第18章-建筑能源管理技术上课讲义.doc

第十八章 建筑能源管理技术
第一节 建筑能源管理的实施
一、建筑能源管理现状
有三种不同类型的能源管理：
（1）节约型能源管理
（2）设备更新型能源管理
（3）优化管理型能源管理
二、建筑能源管理的组织

图18-1 建筑能源管理的组织流程
第一步：批准
第二步，理解
第三步，规划和组织
第四步，实施
第五步，控制和监理

能源管理矩阵 表 18-1
等级
能源政策
组 织
动 机
信息系统
宣传培训
投 资
4
经最高管理层批准的能源政策、行动计划和定期汇报制度
将能源管理完全融入日常管理之中，能耗的责、权、利分明
由能源经理和各级能源管理人员通过正式和非正式的渠道定期进行沟通
有先进系统设定节能目标、监控能耗、诊断故障、量化节能、提供成本分析
在机构内外大力宣传节能的价值和能源管理工作的性质
通过所有新建和改建项目详细的投资评估对“绿色”项目做出正面的积极评价
3
正式的能源政策，但未经最高管理层批准
有向代表全体用户的能源委员会负责的能源经理，该委员会由一位最高管理层成员领导
能源委员会作为主要的渠道，与主要用户联系
根据分户计量汇总数据，但节约量并没有有效地报告给用户
有员工节能培训计划，有定期的公开活动
采取和其它项目一样的投资回报期
2
未被采纳的由能源经理和其他部门经理制定的能源政策
有能源经理，向特别委员会汇报，职责权限不明
通过一个由高级部门经理领导的特别委员会与主要用户联系
根据计量仪表汇总数据。能耗作为预算中的一个特别单位
某些特别员工接受节能培训
投资只用于回报期短的项目
1
未成文的指南
只具有有限权力和影响力的兼职人员从事能源管理
只有在工程师和少数用户之间的非正式联系
根据收据和发票记录能耗成本。由工程师整理数据作为工程部内部使用
用来促进节能的非正式的联系
只采取一些低成本的节能措施
0
没有直接的政策
没有能源管理或能耗的责任人
与用户没有联系
没有信息系统，没有能耗计量
没有提高能效的措施
没有用于提高能效的投资
三、建筑能源管理的目标
（1）量化目标：例如全年能耗量、单位面积能耗量、单位服务产品（如旅馆、医院的每床位）能耗量等绝对值目标；系统效率（如CEC）、节能率等相对值目标。
（2）财务目标：例如能源成本降低的百分比、节能项目的投资回报率，以及实现节能项目的经费上限等。
（3）时间目标：完成项目的期限、在每一分阶段时间节点上要达到的阶段性标准等。
（4）外部目标：达到国际、国内或行业内的某一等级或某一评价标准、在同业中的排序位置等。
在节能目标确定之后，就要根据目标进行分解，设定节能管理标准。在节能管理标准中，以下3项内容是必须包括的：
1．管理
（1）根据耗能设备的特性和功能，给出将能耗控制在最低限度的运行策略和管理措施，同时明确什么是该设备的理想状态。
（2）在有同类、同型号设备的场合，可以只给出一套节能管理标准，但如果这些设备运行条件有差异，要针对这些差异制定相应条款。
（3）所采用的判断基准以及根据判断基准所设定的相应管理标准。
（4）对特别重要的项目，要给出运行中的标准（目标）值和管理值。
（5）在有计算机控制的场合，要记述控制的概念和特征，明确地给出控制目标值。
（6）以空调管理标准为例，要划分空调分区，根据各分区的建筑构造和设备的配置、业务内容进行管理，设定供冷和采暖的温度、湿度、换气次数等管理标准。
2．计量、检测和记录：
（1）根据设定的标准值和管理值，要求进行定期的检测和记录。在记录表上应明确地给出标准值和管理值。应确定检测的周期（例如每小时一次还是每日一次）。记录表上有按期记录检测数据的栏目、与标准值和管理值比较的栏目，以及当检测值与标准值不符时记录所采取的措施的栏目。
（2）在有计算机控制的场合，要切实保存好重要项目的检测数据。
（3）仍以空调管理标准为例，必须检测和记录温度、湿度和其他关系到空调效果的空气参数。还要检测和记录标准值所设定的、与改善效率有关的数据（例如，制冷机的冷量和耗功量）。
3．维护、保养和检修：
（1）为了防止设备的故障和劣化，在管理标准中应明确重要设备的维护、保养和检修的要领，并规定维护检修的周期，实施定期的保养。
（2）设立保养检修记录簿，每一次的保养、检测和修理的内容和结果都要记录下来。
（3）以空调系统为例，必须设定过滤器的清洗、盘管的清洁和空调效率的改善所必需的管理标准，并根据这些标准实施定期保养，以保持系统的良好状态。
这些管理标准，应该用文件形式确定而明晰地表述出来。图18-2给出建筑能源管理的文件体系。最高一级的文件，即能源管理规程，应该包含以下内容：
l 目的
l 能源管理的体制（组织形式和权限）
l 适用范围
l 遵循的标准
l 管理项目（7个领域）和对象设备
l 管理标准的项目和内容（管理基准值、计测、记录、检修、保养和新设的措施的概略内容）

