317重庆市酒店类公共建筑能耗调查与分析

1重庆市酒店类公共建筑能耗调查与分析后勤工程学院周义超吴祥生信海同济大学向素平摘要本文以重庆市公共建筑能耗调查为依据，对酒店的建筑能耗进行重点调查，得出重庆市既有酒店的建筑能耗偏高，酒店之间能耗差异大；围护结构传热和新风负荷都非常大；过渡季节没有很好的利用室外自然冷量；设计负荷偏大；几乎没有排风的能量回收措施；节能潜力大。通过选择高效的制冷设备；对末端设备风机和水泵设备采用变频控制；过渡季节大量引入新风；选用全热交换装置和加强空调系统设备运行管理等方式以达到节能目的。关键字酒店；能耗调查分析；节能；变频控制；运行管理1引言酒店是公共建筑中的重要组成部分，据《重庆统计年鉴（1998～2004卷）》统计[1]，直辖前重庆3星级以上酒店总共只有14家，其中仅有两家为4星级；而到2003年，大重庆范围内3星级以上酒店达到了73家，是1997年的5倍多，其中5星级2家，4星级17家。这些酒店建筑规模大，功能复杂，随着改革开放的深入和市场经济的发展，已经成为建筑耗能大的行业之一。从调查结果来看，旅游系统酒店类公共建筑单位面积年耗电量平均值达到了167.83kWh/m2·a，在我市其他各类公共建筑中位居第二位，仅次于商场类建筑，同比国内其他省市同类建筑能耗情况呈中等水平。与我市其他公共建筑一样，酒店类建筑同样存在建筑保温隔热性能较差，空调设备选型过大等通病，但在能源管理方面则明显好于其他类型单位，却也存在一定的不足之处，总体来说，我市酒店类建筑能源消耗形势较为严峻，具有较大的节能潜力。通过本次调查，对我市建筑能耗水平摸底，建立健全我市地方能源管理法规条例，制定实施现有公共建筑节能改造计划，顺利完成我市建筑节能“十一·五”规划具有重要意义。2能耗调查方法为了促进重庆市整个节能工作的开展，有效的分解“十一五”节能降耗20％这一指标，为重庆市有效的开展既有建筑的改造做出基础工作，由重庆市人大城环委牵头组织了此次对重庆市现有公共建筑的能耗调查，并成立了专门的调查小组。调查对象以全市的大型公共建筑为主；调查人员由两个团队组成，一是能耗调查专家组，二是在校从事节能方面课题的博士生、高年级的硕士研究生；调查方式采取集中调查和重点调查相结合的方式进行。本次调查对各单位近5年的能源消耗基础数据进行了收集整理，分析了酒店类公共建筑逐年能耗情况和逐月能耗情况，同时分别从建筑围护结构、建筑设备、能源管理三方面对各建筑及所属单位的基本信息进行了收集。本次调查共向主城九区66家酒店发放了能耗情况调查表，其中回收有效调查问卷45份，回收率68.18%。总调查面积为1144924.66m2。具体调查和测试内容如下：1）建筑本体：外墙、幕墙、门窗、遮阳、屋面、建筑朝向、建筑结构；2）建筑设备：空调、通风、采暖系统、照明系统、热水系统、电梯等机电设备、办公与其它设备、楼宇控制系统、供配电系统；3）建筑使用及设备运行管理：建筑内人员及活动情况、管理人员与管理制、节约能源的措施、自然能源的应用；4）能耗量：耗电量、气、煤、油等燃料耗量。3重庆市酒店类公共建筑能耗3.1酒店能耗特点酒店类公共建筑的能源消耗主要用于空调、照明、热水供应等，与其它类型的商业建筑相比，酒店类建筑具有自身的特点：比如酒店内的各种设施（餐厅、商务中心、休闲中心、洗衣房等）具有不同的功能，运营时间也不同：全年平均入住率的变化引起酒店内人员负荷的变化（如节假日，旅游黄金周等的入住率较高等）；室内环境及空调参数的选择因入住人员的要求而调节，随意性较大。这些因素都会导致酒店内各服务设施具有不同的运营时间段，并由此产生其能量消耗的特殊性。3.2酒店间能耗差异酒店类建筑的能耗水平与酒店本身的星级水平相关，不同星级与档次的酒店由于服务标准不同，在室内温度、湿度、灯光照度等要求上必然不同，其结果能耗率也有所差异，如五星级酒店的平均能耗量，明显高于其它星级的酒店。以2006年度，调查范围内22家酒店的能耗密度为例，最大达到了144.29kWh/m2·a，最小则为55kWh/m2·a，能耗情况相差较大，具体能耗情况见图1。