公共建筑綠色節能運維探析
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[摘要]文章通過對江蘇省既有公共綠色建筑實際運行過程案例進行簡要分析，開展節能診斷與建筑調適工作，歸納并解決實際問題，總結綠色建筑合理運維的思路和方法。
0引言
2015年以來，江蘇綠色建筑項目數量持續保持全國領先。2015—2018年，江蘇累計新增綠色建筑標識2262項，總建筑面積達到23215.3萬m2，其中設計標識2169項，建筑面積為21973.6萬m2；運行標識93項，建筑面積1241.7萬m2。在2262項綠色建筑標識項目中，一星級806項，建筑面積為7486.6萬m2；二星級1301項，建筑面積為14305.6萬m2；三星級155項，建筑面積為1423.1萬m2[1]。《江蘇省綠色建筑發展條例》頒布實施后，綠色建筑標識項目數量爆發性增長，在基數較高的情況下，仍然保持了超過50％的年均增長率，其中2015年增長率達到117％。江蘇省綠色建筑發展迅猛，從綠色建筑標識類別看，目前綠色建筑評價標識項目比較多，但是獲得運營標識的綠色建筑比較少，在數量和面積上都不足10%。從建筑全生命周期成本估算，有70%~80%的費用都在運營階段。我國擁有大量的高品質綠色建筑，這些建筑在運營階段是否達到建筑師的想法，能否滿足用戶的需求，需要通過物業的運營過程和運營系統來提高綠色建筑質量、降低運營成本和管理成本、節省建筑運行中的各項消耗。筆者通過2個綠色公共建筑在運維中出現的一些問題，反映運維的重要性并提出相關建議。
1綠色運維診斷方法
1.1目標
結合綠色建筑技術特點，規范綠色建筑運行維護工作，做到低碳、節能、節地、節水、節材和保護環境，保證實際效果。
1.2綠色建筑運維體檢
1.2.1建筑節能診斷技術。建筑節能診斷采用OTI(Observation-Test-Identification)方法，即通過觀察/交流—測試/計算—判斷/解決，對建筑的用能環節和設備現狀做全面、詳細的了解和掌握。1.2.2綠色建筑后評估技術。綠色建筑后評估的主要目的是針對已獲得綠色建筑標識并投入運營的項目進行綜合分析評價，評估其綠色建筑技術的適宜性和節能減排效益，為建筑實現優化管理、提高運行實效、健全運營評估體系提供重要的數據支撐和反饋。筆者對江蘇省各地市多棟大型公共建筑開展了節能診斷與綠色建筑后評估工作，在工作過程中發現諸多用能問題及矛盾。針對公共建筑在運維過程中實際存在的問題，進行節能診斷及綠色建筑后評估并開展建筑節能調適工作，同時制定行之有效的綠色運維管理方法，能夠顯著改善建筑用能情況，降低能耗水平。1.3解決手段
1.3.1引入專業隊伍。目前，物業管理行業缺乏具有專業背景的技術人員。因此，引入專業的建筑服務顧問團隊開展相關工作，能夠顯著改善建筑存在的問題。1.3.2建筑調適工作。傳統的建筑系統調試過程在竣工之后就結束，聯合試運轉調試是在系統無生產負荷下進行的。對于民用建筑而言，此時系統缺乏人員、設備負荷及部分燈光負荷。綜合效能調適增加了實際使用階段的調試工作，主要目的是確保建筑各設備系統性能與建筑物使用相“適應”。1.3.3綠色物業管理。綠色物業以傳統物業管理服務為基礎，從環保、節能等科學化的角度出發，優化其物業管理模式，從而實現資源最大化的節約，并減少環境污染，進而為使用者提供舒適、健康、干凈、宜居的人居環境。綠色物業是對傳統物業管理的升級和革新，提升其服務質量[2]。綠色物業管理主要有以下步驟：制定運行策略、能耗審計、節能診斷及優化調節、節能改造、節能體檢、智能化管理和管理培訓。1.3.4規范運行手冊。運行原則：不降低使用者的舒適度及建筑本身壽命；降低建筑運行能耗及環境影響；遵循設計提升綠色建筑性能；熟悉系統運轉情況，確保系統高效運行[3]。運行手冊內容主要包含：項目介紹、項目技術特點和主要技術措施、系統設計參數及運行控制模式及要點、設備維護保養要求、數據統計分析與優化策略和行為節能等。
2案例1
2.1基本情況
