能源工程6講（2）：能源管理方法與新機制-企業(yè)能源審計、建筑能源審計

第6講能源管理方法和新機制1（2）企業(yè)能源審計、建筑能源審計第一節(jié)企業(yè)能源審計能源審計是改進企業(yè)能源管理的最有效的措施，是企業(yè)建立能源管理制度的基本框架；是提高企業(yè)節(jié)能融資信譽，提高用能效率和效益和效益的有效辦法；能源審計是在市場經(jīng)濟條件下發(fā)展節(jié)能技術與政策服務市場、發(fā)展節(jié)能投資市場、是實施節(jié)能社會工程，實施節(jié)能援助計劃的有力保障；檢驗節(jié)能活動成效的工具；能源審計是貫徹節(jié)能法及其配套法規(guī)的有效保證，是政府進行用能單位節(jié)能監(jiān)督管理的途徑；能源審計是廣大節(jié)能技術服務中心適應開拓業(yè)務的重要領域，是穩(wěn)定與提高節(jié)能從業(yè)人員隊伍的途徑。能源審計是審計單位根據(jù)國家有關的節(jié)能法律法規(guī)、技術標準、消耗定額等，對企業(yè)能源利用的物理過程和財務過程進行的監(jiān)督檢查和綜合分析評價。2GB/T17166-97企業(yè)能源審計技術通則企業(yè)能源審計的內(nèi)容：根據(jù)企業(yè)能源審計的目的和要求，可以選擇下述部分內(nèi)容或全部內(nèi)容開展能源審計工作：企業(yè)的能源管理狀況。企業(yè)的用能概況及能源流程。企業(yè)的能源計量及統(tǒng)計狀況。企業(yè)能源消費指標計算分析。用能設備運行效率計算分析。產(chǎn)品綜合能源消耗和產(chǎn)值能耗指標計算分析。能源成本指標計算分析。節(jié)能量計算。評審節(jié)能技改項目的財務和經(jīng)濟分析。3企業(yè)能源審計方法：現(xiàn)場檢查；數(shù)據(jù)審核；案例調(diào)查；盤存查帳；現(xiàn)場測試。4企業(yè)能源審計的程序:編制能源審計任務建議書：根據(jù)能源審計的目的和要求，確定能源審計的目標與具體內(nèi)容，編制能源審計方案和任務建議書。簽訂委托審計協(xié)議書：審計單位與審計委托方簽訂委托進行能源審計的協(xié)議，作為審計單位開展能源審計的依據(jù)。實施能源審計：進行數(shù)據(jù)的收集、整理、核實；按照任務書要求進行相關的計算分析與評審；對被審計進行必要的實地考查和檢測。提出能源審計報告：審計結束后，審計單位應在15日內(nèi)向?qū)徲嬑蟹教岢鰧徲媹蟾妗?企業(yè)能源審計報告的編寫：企業(yè)能源審計報告分摘要與正文兩部分。企業(yè)能源審計報告的摘要放在正文前面，字數(shù)應在2000字以內(nèi)。摘要應包括以下一些內(nèi)容的簡要說明：企業(yè)能源審計的主要任務和內(nèi)容；企業(yè)能源消費結構（審計期內(nèi)）；各種能耗指標；能源成本與能源利用效果評價；節(jié)能技改項目的財務分析與經(jīng)濟評估；存在的問題及節(jié)能潛力分析；審計結論和建議。6企業(yè)能源審計報告的正文要詳細編寫：報告中應包括摘要中所列各項內(nèi)容的詳細說明，此外，還應包括以下內(nèi)容：企業(yè)概況（包括企業(yè)的主要工藝特點、企業(yè)在國內(nèi)及同行業(yè)中的地位）；企業(yè)的能源管理體系；企業(yè)用能分析（能源流程、能源實物量平衡、能源統(tǒng)計和計量情況、能源價格等）。7第二節(jié)建筑能源審計建筑能源審計是一種建筑節(jié)能的科學管理和服務的方法，其主要內(nèi)容：對用能單位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的經(jīng)濟效果進行客觀考察，對用能單位建筑能源利用狀況進行定量分析，對建筑能源利用效率、消耗水平、能源經(jīng)濟和環(huán)境效果進行審計、監(jiān)測、診斷和評價，從而發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能的潛力。主要依據(jù)是，建筑物的能量平衡和能量梯級利用的原理、能源成本分析原理、工程經(jīng)濟與環(huán)境分析原理以及能源利用系統(tǒng)優(yōu)化配置原理。

