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商業(yè)建筑節(jié)能技術(shù)與市場分析
摘要: 本文介紹了我國目前商業(yè)建筑的能耗現(xiàn)狀，分析了其中的節(jié)能潛力，并介紹了商業(yè)建筑節(jié)能的相關(guān)技術(shù)和市場機制。探討商業(yè)建筑節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路。
1、中國商業(yè)建筑能耗現(xiàn)狀
隨著改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，我國商業(yè)建筑的面積日趨增大，據(jù)統(tǒng)計目前已經(jīng)建成大約2000多幢高級賓館和寫字樓，800多家大型商場，設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)的建筑面積約1.5億平方米。根據(jù)商業(yè)建筑的能耗調(diào)查統(tǒng)計，設(shè)有空調(diào)系統(tǒng)的商業(yè)建筑每年的能源消耗費用接近150元/平方米，現(xiàn)有商業(yè)建筑的每年的能源消耗費用就高達225億元人民幣。商業(yè)建筑消耗的能源主要用于空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)以及其它動力設(shè)備等方面。表1顯示了上海地區(qū)各種商業(yè)建筑能源消耗的各成分比例。其中空調(diào)能耗是商業(yè)建筑的能耗的主要部分，占總能耗的50～60％。
表1： 上海地區(qū)商業(yè)建筑能耗成分比例
空調(diào)照明衛(wèi)生熱水動力設(shè)備及其它飯店46.113.5319.4商場40.533.710.715.2寫字樓49.733.32.717醫(yī)院30.313.941.814空調(diào)能耗主要由以下幾方面組成：補償維護結(jié)構(gòu)傳熱的能耗占40～50％，新風(fēng)處理能耗占30～40％，空氣、水輸送能耗占25～30％。圖1 顯示了北京某著名商業(yè)建筑各設(shè)備(冷凍機、水泵、空調(diào)箱、照明、動力)電耗的積分圖。該建筑的65％的電耗是空調(diào)系統(tǒng)。
圖1 各設(shè)備耗電量積分圖
2、中國商業(yè)建筑節(jié)能潛力
通過對中國商業(yè)建筑的調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，商業(yè)建筑具有巨大的節(jié)能潛力。主要表現(xiàn)在以下幾方面：
* 中國商業(yè)建筑的能耗高于國外發(fā)達國家的商業(yè)建筑能耗。例如清華同方人環(huán)工程公司在1998年對北京市的十家營業(yè)較好的大商場進行了全面的測試和統(tǒng)計，這些商場的全年運行能耗平均大約是188 kwh/m2.a，而氣候條件大致相當(dāng)?shù)娜毡镜耐惤ㄖ钠骄昴芎拇蠹s是135 kwh/m2.a，也就是說北京市的商場的能耗要比日本高出將近40％。
* 同類型的的商業(yè)建筑之間的能耗也有較大差別。圖2顯示了北京十家大型百貨商場每平方米耗電量，從圖中可看出耗電量最高的商場比耗電量最低的商場能耗高出將近50％。此外寫字樓和旅館類建筑的情況也是這樣的。圖3中北京16家星級旅館的1997年的能耗狀況，能耗最大的旅館能耗費是能耗最小的旅館能耗費的將近3倍。
圖2 北京十家商場能耗圖
圖3 北京16家旅館能耗圖
* 通過對商業(yè)建筑的模擬分析發(fā)現(xiàn)，建筑的理想能耗與實際能耗有較大差別，主要是空調(diào)系統(tǒng)運行管理較差、缺乏空調(diào)自控系統(tǒng)、原有空調(diào)系統(tǒng)存在許多不合理設(shè)計等原因造成。通過對這些不合理成分的改造，能以較小的投入獲得極大的節(jié)能效果。例如下圖所示為北京某四星級飯店的水系統(tǒng)，從圖中可看出，標(biāo)準(zhǔn)層加壓泵后的閥后壓力為1.12MPa，而加壓泵前的閥前壓力為1.15MPa，即經(jīng)過加壓泵后壓力反而降低，主要原因是加壓泵前后的閥門開度只有25％，這說明標(biāo)準(zhǔn)層加壓泵是多余的，如果取消標(biāo)準(zhǔn)層加壓泵，經(jīng)估算每年可節(jié)電10％，約22萬度電，節(jié)省運行費16.5萬元。
