公共机构既有建筑节能改造的技术与应用
公共机构既有建筑节能改造的技术与应用
公共机构既有建筑节能改造的技术与应用
摘要：公共机构节能是我国节能工作的重要组成部分。现有的公共机构既有建筑数量庞大，且人均能耗高、设备能效水平低和节能新技术应用力度小。本文分析了公共机构既有建筑的能耗状况，阐述了公共机构既有建筑节能改造基本原则和流程，结合南昌市地方税务局办公大楼介绍了公共机构既有建筑节能改造的相关技术，并对公共机构既有建筑的节能管理提出了一些建议。
关键词：公共机构；既有建筑；节能；改造；管理
公共机构是指全部或者部分使用财政性资金的国家机关、事业单位和团体组织，是能源消费的重要主体，也是节能潜力较大的领域。为了推动公共机构节能，提高公共机构能源利用效率，发挥公共机构在全社会节能中的表率作用，根据《中华人民共和国节约能源法》，2008年国务院颁布实施了《公共机构节能条例》，公共机构节能正是落实科学发展观和建设资源节约型社会的重要组成部分。
公共机构节能分为新建建筑的节能设计和既有建筑的节能改造，相比于公共机构新建建筑的节能设计，公共机构既有建筑的节能改造要困难、复杂的多，公共机构既有建筑节能改造，是指对不符合建筑节能强制性标准的公共机构既有建筑的围护结构、供热系统、采暖制冷系统、照明设备和热水供应设施等实施节能改造的活动。
公共机构既有建筑节能改造，应采取技术上可行、经济上合理的措施，降低能源消耗，减少、制止能源浪费，有效、合理地利用能源，以达到减少排放有害物质的目的，对于节能减排具有十分重要的意义。
1、公共机构既有建筑的能耗状况分析
据统计，目前，我国公共机构约190.44万个，能耗总量1.92亿吨标准煤，占全国能耗总量的6.19
%，公共机构建筑能耗占公共机构总能耗比重依然最高。调查显示，我国各种大型建筑物面积不超过全国城镇总建筑面积的4 %，但其能耗却占到了全国城镇总能耗的20
%以上，单位面积能耗是普通住宅的20倍左右；我国政府机构单位面积能耗约为发达国家的2—3倍，政府及机关人员的人均能耗为发达国家的近20倍[1]。
1.1能耗特点分析
不同公共机构的能耗状况各有特点，以南昌市地方税务局办公大楼为例，其能耗具有以下几个特点：一是用能单位性质单一，办公大楼为独栋楼房，楼内办公机构包括市局机关、办税服务厅以及12366呼叫中心，性质均为公共机构；二是用能时间集中，用能规律性强，用能时间主要集中于工作八小时内；三是用能人员素质较高，干部职工自觉节能意识较强；四是用能项目单纯，我局用能项目主要集中在水、电、汽油、天然气四个方面，用能项目相比于企业来说，较单纯；五是改造链条短，复杂、专业化设备少，集中于基本供水、供电、供热、供冷，如进行节能改造，改造链条较短。
1.2节能潜力分析
基于以上特点，公用机构节能也存有其独特的潜力。
首先，公共机构的能耗主要集中于供水、供电，其中供水消耗主要集中在保洁、食堂；电力消耗主要集中在空调、照明、电梯和办公设备，这两项能耗均存在较大节能潜力。
以南昌市地税局为例，电力消耗流向集中在中央空调、照明、电梯和办公设备用电上，占总用电量的95%，其中中央空调用电量占全年用电量的30
%左右，中央空调用电所占比重明显高于使用分体空调单位。经能源审计结论表明，通过合理匹配冷水机组的运行、控制水系统流向、及时清理热交换设备及排风口等管理控制措施，可实现中央空调节约用电15%左右。
其次，公共机构既有建筑热工性能普遍较差，南昌市地税系统94%的既有公用建筑屋面、屋顶未采取合理保温隔热措施，外窗隔热工性能差，墙体不能很好地满足保温隔热要求。大部分既有建筑可采取外遮阳、双层玻璃等低成本改造，可以降低约40%由太阳辐射造成的冷负荷。
第三，办公设备未能全部满足节能、高效的要求。公共机构普遍存在电脑、复印机等办公设备不使用时，甚至下班时间也处于待机状态现象，特别是电脑、复印机常年不拔电源，但这些办公用品在不关电源的状况下依然消耗电量，造成浪费能耗巨大。按照全市地税系统2000台保有量计算，仅常年不关电源这一不良习惯就造成每年约浪费用电168千万时。
2、公共机构既有建筑节能改造的基本要求
2.1 节能改造基本原则
