商業(yè)項目的綜合能源服務(wù)及智慧節(jié)能實踐

趙 鵬，陳積良[.同節(jié)能源科技（上海）有限公司， 上海 0000；.節(jié)能技能科技（深圳）有限公司， 廣東深圳 58000]

自 2005 年起，國內(nèi)零售類商用物業(yè)市場進(jìn)入井噴式增長，年度開業(yè)面積增長率均超過 30%（2008 年金融危機(jī)影響除外），到 2015 年這一增長率達(dá)到巔峰。商業(yè)項目經(jīng)過十余年的發(fā)展，受消費(fèi)降速，產(chǎn)能過剩，線上（電商）模式的沖擊，購物中心類商業(yè)項目發(fā)展遭遇了租金下跌，資產(chǎn)估值走低，運(yùn)營成本高等問題。2019 年 9 月份華泰證券[1]關(guān)于商業(yè)地產(chǎn)的行研報告中提出了以下幾類因素正在或者將要改善商業(yè)項目的困局；分別是 NOI（營運(yùn)凈收入，租金減去營運(yùn)成本）提升、資本化率下降、管理半徑擴(kuò)張；通過降低運(yùn)營成本提升商業(yè)項目的資產(chǎn)估值和 NOI 值，而商業(yè)項目的運(yùn)營主體（物業(yè)企業(yè)）所在行業(yè)目前依然屬于勞動密集型行業(yè)，其成本構(gòu)成中主要為人力成本、維保成本、能源成本。結(jié)合相關(guān)國家政策和行業(yè)發(fā)展趨勢，通過對商業(yè)項目的改造升級和運(yùn)營管理優(yōu)化，提升商業(yè)價值和社會效益，節(jié)能改造與智慧化運(yùn)營是兩個繞不開的關(guān)鍵要素。

節(jié)能改造不僅為物業(yè)運(yùn)營企業(yè)直接創(chuàng)造節(jié)能收益，同時減少社會能源消耗，節(jié)約社會資源和降低環(huán)境負(fù)荷，具備資源戰(zhàn)略意義和社會可持續(xù)發(fā)展的人類文明意義。但是目前商業(yè)項目的節(jié)能改造還存在技術(shù)方法、實施模式、效益核算等各類行業(yè)問題，缺乏一套成體系的實施方案。再者，近年來，隨著信息技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，從信息技術(shù)（Information Technology，IT）時代進(jìn)入了數(shù)據(jù)處理技術(shù)（Data Technology，DT）時代，數(shù)據(jù)化和智能化是兩個非常重要的屬性。本文提出了一套完整的建筑節(jié)能體系以及智慧化節(jié)能運(yùn)營解決方案，并通過具體的實踐項目來闡述其實踐效果。

1 節(jié)能改造實踐體系

1.1 用能范疇和節(jié)能途徑

商業(yè)項目的建筑能耗主要包括建筑的空調(diào)、采暖、照明、動力設(shè)備、熱水系統(tǒng)、弱電設(shè)備等方面的能耗，根據(jù)建筑用能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，又包含電、燃?xì)狻⒂偷?；其能耗影響因素主要涉及氣候條件、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能、設(shè)備或者系統(tǒng)性能、運(yùn)行管理方式、使用者行為、服務(wù)水平。首先，氣候條件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能影響了空調(diào)、采暖、照明負(fù)荷需求，劉大龍等[2]通過模擬計算分析了氣候變化對采暖能耗和空調(diào)能耗的影響。其次，耗能設(shè)備和系統(tǒng)的性能效率決定著效益與耗能產(chǎn)出比，黃斌[3]通過預(yù)測模型和正交試驗方法分析了廣東省大型商場能耗影響因素：冷機(jī)能效（COP）、室內(nèi)設(shè)計溫度、照明功率、設(shè)備功率等對能耗影響的主次關(guān)系。最后、規(guī)范化的用能行為和管理水平可以避免能源浪費(fèi)以及降低邊際能耗。

然而，在實際的項目節(jié)能改造實踐中，由于受限于實施主體、投資回收、技術(shù)措施、條件受限等的影響。并不是所有的商業(yè)項目都適合節(jié)能改造，項目的能源流向、能源結(jié)構(gòu)合理性、設(shè)備系統(tǒng)健康狀況、運(yùn)營管理狀況、設(shè)計狀況、舒適體驗需求等因素綜合左右著節(jié)能改造的效果。由于商業(yè)項目的能耗構(gòu)成中中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比達(dá)最大，也是節(jié)能改造的主要方向，但是針對中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造，行業(yè)的主流做法是直接的更換高效節(jié)能設(shè)備，或者針對單點(diǎn)問題堆砌節(jié)能技術(shù)。這樣做往往達(dá)不到理想的節(jié)能效果，或者遺留一系列的舒適體驗、運(yùn)維管理難題。通過多個項目的實踐經(jīng)驗，本文提出了一套系統(tǒng)性的節(jié)能方法論體系。

