购物中心节能低碳改造路径分析.pdf

建筑经济CONSTRUCTION ECONOMY第 44 卷第 S1 期2023 年 7 月Vol.44 No.S1Jul.2023摘要：购物中心有较大的节能低碳改造潜力，传统改造方式不适应当前需求。基于相关文献和改造现状，结合某购物中心改造案例分析深度节能低碳改造路径。研究得出，除了对外墙进行保温处理、采用节能照明设备、使用变频技术的措施外，想要深度节能低碳，还需要行业制定统一合理的控制指标，采用数字化设备以及对智能系统的进一步调试升级。本研究期望为购物中心实现低碳目标提供参考。关键词：购物中心；节能低碳；改造中图分类号：TU247文献标识码：A文章编号：1002-851X（2023）S1-0388-03DOI：10.14181/ki.1002-851x.2023S1388Analysis of Energy-Saving and Low-Carbon Retrofit Paths in Shopping CentersPAN Hongliang，LI Yan，LI Linfeng，PU Xinyue，HE Tianli（Yunnan University，Kunming 650500，China）Abstract：Shopping centers have energy-saving and low-carbon retrofitting potential，and the traditional retrofitting approach is not adapted to current needs.Based on the relevant literature and the current situation of retrofitting，a case study was conducted to analyze the path of deep energy-saving and low-carbon retrofitting in conjunction with the retrofitting of a shopping center.It is concluded that in addition to the measures of insulation treatment of external walls，adoption of energy-saving lighting equipment，and use of inverter technology，to achieve deep energy saving and low-carbon，it is necessary to develop unified and reasonable control indexes for the industry chain，adopt digital equipment，and further debugging and upgrading of intelligent systems.The results hope provide a reference for shopping centers to achieve low-carbon goals.Keywords：shopping center；energy saving and low carbon；retrofitting1引言自2020年我国提出“碳达峰、碳中和”目标以来，促进节能减排已成为实现预期自主贡献目标的重要工作。根据中国建筑节能协会公布的数据，全国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放总量的比重超半数。因此，有效降低建筑领域碳排放对实现“双碳”目标至关重要。商业建筑碳排放比重大，市场规模增速快，其中购物中心单体面积大，单位面积碳排放高，节能低碳改造潜力巨大。目前此类建筑节能低碳设计比率低，且对既有购物中心的节能降耗改造尚处试验阶段，改造过程存在诸多问题。本文通过分析现有节能低碳改造技术，并结合某购物中心改造项目，探索对购物中心节能低碳改造的技术路径。2购物中心节能改造现状2.1政策法规现状我国早在1986年就开始陆续出台建筑节能方面的法律规范，1991年出台了建筑节能标准，2006年出台的民用建筑节能管理规定 为购物中心节能减排提供法律依据。