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1、重慶市酒店類公共建筑能耗調查與分析后勤工程學院 周義超 吳祥生 信 海同濟大學 向素平摘要 本文以重慶市公共建筑能耗調查為依據，對酒店的建筑能耗進行重點調查，得出重慶市既有酒店的建筑能耗偏高，酒店之間能耗差異大；圍護結構傳熱和新風負荷都非常大；過渡季節沒有很好的利用室外自然冷量；設計負荷偏大；幾乎沒有排風的能量回收措施；節能潛力大。通過選擇高效的制冷設備；對末端設備風機和水泵設備采用變頻控制；過渡季節大量引入新風；選用全熱交換裝置和加強空調系統設備運行管理等方式以達到節能目的。關鍵字 酒店；能耗調查分析；節能；變頻控制；運行管理1 引言酒店是公共建筑中的重要組成部分，據重慶統計年鑒（199822、004卷）統計1，直轄前重慶3星級以上酒店總共只有14家，其中僅有兩家為4星級；而到2003年，大重慶范圍內3星級以上酒店達到了73家，是1997年的5倍多，其中5星級2家，4星級17家。這些酒店建筑規模大，功能復雜，隨著改革開放的深入和市場經濟的發展，已經成為建筑耗能大的行業之一。從調查結果來看，旅游系統酒店類公共建筑單位面積年耗電量平均值達到了167.83kWh/m2a，在我市其他各類公共建筑中位居第二位，僅次于商場類建筑，同比國內其他省市同類建筑能耗情況呈中等水平。與我市其他公共建筑一樣，酒店類建筑同樣存在建筑保溫隔熱性能較差，空調設備選型過大等通病，但在能源管理方面則明顯好于其他類型單3、位，卻也存在一定的不足之處，總體來說，我市酒店類建筑能源消耗形勢較為嚴峻，具有較大的節能潛力。通過本次調查，對我市建筑能耗水平摸底，建立健全我市地方能源管理法規條例，制定實施現有公共建筑節能改造計劃，順利完成我市建筑節能“十一五”規劃具有重要意義。2 能耗調查方法 為了促進重慶市整個節能工作的開展，有效的分解“十一五”節能降耗20這一指標，為重慶市有效的開展既有建筑的改造做出基礎工作，由重慶市人大城環委牽頭組織了此次對重慶市現有公共建筑的能耗調查，并成立了專門的調查小組。調查對象以全市的大型公共建筑為主；調查人員由兩個團隊組成，一是能耗調查專家組，二是在校從事節能方面課題的博士生、高年級的碩士4、研究生；調查方式采取集中調查和重點調查相結合的方式進行。本次調查對各單位近5年的能源消耗基礎數據進行了收集整理，分析了酒店類公共建筑逐年能耗情況和逐月能耗情況，同時分別從建筑圍護結構、建筑設備、能源管理三方面對各建筑及所屬單位的基本信息進行了收集。本次調查共向主城九區66家酒店發放了能耗情況調查表，其中回收有效調查問卷45份，回收率68.18%。總調查面積為1144924.66m2。具體調查和測試內容如下：1）建筑本體：外墻、幕墻、門窗、遮陽、屋面、建筑朝向、建筑結構；2）建筑設備：空調、通風、采暖系統、照明系統、熱水系統、電梯等機電設備、辦公與其它設備、樓宇控制系統、供配電系統；3）建筑使用5、及設備運行管理：建筑內人員及活動情況、管理人員與管理制、節約能源的措施、自然能源的應用；4）能耗量：耗電量、氣、煤、油等燃料耗量。3 重慶市酒店類公共建筑能耗3.1 酒店能耗特點酒店類公共建筑的能源消耗主要用于空調、照明、熱水供應等，與其它類型的商業建筑相比，酒店類建筑具有自身的特點：比如酒店內的各種設施（餐廳、商務中心、休閑中心、洗衣房等）具有不同的功能，運營時間也不同：全年平均入住率的變化引起酒店內人員負荷的變化（如節假日，旅游黃金周等的入住率較高等）；室內環境及空調參數的選擇因入住人員的要求而調節，隨意性較大。這些因素都會導致酒店內各服務設施具有不同的運營時間段，并由此產生其能量消耗的特6、殊性。3.2 酒店間能耗差異酒店類建筑的能耗水平與酒店本身的星級水平相關，不同星級與檔次的酒店由于服務標準不同，在室內溫度、濕度、燈光照度等要求上必然不同，其結果能耗率也有所差異，如五星級酒店的平均能耗量，明顯高于其它星級的酒店。以2006年度，調查范圍內22家酒店的能耗密度為例，最大達到了144.29kWh/m2a，最小則為55kWh/m2a，能耗情況相差較大，具體能耗情況見圖1。如此大的差異說明酒店類建筑節能的挑戰和潛力都很大。