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摘要：随着我国经济建设水平不断提高，建筑行业发展也逐渐加快。目前，我国大多数既有建筑为非节能建筑。如果按节能50%的标准进行改造，总的节能潜力约为2.9×108t标准煤，可见既有公共建筑节能潜力巨大，对既有公共建筑的改造势在必行。本文就既有办公建筑机电系统节能诊断及改造效益展开探讨。
关键词：机电系统；节能诊断；改造效益
引言
某办公大楼位于成都市，属于夏热冬冷地区，2002年正式投入使用，建筑朝向为北偏东30°，建筑结构类型为框架结构，体形系数为0.19，建筑层数5层，建筑面积约1.33×104m2，节能检测诊断期间建筑使用人数约350人。电力是该建筑的惟一用能类型，主要用能设备包括空调、照明、电脑、打印机及饮水机等办公用电设备，空调形式为风冷热泵机组。该建筑2008~2010年平均单位建筑面积年用电量约为124.7kW·h/（m2·a），与同类型建筑单位建筑能耗相比，该建筑属于较高能耗水平，节能空间较大。从分项用电量来看，空调用电约占建筑总电量的40%，照明插座及其他用电约占60%。
1机电系统节能诊断
1.1节能设计环节缺乏深度
在进行既有办公建筑机电节能工程设计时，要求设计人员具备专业素养。然而实际上，机电节能工程设计过程中，设计人员对装备的节能功能的认识尚浅，导致设计结果达不到预期效果。而且相比整体的建筑设计质量，更多是以业主的工期要求为设计目标。设计方案与实际需求不匹配，导致后期施工困难，达不到节能效果。初期的机电节能工程设计若达不到要求，将会严重影响到后期节能工程的进行。
1.2空调系统节能诊断
该建筑冬夏均采用风冷热泵冷热水机组作冷热源，共采用4台风冷热泵主机提供空调冷热水，冷冻水泵4台，主机放置于屋顶，机组制冷量为400.88kW，制热量为440.58kW，空调系统共分为4个区，4组立管，末端采用风机盘管和新风机组形式。空调系统在空调期间每天运行时间为7：30～20：00，夏季最热期间主机运行3台，冬季最冷期间主机运行2台，水泵运行台数与主机一致。根据设计，热泵机组夏天向室内风机盘管及新风机组提供7℃的冷冻水，冬天向室内风机盘管及新风机组提供45℃的热水。经现场初步核查，发现空调系统运行中存在的主要问题有：（1）有2台热泵机组开启，但另外2台未启动的热泵机组相应的阀门并未关闭，导致机组旁通热水，降低系统能效。（2）分集水器上未设置平衡阀，水路分配不均，造成部分区域过冷或过热的现象。（3）水泵耗电量大，存在“大流量，小温差”现象。（4）新风机开启，只有主管道有新风，支路（室内）接风机盘管无新风。（5）因膨胀水箱与排气阀基本为同一平面，停机后热胀冷缩，容易进空气，水系统干管排气阀不断排气。（6）大部分送风口与顶棚相通，所有装饰用假送风口与顶棚相通，让不需要空调的顶棚消耗了能量。
1.3可再生能源的利用率较低
据观察发现，目前较多建筑企业，对可再生能源的利用率仍较低，同时，对不可再生能源的消耗，却与日俱增。若要实现既有办公建筑行业的可持续发展，必须开发可再生能源，提高对可再生能源的利用率。
1.4照明系统节能诊断
该建筑主要采用日光灯，每盏日光灯功率为28W，灯管布置密集，但物业管理有相关的节能管理措施，大部分时间不是全开。办公室照明根据上下班时间由员工自主开关，一般使用时间段为8∶30~18∶00，办公区域通过不同的开灯方式，控制开灯数量，起到一定的节能效果。随机抽测某办公室的照度和照明功率密度，照明功率密度为3.3W/m2，满足节能要求，但由于灯具使用年限较长，效率明显下降，仍存在较大节能空间。
