公共建筑绿色节能运维探析
[摘要]文章通过对江苏省既有公共绿色建筑实际运行过程案例进行简要分析，开展节能诊断与建筑调适工作，归纳并解决实际问题，总结绿色建筑合理运维的思路和方法。
[关键词]公共建筑；绿色建筑；节能；调适；运维
0引言
2015年以来，江苏绿色建筑项目数量持续保持全国领先。2015―2018年，江苏累计新增绿色建筑标识2262项，总建筑面积达到23215.3万m2，其中设计标识2169项，建筑面积为21973.6万m2；运行标识93项，建筑面积1241.7万m2。在2262项绿色建筑标识项目中，一星级806项，建筑面积为7486.6万m2；二星级1301项，建筑面积为14305.6万m2；三星级155项，建筑面积为1423.1万m2[1]。《江苏省绿色建筑发展条例》颁布实施后，绿色建筑标识项目数量爆发性增长，在基数较高的情况下，仍然保持了超过50％的年均增长率，其中2015年增长率达到117％。江苏省绿色建筑发展迅猛，从绿色建筑标识类别看，目前绿色建筑评价标识项目比较多，但是获得运营标识的绿色建筑比较少，在数量和面积上都不足10%。从建筑全生命周期成本估算，有70%~80%的费用都在运营阶段。我国拥有大量的高品质绿色建筑，这些建筑在运营阶段是否达到建筑师的想法，能否满足用户的需求，需要通过物业的运营过程和运营系统来提高绿色建筑质量、降低运营成本和管理成本、节省建筑运行中的各项消耗。笔者通过2个绿色公共建筑在运维中出现的一些问题，反映运维的重要性并提出相关建议。
1绿色运维诊断方法
1.1目标
结合绿色建筑技术特点，规范绿色建筑运行维护工作，做到低碳、节能、节地、节水、节材和保护环境，保证实际效果。
1.2绿色建筑运维体检
1.2.1建筑节能诊断技术。建筑节能诊断采用OTI(Observation-Test-Identification)方法，即通过观察/交流―测试/计算―判断/解决，对建筑的用能环节和设备现状做全面、详细的了解和掌握。1.2.2绿色建筑后评估技术。绿色建筑后评估的主要目的是针对已获得绿色建筑标识并投入运营的项目进行综合分析评价，评估其绿色建筑技术的适宜性和节能减排效益，为建筑实现优化管理、提高运行实效、健全运营评估体系提供重要的数据支撑和反馈。笔者对江苏省各地市多栋大型公共建筑开展了节能诊断与绿色建筑后评估工作，在工作过程中发现诸多用能问题及矛盾。针对公共建筑在运维过程中实际存在的问题，进行节能诊断及绿色建筑后评估并开展建筑节能调适工作，同时制定行之有效的绿色运维管理方法，能够显著改善建筑用能情况，降低能耗水平。1.3解决手段
1.3.1引入专业队伍。目前，物业管理行业缺乏具有专业背景的技术人员。因此，引入专业的建筑服务顾问团队开展相关工作，能够显著改善建筑存在的问题。1.3.2建筑调适工作。传统的建筑系统调试过程在竣工之后就结束，联合试运转调试是在系统无生产负荷下进行的。对于民用建筑而言，此时系统缺乏人员、设备负荷及部分灯光负荷。综合效能调适增加了实际使用阶段的调试工作，主要目的是确保建筑各设备系统性能与建筑物使用相“适应”。1.3.3绿色物业管理。绿色物业以传统物业管理服务为基础，从环保、节能等科学化的角度出发，优化其物业管理模式，从而实现资源最大化的节约，并减少环境污染，进而为使用者提供舒适、健康、干净、宜居的人居环境。绿色物业是对传统物业管理的升级和革新，提升其服务质量[2]。绿色物业管理主要有以下步骤：制定运行策略、能耗审计、节能诊断及优化调节、节能改造、节能体检、智能化管理和管理培训。1.3.4规范运行手册。运行原则：不降低使用者的舒适度及建筑本身寿命；降低建筑运行能耗及环境影响；遵循设计提升绿色建筑性能；熟悉系统运转情况，确保系统高效运行[3]。运行手册内容主要包含：项目介绍、项目技术特点和主要技术措施、系统设计参数及运行控制模式及要点、设备维护保养要求、数据统计分析与优化策略和行为节能等。
2案例1
2.1基本情况
建筑A于2013年投入使用，总建筑面积47990.3m2，其中地下建筑面积8155m2。本建筑由剧场、办公和展馆三部分组成，最高高度为44.14m。三部分全部为框架-剪力墙结构。主要用能形式为水和电，空调形式为中央空调+多联机。建筑A集成应用多项绿色建筑技术，是极具区域典型性和示范性的高星级绿色建筑工程。