我国建筑热工设计气候分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区等5个区，不同气候分区建筑围护结构热工性能要求不同，建筑冷热负荷相差悬殊，相应的暖通空调系统配置要求不同，适合各气候区的建筑节能技术措施不尽相同，公共机构既有建筑实施节能改造要根据当地的地理气候条件确定，同时要考虑当地的经济技术发展水平选择适宜的技术措施，量力而行。
节能改造采取的技术措施要成熟可靠，保证节能改造效果，避免造成国家财产浪费。节
能改造主要目的是通过对围护结构、建筑设备系统等进行必要的改造，达到降低建筑能耗的目的，一般不应改变既有建筑功能，且不改变既有建筑建设标准，更不能以节能改造名义进行装修改造和改扩建。
2.2 节能改造流程
公共机构既有建筑节能改造前进行节能诊断，制定节能改造方案，改造后进行节能改造效果评估。节能改造流程依次为：能源计量→能耗统计→能源审计→用能诊断→制定节能改造方案→组织实施→专项验收。
能源计量是能耗统计和能源审计的技术基础[2]。只有配备充足的能源计量器具，建立能源计量器具台账，定时检定、校准，保证计量器具运转正常，定时定点对能源消费情况进行如实记录，才能满足能耗统计工作的要求。公共机构能源审计中分类、分项能耗指标计算要以能源计量数据为基础，公共机构既有建筑节能技改方案的提出和实施后的效益考核也要以能源计量数据为基础。
能耗统计是掌握公共机构既有建筑能源消费情况的重要手段，是公共机构实施能源科学管理和开展节能降耗工作的前提，能源消费数据来源于公共机构既有建筑的日常能源统计工作。
能源审计和用能诊断是分析评价公共机构既有建筑当前能源利用状况、挖掘节能潜力、提出相应的节能技改方案、制定节能规划和实施节能考核的基础。
3、公共机构既有建筑节能改造的内容和技术
公共机构既有建筑节能改造主要为围护结构、装饰装修、建筑设备、附属用房设备、建筑设备集中监测与控制5个环节，每个环节提出是否需要节能改造的判定方法，需要节能改造的环节应确定采用的改造技术措施[3]。公共机构既有建筑节能改造判定依据现行国家节能标准规范，对与节能密切相关的建筑和设备设施性能参数提出控制要求，严格控制公共机构能源消耗。
3.1 围护结构改造
重点对外墙（含非透明幕墙、不供暖楼梯间隔墙）、屋面、外门窗（含透明幕墙、不封闭阳台门）、遮阳隔热设施、直接接触室外空气的楼地面以及供暖空调房间与非供暖空调房间的隔断与楼板等提出改造判定依据和具体改造措施要求。
3.2 装饰装修改造
重点对外墙、内墙、地面、内门、吊顶、暖气罩等可能影响建筑节能效果的装修环节提出改造判定依据和具体改造措施要求。尤其是提出“外墙面装修节能改造时，除太阳能集热墙等功能需求外，饰面层应限制采用玻璃幕墙”，提高了对公共机构既有建筑的节能要求。
3.3 建筑设备改造
重点对暖通空调与冷热源、给水排水、电梯、配电与照明等设备和系统提出改造判定依据和具体改造措施要求。尤其是对其中的冷热量计量、供热量自动调节装置、室温调控、设备效率等提出具体要求。
3.4 附属用房设备改造
重点对厨房、信息机房、车库等公共机构附属用房的用能设备提出改造判定依据和具体改造措施要求。如，信息机房由于内部发热量大，需要全年供冷，具有巨大节能潜力。
3.5 建筑设备集中监测与控制改造
重点提出节能改造后，建筑设备集中监测与控制系统对建筑能源消耗状况、室内外环境参数、机电设备的运行状态和运行参数监测要求。
自2008年《公共机构节能条例》正式实施以来，南昌市地税系统高度重视既有建筑节能改造，采取的节能改造主要集中在维护结构改造、装饰装修改造、中央空调变频调速改造、照明系统智能化节能改造、供热节能改造等方面：
逐步改造围护结构。1、屋顶改造。针对屋顶无防晒隔热层造成冷负荷大的现象，青山湖地税局对屋顶种植草皮、铺设隔热隔水材料，起到了冬暖夏凉的效果；2、外门窗改造。青山湖区地税局通过玻璃镀膜的形式很好的控制了紫外线入射系数，新建县地税局对既有建筑的玻璃幕墙进行改造，安装了内层玻璃，形成双层玻璃门窗结构，有效降低了太阳辐射所造成的用电量，年节约用电量近10%；
3、遮阳隔热设施改造。市局机关通过对西晒办公室安装遮阳遮光窗帘减少冷负荷，湾里区地税局以遮阳帘减少夏日走廊热度，均很好地达到了遮阳隔热的效果。
