占我國總建筑面積約5%的大型公共建筑,卻耗去了超過兩成的全國城鎮總用電量,其單位面積年耗能多為普通居民住宅的10倍以上,比例之懸殊令人咋舌。國內某學術組織不久前剛剛公布了在北京的調研結果:大型公共建筑電耗占全市民用建筑總用電量1/4,與全市居民生活半年的用電量相當;中央空調系統耗能又占到其中近一半。
由于設計和選型配置不當、運營管理粗放等原因,中央空調系統能耗在行業內飽受詬病,被指造成巨大的能源浪費。如何做好大型公共建筑中央空調系統節能改造,其意義十分重大。
設計為先
業內人士普遍表示,要實現大型公共建筑節能,首要關鍵是實現中央空調系統的優化。設計作為“龍頭”,需要為后期工作定下格調。
大型商場的中央空調系統設計在這方面最具典型性。據中國建筑設計研究院機電專業設計研究院副院長關文吉介紹,大型商場內區多、人員多、結構復雜,其內區冷負荷基本被人員負荷和新風負荷所占據;商場內采用鹵素燈等高強度照明和各種內飾廣告增加了照明負荷;建筑圍護結構負荷所占比例不大。反之,大型商場在冬季由于內區受建筑圍護結構影響很小,人員負荷和照明負荷不變,因此,其熱負荷往往很小,甚至有可能出現冷負荷。
“這就是為什么經常能在冬天見到商場售貨員穿短袖上班的原因。”關文吉說,“除了冬夏,我們特別提倡在過渡季節盡量引用室外新風并關閉機組,不僅能減少空調系統能耗、達到節能效果,還能更好地滿足人們對空調環境的舒適要求。”
他表示,自己這些年接觸過不少這樣的項目。設計變更后,新方案不但節省了投資,運營管理費也隨之大幅降低。
配套“過剩”
設計之后,大型公共建筑中央空調系統的設備選型環節,“大馬拉小車”是行業所要面對的另一道檻。
“絕大部分中央空調系統在設計和設備選型過程中都按照極端工況計算,也就是按最熱、最冷的氣溫和最大的人流量進行設計,在此基礎上繼續增加余量。但實際情況是,這種極端工況比重很小。”金朝陽工程公司總經理鄭廣新表示,大型公共建筑不合理的設備匹配和選型比比皆是,導致空調系統效率過低,“空調設備容量選擇冗余量大的情況在我國非常普遍。”
江蘇省人大也曾在其調研報告中指出:當地辦公建筑和部分大型公共建筑由于中央空調和變壓器設備選型過大,一般都只有60%~70%的負荷率。設備長期處于低負荷運行狀態,無功損耗大量增加,造成很大投資和能源浪費。
清華大學教授李先庭認為,“大馬拉小車”客觀地反映出中央空調系統設計的理念問題。此外,千篇一律的設計方案以及后期過于粗糙的方案篩選,甚至簡單以滿負荷運行費用比較,也致使設備長期低效運行。在這個環節中,設計院和甲方鮮能各盡其責。中國建筑設計研究院副總工程師潘云鋼認為,在系統設計和設備選型方面,理應給設計師以更大權限。然而,甲方目前卻“幾乎無權評價最佳方案”。
運營不利
中央空調系統在最后運營管理環節上的漏洞,也在很大程度上“助推”了能耗損失。例如,中央空調自動控制系統使用率較低,其利用率不足兩成。很多系統雖然安裝了自控設備,但在實際操作中仍大多采用手動操作,造成能源浪費。
“我們特別需要培養既懂中央空調又懂自控系統的復合型人才。”中國建筑設計研究院副總工程師潘云鋼說,“這種人才實在太少了。”
“對于中央空調系統運行來說,控制策略合理與否對系統運行影響很大,其能耗差甚至可達20%。”鄭廣新表示,“系統監控是實現空調系統節能運行的基礎,但必須全面了解溫濕度、流量、壓力等相關參數,才能制定出更為合理的控制策略,進而實現節能運行。這對于系統的安全、節能及自動化運行都至關重要。”
遺憾的是,很多中央空調系統管理人員對設備性能以及參數并不了解,常常是開啟后就放任不管,并不懂得根據季節、時段和人流量等實際負荷情況進行調節,致使供冷量、供水量和送風量都大于實際需求,造成能源過度消耗。與此同時,由于運行調節隨意性較強,室內空氣環境也得不到科學的保障。
吳元煒認為,這側面地折射出運營管理人員專業素質普遍不高的根源性問題。很多企業曾表示,中央空調運營管理就像以前的鍋爐操作工,“沒有什么技術含量”。但是,這種觀點如今卻遭到了業內強烈的非議。
“加強對中央空調操作人員的專業培訓,使其具備必要的制冷空調知識;提高管理人員素質,實行中央空調操作人員持證上崗制度十分必要。”吳元煒說,“有人認為,本科生來管理空調系統是大材小用,這種思想完全錯誤。”