1.2 綜合能源診斷服務(wù)體系

目前，在建筑節(jié)能改造領(lǐng)域，普遍存在不查系統(tǒng)性問題而盲目對局部設(shè)備實施改造現(xiàn)象。深圳某節(jié)能科技公司長期在建筑節(jié)能領(lǐng)域的深度實踐經(jīng)驗總結(jié)，形成了一套完整的綜合能源診斷服務(wù)體系，以建筑的節(jié)能診斷過程“號脈、體檢、調(diào)理、換腦、智慧運(yùn)行”類比于人類治病過程的“號脈、體檢、手術(shù)、調(diào)理、康復(fù)保持”。建筑能源系統(tǒng)的節(jié)能是一個循序漸進(jìn)的提升過程，必須遵循一套系統(tǒng)化的節(jié)能實施流程，避免頭痛醫(yī)頭、治標(biāo)不治本、亂動手術(shù)、遺留后遺癥等問題。

號脈：依托節(jié)能專家問診，現(xiàn)場號脈，初步分析判斷建筑能源系統(tǒng)的癥結(jié)，能源流向、節(jié)能潛力、節(jié)能改造方向等。

體檢：依托儀器設(shè)備對建筑耗能設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行性能化測試評估，以及深度檢查排查，量化評估能源資產(chǎn)績效，制訂節(jié)能改造實施路線。

調(diào)理：通過線下調(diào)理結(jié)合改進(jìn)的方式，優(yōu)先通過調(diào)適的方式將系統(tǒng)性能發(fā)揮到極限，對系統(tǒng)設(shè)備性能衰減的部件實施改造改進(jìn)，綜合提升到最佳狀態(tài)。

換腦：對中央空調(diào)的控制中樞進(jìn)行更換，保留功能齊全的硬件—傳感器和通信設(shè)備，替換傳統(tǒng)軟件系統(tǒng)和控制中樞，重新寫入智慧化策略。

智慧運(yùn)行：通過線上＋線下的人機(jī)協(xié)同運(yùn)維，不斷迭代訓(xùn)練中央空調(diào)系統(tǒng)的智能化運(yùn)行水平。

2 智慧節(jié)能實踐案例

西安某印象城商業(yè)項目，是 1 棟 12.3 萬 m2的時尚購物中心，于 2015 年開業(yè)運(yùn)營。深圳某節(jié)能公司從 2017 年 6 月至今對該項目采用合同能源管理（EMC）的商務(wù)模式進(jìn)行了綜合節(jié)能改造服務(wù)。全面貫徹落實“號脈、體檢、調(diào)理、換腦、智慧運(yùn)行”的節(jié)能服務(wù)體系。取得了良好的效果，年約產(chǎn)生 210 萬 kWh 的節(jié)能量，中央空調(diào)系統(tǒng)的綜合能效提升約 32%，冷站能效 EER 達(dá)到 5.0 以上，屬于國內(nèi)同類項目領(lǐng)先水平；智慧化系統(tǒng)的升級，提升運(yùn)營管理水平。

根據(jù)以上服務(wù)體系，以下闡述該項目的各個節(jié)能服務(wù)步驟的實施。

2.1 號 脈

深圳某節(jié)能公司于 2017 年 6 月對該項目進(jìn)行了節(jié)能號脈，通過節(jié)能專家現(xiàn)場勘查和與運(yùn)營管理人員的訪談交流，結(jié)合歷史運(yùn)行記錄和能耗數(shù)據(jù)資料。診斷該項目總體能耗處于中等偏高水平，能耗指標(biāo) 157 kWh/(m2·a)（不含供暖能耗）；初步鎖定重點(diǎn)能源流向中央空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、變壓器損耗、電梯扶梯等?？照{(diào)末端存在能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的空間，綜合考慮產(chǎn)權(quán)、實施條件、技術(shù)措施、投資回收比、服務(wù)模式等問題；具備操作條件的能耗優(yōu)化空間占項目總能耗約10% 左右。經(jīng)與業(yè)主方商務(wù)談判決定重點(diǎn)對中央空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)實施節(jié)能改造和智慧化升級。通過現(xiàn)場號脈發(fā)現(xiàn)地下車庫的照明亮度、控制方式存在優(yōu)化空間，中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備性能、系統(tǒng)搭配、運(yùn)行策略、運(yùn)維管理等方面存在優(yōu)化空間，主要表現(xiàn)在冷機(jī)兩器臟堵、冷塔風(fēng)量不足和水質(zhì)臟堵、冷機(jī)運(yùn)行效率低、需要增加水泵運(yùn)行才滿足舒適需求等非正常健康運(yùn)行的情況。

