地铁上盖综合体中央空调能源管理模式的研究论文_叶智棠

鉴于一般的靠压缩开发成本和提高售租价格而获得收益的房地产盈利模式在竞争日趋激烈的环境下面临着重大考验,如何提升物业的内在价值成为业内关注的话题,而向绿色建筑发展,提升节能效率成为一大趋势。

一、国家建筑节能政策

节约能源是我国的一项基本国策。推动节能技术进步,提高能源利用率,增加社会经济效益,是我国面临的促进国民经济向节能型转变的一项重要任务。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中已经明确指出“能源在国民经济中具有特别重要的战略地位,坚持节能优先,降低能耗;攻克主要耗能领域的节能关键技术,积极发展建筑节能技术”。

2012年4月,财政部、住房和城乡建设部印发《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,旨在健全我国绿色建筑标准规范及评价标识体系,建立高星级绿色建筑财政政策激励机制。意见要求对高星级绿色建筑给予财政奖励,2012年奖励标准为:二星级绿色建筑45元/㎡,三星级绿色建筑80元/㎡。奖励标准将根据技术进步、成本变化等情况进行调整。

2012年5月,住房和城乡建设部印发《“十二五”建筑节能专项规划》,要求实现公共建筑单位面积能耗下降10%,其中大型公共建筑能耗降低15%。重点任务是提高能效、抓好新建建筑节能监管、深入开展高耗能建筑节能改造等。

2013年1月,国务院印发《国务院办公厅关于转发发展改革委住房城乡建设部绿色建筑行动方案的通知》,批准了发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》,并对既有建筑节能改造为主要内容的一系列绿色建筑任务;单体面积超过2万㎡的大型公共建筑,自2014年起要全面执行绿色建筑标准;2015年城镇新建建筑中绿色建筑的比例达到20%。

二、综合体能耗现状及存在问题

1、综合体能耗现状

据不完全统计,目前我国大型商场能源消耗费用平均约占支出的40%左右,其中用能比例平均约为:空调57% 、照明21%、机电13%、其他9%,空调用能占用能比例一半以上,因此有效控制空调运行能耗将是商业建设和管理的重中之重。

(具体空调能耗构成见下图)

2、综合体存在问题

(1)设计问题

由于国内楼宇暖通空调系统的设计容量是根据天气最热、设备满负荷运营来计算的,并且设计单位为了满足国家设计规范要求,通常留有10%~20%的设计余量,而目前许多楼宇的启用量远未达到设计额定值,存在“大马拉小车”或者“冰火两重天”的现象。

(2)施工问题

目前综合体暖通空调的施工将整个系统拆分成设备采购、空调安装、低压配电和智能化控制系统等多个部分进行;同时各个部分的施工也是由不同的施工单位进行,造成施工期间多专业接口混乱,各系统无法有效协调统一,影响工程进度和质量,导致建成后的系统效率低下,不利于后期运营维护。

(3)运营维护问题

由于设计、施工阶段的遗留问题导致运营维护艰难。大部分综合体设备无法进行自动适应负荷进行调控,需要依靠维护人员的经验和能力去手动调控操作,受人为因素影响较大,系统效率低下。

(4)现阶段节能改造存在的问题

一方面是对已建成的综合体进行节能改造,主要通过增加变频控制柜、更换变频设备等方式,利用变频技术实现节能,主要问题是改造成本较高,对综合体日常运营影响较大,且施工条件受限。

另一方面是现阶段节能改造所采用的技术基本都是针对冷水机组、冷却泵、冷冻泵等某一个或多个设备进行单体控制,无法对整个空调系统进行整体调控,以便确保系统运行在最优工况下。

三、中央空调节能思路

中央空调作为综合体的主要能耗大户,根据前面分析的综合体能耗存在问题,节能思路也应从设计、施工和运营三个阶段进行把控。

1、设计阶段

引入专业设计咨询公司,协助业主对设计院进行设计监督和设计优化。主要以绿色建筑等级或者LEED认证为依据,设立系统运营后的能耗目标,从合法性、经济性、可靠性及易维护性几大方面确认设计参数,确保设计合理,系统高效。

