曾德珩，劉貴文

(重慶大學(xué)建設(shè)管理與房地產(chǎn)學(xué)院，重慶 400044)

大型商場建筑能源管理的調(diào)查與分析

曾德珩，劉貴文

(重慶大學(xué)建設(shè)管理與房地產(chǎn)學(xué)院，重慶 400044)

文章通過對重慶市主城區(qū)44座大中型商場建筑能耗與能源管理狀況的調(diào)查，將其能源管理制度水平劃分為4個等級，就能源管理中存在的問題及原因進(jìn)行了分析，并對部分項目進(jìn)行了后續(xù)的追蹤調(diào)查，最后分析了商場建筑能耗水平與其能源管理制度之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，無論是采用節(jié)能技術(shù)還是改進(jìn)管理措施，對于建筑能耗的降低都具有明顯的作用，采用合同能源管理則為商場建筑能源管理提供了一種新的模式。

商場建筑;建筑能耗調(diào)研;能源管理

目前，中國城鎮(zhèn)民用建筑運行耗電占中國總發(fā)電量的22% ～24%，建筑消耗的能源占全國商品能源的21% ～24%［1］，其中，公共建筑的高能耗問題顯得尤為突出。據(jù)統(tǒng)計，中國大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米耗電量是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5～2倍［2］。重慶市的公共建筑總面積565萬平方米，其中95%為高能耗建筑，單位建筑面積的平均年耗電量是普通居民住宅的10.6倍［3］。

2007年，重慶市建設(shè)主管部門提出對既有公共建筑能耗水平進(jìn)行調(diào)查，為此類建筑的能耗監(jiān)測與節(jié)能改造打下基礎(chǔ)。在此背景下，重慶大學(xué)與重慶市建筑技術(shù)發(fā)展中心于2008-2009年完成了對重慶市國家機(jī)關(guān)辦公建筑與大型公共建筑的能耗統(tǒng)計與能源審計工作，并于2010-2011年對部分建筑進(jìn)行了追蹤調(diào)查。筆者以此次統(tǒng)計、審計、追蹤所收集的相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對大型商場能耗狀況、管理制度、節(jié)能意愿等方面進(jìn)行分析與研究。

一、樣本概況

依據(jù)2008年住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則》(下稱“導(dǎo)則”)的要求，筆者選取樣本屬于該導(dǎo)則8大類建筑中的第2類“商場建筑”，面積標(biāo)準(zhǔn)為總建筑面積2萬平方米以上，樣本選擇區(qū)域為重慶市主城區(qū)(有少量涪陵區(qū)、永川區(qū)樣本)，樣本數(shù)量44棟，全部為有效樣本，總計面積172萬平方米，具體樣本名稱見表1。主要調(diào)查內(nèi)容包括建筑基本信息、附加信息(商場日均客流量、運營時間)、能耗采集數(shù)據(jù)三大類。

表1 樣本區(qū)域分布表①根據(jù)調(diào)查時保密承諾，對涉及具體樣本的信息，如建筑面積、能耗數(shù)據(jù)等不得披露。

商場類建筑主要具備以下使用與用能特點:(1)使用時間長，重慶地區(qū)商場類建筑運營時間普遍為9:00-21:00，季節(jié)及節(jié)假日調(diào)整時間為1～2小時，日平均營業(yè)時間為12小時，全年無間斷，導(dǎo)致室內(nèi)照明、制冷(暖)時間長。(2)商場建筑能耗高于其他公共建筑。以年能耗平均值(kWh/m2)比較，樣本商場建筑是國家機(jī)關(guān)辦公辦公建筑的3.4倍，一般辦公建筑的2.1倍，賓館建筑的2.2倍，學(xué)校建筑的5.6倍。(3)建筑能耗水平受到自身物理條件的制約。不同年代商場建筑在結(jié)構(gòu)形式、建筑設(shè)備等方面差異較大，樣本中2000年以前建成數(shù)量占樣本總數(shù)的41%，這使得能耗水平差異較大。(4)能源管理水平對能耗有一定得影響。專業(yè)的商場能耗制度與組織，可以實現(xiàn)在原能耗水平上下降5%～20%，最高可達(dá)到 30%［4］。

(一)樣本基本建筑信息

從樣本基本建筑信息看，商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用混凝土剪力墻，占65.91%;外墻材料以混凝土砌塊類為主，占43.18%。87.80%外窗類型是單玻單層窗，75.61%建筑使用普通玻璃，75.61%建筑使用鋁合金窗框，66.67%建筑無遮陽設(shè)置。從窗體材料、遮陽等方面可以看出，樣本圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)普遍偏大，空氣滲透嚴(yán)重，不利于節(jié)能。