2节能改造方案及节能量分析
2.1合理利用电能，对供配电设计进行优化
经济性和实用性是设计建筑节能工程机电过程中的首要考虑因素，必须能够使建筑机电设备获得足够的动力，并且能够提供能源来创造良好的建筑内人工环境，要与电力设备所规定的负荷容量、供电可靠性以及电能质量的可靠性标准相符合，必须满足建筑机电设备在控制方法方面的需求，促使机电设备能够发挥更好地使用功能。除此之外还要重视安全性，绝缘强度、绝缘距离、热稳定、动稳定以及负荷能力是机电线路设计时应该考虑的问题，一定要保证供电、配电和用电设备能够安全、稳定的运行。
2.2空调系统
（1）空调冷热源系统改造方。根据检测结果，风冷热泵冷热水机组，在测试期间平均系统能效比为2.7，低于GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》中规定的2.8，考虑到4台主机于2003年投入使用，至今已有10多年了，机组存在一定程度的老化，机组性能必然下降，而且随着空调技术飞速发展，可以更换冷热源主机，采用水冷螺杆机或者地源热泵主机，将主机能效提高到3.0以上，这样，仅主机改造就可以节能约20%。（2）空调输配系统改造方案。根据检测结果，实际运行中循环水泵效率低至15％，未启动的2台热泵机组相应的阀门并未关闭，旁通了空调热水，浪费水泵约50%的能耗。另外，实际检测空调系统供回水温差在所有工况下均不足设计值5℃的80％，存在“大流量，小温差”现象，这与水泵选型单一、偏大且无有效变频控制措施有关。因此，对水泵进行重新计算设计选型，采用变频控制，并安装电动阀，使未启动机组阀门及时关闭，仅此一项改造措施预计可以使水泵节能至少30%。此外，检测过程中发现，因为膨胀水箱与排气阀基本为同一平面，停机后热胀冷缩容易进空气，水系统干管排气阀不断排气，对系统稳定性及效率会有一定的影响，建议把膨胀水箱位置提高3m左右。（3）空调末端系统改造方案。针对支路接室内风机盘管无新风现象，可对新风系统进行改造，重新安装分办公室带热回收的新风系统，并充分利用原有支路送风管路。此项改造可以降低空调新风负荷，以热回收50%计算，可以节能约8×104kW·h/a，同时使办公环境更舒适，从而实现节能和健康舒适的双重收益。此外，可对吊顶假送风口进行密封或改造，避免不必要的能量浪费。同时，对送风系统管路及接口进行改造，杜绝漏风现象。
2.3提高可再生能源的利用率
建筑业是能源消耗的重点行业，将可再生能源取代电能等不可再生能源，是促进本企业可持续发展的重要措施。因此，建筑企业应大力开发可再生能源，例如风能、地热能、太阳能等。同时需要引导业主，多利用可再生能源，从而降低机电设备的能源损耗。
2.4照明系统
所涉及的照明系统不仅要符合相关照明设计的规定，还要结合建筑房间自身的使用功能，来区别选择照明的方式。紧凑型荧光灯、高光效的稀土三基色T8型、T5型灯都是当前较为节能的照明灯具，尽可能用以上照明设施代替白炽灯，与此同时要根据天然光照的变化，对照明的范围和方向进行调整。
结语
机电系统改造技术的选择将直接影响节能改造的效果，因此，对机电系统进行节能诊断、选择改造方案、进行节能量及经济性研究与分析显得尤为重要。本文以某既有办公楼机电系统改造实例进行节能诊断、改造方案、节能量及经济性研究与分析，以期为同类型建筑的节能改造工作提供参考。
参考文献：
[1]中国城市科学研究会.中国绿色建筑（2017）[M].北京.中国建筑工业出版社，2017.
[2]JGJ176—2009公共建筑节能改造技术规范[S].