8以上海市某國際大廈能源審計報告為例：第一章概況1.1審計目的建筑能源審計是一種建筑節(jié)能科學管理和服務的方法，其主要內(nèi)容是對用能單位建筑能源使用的效率、消耗水平和能源利用的經(jīng)濟效果及環(huán)境效果進行客觀考察、審計、監(jiān)測、診斷，對用能單位建筑能源利用狀況進行分析和評價，從而發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能的潛力。它的主要依據(jù)是能量梯級利用的原理、能源成本分析原理、工程經(jīng)濟與環(huán)境分析原理以及能源利用系統(tǒng)優(yōu)化配置原理。通過對該國際大廈建筑能源審計，可以實現(xiàn)：對該建筑的能源管理狀況，用能狀況、能源計量及統(tǒng)計、能源消費結構、用能設備運行效率等進行實地調(diào)研、考察和初步判斷；評價其能源需求結構和能源利用情況；查找其運行管理的不足之處，發(fā)現(xiàn)其節(jié)能潛力，為節(jié)能技術改造、合同能源管理和用電分項計量提供依據(jù)。91.2審計依據(jù)《中華人民共和國節(jié)約能源法》（主席令第77號）《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能源審計導則》（建科[2007]249號)《中華人民共和國審計法》（主席令第48號）《中華人民共和國統(tǒng)計法》（主席令第15號）《中華人民共和國審計法實施條例》（國務院令第571號）《中華人民共和國統(tǒng)計法實施細則》（國務院令第453號）《國務院關于加強節(jié)能工作的決定》（國發(fā)[2006]28號）《國務院關于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》（國發(fā)[2007]15號）《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》(建設部令第143號)《關于加強大型公共建筑工程建設管理的若干意見》(建質(zhì)[2007]1號)《關于加強國家機關辦公建筑和大型公共建筑節(jié)能管理工作的實施意見》(建科[2007]245號)《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB50189-2005)《公共建筑節(jié)能改造技術規(guī)范》(JGJ176-2009)《公共建筑節(jié)能檢測標準》(JGJ/T177-2009)《企業(yè)能源審計技術通則》(GB/T17166-1997)《節(jié)能監(jiān)測技術通則》(GB/T15316-2009)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》(GB/T18883-2002)《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）101.3審計期2011年1月——2013年10月1.4審計范圍和內(nèi)容審計范圍：上海某國際大廈。審計內(nèi)容主要包括能源管理狀況，用能狀況、能源計量及統(tǒng)計、能源消費結構、用能設備運行效率、節(jié)能潛力分析等。1.3審計團隊該大廈的能源審計工作由上海市節(jié)能減排中心完成。審核小組人員配備，用表列出。111.6審計流程121.7建筑概況該國際大廈位于吳淞路218號，北外灘臨江甲級寫字樓，真正全視野景觀無遮擋，遠眺小陸家嘴。外觀現(xiàn)代，全玻幕墻，交房標準高，架空地板，環(huán)境成熟，設施齊全，交通便利，延安路隧道、大連路隧道、新建路隧道，人民路隧道，貫通東西，構成極為發(fā)達便利的交通網(wǎng)絡。13141.8建筑供能系統(tǒng)概況和主要設備清單1.8.1建筑供能系統(tǒng)該國際大廈建筑的能源消耗主要為電力、天然氣和市政水。電力進線及配電系統(tǒng)：大樓的兩路10kV市電電源進線，該大樓總配電容量為7200kVA。大樓有4個10kV主變壓器，變?yōu)?.4kV低壓的電流為該大樓的空調(diào)、照明、電梯、水泵風機以及室內(nèi)插座供應電力。15天然氣及輸配系統(tǒng)：大廈的天然氣主要供應酒店、溴化鋰吸收式制冷機和食堂，總管管徑DN200。市政水及輸配系統(tǒng)：大廈的市政水由三路進線供應，一路生活，總管管徑DN150，壓力0.4MPa；二路消防，總管管徑均為DN250，壓力0.4MPa。大廈主要耗水包括生活、消防和空調(diào)等。161.8.2主要供能設備清單該大廈的主要用能設備包括空調(diào)系統(tǒng)設備、電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、室內(nèi)辦公設備、水泵系統(tǒng)和其他設備。1）空調(diào)系統(tǒng)該大廈空調(diào)系統(tǒng)形式系風機盤管＋新風系統(tǒng)，采用2臺溴化鋰吸收式制冷機，輔助以1臺RHS螺桿式冷水機組?？照{(diào)機組及其輔助設備見表1.5~表1.7。171819