從樣本空調(diào)系統(tǒng)信息看，商場建筑空調(diào)系統(tǒng)形式主要采用風(fēng)機(jī)盤管及新風(fēng)系統(tǒng)(占36.36%)和集中式全空氣系統(tǒng)(占38.64%)，冷熱源種類主要采用水冷式機(jī)組(占84.09%)。建筑使用能源種類以電為主，占88.64%，其他采用電與燃?xì)獾膹?fù)合能源形式，占11.36%。

(二)樣本的耗能情況

調(diào)查涉及的44棟商場類建筑的年單位面積電耗量如圖1所示，其數(shù)值為10～398 kWh/m2，其中年單位面積電耗量最低的商場為10.05 kWh/m2，年單位面積電耗量最高的商場為397.96 kWh/m2。從分項拆分的能耗數(shù)據(jù)分析中可以看到商場類建筑能耗中，空調(diào)系統(tǒng)能耗比例最大，緊隨其后的為照明及其他設(shè)備的能耗，電梯系統(tǒng)最小，如圖2所示。

圖1 樣本年單位面積耗電量

圖2 樣本建筑分項能耗比重

從現(xiàn)場觀測情況來看，商場經(jīng)營狀況與客流量對空調(diào)能耗影響較大，對照明能耗影響較小。由于商場室內(nèi)照明完全依靠人工照明，其使用時間與營業(yè)時間一致，不受客流量影響。由于重慶地區(qū)季節(jié)供冷時間長，加上人流量大，空調(diào)能耗較高。為保障室內(nèi)的適宜溫度，商家通常考慮將冷負(fù)荷設(shè)計增大，即實際開啟兩臺機(jī)組足夠的情況下，設(shè)計則配備四臺冷水機(jī)組，無形中導(dǎo)致能耗增加。

二、樣本能源管理的基本情況

(一)能源的日常管理

能源的日常管理主要包括相關(guān)文檔的收集與管理，設(shè)備運行與維修的記錄，能耗分項計量幾個方面。從數(shù)據(jù)上看，88%建筑具備能源賬目文件;71%建筑具備用能設(shè)備原始文件;35%建筑具備能源管理文件(標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定、規(guī)程、組織機(jī)構(gòu)等);76%建筑具備設(shè)計圖紙(包括建筑竣工圖，各大型耗能系統(tǒng)設(shè)計圖，計算書等);94%建筑具備運行記錄(包括建筑內(nèi)各大型耗能設(shè)備的運行記錄，如中央空調(diào)，電梯等);18%建筑有分項計量;24%建筑具有節(jié)能獎懲制度;65%建筑進(jìn)行過節(jié)能宣傳。通過分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)商場類建筑進(jìn)行了大型耗能設(shè)備日常運行管理，各種資料和設(shè)計圖紙管理較完善，但用能系統(tǒng)日常運行管理過于形式化。并且對于大型設(shè)備(空調(diào)機(jī)組)的管理比較重視，而對分散的、小型的末端設(shè)備比較忽視。

(二)能源管理評價

在大型商場能源管理的評價上，根據(jù)《導(dǎo)則》主要從能源管理的組織、能源系統(tǒng)的計量、能源管理的實施三個方面進(jìn)行評價，按照A、B、C、D四個等級打分。樣本評價結(jié)果見表2。從表2中可以看出，商場類建筑能源管理基本反映了重慶市大型公共建筑整體能源管理水平。在能源管理組織方面，商場均委派物業(yè)管理或設(shè)備管理部門實施管理，但缺乏專業(yè)的能源管理人員，且在人員激勵上存在不足，即管理人員無法從節(jié)能中受到獎勵，但卻會因為室內(nèi)環(huán)境滿足不了用戶的需要而受到懲罰，導(dǎo)致能源費用的高低與運行管理者無關(guān)。在能源系統(tǒng)計量方面，大多數(shù)商場均無分項計量系統(tǒng)，更無分項計量臺賬。能耗計量是整個建筑能源管理工作的出發(fā)點和基礎(chǔ)，這一基礎(chǔ)性的環(huán)節(jié)卻是樣本中最薄弱的管理環(huán)節(jié)。在能源管理上，樣本普遍制訂了相關(guān)節(jié)能規(guī)章與措施，但由于專業(yè)技術(shù)缺乏，投入不足，節(jié)能效果十分有限。