如此大的差异说明酒店类建筑节能的挑战和潜力都很大。2图12006年各酒店能耗密度对比3.3总能耗变化趋势及规律从2001年至2006年5年间酒店类建筑的逐年能耗变化情况来看，随着节能技术的推广、应用和既有建筑和设备的改造，酒店类建筑在2001年至2006年期间的平均能耗水平有下降的趋势，见图2所示。2006年夏季，重庆遭遇百年不遇特大伏旱，7月中旬至8月下旬遭受持续高温热浪袭击，其中大于38℃的高温日数达到了21天，即使在如此恶劣的气候条件下，但由于各类节能新技术推广和节能改造工作的开展，2006年度重庆市酒店类公共建筑的能耗水平仍呈下降趋势，由此可见推广节能技术和加强节能教育的重要性。图2重庆市酒店类建筑逐年能耗情况图3是本次调查重庆市酒店类建筑2006年度各月份的耗电变化情况，从图中的曲线可以明显看出建筑的耗电高峰均在8月份。重庆市各酒店的供冷主要集中在夏季6月～9月，在5月和10月等过渡季节天气变化较大，一般根据天气情况采用间歇供冷。供热则主要集中在12月至次年1月，2月则根据天气状况间歇供热。从下图可以看出，8月份是重庆市酒店类建筑的耗能高峰时期，5月，11月等过渡季节则是用电的低谷，这主要是由空调系统的能耗引起的，这也说明了重庆市酒店的建筑能耗主要以空调用能为主。天然气是各酒店锅炉采用的主要能源，从图4可见，酒店类公共建筑的逐月耗气量随季节的变化较大，冬季由于生活热水的需求量增大，其耗气量也随之增大，是天然气消耗的高峰期，夏季由于部分集中空调机组的运行，其耗气量也有一定幅度的增加图3重庆市酒店逐月耗电量3图4重庆市酒店逐月耗气量4空调系统节能潜力分析从调查来看，我市酒店类公共建筑节能潜力巨大。实施节能改造，开展节能降耗工作，应以设备为依托、以技术为保障、以管理为手段，积极探索节能降耗的新途径和新举措。4.1围护结构从调查的建筑情况来看，酒店多为高层建筑；从建筑结构来看，多为框架结构，其中40%为板式结构，60%为点式结构。就高耗能建筑而言，门窗的耗能可达建筑总耗能的50%左右，是建筑物围护结构耗能的主要环节。从建筑保温效果来看，重庆市酒店类公共建筑墙体热工性能较差，仅1栋建筑采用了外墙保温措施。调查范围内有82%的建筑采用了屋面保温隔热措施，其中外保温屋面占56％，种植屋面占11％，通风屋面占33％。在窗体结构方面，所有酒店的外窗均采用新型的铝合金外窗和塑钢外窗，但出于建筑成本，基本都没有采用“断热桥”等节能措施。73％的窗户只采用了普通单层玻璃，其抵御日光热辐射不佳，节能效果差，18％的窗户采用普通双层玻璃，而采用镀膜玻璃的建筑仅占9％。根据客房等功能房间的要求，基本上都在建筑内部安装了窗帘，但没有采取外遮阳。对于既有建筑而言，对围护结构进行大面积更换不太现实，但根据以上分析可知，在建设热工设计方面仍然具有很大的节能潜力，具体措施如下：1)建议使用反射玻璃、双层玻璃。反射玻璃、双层玻璃可以提高玻璃的隔热性，减少由外窗引起的冷负荷。2)改善外遮阳设施。资料显示，外遮阳比内遮阳更具明显的节能效果，在阳光照射时间较长的南面、西面设置外遮阳体系，能较大幅度地降低空调负荷，可降低空调运行负荷16%～29%[4]。4.2空调设备情况酒店行业空调系统使用能源主要为电力和天然气等清洁能源，仅有一家酒店由于设备安装位置的因素，无法满足建筑消防要求，仍在使用柴油作为能源。重庆酒店使用的冷源设备以能效比较低并在非满载负荷下调节能力较差的水冷螺杆式机组为主流形式，具体的类型分布如下图。冷源类型19%32%8%5%18%13%5%水冷离心式冷水机组水冷螺杆式冷水机组水冷活塞式冷水机组水冷热泵风冷热泵直燃型溴化锂机组蒸汽型溴化锂机组图5酒店常用空调冷源设备统计图空调系统设计中的设备选型是基于最不利工况下的冷热负荷，即夏季最高气温时的最大冷负荷和冬季最冷时的最大热负荷。