2009年发布的 超市节能规范 为购物中心作者简介：潘洪亮，硕士研究生，主要研究方向：工程管理。李燕（通讯作者），副教授，主要研究方向：城市管理、工程管理。购物中心节能低碳改造路径分析潘洪亮，李燕，李林峰，蒲新月，何天丽（云南大学，云南 昆明 650500）第 44 卷第 S1 期389潘洪亮，等购物中心节能低碳改造路径分析节能减排提供技术标准，2016年发布的 国务院关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知，明确了未来购物中心节能减排的方向和政策支持。这些政策的逐步完善和加强为推动既有购物中心节能低碳改造提供了支持。2020年，国家发改委等多部门联合发布的 关于营造更好发展环境 支持民营节能环保企业健康发展的实施意见 中提出，鼓励购物中心推广应用新技术，提高节能减排水平。可以看出，我国购物中心节能减排政策的发展历程是一个逐步完善和加强的过程，相关政策的出台为推动既有购物中心节能低碳改造提供支持。2.2改造实践现状我国购物中心在节能低碳改造方面已经取得不少进展，但仍存在一些亟待解决的问题。目前，已有部分购物中心进行了节能低碳尝试。例如在建筑设计上，采用节能设计，如使用隔热材料、双层玻璃等，降低建筑能耗；在设备管理上，更换设备、改善供暖、冷却和通风系统等；采用智能化管理系统，实现对能源的监控、控制和管理，从而降低能源消耗。而存在的问题首先是改造的高成本问题，建筑节能低碳改造需要投入大量资金，包括设备更新、材料更换、技术升级等，对购物中心的经营造成一定压力。且部分购物中心已经建成多年，建筑老化、设备老化，节能改造的效果可能不如全新购物中心，这些问题让运营商不敢轻易尝试改造。其次是建筑结构限制，购物中心的建筑结构和设计是在建造时确定的，改造时受到了 一定的限制，例如建筑外观设计、设备安装位置等。再次就是技术难度高，购物中心节能改造需要涉及多个领域的知识，且基础数据的获取和检验存在困难。此外，在进行节能改造的过程中，购物中心需要停止部分业务，这将对购物中心的运营产生一定影响。故而有必要对既有购物中心的节能低碳改造进行分析讨论。2.3学术研究现状目前关于购物中心节能低碳改造的研究主要从设备能效改造、建筑外墙保温改善、照明系统改造、供热系统改进、热舒适度提升等方面进行技术创新与应用。其中部分研究从能耗监测、设备运行管理，结合多个方面节能措施为购物中心的节能减排改造提供了更加系统的解决方案。然而，这些研究也存在一些局限。首先这些研究的研究范围有限，难以适用于所有购物中心，需要更广泛的研究。还有一些研究提出了许多节能减排改造方案，但实际落地还需要验证。其次，现有大多数研究到落实需要高成本的投入，对购物中心的经济造成一定压力，如何平衡节能减排和经济效益之间的矛盾，需要更深入的研究。3改造案例3.1建筑概况该购物中心建于2007年，商业建筑面积约10万m2，位于某市商业中心区域，交通便利，客流量大，有超过400家商铺。该购物中心在运营期间对节能减排做了较多工作，例如对外墙做了保温处理，采用LED节能照明系统，采用变频技术优化了电梯系统等措施。但作为运营时间较长的购物中心，设备老化带来的效率下降、系统失效等问题仍普遍存在。改造前购物中心非供暖能耗约为190kWh/m2a，超过 民用建筑能耗标准 GB/T51161-2016的约束值175kWh/m2a，需要进行节能低碳改造。3.2改造内容3.2.1空气流通性优化经检测发现该购物中心气流不平衡且室温存在较多冷热不均的情况，主要受三个因素影响，包括中庭热压明显、外门冷风侵入以及存在大量通过厨房的排风。对于中庭热压问题，目前还没有技术能完全解决这种影响。由于中庭空间巨大，高度较高，经常出现烟囱效应与温室效应这两种室内自然现象，该购物中心采用的透明玻璃穹顶更是加剧了这种效应。在冬夏季最为明显，逐层增加约1。该购物中心在夏季对中庭上方透明玻璃穹顶采用遮阳、贴膜的措施，在冬季对百叶窗、外窗进行封堵，提高建筑气密性，并且在中庭上下各设置一个送风口和排风口，置换顶层热气；对于冷风入侵，该购物中心在大门增加门斗、门帘、旋转门，在地下车库入口增加电磁感应门，以此阻挡室外的冷风进入室内，减少室内热量的散失，提高室内的能效；对于厨房通风问题，通过计算排风量，优化厨房设计，合理设置隔断，并且减少不必要的排风。