(三)個案分析

江北區(qū)某商場，建筑面積3萬平方米，為建筑物負(fù)2層到30層，建成年代為1996年?；具\行時間9:00-18:00，空調(diào)系統(tǒng)開啟時間比營業(yè)時間短一個小時，空調(diào)面積為1萬平方米。該商場曾經(jīng)對中央空調(diào)和電梯進(jìn)行過一次節(jié)能改造。

表2 樣本能源管理評價表

在建筑物管理中，建筑物業(yè)主委托江北區(qū)物業(yè)管理公司負(fù)責(zé)各方面的管理，建筑的能源管理也屬于物業(yè)管理的一部分內(nèi)容，沒有設(shè)立單獨的能源管理部門。在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，該建筑已經(jīng)構(gòu)建了部分能源管理體系，包括建筑物能源管理機(jī)構(gòu)或責(zé)任人的任命或聘用文件、所有權(quán)人或業(yè)主關(guān)于建筑節(jié)能的有關(guān)措施和文件。同時，全部科室都安裝有用能計量儀表;但照明、空調(diào)和其他設(shè)備用電的計量沒有分開統(tǒng)計。由于物業(yè)管理公司缺乏專業(yè)部門和技術(shù)人員的支持，能源管理制度還不夠全面。從表3可以看出，該商場在能源管理中存在兩方面的問題:一是基礎(chǔ)資料的收集不到位，二是在節(jié)能激勵措施不健全。對于造成問題的原因，通過與物業(yè)管理部門的訪談發(fā)現(xiàn)，物業(yè)管理公司的工作職責(zé)是根據(jù)物業(yè)管理合同實施建筑物的全面管理，能源管理只是其中一小部分內(nèi)容。雖然公司制訂了相關(guān)的能源管理文件，工程部門有相關(guān)的技術(shù)人員配備，但是其能源管理的中心工作是保障設(shè)備的正常運行，而能耗所產(chǎn)生的費用高低并不會對其物業(yè)管理收費帶來直接影響。雖然建筑物業(yè)主曾經(jīng)進(jìn)行過中央空調(diào)與電梯的改造，但其本意是對已經(jīng)達(dá)到技術(shù)壽命的設(shè)備進(jìn)行更換，而不是降低能耗。目前，該商場的節(jié)能措施還局限在控制空調(diào)開關(guān)時間、更換節(jié)能燈具的層面，缺乏配套的管理措施，比如業(yè)主對能耗降低的獎勵制度等，這也造成了物管公司對節(jié)約能耗熱情不高。

表3 江北區(qū)某商場能源管理調(diào)查表

(四)能源管理制度的分析

樣本在能源管理水平上的差異，其根本原因在于商場管理模式的不同。根據(jù)龍惟定［5］的劃分，商場類建筑的能源管理模式可以劃分為減少能耗型、設(shè)備改善型與優(yōu)化管理型。

減少能耗型是較容易實現(xiàn)的一種能源管理模式，具有管理方便、操作容易、投入較少的特點。就具體類型看，采用商鋪零散出租或售后返租的商場屬于此類，樣本中泰興通信電腦城、雅蘭電子城等約68%的建筑屬于此類情況。由于建筑物所有者并不承擔(dān)能源費用，建筑的使用者處于分散狀態(tài)，無法對水冷空調(diào)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等大型設(shè)備設(shè)施等提出改造要求，通常他們將管理的重點落在末端能耗的控制上，如節(jié)能燈具、限制電梯運行時間、提高夏季室溫設(shè)定值、非營業(yè)時間不提供空調(diào)等方面。此類管理的缺點是難以對整棟建筑的能耗水平產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，并且容易造成室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量下降，導(dǎo)致商鋪承租人不滿或投訴。