該大廈空調(diào)與通風主要方式：該大廈的冷與熱均由2臺直燃型溴化鋰機組和1臺RHS螺桿式冷水機組提供。另外由26臺分體式機組輔助。夏季空調(diào)機組制冷，全年制冷期約為5月下旬~10月上旬，白天一般根據(jù)氣溫開啟1~2臺直燃型溴化鋰機組，晚上停機。晚上需要時，開啟RHS螺桿式冷水機組作為備用；極限高溫天氣時2臺直燃型溴化鋰機組和1臺RHS螺桿式冷水機組運行。16臺冷凍泵開啟12臺，每天24小時運行。冬季空調(diào)機組制熱，全年制熱期約為11月中旬~3月下旬，白天一般開啟1臺直燃型溴化鋰機組，極限低溫天氣時開啟2臺直燃型溴化鋰機組。該大廈各樓層及大廳、走廊等大面積公共區(qū)均采用風機盤管全水式空調(diào)模式，并采用新風機組，調(diào)節(jié)建筑內(nèi)空氣參數(shù)。分體式空調(diào)機作輔助調(diào)節(jié)手段，視具體空調(diào)要求開啟。202）電梯系統(tǒng)：

該大廈有11部電梯，詳細參數(shù)見下表1.9。214）照明系統(tǒng)：該大廈室內(nèi)照明采用普通熒光燈，室外照明采用金屬鹵化物燈，室外照明總功率4900W，每天工作時間5h。建筑室內(nèi)照明系統(tǒng)各類型照明燈具配置詳見表1.10。226）水泵和風機系統(tǒng)：

該大廈的水泵參數(shù)如表1.12所示。23第二章建筑能源管理2.1能源管理機構該國際大廈由某工程部直接負責該樓的能源管理，對于水、電、空調(diào)、電梯、水泵等設備進行管理。工程部管理結構見圖2.1。242.2能源管理制度該國際大廈物業(yè)公司制定了用水、用電、用氣相關管理制度，見表2.1。將所制定的能源設備操作規(guī)程，張貼在各能源設備的操控室內(nèi)，見圖2.2。同時，對危險區(qū)域進行提示如圖2.3所示。252.3能源消耗計量寶礦國際大廈對于電力、天然氣和市政水的計量情況如下：電力計量：有1級電力總表4個（計量4個主變壓器），2級電力表：地下車庫1個，餐廳（20-R層）1個，1~2層大廳1個，3~19層和21~26層每個租賃公司均有1個。裙樓順豐大酒店1個。而照明、空調(diào)、辦公和電梯等分項能耗量無單獨電表計量。26天然氣計量：有1級中壓天然氣表2個，分別計量兩臺溴化鋰空調(diào)機組用氣量；低壓天然氣表2個計量餐廳和員工餐廳燃氣消耗量。市政水計量：1級市政水總表3個（1路生活用水，2路消防），生活用水2級市政水表2個，分別計量直燃型溴化鋰機組和員工食堂用水情況。272.4能源統(tǒng)計及節(jié)能改造該大廈對于電力、和市政水的消耗量每月都按時抄表，并記錄實時數(shù)據(jù)，最終在工程部有備案。大樓安裝有BA監(jiān)控系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)、新風機和風機盤管、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和變配電系統(tǒng)安裝了相應的實時參數(shù)傳感器，可以實時監(jiān)控其運行狀況。同時也抄表記錄。該大廈全年制冷期約為5月下旬~10月上旬，全年制熱期約為11月中旬~3月下旬。大廈的制冷及熱泵機組均為人工手動控制。該大廈對于某些區(qū)域的照明、中央空調(diào)溫度控制以及大廈內(nèi)各區(qū)域溫度有一定控制標準。據(jù)了解，該大廈有利用冰蓄冷技術的打算，希望利用晚間的低價谷時電制冷，供白天使用。但通過本能源審計小組的分析計算，由于大廈采用燃氣直燃式溴化鋰空調(diào)機組，采用冰蓄冷技術在經(jīng)濟上并不合理。另外，2014年計劃安裝電的分項計量裝置。28第三章建筑能耗分析3.1能耗評價1、能耗評價指標的構成簡介建筑能耗的評價指標構成，見圖3.1所示。292、基于現(xiàn)場巡視和文件審查的節(jié)能評價寶礦國際大廈的現(xiàn)場巡視調(diào)研情況，詳見表3.1。30313.2