圖1 2006年各酒店能耗密度對比3.3 總能耗變化趨勢及規律從2001年至2006年5年間酒店類建筑的逐年能耗變化情況來看，隨著節能技術的推廣、應用和既有建筑和設7、備的改造，酒店類建筑在2001年至2006年期間的平均能耗水平有下降的趨勢，見圖2所示。2006年夏季，重慶遭遇百年不遇特大伏旱，7月中旬至8月下旬遭受持續高溫熱浪襲擊，其中大于38的高溫日數達到了21天，即使在如此惡劣的氣候條件下，但由于各類節能新技術推廣和節能改造工作的開展，2006年度重慶市酒店類公共建筑的能耗水平仍呈下降趨勢，由此可見推廣節能技術和加強節能教育的重要性。圖2 重慶市酒店類建筑逐年能耗情況圖3是本次調查重慶市酒店類建筑2006年度各月份的耗電變化情況，從圖中的曲線可以明顯看出建筑的耗電高峰均在8月份。重慶市各酒店的供冷主要集中在夏季6月9月，在5月和10月等過渡季節天氣變8、化較大，一般根據天氣情況采用間歇供冷。供熱則主要集中在12月至次年1月，2月則根據天氣狀況間歇供熱。從下圖可以看出，8月份是重慶市酒店類建筑的耗能高峰時期，5月，11月等過渡季節則是用電的低谷，這主要是由空調系統的能耗引起的，這也說明了重慶市酒店的建筑能耗主要以空調用能為主。天然氣是各酒店鍋爐采用的主要能源，從圖4可見，酒店類公共建筑的逐月耗氣量隨季節的變化較大，冬季由于生活熱水的需求量增大，其耗氣量也隨之增大，是天然氣消耗的高峰期，夏季由于部分集中空調機組的運行，其耗氣量也有一定幅度的增加圖3 重慶市酒店逐月耗電量圖4 重慶市酒店逐月耗氣量4 空調系統節能潛力分析從調查來看，我市酒店類公共建9、筑節能潛力巨大。實施節能改造，開展節能降耗工作，應以設備為依托、以技術為保障、以管理為手段，積極探索節能降耗的新途徑和新舉措。4.1 圍護結構從調查的建筑情況來看，酒店多為高層建筑；從建筑結構來看，多為框架結構，其中40%為板式結構，60%為點式結構。就高耗能建筑而言，門窗的耗能可達建筑總耗能的50%左右，是建筑物圍護結構耗能的主要環節。從建筑保溫效果來看，重慶市酒店類公共建筑墻體熱工性能較差，僅1棟建筑采用了外墻保溫措施。調查范圍內有82%的建筑采用了屋面保溫隔熱措施，其中外保溫屋面占56，種植屋面占11，通風屋面占33。在窗體結構方面，所有酒店的外窗均采用新型的鋁合金外窗和塑鋼外窗，但出于10、建筑成本，基本都沒有采用“斷熱橋”等節能措施。73的窗戶只采用了普通單層玻璃，其抵御日光熱輻射不佳，節能效果差，18的窗戶采用普通雙層玻璃，而采用鍍膜玻璃的建筑僅占9。根據客房等功能房間的要求，基本上都在建筑內部安裝了窗簾，但沒有采取外遮陽。對于既有建筑而言，對圍護結構進行大面積更換不太現實，但根據以上分析可知，在建設熱工設計方面仍然具有很大的節能潛力，具體措施如下：1) 建議使用反射玻璃、雙層玻璃。反射玻璃、雙層玻璃可以提高玻璃的隔熱性，減少由外窗引起的冷負荷。2) 改善外遮陽設施。資料顯示，外遮陽比內遮陽更具明顯的節能效果，在陽光照射時間較長的南面、西面設置外遮陽體系，能較大幅度地降低空調11、負荷，可降低空調運行負荷16%29%4。 4.2 空調設備情況酒店行業空調系統使用能源主要為電力和天然氣等清潔能源，僅有一家酒店由于設備安裝位置的因素，無法滿足建筑消防要求，仍在使用柴油作為能源。重慶酒店使用的冷源設備以能效比較低并在非滿載負荷下調節能力較差的水冷螺桿式機組為主流形式，具體的類型分布如下圖。圖5 酒店常用空調冷源設備統計圖空調系統設計中的設備選型是基于最不利工況下的冷熱負荷，即夏季最高氣溫時的最大冷負荷和冬季最冷時的最大熱負荷。但在實際使用中，由于季節、天氣、客房入住率和經營活動的不斷變化，用能負荷也在不斷的變化，并在絕大部分時間實際負荷低于設計負荷，這就導致了裝機容量偏大、管12、道直徑偏大、水泵配置偏大、末端設備偏大的“四大”現象，也就是所謂的“大馬拉小車”現象。針對此現象，采用根據實際需求隨時改變空調系統工況的變頻技術和智能控制技術尤為重要。但調查中僅33.33%的酒店設備配置了變頻調速控制系統，有61.29%酒店的空調水泵系統是采用“臺數控制”的方式來調整空調系統的工況，僅13.04%的酒店對空調新風系統配置了變頻調速裝置。