設(shè)備改善型能源管理模式主要出現(xiàn)在以重慶百貨、新世紀(jì)商都為代表的大型百貨公司或Shopping Mall一類建筑中，占樣本數(shù)的32%。由于建筑設(shè)計年代的不同，其施工、設(shè)備等方面難免存在缺陷，通過“年年有小改，五年一大改”的方式，實現(xiàn)建筑用能設(shè)備及結(jié)構(gòu)的更新改造。通常此類建筑的重要特征是建筑物所有權(quán)與經(jīng)營權(quán)的統(tǒng)一，經(jīng)營者配備專門的物業(yè)管理部門負(fù)責(zé)整體建筑的能源管理，并對各部分用能進(jìn)行統(tǒng)計管理、維護(hù)、監(jiān)控和改造。這一管理模式的優(yōu)點是能明顯提高能源使用效率，減少能源費用和日常維護(hù)開支，體現(xiàn)了較高層次的管理水平，其缺點在于需要較大的初期投入和較強(qiáng)的技術(shù)支撐，且投資回收期難以確定。根據(jù)《公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范》及相關(guān)文獻(xiàn)［6］，結(jié)合調(diào)查可以看出，建筑所有者能夠接受的靜態(tài)投資回收期為5～8年，目前比較常用的調(diào)節(jié)冷水機(jī)組變流量控制等措施，靜態(tài)投資回收期基本可控制在5年內(nèi)，而一些投資少的改造，如風(fēng)機(jī)變頻、更換傳感器等可以控制在3年以內(nèi)。但對于外墻和屋頂?shù)染S護(hù)結(jié)構(gòu)的更換，投資回收期長達(dá)15～20年，且節(jié)能效果不易判斷。例如樣本中的重百沙坪商場，投入資金將單層幕墻改為雙層幕墻，結(jié)果能耗水平反而上升(主要原因是經(jīng)營面積的擴(kuò)大與人流量的增加)，導(dǎo)致業(yè)主對后續(xù)是否更換水冷機(jī)組猶豫不決。因此，此類管理模式的底線是所掌控的資金量能否滿足節(jié)能改造的需要。

優(yōu)化型能源管理是通過連續(xù)的系統(tǒng)調(diào)試使建筑各系統(tǒng)(尤其是設(shè)備系統(tǒng)與自控系統(tǒng))之間、系統(tǒng)的各設(shè)備之間、設(shè)備與服務(wù)對象之間實現(xiàn)最佳匹配。實現(xiàn)此類管理，需要極強(qiáng)的技術(shù)支撐，能夠把握單體設(shè)備節(jié)能與系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)系，避免在改造時或改造后影響系統(tǒng)的正常運行。使用該模式可以考慮聘請能源服務(wù)公司(Energy Service Company，ESCO)，將能源審計、項目設(shè)計、項目融資、設(shè)備采購、工程施工、安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)認(rèn)證等能源管理服務(wù)打包給ESCO，客戶與ESCO共同分享服務(wù)后所獲得的節(jié)能效益［7］。在本次調(diào)查中，44家商場無一家采用合同能源管理(Energy Management Contract，EMC)模式。其原因主要有以下幾點。

其一，重慶地區(qū)EMC服務(wù)開展緩慢。雖然中國政府從2000年開始推廣EMC服務(wù)，但在調(diào)查期間，重慶市EMC主要集中在工礦企業(yè)中推廣，在公共建筑中的開展極少。2010年以后，EMC服務(wù)才在商場建筑中試點。

其二，對合同能源管理服務(wù)缺乏認(rèn)識。調(diào)查中，訪談過的商場或多或少知道合同能源管理服務(wù)，但對其管理內(nèi)容、收費標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)險分擔(dān)方式等卻沒有深入了解。

其三，商場所有人對EMC服務(wù)持懷疑態(tài)度。少數(shù)與ESCO進(jìn)行過談判的商家，對于EMC中約定的節(jié)能效益測算和費用支付等內(nèi)容存在質(zhì)疑。由于國內(nèi)缺乏通用的技術(shù)指導(dǎo)規(guī)范，使商家對ESCO所提出的節(jié)能目標(biāo)難以找到國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量。

其四，缺乏政府的資金與政策扶持。由于EMC前期投入成本較大，融資困難，商場業(yè)主也不愿墊付該項資金，導(dǎo)致推廣難度加大。直到2010年重慶市出臺《合同能源管理項目財政獎勵資金管理實施細(xì)則》，才在一定程度上緩解了EMC的困境。