* 近年來已有不少的節(jié)能改造項目竣工，這些改造項目都顯示出較大的經(jīng)濟效益，說明商業(yè)建筑有巨大的節(jié)能潛力。例如北京雙安商場的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的改造，通過充分利用春秋季室外新風(fēng)為商場內(nèi)供冷，從而減少了一個月的冷機運行時間，據(jù)統(tǒng)計每年可節(jié)省能耗費30萬元左右。改造所需的40萬元的投資一年時間就可以回收。此外在亮馬河大廈，通過節(jié)能改造，一年可以節(jié)約運行費用300多萬，所需的投資不到一年的時間即可回收。
上述分析表明，中外對比、同類建筑的對比、理論計算和實際測試的對比、商業(yè)建筑成功的改造實例都充分說明中國的商業(yè)建筑具有巨大的節(jié)能潛力，商業(yè)建筑節(jié)能改造有很好的經(jīng)濟效益。
3、中國商業(yè)建筑節(jié)能的途徑和技術(shù)手段
技術(shù)手段的推廣和合理利用是商業(yè)建筑節(jié)能的關(guān)鍵。適合中國商業(yè)建筑的節(jié)能的方法并不是建造一兩幢新的商業(yè)建筑來展示新技術(shù)，而是通過一些投資小見效快的技術(shù)手段對現(xiàn)有商業(yè)建筑的改造和提高運行管理水平來提高能源利用效率。就是說商業(yè)建筑的節(jié)能關(guān)鍵不在于以后新建的商業(yè)建筑，而在于對已有商業(yè)建筑的節(jié)能改造，這是商業(yè)建筑節(jié)能的重點所在。表2顯示了不同節(jié)能改造技術(shù)的經(jīng)濟效果，從表中可以看出，通過改善維護結(jié)構(gòu)來節(jié)能的經(jīng)濟效益是最低的。
表2：不同節(jié)能改造技術(shù)的經(jīng)濟分析
改造投資改造收益投資回收年限提高運行管理水平1$10～20$1～2月更換風(fēng)機、水泵1$0.8~1.0$1～1.2年增加自動控制系統(tǒng)1$0.3~0.5$2~3年系統(tǒng)形式的全面更新1$0.2～0.4$3~5年建筑材料更換1$0.1~0.05$5~10年近年來，清華大學(xué)通過對數(shù)十幢商業(yè)建筑的調(diào)查和測試分析，總結(jié)出一套適合中國商業(yè)建筑節(jié)能工作開展的成套技術(shù)－MATE技術(shù)，并成功地在一些改造工程中得到了驗證和完善。該技術(shù)是包括調(diào)研測試（Measure）、全面分析（Analyze）、跟蹤實施（Tackle）和節(jié)能評估（Evaluate）在內(nèi)的“MATE建筑節(jié)能改造技術(shù)”。
4、商業(yè)建筑節(jié)能的市場機制和可持續(xù)發(fā)展
根據(jù)已有節(jié)能改造項目的統(tǒng)計，節(jié)能改造每平方米可獲得20～30元的直接效益，所以如果商業(yè)建筑節(jié)能按照在北京建立示范工程、在中國主要大城市建立推廣中心、全國范圍推廣三個階段來發(fā)展的話，各階段的的改造效益如下：
* 第一階段： 改造面積：30萬平方米； 直接效益：600～900萬元
* 第二階段： 改造面積：400萬平方米； 直接效益：8000～12000萬元
* 第三階段： 改造面積：1.5億平方米； 直接效益：30～45億元
三個階段的直接經(jīng)濟效益如果按照0.8元/度電和40％的發(fā)電效率折算成一次能源，相當(dāng)于可為國家節(jié)省250萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少向環(huán)境排放562萬噸CO2，對全球生態(tài)環(huán)境的改善有巨大的貢獻。
節(jié)能改造的投資主要有以下幾個方面：
* 計量儀表及安裝費用
安裝計量儀表的目的主要是計量改造效果，讓業(yè)主看到效益，有利于推動節(jié)能改造工作發(fā)展。根據(jù)已有改造工
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