该购物中心分析后增加了厨房局部排风系统并且与对应的补风系统进行连锁 控制。3.2.2空调系统改造该购物中心空调系统主要包含制冷机、水泵、冷却塔、组合式空调机组，空调形式为电制冷空调系统，存在部分老化降效问题。改造前空调系统只能靠调节制冷主机水温响应末端负荷变化，水泵、全空气系统风机均为定频运行，输配能耗较高。并且冷却塔布水还存在单塔内不均和塔群间不均，导致冷却水回水温度较高。为建 筑 经 济2023年390了控制冷却水流量，该购物中心在冷却塔安装水力稳压器；安装变流量喷嘴，实现塔内匀水；冷却水泵安装变频器，实现变频控制。为实现冷却塔风机联合变频，在冷却塔风机安装变频器，并且根据室外空气湿球温度调节冷却塔出水温度设定点，通过风机变频调控。为了能够对末端组合式空调机组进行变频控制，安装变频器和温度传感器，使得送风机频率根据回风温度控制。通过一列措施使得冷却泵年平均耗电量下降40%，主机能耗下降5%-9%。改造前后空调系统能耗对比如图1所示。3.2.3智能运维管理系统升级该购物中心运维管理系统以BIM为基础进行节能控制，主要功能为设备信息管理、巡检计划及路线安排、维修跟踪等。改造前，设备全部手动控制，自控系统几乎处于瘫痪状态。其原因在于能耗管理系统很多底层数据存在质量问题，且多个底层系统的数据对接难度大。其次智能管理系统需要经常维护更新，如果不能定期检查设备的运行状态和数据，故障率会较高。因此，需要对其进行持续性优化。首先建立合理的指标以及验证标准，梳理已有的计量仪器和传感器，采用标准化的数据采集，实现自动验收和验证，使运行数据可以充分利用，可进一步挖掘问题的根本原因。而且可以将运维数据联网，做到随时随地监测。3.3结果分析与讨论该购物中心改造后一年就节约电量约350万kWh，二氧化碳减排约3000t，节能总收益约330万元，保守估计投资静态回收期为4年。该购物中心前期进行的节能改造以及此次进行的深度改造有效减少了能耗和碳排放，但也发现该购物中心的节能改造还有不少的提升空间。首先，不完善的能效标准会影响控制参数的优化以及底层数据的验收和验证。其次，多底层系统法之间配合难度大，调试技术要求高。然后是改造过程末端涉及租户较多，与租户的对接以及施工安排还需要完善。此外，还有直接升级制冷系统带来的高成本问题也不容忽视。想要进一步降低购物中心能耗及碳排放，首先需要上下游产业共同参与，在节能减排控制指标及系统上能够顺利对接。其次，各控制设备应向数字化转型，例如使用智能电表及物联传感器等。再次，需要基于检测数据对管理系统进行再调试，不断优化控制参数。基于此，还需要培养相关的管理人才对购物中心的设备进行低能耗低碳管理和维护。4结语购物中心实现双碳目标既有挑战又有机遇。虽然建筑结构复杂，涉及多种业态，改造难度大、改造成本高，但政策扶持及新技术带来了新的机遇。通过节能减排带来的成本节约，不仅可以降低能源消耗和碳排放，还可以降低经营成本，提升企业竞争力。本文通过对购物中心节能低碳路径进行归纳和总结，并进行案例分析，讨论了目前购物中心节能低碳改造的成果和不足，提出了深度节能低碳改造的技术路径，为合理制定购物中心节能低碳改造方案提供参考。参考文献1 张晓娣.正确认识把握我国碳达峰碳中和的系统谋划和总体部署新发展阶段党中央双碳相关精神及思路的阐释J.上海经济研究.2022（2）：14-33.2 江亿.中国建筑能耗状况和发展趋势R.北京：第三届城市生态与节能论坛，2016.3 清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告2020M.北京：中国建筑工业出版社，2020.4 廖会志，杨修明，刘长兵，等.重庆市公共建筑节能改造实 践J.建筑节能.2015（8）：91-93+108.5 刘贺兵，吴延奎，朱树园.典型地区商场建筑非供暖季不同末端空调系统节能浅析J.建筑节能.2018（5）：102-107.6 王云生，于军琪，杨柳.大型公建能耗实时监测及节能管理系统研究J.建筑科学，2009（8）：30-33.7 周璇，刘国强，李利文，等.基于遗传算法的空调机组风量水量最优组合优化研究J.建筑科学，2016（12）：60-71.图1改造前后空调系统能耗对比