重视附属用房设备改造。招待所等附属用房的电路以装修改造为契机优化了照明系统设计、改进了电路控制方式，统一安装太阳能热水器，较之改造前，每年约节约15%用电，有效达到了改造效果；及时疏通、更换食堂排烟机，畅通排烟渠道，有效减少电力浪费。
加大建筑设备改造。1、配电和照明设备采用新型节能产品。推广绿色照明，使用节能新技术、新产品、新设备，全市地税系统照明设备均采用节能灯，淘汰了高能耗的白炽灯，办公大楼走廊灯更换为节能环保声控灯，照明系统逐渐走上智能化节能改造之路，节约了建筑能源；2、定期清洗中央空调。南昌市地税局在对中央空调安装变频调速改造的前提下，于每年5月份对局机关中央空调进行清洗，保证运行工况达到最佳；3、逐步淘汰高能耗、低效率能耗办公设备。对能耗高、效率低的电脑、复印机等设备逐步予以淘汰，降低了能耗。4、加强设备设施日常管理，注重设备设施的日常维护维修，保持良好运行状态，结合需要适时调整设备运行时间，减少待机能耗和无用功能耗；
4、公共机构既有建筑的节能管理
公共机构既有建筑的节能管理是节能改造的重要组成部分，节能管理主要涉及的是节能改造模式或节能投资方式、节能改造的后期维护和运行。
4.1 创新合同能源管理
合同能源管理的实质就是一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式，是一种新型的市场化节能机制[4,5]。合同能源管理允许用户使用未来的节能收益为用能单位和能耗设备升级，以降低的运行成本；或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益、或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。
节能服务公司与用户签订能源管理合同、约定节能目标，为用户提供节能诊断、融资、改造等服务，并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润，可以显著降低用能单位节能改造的资金和技术风险，充分调动用能单位节能改造的积极性，是行之有效的节能措施。
公共机构既有建筑节能改造过程中应积极创新并推行合同能源管理，降低能耗总费用开支，解决节能管理和节能改造的资金瓶颈，实现公共机构、节能服务机构、社会效益的多赢局面。
4.2 加强后期运行管理
加强公共机构既有建筑的能量数据计量采集、能耗数据统计分析工作。建立和完善公共机构既有建筑能源资源消耗统计制度，规范能源资源消耗统计的分类方法和折算标准；加强重点用能单位监测，推进能耗监测体系建设，实施能耗状况和节能目标完成情况信息公开；推进公共机构既有建筑能耗数据的信息化和网络化建设，提高统计工作效率。
加强公共机构既有建筑的能耗限额的监督考核工作。建立公共机构既有建筑节能减排标准体系，以标准化手段作为促进节能减排工作的基础，实行执行标准责任制和问责制，形成强有力的标准化管理格局；在科学测算基础上，把节能减排目标和任务制以标准化方式逐级分解到各级组织，并加强考核监督执行标准的力度，对发现问题的单位下达整改意见书并强制进行节能改造和节能管理。
5、结语
公共机构节能是节能工作的重要组成部分。现有的公共机构既有建筑数量庞大，且人均能耗高、设备能效水平低和节能新技术应用力度小，正因为如此，使得公共机构既有建筑具有巨大的节能潜力，同时，公共机构既有建筑节能改造具有巨大的社会效益。公共机构既有建筑节能改造可以加快资源节约型、环境友好型社会的建设步伐，公共机构既有建筑节能改造的成功与否，直接关系到公共机构节能工作的进展。
参考文献
[1] 程鹏．公共机构节能减排工作存在的问题及对策——以中国人民银行成都分行为例[J]．科技信息，2010，（33）：63．
[2] 赵凯峰．加强能源计量工作促进公共机构节能降耗[J]．中国计量，2011，（7）：43-46．
[3] 宋波，朱晓姣，柳松．《公共机构办公用房节能改造建设标准》解读[J]．建设科技，2012，（10）：26-27．
[4] 王璟珉，居岩岩．我国公共机构应用合同能源管理现状分析[J]．现代经济信息，2011，（5）：31．
[5] 向波．公共机构节能推广合同能源管理探析[J]．资源节约与环保，2009，（5）：22-23．