图8-3 PDCA循环

图8-2 能源管理标准的文件体系

第二节 建筑能源审计
一、建筑能源审计的基本概念
建筑能源审计是一种建筑节能的科学管理和服务的方法，其主要内容就是根据国家有关建筑节能的法规和标准，对既有建筑物的能源利用效率所作的定期检查，以确保建筑物的能源利用能达到最大效益。之所以称这种检查为“审计”，是因为在许多方面能源审计与财务审计十分相似。
建筑能源审计的主要目的是：
l 对建筑物能源使用的效率、消耗水平和能源利用效果（如室内环境品质）进行客观考察；
l 通过对建筑用能的物理过程和财务过程进行统计分析、检验测试、诊断评价，检查建筑物的能源利用在技术上和在经济上是否合理；
l 对建筑物的能源管理体系是否健全有效进行检查；
l 诊断主要耗能系统的性能状态，挖掘大楼的节能节支潜力，提出无成本和低成本的节能管理措施、确定节能改造的技术方案；
l 改进管理，改善服务。
建筑能源审计从低到高有四种形式：
（1）初步审计（Preliminary Audit）：
（2）一般审计（General Audit）：
（3）单一审计（Single Purpose Audit）或目标审计（Targeted Audit）
（4）投资级审计（Investment-Grade Audit）：
二、建筑能源审计的实施
第一步，与关键岗位的物业管理人员进行交流。
第二步，建筑物巡视。
第三步，浏览文件。
第四步，设施检查。
第五步，与员工交流。
第六步，能源费用分析
第七步，确定和评价可行的节能改造方案
第八步，经济分析
第九步，撰写能源审计报告
第十步，建筑管理者对方案的审查
三、我国政府主导的建筑能源审计工作
（1）主管领导的重视。
（2）科技人员的参与。
（3）被审计单位的配合。

图18-4审计对象选择原理
3．建筑能源审计的关键
建筑能源审计有两个关键，第一是推动建筑所有权人重视节能管理，建立起规范科学的建筑能源管理体系。建筑能源管理是低成本或无成本的节能措施，据测算，平均有15%的节能潜力。第二是能够在常规能耗中基本理清6个分项（分系统）的能耗指标。因为只有了解分项指标，才能正确判断建筑最大节能潜力之所在，才能为下一步节能改造的决策提供依据。
我国多数政府办公建筑和大型公共建筑的能源管理水平相当低。因此，能够开展建筑能耗审计的建筑物，必须满足的最低条件是：
l 至少有过去一年的耗电量、耗气量的逐月数据；
l 至少有一年的耗油量、耗水量、耗热量、耗热水量等的全年数据；
l 有准确的总建筑面积。
第三节 合同能源管理
一、合同能源管理的基本概念
1) 投资级的能源审计。找出建筑的节能潜力，提出推荐节能措施，并计算节能措施的经济有效性；对风险进行评价，确定管理和减轻风险的策略。
2) 节能项目的投资和融资。 ESCO一般会和第三方金融机构合作来实施节能项目。
3) 节能项目的设计。
4) 材料和设备采购和安装。
5) 人员培训；就新设备的运行和维护以及某些节能管理方法对运行人员进行培训。
6) 运行和维护（O&M）。
7) 节能量监测与验证（M&V）。