建筑能耗總量該國際大廈主要能源消耗為電力、天然氣及水。其中天然氣主要用于溴化鋰吸收式制冷機。該大廈2011~2013年電力、燃氣和市政水的計量情況分別如表3.2~表3.3所示。圖3.2~圖3.4為該大廈2011年~2013年逐月消耗的電力、燃氣和水對比分別。從逐月電耗對比圖可以看出，電耗較大的月份為夏季7月-8月，冬季1月。燃氣主要用于空調(diào)與采暖，夏季高峰在7月～9月，冬季高峰在1月～3月。2013年后燃氣由人工煤氣改為天然氣。2013年水的消耗明顯增加，這是因為順風酒店開業(yè)后，水費由寶礦國際大廈物業(yè)統(tǒng)一計量收費所致。圖3.5為2011年~2013年總能耗對比。圖3.6~圖3.8分別為寶礦國際大廈電力和燃氣兩種能源折算為標煤的消耗比例。（略）323.3建筑分項能耗量由于該大廈對于空調(diào)通風系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、室內(nèi)設備系統(tǒng)、綜合服務系統(tǒng)等無分項計量，根據(jù)《建筑能源審計技術導則》的方法對建筑總能耗（以2012年為例）進行拆分，其結果表3.5或圖3.9。333.4能耗指標表3.6～表3.8為三年的該國際大廈的能耗指標343.5室內(nèi)環(huán)境測試從建筑內(nèi)各種不同用途的房間中隨機抽檢10%面積的房間，檢測室內(nèi)基本環(huán)境狀況（溫度、濕度、CO2濃度、照度），并按照《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準(GB/T18883-2002)》及《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能源審計導則》進行數(shù)據(jù)分析評價。測試結果見表3.9。

3536第四章節(jié)能潛力分析及建議能源審計小組通過寶礦國際大廈能源使用情況的調(diào)研和室內(nèi)環(huán)境的檢測，認為在下列幾個方面存在一定的節(jié)能潛力。4.1空調(diào)通風系統(tǒng)1）現(xiàn)狀該國際大廈的冷與熱均由2臺直燃型溴化鋰機組和1臺RHS螺桿式冷水機組提供。另外由26臺分體式機組輔助。夏季由直燃型溴化鋰機組和RHS螺桿式冷水機組制冷，全年制冷期約為5月下旬~10月上旬，白天一般開啟1~2臺直燃型溴化鋰機組，晚上停機；極限高溫天氣時2臺直燃型溴化鋰機組和1臺RHS螺桿式冷水機組運行。冬季由直燃型溴化鋰機組制熱，全年制熱期約為11月中旬~3月下旬，白天一般開啟1~2臺直燃型溴化鋰機組，晚上停機。分體式空調(diào)機作輔助調(diào)節(jié)手段，視具體空調(diào)要求開啟。

372)建議（1）不宜采用冰蓄冷寶礦國際大廈空調(diào)機房邊上有一大空間，晚上螺桿式冷水機組運行時間又短。因此，物業(yè)公司擬考慮應用冰蓄冷技術。冰蓄冷技術的應用一般針對白天采用電空調(diào)機組（螺桿式風冷熱泵機組等）。對于白天采用燃氣直燃式溴化鋰吸收式空調(diào)從經(jīng)濟學上不一定合理。