在節(jié)能號脈階段，通過對能源系統(tǒng)的定性定向評價、初步的量化評估、能源資產(chǎn)的保值增值空間、節(jié)能方向，技術(shù)路徑，節(jié)能潛力等，確定商務(wù)合作模式。能源結(jié)構(gòu)及拆分如圖1 所示。

圖1 能源結(jié)構(gòu)及拆分（單位：萬kWh）

2.2 體 檢

根據(jù)初步號脈結(jié)果和商務(wù)談判進(jìn)程，對能源系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能體檢。節(jié)能體檢主要利用專業(yè)檢測儀器（溫濕度、流量、壓力、電工等儀器）對主要系統(tǒng)、潛在的節(jié)能點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化檢測評估。對能源系統(tǒng)的設(shè)計、施工、運(yùn)維方面的功能、安全問題進(jìn)行細(xì)致的檢查，對單一設(shè)備和系統(tǒng)性能進(jìn)行量化評價，對標(biāo)設(shè)計、產(chǎn)品出廠性能、同類項目經(jīng)驗數(shù)據(jù)提出具體的可執(zhí)行的優(yōu)化或改造實施方案，量化預(yù)期的改造實施效果。

地下車庫的照明采用普通熒光燈，照度較大，并且無合理的開關(guān)控制方式，能源浪費(fèi)較大。根據(jù)燈具間距、安裝高度、照度測試等情況判斷，提出可更換成高亮度/低亮度 2種照度模式的雷達(dá)感應(yīng)LED燈，從功率照度和時間控制上優(yōu)化節(jié)能。

通過對系統(tǒng)各段的壓差測試，判斷主機(jī)和濾網(wǎng)的臟堵嚴(yán)重性，增加水泵的功耗和水流量，以及影響主機(jī)的換熱效率，提出冷機(jī)通炮清洗、濾網(wǎng)清潔的運(yùn)維動作；通過對冷凍、冷卻供回溫差的持續(xù)監(jiān)測判斷，發(fā)現(xiàn)存在“大流量、小溫差”現(xiàn)象，浪費(fèi)水泵功耗，據(jù)此提出增加水泵變頻器，在部分負(fù)荷時變頻運(yùn)行節(jié)省水泵能耗。通過對冷卻塔的水質(zhì)檢查、水流平衡性、水溫監(jiān)測、風(fēng)機(jī)功率測試、風(fēng)量測試等分析判斷，冷卻效果較差，冷卻水溫高，冷機(jī)效率低，能耗大，據(jù)此提出從清洗、保溫、扇葉角調(diào)整、變頻等角度綜合改善冷卻效果，提升改善主機(jī)性能的措施。對能源計量系統(tǒng)和冷機(jī)自動控制系統(tǒng)的軟硬件狀況進(jìn)行了全面深入的點(diǎn)位、功能排查，提出優(yōu)化升級方案，從冷機(jī)運(yùn)行策略和能源管理方面提升能效、改善舒適性、節(jié)約能源。設(shè)備系統(tǒng)能效評估如圖2 所示。

圖2 設(shè)備系統(tǒng)能效評估

2.3 調(diào) 理

根據(jù)體檢情況，對能源系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)理，主要措施包括維護(hù)保養(yǎng)、施工改造和調(diào)適調(diào)整等手段。

（1）維護(hù)保養(yǎng)：對冷機(jī)兩器進(jìn)行了通炮清洗，對冷凍、冷卻水系統(tǒng)管理濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，對冷卻塔填料及對塔盤進(jìn)行了清洗，對末端設(shè)備的過濾網(wǎng)進(jìn)行清洗，故障設(shè)備修復(fù)，冷機(jī)制冷劑、油位等檢查等。

（2）工程改造：對地下車庫照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能燈具的更換和控制改造，對水泵、冷卻塔增加變頻器的改造，對冷卻塔風(fēng)機(jī)控制、扇葉角進(jìn)行調(diào)整，管道增設(shè)保溫，布水盤清堵加裝蓋板，管路系統(tǒng)增設(shè)溫度、壓力、流量傳感器，室內(nèi)加裝溫濕度傳感器，加裝智能電力計量儀表等。

（3）調(diào)適調(diào)整：對系統(tǒng)干路支路水系統(tǒng)、末端設(shè)備風(fēng)量進(jìn)行測試、調(diào)適，優(yōu)化流量分配；調(diào)整新風(fēng)閥開度、末端設(shè)備運(yùn)行時間，易報熱區(qū)域問題排查，調(diào)整主機(jī)、水泵、冷卻塔的運(yùn)行策略等。