建筑A于2013年投入使用，總建筑面積47990.3m2，其中地下建筑面積8155m2。本建筑由劇場、辦公和展館三部分組成，最高高度為44.14m。三部分全部為框架-剪力墻結構。主要用能形式為水和電，空調形式為中央空調+多聯機。建筑A集成應用多項綠色建筑技術，是極具區域典型性和示范性的高星級綠色建筑工程。
2.2診斷過程
筆者對建筑A進行節能診斷與綠色后評估工作，發現其存在較多問題。由于運行時間較長，人員更替頻繁，建筑A許多綠色技術已處于停用狀態，且許多設備是在非正常狀態下運行。建筑整體缺乏有效管理。
2.3問題解析
2.3.1問題實例。【實例1】新風系統未使用現象：后勤人員缺乏新風使用的意識,實際運行中,不使用新風。建筑A采用VRV+新風系統，每層單獨設置全熱回收新風機，新風直接供給VRV送風管道內，并于每個房間內設置回風口。分析：新風負責承擔濕負荷并滿足換氣次數要求，過渡季節新風則可同時承擔一部分熱負荷，降低空調能耗。但由于對新風缺乏了解，在很多實例中都存在管理人員與使用人員忽略新風存在的現象。對此情況首先應審閱圖紙，了解新風機及開關的位置，編寫說明手冊后交予管理人員，并在現場演示操作，使其掌握后恢復功能使用。結論：管理人員缺乏一定專業知識或因疏忽造成的功能廢棄，應通過講解的手段幫助其恢復使用；由于管理人員頻繁更換，應盡量在前期將培訓落實到位，防止后期問題難以解決。【實例2】VRV系統缺乏管理現象：建筑A采用VRV+新風系統，在每個房間內設置空調末端。主要存在以下問題：（1）自2013年使用以來，業主未對風管進行過清洗；（2）設備維保期過后除修理外未對設備進行維護；（3）通過在每層電箱上安裝斷路器強制對設備進行斷電的手段進行節能管理；（4）室外設備由于布置不合理、散熱不佳影響使用；（5）室內外機無法一一對應。分析：設備使用過程中需要定期對其進行維護，保證健康、正常的運行；對送風管道及設備本身需要定期進行清理，并增加維保措施；對設備控制加裝保護器，降低強制斷電造成的損傷；對室外設備布局進行改善，降低散熱阻力；對室內外設備進行逐一核對，并張貼標簽，使其一一對應。結論：管理人員對設備只進行簡單的開關和修理操作，無法保證設備正常運行，需對其進行培訓與糾正，必要時增加裝置輔助運行。【實例3】太陽能熱水系統停用現象：本項目采用了太陽能熱水系統為原設計劇場后臺區及體育健身區提供生活熱水。由于使用功能發生變化，原健身區已更改為教室，劇場后臺對熱水需求量同樣無法達到設計用量，管理人員中斷了熱水的使用功能，太陽能熱水系統隨之停用。分析：由于設計功能變化，造成原系統沒有存在的意義，繼續運行則會持續消耗運維費用。由于光照足夠，實際可以通過控制熱水系統流量，在有條件的情況下完全利用太陽能系統供給熱水，在不產生額外能耗的前提下恢復熱水使用。結論：由于設計與實際功能改變，管理人員為了省去麻煩，索性整個關閉功能和對應的系統。控制用量則可在無成本或低成本的情況下保證建筑功能。2.3.2問題總結。（1）綠色建筑技術停用管理人員對綠色建筑技術不理解，實際過程中無法使用建筑既有功能，造成資源和能耗的浪費。（2）設計與實際偏差在實際使用過程中，建筑功能發生變化，原設計參數發生冗余或者無法滿足的現象，造成的直接后果是“大馬拉小車”，設備全負荷運轉仍無法滿足需求，設備啟停頻繁甚至是功能廢棄。（3）維保缺失建筑運行過程中未對設備、系統進行定期維護，無法保證其正常使用。（4）運行環境差設備正常運行，離不開與之適應的環境。本建筑部分設備因運行環境過分潮濕或通風散熱效果較差而無法正常使用。（5）智能化程度低本項目中，設備缺乏變頻運行功能；制冷設備運行參數無法控制，全空氣系統組合式空調無法控制回風與新風閥門，也無法控制送風量與供水量；末端設備缺少群控功能，無法對溫度與風量進行統一控制。
2.4實際成效
通過對建筑A多次現場調研，幫助管理人員進行功能恢復，提供改造建議，顯著改善使用人員的舒適度，同時使建筑能耗維持在合理水平。
3案例2
3.1基本情況
建筑B為高層建筑，總建筑面積132568m2，建筑高度149.75m。該建筑采用大規模玻璃幕墻作為外立面結構，在塔樓內和裙樓頂部安放設備。塔樓主要作為辦公室使用，裙樓原本計劃出租為商場，實際使用情況為辦公+展廳。主要用能形式為水和電，裙樓采用中央空調系統，塔樓全部采用VRV空調系統。建筑B同樣采用多種綠色技術，如太陽能光伏系統、雨水回收系統等，為綠色建筑設計標識二星級建筑。