38該大廈夏季供冷峰、谷和平時段：非夏季：峰段：8－11時18－21時；平段：6－8時，11－18時，21－22時；谷段：22－次日6時。夏季：峰段：8－11時，13－15時，18－21時；平段：6－8時，11－13時，15－18時，21－22時，谷段：22－次日6時。寶礦大廈的電價：峰1.167元/hWh平0.714元/hWh谷0.340元/hWh因此，峰谷電價比約為3.33:1。該大廈天然氣價格為3.69元/m3。

39該大廈空調(diào)運行時間為8:00-19:00在夏季有5個小時位于電價峰值時段，2013年總能耗1802.2tec，其中空調(diào)制冷占總電耗的29%，為436.2，該大廈設計月逐日冷負荷為3349kW，其中氣耗53215m3，電耗240322kWh，該大廈溴化鋰機組COP為1.2，螺桿式水冷機組COP為3.85，假設冰蓄冷裝置COP為1.6，蓄冷損失率為總負荷的4%，選擇部分蓄冷設備，蓄冷功率為螺桿壓縮機最大功率?？傻贸?，該大廈所需蓄冷裝置功率約為420.8kW，年蓄冷制冷量134786kWh，由于燃氣夏季價格低，若采用該裝置每年要多支出電費38351元。建議：針對大廈目前的空調(diào)機組，不擬采用冰蓄冷技術。

40（2）煙氣余熱回收寶礦國際大廈采用遠大直燃溴化鋰吸收式制冷機組機組提供冷熱源，該機組煙氣出口溫度較高，目前寶礦國際大廈尚沒有充分利用這部分熱能。建議：該大廈高層有食堂需要消耗熱水，可通過煙氣余熱回收裝置為該食堂提供熱水。天然氣直燃機組的排煙溫度一般在120℃～250℃，煙氣中有7%～15%的顯熱和11%的潛熱未被利用就被直接排放到大氣中。這不僅造成大量的能源浪費也加劇了環(huán)境的熱污染；煙氣余熱回收裝置不僅能夠滿足加工生活熱水或采暖水的需要，也能夠?qū)⑷細庵比紮C組的的排煙溫度冷卻至60℃～80℃使得該機組的工作效率顯著提高。

41取每臺該大廈排煙溫度為145℃，經(jīng)煙氣余熱回收裝置處理后，排煙溫度冷卻至60℃，則該裝置每年節(jié)約能量22000MJ，減少天然氣耗5580m3，創(chuàng)造經(jīng)濟效益22100元/年，根據(jù)該國際大廈直燃機組功率及排煙量，并考慮到煙道的防腐蝕等因素，選擇煙氣余熱回收裝置成本約48400元，保守估計該設備投資回收期約為2.2年。42（3）排風熱回收該大廈采用風機盤管加新風系統(tǒng)進行空氣調(diào)節(jié)，新風負荷在空調(diào)系統(tǒng)中所占比重較大，可采用排風熱回收技術對新風進行預熱。熱回收系統(tǒng)是回收建筑物內(nèi)外的余熱(冷)或廢熱(冷)并把回收的熱(冷)量作為供熱(冷)或其他加熱(制冷)設備的熱(冷)源而加以利用的系統(tǒng)。據(jù)調(diào)查,辦公建筑空調(diào)工程中處理新風的能耗高達40%。可見,空調(diào)處理新風所消耗的能量是十分可觀的。而空調(diào)房間排風中所含的能量更是相當可觀,若加以回收利用可以取得很好的節(jié)能效益和環(huán)境效益,尤其是冬季采用,效益更為明顯。43該大廈風機總風量為30000m3/h，上海地區(qū)空調(diào)設計溫度，及寶礦大廈風機運行時間，可得出采用熱回收系統(tǒng)，其換熱效率取0.6，每年寶礦大廈夏季減少熱負荷152603MJ，該大廈溴化鋰機組系統(tǒng)制冷COP約為1.2，則節(jié)氣3347m3，該大廈夏季天然氣價格為3.69元/m3，每年夏季節(jié)約氣費12348元。冬季熱回收系統(tǒng)可減少熱負荷330640MJ，該大廈空調(diào)系統(tǒng)冬季COP為0.91，則節(jié)約天然氣9561m3，該大廈冬季天然氣價格為3.99元/m3，節(jié)約氣費38151元，熱回收系統(tǒng)風機改造初投資約為30000萬/m3，該大廈若采用熱回收系統(tǒng)投資回收期約為1.78年。444.3