图18-5 合同能源管理项目的多赢机制
ESCO提供的能源服务对业主有以下好处：
1) 不需要投资即可直接更新设备降低运行费用；
2) 可以获得ESCO一定的节能经验；
3) 节能收益，大部分节能项目的节能效果都超过了保证量；
4) 可以改善建筑的运行和维护，使之更加节能的运行；
5) ESCO公司承担大部分商业风险，包括合同期内保证新设备的性能；
6) 更加舒适高效的环境；
7) 可以用本来要付给电力公司或为浪费的能源买单的钱来得到比较好的服务。
目前，常采用的能源管理合同模式有以下三种：
（1）节能效益合同
（2）效益共享合同
（3）设备租赁合同
实施合同能源管理的主要意义在于：
二、合同能源管理项目的融资
三、合同能源管理项目的风险评估和管理
1．项目的风险评估和管理

风险评估矩阵 表18-2
风险因素
风险水平
主要变量
风险缓解措施
设备的性能担保
1
设备的质量
人员的水平
合同条款规定
内部或咨询人员的专业技能
加强法律约束
专业技能
1
咨询人员的水平
选择有资质的咨询人员并不断与其协商。
审计的质量和精度
2
审计师的能力；
可重复性；
业主对审计结果
有偏见
仔细选择审计人员
重复一个抽样审计
第三方认证
规定审计范围，并建立标准的审计程序
项目管理不充分
2
内部人员的
项目管理能力
聘任有一定资质的人员担任项目管理经理
施工/安装
1
ESCO/分包商的
资质合同条款
选择有资质的ESCO/分包商
履约保函、加强法律约束
运行和维护
1
建筑运行人员的资质
培训质量
委托ESCO进行运行和维护
ESCO的培训经验
仔细选择ESCO
节能效果的持续性
1
根据承诺而定
运行和维护水平
培训质量
合同义务
仔细选择ESCO，要求保证节能效果的持续性
节能效果的验证方法
1
验证精度随测量和保证的精度而定
出资请第三方验证
建立基准年数据；
基准年能耗进行调整
4
历史数据的可用性
合同中对调整的规定
加强能源管理
加强法律约束
M&V的相关规定
和费用
5
方法的精度
增加费用，采用精度高的设备和精确的方法
延误产生的费用
是否按计划的
日程实施
1
审计延误
融资延误
设计延误，
施工延误
认识到延误产生的费用；合同中对工程中的延误情况制定惩罚条款；检查城市是否畅通等。在挑选ESCO时，看其过去是如何处理该类事情的
控制问题
5
合同条款
合同中规定可接受的参数
运行和维护人员
培训的质量
1
运行维护人员
培训后的能力，
培训费用
挑选服务商进行培训
注：数字1－5指风险水平，1为最低，5为最高，1到5风险水平依次升高。
2．资本市场的风险分析
（1）业主的信贷风险
（2）施工风险。
（3）ESCO的信贷风险。
（4）资本结构风险。
此外，为了避免资本结构风险，合同中必须写明以下重要条款：
1）付款义务
2）付款安排
3）税收、保险和维护
4）资产的产权和担保物权
5）终止规定
6）委派权
7）合同和文档
第四节 测试与验证
1）验证ESCO在合同中承诺的节能效果；
2）项目执行前的基础能耗值和项目执行后的实际节能量；
3）实际节约的费用是否达到预期值；
4）项目执行期间双方的风险责任定位，某些影响因素的责任确定；
5）银行需要债务人的资信证明；
6）验证项目的社会效益（例如，室内空气品质的改善、污染排放的减少等）。

节能量测定的基本方法有以下步骤：
1) 从四种方案中选择一个或多个符合项目实际需要的M&V方案，确定是否要对改造后的工况或参数进行调整（此类问题可写入节能项目的合同条款中）；
2) 收集基准年能耗及运行有关的数据，并按照方便将来分析的方式记录；
3) 设计节能项目。设计应备文档以记录设计目的和设计成果的展示方法；
4) 制订一个具体的测试和验证方案；
5) 对M&V方案所需的测量设备进行设计、安装和调试；
6) 节能项目实施后，检查已安装的设备和修订的运行方法，确保符合步骤3中规定的设计意图，这一过程通常称作“调试”。
7) 收集改造后的能耗和运行数据；
8) 根据M&V方案的要求计算节能量并进行验证；
9) 撰写节能改造效果评估报告。