商業建筑節能技術與市場分析

商業建筑節能技術與市場分析

摘要: 本文介紹了我國目前商業建筑的能耗現狀，分析了其中的節能潛力，并介紹了商業建筑節能的相關技術和市場機制。探討商業建筑節能的可持續發展道路。

1、中國商業建筑能耗現狀

隨著改革開放和經濟發展，我國商業建筑的面積日趨增大，據統計目前已經建成大約2000多幢高級賓館和寫字樓，800多家大型商場，設有中央空調系統的建筑面積約1.5億平方米。根據商業建筑的能耗調查統計，設有空調系統的商業建筑每年的能源消耗費用接近150元/平方米，現有商業建筑的每年的能源消耗費用就高達225億元人民幣。商業建筑消耗的能源主要用于空調、照明、熱水供應以及其它動力設備等方面。表1顯示了上海地區各種商業建筑能源消耗的各成分比例。其中空調能耗是商業建筑的能耗的主要部分，占總能耗的50～60％。

表1： 上海地區商業建筑能耗成分比例

空調照明衛生熱水動力設備及其它飯店46.113.5319.4商場40.533.710.715.2寫字樓49.733.32.717醫院30.313.941.814

空調能耗主要由以下幾方面組成：補償維護結構傳熱的能耗占40～50％，新風處理能耗占30～40％，空氣、水輸送能耗占25～30％。圖1 顯示了北京某著名商業建筑各設備(冷凍機、水泵、空調箱、照明、動力)電耗的積分圖。該建筑的65％的電耗是空調系統。

圖1 各設備耗電量積分圖

2、中國商業建筑節能潛力

通過對中國商業建筑的調查和分析發現，商業建筑具有巨大的節能潛力。主要表現在以下幾方面：

* 中國商業建筑的能耗高于國外發達國家的商業建筑能耗。例如清華同方人環工程公司在1998年對北京市的十家營業較好的大商場進行了全面的測試和統計，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的日本的同類建筑的平均全年能耗大約是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

* 通過對商業建筑的模擬分析發現，建筑的理想能耗與實際能耗有較大差別，主要是空調系統運行管理較差、缺乏空調自控系統、原有空調系統存在許多不合理設計等原因造成。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能效果。例如下圖所示為北京某四星級飯店的水系統，從圖中可看出，標準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％，這說明標準層加壓泵是多余的，如果取消標準層加壓泵，經估算每年可節電10％，約22萬度電，節省運行費16.5萬元。

* 近年來已有不少的節能改造項目竣工，這些改造項目都顯示出較大的經濟效益，說明商業建筑有巨大的節能潛力。例如北京雙安商場的空調風系統的改造，通過充分利用春秋季室外新風為商場內供冷，從而減少了一個月的冷機運行時間，據統計每年可節省能耗費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，通過節能改造，一年可以節約運行費用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、商業建筑成功的改造實例都充分說明中國的商業建筑具有巨大的節能潛力，商業建筑節能改造有很好的經濟效益。

3、中國商業建筑節能的途徑和技術手段

技術手段的推廣和合理利用是商業建筑節能的關鍵。適合中國商業建筑的節能的方法并不是建造一兩幢新的商業建筑來展示新技術，而是通過一些投資小見效快的技術手段對現有商業建筑的改造和提高運行管理水平來提高能源利用效率。就是說商業建筑的節能關鍵不在于以后新建的商業建筑，而在于對已有商業建筑的節能改造，這是商業建筑節能的重點所在。表2顯示了不同節能改造技術的經濟效果，從表中可以看出，通過改善維護結構來節能的經濟效益是最低的。

表2：不同節能改造技術的經濟分析

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月更換風機、水泵1$0.8~1.0$1～1.2年增加自動控制系統1$0.3~0.5$2~3年系統形式的全面更新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，清華大學通過對數十幢商業建筑的調查和測試分析，總結出一套適合中國商業建筑節能工作開展的成套技術－MATE技術，并成功地在一些改造工程中得到了驗證和完善。該技術是包括調研測試（Measure）、全面分析（Analyze）、跟蹤實施（Tackle）和節能評估（Evaluate）在內的“MATE建筑節能改造技術”。

4、商業建筑節能的市場機制和可持續發展

根據已有節能改造項目的統計，節能改造每平方米可獲得20～30元的直接效益，所以如果商業建筑節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

三個階段的直接經濟效益如果按照0.8元/度電和40％的發電效率折算成一次能源，相當于可為國家節省250萬噸標準煤，減少向環境排放562萬噸CO2，對全球生態環境的改善有巨大的貢獻。

節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，讓業主看到效益，有利于推動節能改造工作發展。根據已有改造工

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