2.2诊断过程
笔者对建筑A进行节能诊断与绿色后评估工作，发现其存在较多问题。由于运行时间较长，人员更替频繁，建筑A许多绿色技术已处于停用状态，且许多设备是在非正常状态下运行。建筑整体缺乏有效管理。
2.3问题解析
2.3.1问题实例。【实例1】新风系统未使用现象：后勤人员缺乏新风使用的意识,实际运行中,不使用新风。建筑A采用VRV+新风系统，每层单独设置全热回收新风机，新风直接供给VRV送风管道内，并于每个房间内设置回风口。分析：新风负责承担湿负荷并满足换气次数要求，过渡季节新风则可同时承担一部分热负荷，降低空调能耗。但由于对新风缺乏了解，在很多实例中都存在管理人员与使用人员忽略新风存在的现象。对此情况首先应审阅图纸，了解新风机及开关的位置，编写说明手册后交予管理人员，并在现场演示操作，使其掌握后恢复功能使用。结论：管理人员缺乏一定专业知识或因疏忽造成的功能废弃，应通过讲解的手段帮助其恢复使用；由于管理人员频繁更换，应尽量在前期将培训落实到位，防止后期问题难以解决。【实例2】VRV系统缺乏管理现象：建筑A采用VRV+新风系统，在每个房间内设置空调末端。主要存在以下问题：（1）自2013年使用以来，业主未对风管进行过清洗；（2）设备维保期过后除修理外未对设备进行维护；（3）通过在每层电箱上安装断路器强制对设备进行断电的手段进行节能管理；（4）室外设备由于布置不合理、散热不佳影响使用；（5）室内外机无法一一对应。分析：设备使用过程中需要定期对其进行维护，保证健康、正常的运行；对送风管道及设备本身需要定期进行清理，并增加维保措施；对设备控制加装保护器，降低强制断电造成的损伤；对室外设备布局进行改善，降低散热阻力；对室内外设备进行逐一核对，并张贴标签，使其一一对应。结论：管理人员对设备只进行简单的开关和修理操作，无法保证设备正常运行，需对其进行培训与纠正，必要时增加装置辅助运行。【实例3】太阳能热水系统停用现象：本项目采用了太阳能热水系统为原设计剧场后台区及体育健身区提供生活热水。由于使用功能发生变化，原健身区已更改为教室，剧场后台对热水需求量同样无法达到设计用量，管理人员中断了热水的使用功能，太阳能热水系统随之停用。分析：由于设计功能变化，造成原系统没有存在的意义，继续运行则会持续消耗运维费用。由于光照足够，实际可以通过控制热水系统流量，在有条件的情况下完全利用太阳能系统供给热水，在不产生额外能耗的前提下恢复热水使用。结论：由于设计与实际功能改变，管理人员为了省去麻烦，索性整个关闭功能和对应的系统。控制用量则可在无成本或低成本的情况下保证建筑功能。2.3.2问题总结。（1）绿色建筑技术停用管理人员对绿色建筑技术不理解，实际过程中无法使用建筑既有功能，造成资源和能耗的浪费。（2）设计与实际偏差在实际使用过程中，建筑功能发生变化，原设计参数发生冗余或者无法满足的现象，造成的直接后果是“大马拉小车”，设备全负荷运转仍无法满足需求，设备启停频繁甚至是功能废弃。（3）维保缺失建筑运行过程中未对设备、系统进行定期维护，无法保证其正常使用。（4）运行环境差设备正常运行，离不开与之适应的环境。本建筑部分设备因运行环境过分潮湿或通风散热效果较差而无法正常使用。（5）智能化程度低本项目中，设备缺乏变频运行功能；制冷设备运行参数无法控制，全空气系统组合式空调无法控制回风与新风阀门，也无法控制送风量与供水量；末端设备缺少群控功能，无法对温度与风量进行统一控制。
2.4实际成效
通过对建筑A多次现场调研，帮助管理人员进行功能恢复，提供改造建议，显著改善使用人员的舒适度，同时使建筑能耗维持在合理水平。
3案例2
3.1基本情况
建筑B为高层建筑，总建筑面积132568m2，建筑高度149.75m。该建筑采用大规模玻璃幕墙作为外立面结构，在塔楼内和裙楼顶部安放设备。塔楼主要作为办公室使用，裙楼原本计划出租为商场，实际使用情况为办公+展厅。主要用能形式为水和电，裙楼采用中央空调系统，塔楼全部采用VRV空调系统。建筑B同样采用多种绿色技术，如太阳能光伏系统、雨水回收系统等，为绿色建筑设计标识二星级建筑。