2.4 換 腦

中央空調(diào)系統(tǒng)的智慧化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成由物聯(lián)設(shè)備層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層、表現(xiàn)層構(gòu)成?！皳Q腦”的核心思想是更換其應(yīng)用層的邏輯控制中樞?？刂浦袠袥Q定著整個系統(tǒng)各設(shè)備之間的聯(lián)動，是系統(tǒng)得以自動化運(yùn)行的關(guān)鍵命令單元；在控制中樞重新植入運(yùn)行策略邏輯，通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)行策略的積累不斷迭代、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自尋優(yōu)，最終實現(xiàn)智慧化的運(yùn)行。通過與“云端”連接，可以實現(xiàn)云端策略下發(fā)。另外，“換腦”的前期工作是對設(shè)備層、系統(tǒng)層的硬件設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器、應(yīng)用設(shè)備）進(jìn)行全面的診斷排查，校核、修復(fù)、增補(bǔ)。西安某印象城項目主要診斷排查了現(xiàn)有硬件設(shè)備，增補(bǔ)了部分計量儀表、流量表、溫度、壓力、溫濕度傳感器等硬件設(shè)備，同時對表現(xiàn)層的軟件界面、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、功能輸出等進(jìn)行重構(gòu)升級，以達(dá)到更簡潔、美觀的人機(jī)界面協(xié)同。

2.5 智慧運(yùn)行

西安某印象城通過能源系統(tǒng)基礎(chǔ)軟硬件問題的梳理排查之后，其設(shè)備性能達(dá)到最佳狀態(tài)，智慧化系統(tǒng)軟硬件功能完善后，搭建了弈能能控平臺。弈能能控平臺具備以下功能模塊：策略管理、AI 預(yù)警、能耗看板、能效管理、能耗報表、能耗查詢、設(shè)備管理、工單管理、巡檢管理。主要特點(diǎn)是集成了能源管理，冷站的自動化運(yùn)行及物業(yè)日常運(yùn)營管理。該平臺的領(lǐng)先優(yōu)勢是基于深圳某節(jié)能公司線下團(tuán)隊將在中央空調(diào)節(jié)能運(yùn)行領(lǐng)域的實踐經(jīng)驗融入弈能能控系統(tǒng)，結(jié)合弈能能控平臺的大數(shù)據(jù)自動訓(xùn)練，實現(xiàn)“云端策略”自動下發(fā)。線上＋線下相結(jié)合的方式是本項目實踐的一大特點(diǎn)，早期的線下軟硬件設(shè)備功能、完整性梳理、人工經(jīng)驗植入為后期的智慧化運(yùn)行奠定牢靠的基礎(chǔ)。另一方面，中央空調(diào)系統(tǒng)的 AI預(yù)警也是弈能系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，AI 預(yù)警規(guī)則通常有 3 類方式：基于專家規(guī)則、基于模型方法、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動[4]。弈能系統(tǒng)針對不同的預(yù)警模塊耦合 3 類方式的獨(dú)特優(yōu)勢，并逐步更新迭代，力求從能耗水平、運(yùn)行狀況、設(shè)備故障、維護(hù)保養(yǎng)方面等方面進(jìn)行先驗性的預(yù)測。

3 結(jié) 語

本文主要介紹了購物中心類商業(yè)項目的發(fā)展困境，以及相關(guān)影響因素和未來發(fā)展方向，從運(yùn)營的角度探討對商業(yè)項目的成本節(jié)約。通過對商業(yè)項目綜合節(jié)能改造和智慧化升級，直接產(chǎn)生節(jié)能收益，優(yōu)化運(yùn)維成本、減輕人員工作負(fù)荷，進(jìn)行運(yùn)營管理方式的變革，提升商業(yè)項目的整體體驗和品牌價值。

經(jīng)過長期大量的項目實踐，沉淀了一套系統(tǒng)性綜合能源診斷服務(wù)體系，即通過將建筑能源系統(tǒng)的健康狀況與人的健康類比，建筑能源系統(tǒng)的健康診斷需要經(jīng)過“號脈、體檢、調(diào)理、換腦、智慧運(yùn)行”這樣一個完整的過程，系統(tǒng)地解決節(jié)能和運(yùn)行的矛盾。

根據(jù)綜合節(jié)能改造服務(wù)體系，結(jié)合典型實踐案例西安某印象城，詳細(xì)闡述了該項目各個流程階段實施情況以及實施結(jié)果，論證了這一理論體系的科學(xué)性和可行性。