圍護結構1）現(xiàn)狀該國際大廈為玻璃幕墻結構,辦公室玻璃窗墻面積大，并且全部為low-e鍍膜雙層玻璃窗，鋁合金窗框，只有食堂有百葉式遮陽裝置，有部分辦公室有室內(nèi)遮陽裝置。

2）建議建議南向/西向/東向玻璃采用外遮陽技術，如圖4.3所示。同時在施工的過程中提高窗的氣密性。45節(jié)能效果：根據(jù)選用的玻璃窗類型及遮陽形式，可以計算出南向/西向/東向low-e雙層玻璃+鋁合金窗框無外遮陽外窗產(chǎn)生的平均日射負荷，其中鍍膜中空玻璃+鋁合金窗框遮陽系數(shù)為0.31。百葉式外遮陽遮陽系數(shù)為0.4，該大廈空調(diào)系統(tǒng)制冷的運行時間為1650h，取大廈溴化鋰吸收式機組制冷COP為1.2，則單位面積外窗產(chǎn)生的能耗及節(jié)能情況見表4.3。該大廈南向/西向/東向玻有外遮陽裝置的外窗比原有的外窗全年節(jié)約費用為分別為6元/m2，11元/m2，13元/m2，外遮陽裝置初投資為50元/m2，保守計算該部分改造的回收年限分別為7.87年，4.45年及3.72年。46

4.4

照明系統(tǒng)1）現(xiàn)狀該國際大廈大廳、走廊燈等公共區(qū)域都安裝了LED或節(jié)能燈，但辦公和地下車庫等區(qū)域主要還是熒光燈。另外，大廈的照明目前依靠一些手動控制開關，無法根據(jù)照明區(qū)域內(nèi)人數(shù)、各區(qū)域照明要求和外界環(huán)境光照度等因素進行智能調(diào)節(jié)。2）建議采用辦公室的熒光燈用LED燈替換，節(jié)能率一般在84%左右，可以在1.5年內(nèi)回收成本,同時又可以起到降低排污（汞污染）的社會效益。在大廳、會議室和走廊等區(qū)域安裝照明智能控制系統(tǒng)；設置聲控裝置；使用光導管白天為地下樓層提供照明，充分利用自然光。474.5電梯系統(tǒng)1）現(xiàn)狀該國際大廈地上36層，地下3層，總共配備11臺電梯，辦公樓內(nèi)人員眾多，使用時間長，年耗電量相當可觀。電梯缺少錯誤登記消號功能，一旦按錯樓層號，電梯也必須到達該樓層，造成不必要的能耗浪費，并且導致電梯運行效率降低和機械磨損增加。

2）建議更加合理地設定每部電梯的跨樓層運行模式，避免電梯頻繁啟停。增加電梯消除誤按樓層號功能。當有誤按樓層時，或擁擠時觸碰到樓層按鍵時，乘客可以取消該登記樓層，從而避免電梯不必要的停層。可以通過電梯廠家進行這方面的工作。48第五章審計結論及建議5.1審計結論本次審計通過對寶礦國際大廈的能源管理情況、用能情況及能源流程、能源計量及統(tǒng)計、能源消費結構、用能設備運行效率、節(jié)能潛力等各個環(huán)節(jié)的現(xiàn)場調(diào)查、核對取證、測試及分析計算，按《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能源審計導則》中的評定標準進行評定，審計結論如下：制定有能源相關管理制度，但缺乏年度節(jié)能目標。相關能源設備資料較齊全，但缺乏能源分項計量系統(tǒng)。近三年電力和燃氣綜合能耗