但在实际使用中，由于季节、天气、客房入住率和经营活动的不断变化，用能负荷也在不断的变化，并在绝大部分时间实际负荷低于设计负荷，这就导致了装机容量偏大、管道直径偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大的“四大”现象，也就是所谓的“大马拉小车”现象。针对此现象，采用根据实际需求随时改变空调系统工况的变频技术和智能控制技术尤为重要。但调查中仅33.33%的酒店设备配置了变频调速控制系统，有61.29%酒店的空调水泵系统是采用“台数控制”的方式来调整空调系统的工况，仅13.04%的酒店对空调新风系统配置了变频调速装置。针对以上调查分析，在空调设备方面采用的相应节能措施如下：1)应该合理配置冷热源设备的容量和台数，在不同的冷负荷下开启相应的机组和台数；2)要充分考虑空调系统的全年节能运行，加大新风入口的面积，使过渡季节能充分利用室外新风来消除室内负荷；3)对冷冻水泵和冷却水泵分别加装变4频器，实现变水量运行，节省输送能耗；4)根据气象参数及人员的变化规律设计自控系统，使室内温度、湿度达到设定值，不仅可以节约能量，还有利于提高室内的舒适性；5)据调查显示，热回收装置在重庆市商场集中空调系统中的安装率极低，仅为8.5%，所以在以后的设计和节能改造中应充分回收利用回风的能量。4.3空调系统运行管理及工作人员配置情况酒店建筑能耗是酒店主要经营成本之一，因此，酒店行业对于建筑节能均较为重视。从调查的结果来看，92.3%的酒店建立了节约能源的运行管理制度，如根据季节变化，重新设定冷冻水给水温度，合理分配制冷机负荷；优化空调机组运行模式（如上班前提前开机，下班前提前关机的运行模式）；在调查范围内所有酒店的集中空调末端风机盘管系统均设置了分档开关控制。其中54.5%的酒店采取了“与目标考核对应”的方式，31.8%的酒店采取了“计量收费”的管理模式，剩余13.7%的单位则采取了其它一些管理模式。为了进一步节约经营成本，创造更大的经济效益，调查范围内81.5%的酒店对用能设备都展开了一系列的节能改造和性能优化，其优化改造模式可主要分为“自行优化”、“设备厂家优化”和“专业节能公司优化”三种途径。70.07%的酒店均建立了节能运行的技术档案，但主要是针对集中空调和变电设备，对于照明和其他用能设备等方面仍有所欠缺。在设备运行管理工作人员配置方面，管理人员中具有高级职称的仅占13％，中级职称人员占47％，初级职称人员占40％。而设备运行技工人中有87％的为普通技术人员，高级技术人员仅占16％。总体而言，能在实际运行管理中科学有效地调节空调设备的情况不多。所以，在设备运行管理和人员的技术水平方面需采用的节能措施为：1)加强酒店高层管理部门对节能工作的重要性认识；2)提高专业管理人员专业素质，通过组织一些行业内节能培训及经验交流活动，了解节能降耗的新技术和新信息，相互学习，取长补短，也可为酒店节能降耗开辟一条新途径；3）建立健全能源消耗指标体系，如能源检查、考核和奖惩等制度；4)加强设备监管、维修和清洗减小设备运行阻力，提高空调的运行效率，从而杜绝“跑、冒、滴、漏”等能源浪费情况。5结论随着近年来各单位对节能工作越来越重视，以及各类节能技术的不断推广和应用，虽然重庆市酒店类建筑在2001年至2006年期间的平均能耗水平呈下降的趋势，但酒店类建筑能耗密度总体上还是很大。总能耗的月变化趋势中的波动主要因为空调系统的能耗波动，相应的节能措施为：1)在围护结构建筑节能方面，通过改善提高玻璃的隔热性和外遮阳设施，从而减少由外窗引起的冷负荷；2)在空调设备节能方面，合理配置冷热源设备的容量和台数，在不同的冷负荷下开启相应的机组和台数；要充分考虑空调系统的全年节能运行，加大新风入口的面积，使过渡季节能充分利用室外新风来消除室内负荷；采用变频和自控系统，使室内温度、湿度达到设定值，不仅可以节约能量，还有利于提高室内的舒适性；采用热回收装置充分回收利用回风的能量；3）在设备运行管理方面，加强酒店高层管理部门对节能工作的重要性认识，对运行管理技术人员进行节能技术培训，加强设备监管、维修和清洗减小设备运行阻力，提高