針對以上調查分析，在空調設備方面采用的相應節能措施如下：1) 應該合理配置冷熱源設備的容量和臺數，在不同的冷負荷下開啟相應的機組和臺數；2) 要充分考慮空調系統的全年節能運行，加大新風入口的面積，使過渡季節能充分利用室外新風來消除室內負荷；3)13、對冷凍水泵和冷卻水泵分別加裝變頻器，實現變水量運行，節省輸送能耗；4)根據氣象參數及人員的變化規律設計自控系統，使室內溫度、濕度達到設定值，不僅可以節約能量，還有利于提高室內的舒適性；5) 據調查顯示，熱回收裝置在重慶市商場集中空調系統中的安裝率極低，僅為8.5%，所以在以后的設計和節能改造中應充分回收利用回風的能量。4.3 空調系統運行管理及工作人員配置情況酒店建筑能耗是酒店主要經營成本之一，因此，酒店行業對于建筑節能均較為重視。從調查的結果來看，92.3%的酒店建立了節約能源的運行管理制度，如根據季節變化，重新設定冷凍水給水溫度，合理分配制冷機負荷；優化空調機組運行模式（如上班前提前開機，14、下班前提前關機的運行模式）；在調查范圍內所有酒店的集中空調末端風機盤管系統均設置了分檔開關控制。其中54.5%的酒店采取了“與目標考核對應”的方式，31.8%的酒店采取了“計量收費”的管理模式，剩余13.7%的單位則采取了其它一些管理模式。為了進一步節約經營成本，創造更大的經濟效益，調查范圍內81.5%的酒店對用能設備都展開了一系列的節能改造和性能優化，其優化改造模式可主要分為“自行優化”、“設備廠家優化”和“專業節能公司優化”三種途徑。70.07%的酒店均建立了節能運行的技術檔案，但主要是針對集中空調和變電設備，對于照明和其他用能設備等方面仍有所欠缺。在設備運行管理工作人員配置方面，管理人員15、中具有高級職稱的僅占13，中級職稱人員占47，初級職稱人員占40。而設備運行技工人中有87的為普通技術人員，高級技術人員僅占16。總體而言，能在實際運行管理中科學有效地調節空調設備的情況不多。所以，在設備運行管理和人員的技術水平方面需采用的節能措施為：1)加強酒店高層管理部門對節能工作的重要性認識；2)提高專業管理人員專業素質，通過組織一些行業內節能培訓及經驗交流活動，了解節能降耗的新技術和新信息，相互學習，取長補短，也可為酒店節能降耗開辟一條新途徑；3）建立健全能源消耗指標體系，如能源檢查、考核和獎懲等制度；4)加強設備監管、維修和清洗減小設備運行阻力，提高空調的運行效率，從而杜絕“跑、冒、16、滴、漏”等能源浪費情況。5 結論隨著近年來各單位對節能工作越來越重視，以及各類節能技術的不斷推廣和應用，雖然重慶市酒店類建筑在2001年至2006年期間的平均能耗水平呈下降的趨勢，但酒店類建筑能耗密度總體上還是很大。總能耗的月變化趨勢中的波動主要因為空調系統的能耗波動，相應的節能措施為：1) 在圍護結構建筑節能方面，通過改善提高玻璃的隔熱性和外遮陽設施，從而減少由外窗引起的冷負荷；2) 在空調設備節能方面，合理配置冷熱源設備的容量和臺數，在不同的冷負荷下開啟相應的機組和臺數；要充分考慮空調系統的全年節能運行，加大新風入口的面積，使過渡季節能充分利用室外新風來消除室內負荷；采用變頻和自控系統，使17、室內溫度、濕度達到設定值，不僅可以節約能量，還有利于提高室內的舒適性；采用熱回收裝置充分回收利用回風的能量；3）在設備運行管理方面，加強酒店高層管理部門對節能工作的重要性認識，對運行管理技術人員進行節能技術培訓，加強設備監管、維修和清洗減小設備運行阻力，提高空調的運行效率；建立健全能源消耗指標體系，如能源檢查、考核和獎懲等制度等。參考文獻：1重慶市統計局編.統計年鑒20022005.北京：中國統計出版社2江億.我國建筑耗能狀況.暖通空調，2005，（5）：30-403中華人民共和國建設部主編.公共建筑節能設計標準（GB 50189-2005）.北京，中國建筑工業出版社，20054龍惟定，潘毅群等.上海公共建筑能耗現狀及節能潛力分析.暖通空調，1998，28(6)：13175江億，薛志峰.北京市大型公共建筑用能現狀與節能潛力分析.暖通空調，2004，34(9)：810周義超，男，1983年10月生，在讀碩士研究生，地址：重慶市渝州路79號建筑設備教研室，郵政編碼：400041，電話：13269673398，Email：zyc-131020