3.2診斷過程
筆者對建筑B同樣進行了節能診斷與綠色后評估工作。該建筑投用時間不長，由專業物業人員負責對設備和建筑進行管理。該建筑整體能耗較為合理，但由于使用率未達到設計范圍，且業主對部分區域功能進行改變，導致設備處于非設計工況運行。由于建筑本身設計結構及裝飾問題，部分設備無法正常運行且噪聲較大，部分區域得熱不均。
3.3問題解析
3.3.1問題實例。【實例1】設備層多聯機散熱較差現象：建筑B在避難層四周設置空調機房。機房整體空間較為狹小，玻璃幕墻造成機房內輻射得熱較高；采用百葉窗口作為設備進風口，同時新風機抽風口也布置在空調機房內，部分進風口被遮擋，機房間內風量及風壓較低，導致多聯機室外機散熱效果差。分析：由于空調機房空間狹小，光照的熱量較大，且新風機將機房內進風抽走，導致室外機回風量較低。管理人員常年關閉空調機房房門，導致進風量不足且熱量無法散出。結論：由于設備機房散熱量高，且光照的熱量大，應增加遮陽措施降低輻射得熱；對百葉風口風量進行測量與計算，與總風量進行比較，檢驗是否能夠滿足需求；打開設備間房門增加空氣對流。【實例2】風冷熱泵噪音較大現象：本項目風冷熱泵及冷卻塔設置在裙樓屋頂，靠近塔樓處，設備運行時噪音大。管理人員在風冷熱泵機組增加外遮擋裝置來降低噪聲。分析：由于設計及施工時未考慮設備噪聲的影響，后期采用加裝隔離裝置的手段來降低噪聲。但未對改造后風冷熱泵機組風量進行核算，導致系統風冷量不足，影響冷凝器運行。結論：對隔絕裝置上風口百葉處的風量進行測量，計算其是否能夠滿足風冷熱泵的需求。若不滿足，則需要采取擴孔或更換開孔率更高的百葉以保證設備能夠正常運行。3.3.2問題總結。（1）設計與實際偏差由于實際使用功能與設計不完全相符，造成“大馬拉小車”的現象；同時實際使用功能與設計功能不符，建筑分區進行更改后未重新進行管道水力計算。（2）建筑自身局限性本項目整體采用玻璃幕墻外結構，朝南房間過熱、幕墻漏水等問題嚴重，同時影響多聯機室外機散熱。風冷熱泵設置在裙樓屋頂，設備運行時噪音大。（3）建筑管理缺失現場無專業人員對空調系統進行管理，無法針對實際使用率對空調設備運行情況進行調整。本項目采用雨水回收系統，由于實際水壓過低，此系統處于停用狀態。本項目由于使用時間不長，設備仍處在維保期內，管理人員自身沒有主動維保的觀念。
3.4實際成效
對建筑B設備進風口進行測量，對實際通風量進行計算。根據計算結果對多聯機室外機進風口以及風冷熱泵隔音裝置過風百葉尺寸進行更改，改善設備運行狀態，提高設備運行效果。
4結語
文章通過建筑節能診斷、綠色建筑運維評估等手段對兩個綠色建筑進行運維階段的評估，發現了一些運維的問題：（1）物業管理人員對綠色技術和相關設備運行不了解。（2）物業管理人員對設計功能及理念不了解，導致諸多綠色技術停用。（3）物業管理人員不能夠根據實際需求對設備進行控制和使用。（4）管理人員更換頻繁，造成設備管理效率低下。（5）建筑實際使用率與設計不符，造成能源浪費。（6）建筑使用功能更改或取消，未進行重新設計，部分系統完全廢棄。（7）建筑追求外形美觀，影響實際使用。日前，由于“綠色運維”技術薄弱，設施設備普遍存在著壽命短、事后維修占比大、能耗高等問題，大量綠色建筑未能發揮其應有的綠色效應，造成較大的浪費。設施服務更加注重于設施綠色運營，通過“綠色運維”技術能夠有效保障設施處于安全、有效以及低成本運行狀態，更好地踐行綠色發展理念。建議行業能夠加強綠色建筑運維階段的監管，從提升物業管理水平、培育相關市場、健全機制等方面全面提升綠色建筑運營水平。
參考文獻
[1]江蘇省住房和城鄉建設廳.江蘇省綠色建筑發展報告[M].北京：中國建筑工業出版社，2019.
[2]井鳳娟.綠色物業管理對人居環境的影響評價研究[J].環境科學與管理，2021，46（03）：159-163.
[3]尹寶泉.綠色建筑運維手冊的編制與思考[C]//2016國際綠色建筑與建筑節能論文集，2016.
作者:黃凱 唐環宇 劉奕彪 楊姣琳 單位:江蘇建科土木工程技術有限公司 江蘇省綠色建筑與結構安全重點實驗室