(五)能耗水平與能源管理之間的關(guān)系

大型商場作為大型公共建筑，其能耗水平的高低可以利用其單位建筑面積年能耗量的多少來進(jìn)行評價。但能耗水平高，并不意味著該商場的能源管理水平低［8］。在能源管理水平達(dá)到B級以上的37家商場中，能耗水平集中在200～300kWh/m2和300～400 kWh/m2高能耗區(qū)間，屬于典型的高能耗建筑，但其管理水平卻并不低。就其原因在于，此類商場往往是大型商業(yè)集團(tuán)下屬企業(yè)，如樣本中的重慶百貨、新世紀(jì)百貨等，其能源管理模式多屬于設(shè)備改善型能源管理模式，能源管理更加規(guī)范，但是其營業(yè)時間長、人流量大、業(yè)務(wù)種類多，相應(yīng)也造成其耗能量更大。而對于能耗量低的商場建筑，則需要具體分析。如樣本中10.05 kWh/m2的某商場，由于環(huán)境較差，管理不善，中途曾停止?fàn)I業(yè)，使其能耗水平竟低于居住建筑，結(jié)果就是“不用能就是節(jié)能”，這明顯不能視為能源管理水平較高的例子。所以，對商場類建筑的能源管理進(jìn)行評價時，能耗水平只能作為參考指標(biāo)?；蛘咧挥薪⒘祟愃朴罴涯苄嵺`項目(簡稱EEBPP)的評價標(biāo)準(zhǔn)［9］，通過對商場建筑嚴(yán)格按照建筑面積、運營規(guī)模等嚴(yán)格細(xì)分后，才能準(zhǔn)確衡量商場建筑的能源管理水平。

三、追蹤調(diào)查

在2008-2009年度統(tǒng)計與審計結(jié)束后，調(diào)查組繼續(xù)對樣本中10家大型商場進(jìn)行追蹤調(diào)查。在2010-2011年度，除去當(dāng)年氣候、商場經(jīng)營狀況等因素外，8家商場其能源消耗量基本與2009年前數(shù)據(jù)持平。值得注意的是，其中兩家商場采用EMC合同能源管理，其能源使用量與使用效率發(fā)生明顯變化。兩商場均采用“三方租賃”模式，由業(yè)主、能源管理公司、租賃公司圍繞節(jié)能項目簽署系列協(xié)議，主要協(xié)議包括:能效保證協(xié)議、維護(hù)保養(yǎng)協(xié)議、設(shè)備租賃協(xié)議與設(shè)備采購協(xié)議，主要技術(shù)措施包括離心制冷機(jī)加裝VSD、水泵變頻、照明系統(tǒng)升級與加裝智能控制系統(tǒng)。從節(jié)能效果來看，智能系統(tǒng)節(jié)能率為17%，照明系統(tǒng)為60%。合同能源管理方式的使用，較為有效地提高了商場建筑的能源使用效率。但需要注意的是，對能源管理的改造不僅僅是制冷、照明等某一個部分，而應(yīng)該是對建筑物整體全盤考慮與統(tǒng)一規(guī)劃［10］，才能將風(fēng)險降到最低。從兩個采用合同能源管理的項目效果來看，由于其解決方案整合了空調(diào)、照明、自動控制等多方面技術(shù)資源，同時在管理制度上系統(tǒng)地考慮了建筑一體化的需要，基本實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

四、結(jié)論

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，商場建筑能源管理不僅需要技術(shù)手段，如建筑物的改造及其設(shè)備的更新，建立有效的能源管理制度同樣可以實現(xiàn)建筑能耗的下降，為企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。由于各商場在建成年代、結(jié)構(gòu)形式、圍護(hù)材料、空調(diào)設(shè)備、經(jīng)營狀況等諸多的差異，所以“沒有絕對的節(jié)能建筑，只有相對的建筑節(jié)能”［4］，通過一定的能源計量、組織與實施，可以最大限度地挖掘建筑物的節(jié)能潛力，實現(xiàn)從節(jié)約型向更新型、優(yōu)化型管理模式的轉(zhuǎn)變。

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Investigation and Analysis on Energy Management of Large Scale of Store Buildings

ZENG Deheng，LIU Guiwen
(School of Construction Management and Real Estate，Chongqing University，Chongqing 400044，P.R.China)

Based on the investigation of the energy consumption and energy management in 44 large scales of store buildings in Chongqing， the energy management system is classificated in 4 level，the problem in energy management and its cause are analyzed.A follow-up survey of some buildings was carried out.At last，the relations between level of store building energy management and its energy consumption are researched.The paper concludes that，whether energy-saving technologies or improved management measures can reduce building energy consumption，and contract energy management may provide a new model for store buildings.

store buildings;building energy consumption investigating;energy management

F08

A

1008-5831(2013)01-0078-06

2012-02-20

國家自然科學(xué)基金重點項目(50838009);重慶市國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管體系建設(shè)項目(渝建［2008］385號);中央高?；鹳Y助項目

曾德珩，男，重慶大學(xué)建設(shè)管理與房地產(chǎn)學(xué)院博士研究生，主要從事建設(shè)管理與能源經(jīng)濟(jì)研究。

(責(zé)任編輯 傅旭東)