此外,争取在设计阶段将暖通空调、供配电系统、智能化控制、能源管理等设计为一个整体,便于后面招标及施工的整体管理。

2、施工阶段

将设备采购、空调安装、供配电系统、智能化控制作为整体统一委托一家具有跨专业施工管理及系统调试能力的专业单位实施中央空调具体施工和管理调试工作,以此减少多家单位多接口混乱带来的影响,最大化的提高系统施工效率和系统质量。

3、运营阶段

采用智能化中央空调能源管理平台,由系统根据中央空调的负荷进行自适应调整系统各部分设备的运行状态,保证中央空调系统各设备运行在最优工况下。采用易于操作的管理系统,弱化系统对专业维保人员的技能要求,提高系统的可维护性,节约人力成本。

四、效益分析

1、经济效益分析

(1)设备投入产出效益高

中央空调节能系统投入成本大约40-50元/㎡,以10万㎡,6亿元投资额的一个商业综合体为例,节能投入大约在400-500万元,占综合体总体投资不到1%。根据《暖通空调系统设计手册》的空调冷负荷估算指标,每㎡的商业用冷量大约在225-365W/㎡之间,商业用电费用约为1.0-1.2元/kW•h,可算出每年空调用电费用大约为90-150元/㎡,按照普通节能效率20%计算,一年可以节约电费大约180-300万元,成本大约3年即可收回。

按照中央空调设计年限15-20年计算,取15年计算,可节省运营成本将不少于2400万元,大约为投入的5-6倍;若取20年计算,则可节省运营成本3600万元以上,是投入的7-9倍。

(2)降低总体投资

在设计阶段即引入中央空调能源管理系统,可将电气配电设备、智能化控制系统和节能控制系统成套集成,替换通常意义的楼宇自控系统、配电设备和控制自动化系统,这比分别采购供配电设备、控制系统、智能化系统节约大笔费用,避免重复投资,降低总体投资。

(3)节约系统维护人力成本

采取了中央空调能源管理系统后,由于实现了远程监控和自动控制,解决了手动控制状态下系统运行效率受维护人员水平的影响,降低了系统对维护人员的要求,对维护人员的招聘及薪资支出可以减少。

特别是将来地铁上盖物业形成规模并推行能源管理系统集成化后,对各栋物业的能源管理维护模式可以实现统一监控、统筹安排,可节约大量人力成本。

(4)提升系统可靠性,延长设备使用寿命

采取了中央空调能源管理系统后,系统分时分项记录能耗数据,经过一段时间原始数据积累后,可以为维护人员提供横向和纵向的数据对比,及时发现系统存在的问题,提升系统可靠性。

2、社会效益分析

(1)形象效益

一方面,可大幅提高节能减排效果,有效降低区域内单位GDP能耗;另一方面,又彰显了企业的社会责任,对物业形象有所提升,利于物业“绿色环保”的卖点宣传。

(2)绿色建筑评级效益

采用中央空调能源管理系统,有助于设计和建筑通过国家绿标评定或者国外知名的LEED等绿色节能认证。除了能获得国家相对应的节能奖励外,获得认证的物业在租金、售价、进驻客户档次均高于无绿色认证的一般建筑。

五、投资实施方式

目前市场上存在三种常见的投资实施方式。

1、甲方投资方式

由甲方全额投资建设,通过招投标等方式明确一家有实力的承包单位实施具体施工,完成整个工程,这是目前的主流方式。

2、合同能源管理方式

也就是常说的零投资模式,甲方不出资,由乙方负责投资和产品实施具体工程,然后按照节能效果从节能下的电费中收回成本,这种方式是国际上普通的节能投资模式,目前在我国的部分市政工程中也得到应用。

3、战略合作方式

这是模仿目前房地产市场常用的战略采购而出现的合作方式,战略合作是出于长期共赢考虑,建立在共同利益基础上,实现深度的合作。

六、建议

综合上述分析,不管从国家政策面到建筑的发展趋势,还是从投入风险和成本到收益,在地铁上盖综合体中引入中央空调能源管理模式都是可行和必要的。同时,通过对市场和技术调研,选择合适的战略合作伙伴实施项目工程是将来地铁物业做大做强基础下。

参考文献:

[1]306-01-2006-774,国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)[S].北京:国务院,2006

[2]GB50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].北京:住建部,2015

[3]何耀东,何青.中央空调实用技术[M].北京:冶金工业出版社,2006:15-22

论文作者:叶智棠

论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期

论文发表时间:2017/3/17

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