对于商场和综合大楼可能要高达60％以上，中央空调成为商业建筑制冷系统能耗的关键点，但是目前我国大部分商业建筑中央空调系统设备技术较为落后，多为老旧设备，大部分未能达到国家能耗标准要求，而且大部分情况下中央空调的存在将会增加其他方面的负荷，进一步增加商业建筑能耗。

2.商务建筑制冷系统节能设计存在缺陷

目前我国关于商业建筑的设计重点考察的因素是其外观、内置功能的满足，较少考虑到关于商业建筑制冷系统节能方面的问题，虽然近年来我国在这一方面有所改善，但情况仍不容乐观。商业建筑制冷功能的实现有赖于制冷系统完整的发挥其功能，从外墙设计、内部通风管道设计、门窗设计、顶层设计以及空调系统等的设计都对其作用的发挥有很大影响。但是我国商业建筑设计很少能将各种因素综合进行考量，从而形成良性的循环系统，致使在制冷系统能耗方面存在很大缺陷。

四、商务建筑制冷功能与节能环保“双赢”建议

实现商务建筑制冷功能与节能环保的“双赢”是促进经济、社会发展的重要方面，也是促进能源解决、发展低碳社会的重要举措。为实现商务建筑制冷功能和节能环保的“双赢”，本文在商业建筑节能领域提出以下几点建议：

1.改善空调系统控制，提高设备技术含量

目前，中央空调系统主机和水泵等设备的选型都大于系统实际负荷需求，造成大量的能量浪费。尽管目前针对中央空调节能改造的手段很多，可以采用中央空调自动控制技术、主机房模糊变频控制技术以及新风换气技术等现代化技术对中央空调制冷设备进行良性控制，根据商业建筑实时负荷，调整主机和其他空调设备，在保证室内温度和湿度的前提下，尽可能地节约能源提高设备的技术含量，选用高能效的空调主机，从根本上解决能耗问题，实现节能和环保突破。

2. 提高商业建筑管理人员节能意识

商场应提高管理人员对于制冷系统节能的敏感意识，配备专职的节能管理人员。节能管理人员应该掌握商场内部的能源利用情况，善于发现问题并解决问题，提高能源利用效率。另外，也可请一些有资质的物业管理公司代为管理，因为专门的物业管理公司既有管理经验，也可以提高能源效率。

3.注重设计，实现制冷功能的系统性

注重商业建筑前期建筑设计，对商务建筑的设计需要从系统的角度出发，在设计商业建筑制冷系统时，综合考虑“护结构、暖通空调系统、室内环境系统、建筑给排水系统、建筑电气系统、楼宇自动控制系统以及可再生能源利用和循环利用”等各个方面的因素，并重点将空调系统作为中心设计关键点，以此实现节能环保和制冷功能的“双赢”。

参考文献

1.付小平等.中央空调系统运行管理（第2版）.清华大学出版社，2008

篇12

中图分类号：F08 文献标志码：A 文章编号：1008-5831（2013）01-0078-06

目前，中国城镇民用建筑运行耗电占中国总发电量的22%～24%，建筑消耗的能源占全国商品能源的 21%～24%[1]，其中，公共建筑的高能耗问题显得尤为突出。据统计，中国大型公共建筑年耗电量约占全国城镇总耗电量的22%，每平方米耗电量是欧洲、日本等发达国家同类建筑的1.5～2倍[2]。重庆市的公共建筑总面积565万平方米，其中95%为高能耗建筑，单位建筑面积的平均年耗电量是普通居民住宅的10.6倍[3]。