3.2诊断过程
笔者对建筑B同样进行了节能诊断与绿色后评估工作。该建筑投用时间不长，由专业物业人员负责对设备和建筑进行管理。该建筑整体能耗较为合理，但由于使用率未达到设计范围，且业主对部分区域功能进行改变，导致设备处于非设计工况运行。由于建筑本身设计结构及装饰问题，部分设备无法正常运行且噪声较大，部分区域得热不均。
3.3问题解析
3.3.1问题实例。【实例1】设备层多联机散热较差现象：建筑B在避难层四周设置空调机房。机房整体空间较为狭小，玻璃幕墙造成机房内辐射得热较高；采用百叶窗口作为设备进风口，同时新风机抽风口也布置在空调机房内，部分进风口被遮挡，机房间内风量及风压较低，导致多联机室外机散热效果差。分析：由于空调机房空间狭小，光照的热量较大，且新风机将机房内进风抽走，导致室外机回风量较低。管理人员常年关闭空调机房房门，导致进风量不足且热量无法散出。结论：由于设备机房散热量高，且光照的热量大，应增加遮阳措施降低辐射得热；对百叶风口风量进行测量与计算，与总风量进行比较，检验是否能够满足需求；打开设备间房门增加空气对流。【实例2】风冷热泵噪音较大现象：本项目风冷热泵及冷却塔设置在裙楼屋顶，靠近塔楼处，设备运行时噪音大。管理人员在风冷热泵机组增加外遮挡装置来降低噪声。分析：由于设计及施工时未考虑设备噪声的影响，后期采用加装隔离装置的手段来降低噪声。但未对改造后风冷热泵机组风量进行核算，导致系统风冷量不足，影响冷凝器运行。结论：对隔绝装置上风口百叶处的风量进行测量，计算其是否能够满足风冷热泵的需求。若不满足，则需要采取扩孔或更换开孔率更高的百叶以保证设备能够正常运行。3.3.2问题总结。（1）设计与实际偏差由于实际使用功能与设计不完全相符，造成“大马拉小车”的现象；同时实际使用功能与设计功能不符，建筑分区进行更改后未重新进行管道水力计算。（2）建筑自身局限性本项目整体采用玻璃幕墙外结构，朝南房间过热、幕墙漏水等问题严重，同时影响多联机室外机散热。风冷热泵设置在裙楼屋顶，设备运行时噪音大。（3）建筑管理缺失现场无专业人员对空调系统进行管理，无法针对实际使用率对空调设备运行情况进行调整。本项目采用雨水回收系统，由于实际水压过低，此系统处于停用状态。本项目由于使用时间不长，设备仍处在维保期内，管理人员自身没有主动维保的观念。
3.4实际成效
对建筑B设备进风口进行测量，对实际通风量进行计算。根据计算结果对多联机室外机进风口以及风冷热泵隔音装置过风百叶尺寸进行更改，改善设备运行状态，提高设备运行效果。
4结语
文章通过建筑节能诊断、绿色建筑运维评估等手段对两个绿色建筑进行运维阶段的评估，发现了一些运维的问题：（1）物业管理人员对绿色技术和相关设备运行不了解。（2）物业管理人员对设计功能及理念不了解，导致诸多绿色技术停用。（3）物业管理人员不能够根据实际需求对设备进行控制和使用。（4）管理人员更换频繁，造成设备管理效率低下。（5）建筑实际使用率与设计不符，造成能源浪费。（6）建筑使用功能更改或取消，未进行重新设计，部分系统完全废弃。（7）建筑追求外形美观，影响实际使用。日前，由于“绿色运维”技术薄弱，设施设备普遍存在着寿命短、事后维修占比大、能耗高等问题，大量绿色建筑未能发挥其应有的绿色效应，造成较大的浪费。设施服务更加注重于设施绿色运营，通过“绿色运维”技术能够有效保障设施处于安全、有效以及低成本运行状态，更好地践行绿色发展理念。建议行业能够加强绿色建筑运维阶段的监管，从提升物业管理水平、培育相关市场、健全机制等方面全面提升绿色建筑运营水平。
参考文献
[1]江苏省住房和城乡建设厅.江苏省绿色建筑发展报告[M].北京：中国建筑工业出版社，2019.
[2]井凤娟.绿色物业管理对人居环境的影响评价研究[J].环境科学与管理，2021，46（03）：159-163.
[3]尹宝泉.绿色建筑运维手册的编制与思考[C]//2016国际绿色建筑与建筑节能论文集，2016.
黄凯 唐环宇 刘奕彪 杨姣琳 江苏建科土木工程技术有限公司 江苏省绿色建筑与结构安全重点实验室
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