绿色建筑运行能效管理分析

Building魯色建筑绿色建筑运行能效管理分析
Green Building Running Energy Efficiency Management
董昆（上海虹桥商务区新能源投资发展有限公司，上海201106)
摘要：作为三星级实施运管标识的绿色生态城区—
—虹桥商务区，最大特点为绿色建筑的高星级和全覆盖。

以上海市虹桥商务区核心区项目 为例，介绍了实现区域低碳化的方法。

通过对商务区绿色建筑的能源系统和能效对标进行讨论，进一步分析绿色建筑在有效绿色运行措施下 的节能优势。

关键词：虹桥商务区；绿色建筑运行；集中供能；能耗监测；能效对标
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：2096-3815 (2020) 05-045-05
上海市虹桥商务区作为上海市推进长三角更高质量一 体化发展的3个重点区域之一，规划用地面积约8 800万 m2,致力于打造成为高效绿色的国际交通枢纽区、开放引 领的国际会展贸易区、创新共享的世界级商务区、生态宜居 的主城片区。

位于商务区中部的核心区重点区域是先行开发 并已成熟运营的商务功能集聚区，也是较高星级的绿色生态 城区，面积约为370万m2,包括核心区一期及南北片区。

核心区一期东侧紧邻虹桥综合交通枢纽本体，西至嘉闵高 架，南至建虹路，北至扬虹路，面积约140万m2。

南北片 区为一期的空间延伸，总用地面积为224万m2。

核心区重 点区域建筑体量共有585万m2,其中地上335万m2,地下 250万m2,是目前虹桥商务区低碳建设的示范区域。

规划伊始，虹桥商务区将土地集约高效利用、功能业 态混合开发、立体分层慢行系统、全面连通地下空间、新建 建筑100%绿色等写入控规要求。

在后续开发建设过程中，—方面加大基础设施建设的集约低碳，另一方面从设计、施 工、竣工验收等各环节严格把控绿色建筑有效落地。

目前区 域内建筑全部达到绿色建筑二星级及以上设计要求，其中三 星级绿色建筑标识项目面积比例达到58.1%,完成绿色运 营认证的面积达98.38万m2,完成L E E D认证的面积也达212.88万m2,绿色建筑已是虹桥商务区的_大名片。

本文
主要对商务区绿色建筑的能源系统和能效对标进行讨论，进
一步分析绿色建筑在有效的绿色运行措施下的节能优势。

1主要节能系统构成及管理
1.1设计节能
根据《虹桥商务区低碳建设导则（试行）》，虹桥商务
区低碳建设的总体目标是较同类商务区2005年的碳排放水
平减少45%。

同时核心区一期建筑将全部按照国家绿色建
筑星级要求进行设计，50%以上建筑按照国家绿色建筑二
星级以上标准设计，地标建筑按照国家绿色建筑三星级标准
设计。

因此，无论是从区域建筑群和能源站的整体规划，还
是单个建筑体自身的“绿色”设计，均是围绕着更好地实现
商务区低碳建设总体目标而进行的。

1.1.1弱化区域热岛效应
(1)通风廊道。

通过在局部区域留有通风口，让主导
风向吹向主城区，增加虹桥商务区内空气的整体流动性，减
轻区域热岛效应。

上海市夏季主导风向为东南风、冬季主导
风向为西北风，全年主导风向为东南风；虹桥商务区核心区
绿色建筑 045
2020年第5期
遠色建筑
重点区域内的新角浦河、申长路均为南北方向，核心区一期 中轴线绿化通道为东西方向，上述方向均留有宽度50 m 以 上且形成连续开敞空间的通风廊道。

此外，商务区穿插着公 共绿地、广场、步行街、水域，这些布局使得通风廊道可以 进一步地发挥作用。

(2)搭配、布局。

合理规划布局绿化和水域，充分发 挥植被和水体在改善热环境方面的积极作用，同时降低建筑 立面、地面、屋面的反射率，从而削弱区域热岛效应。

采用 计算机对核心区重点区域的风环境进行数值模拟，比选合 理的建筑组合方案，以期有利于建筑冬季避风与夏季自然通 风。

如规划的街坊建筑容积率大多数控制在3.1〜4.3,滨水 休闲带中部分开放地块建筑密度仅40%上下。

1.1.2建筑围护结构
(1) 利用天然的场地条件，设计合理的建筑体形、朝
向、楼距、窗墙比等，使建筑获得良好的日照、通风和采光。

(2)
采用建筑外墙和屋面保温，减少围护结构冷桥部
位的热损失，减低建筑围护结构的冷（热）负荷。

(3)
合理考虑建筑外遮阳系统，综合比较内遮阳效果、 自然采光和视觉影像等因素，考虑外遮阳与建筑一体化。

(4) 建筑外窗、外门具备良好的热工性能。

(5) 建筑外窗可开启比例> 30%,充分利用过渡季节 自然通风。

1.1.3统筹供能系统
(1) 通过冷热电三联供区域能源中心，加强能源梯级
利用，提高一次能源的综合利用效率。

(2)
合理预测各区域冷热负荷需求，优化区域能源中 心的数量、位置和容量配置。

(3)
区域能源中心兼顾能量回收与蓄能措施，采用全寿
命周期分析方法进行方案优选，提高效率、平衡尖峰负荷。

(4)
区域内合理利用太阳能，并结合建筑功能和地下 空间规划，合理采用浅层地热等可再生能源。

1.1.4输配系统节能
(1) 合理规划能源输配电线路和天然气调压站位置， 平衡各输配管网支路，缩短能源公共输送管网长度，降低输 送过程中能源损耗。

(2)
对配电网进行无功补偿，合理配置低压并联电容 器装置的安装地点和装机容量。

1.1.5自然采光和照明节能
(1) 优化外窗、天窗、下沉式采光中庭（边厅）等被 动式采光设计，改善室内、地下空间的自然采光效果，必要 时采用光导管、导光板、光纤等主动式导光或自然光强化技 术增强室内采光。

(2)
市政公共照明根据各级机动车交通道路和人行道路照明标准要求与节能照明功率密度，合理规划灯具布局。

(3)
选用高效光源、节能灯具，结合先进的照明控制
系统，通过合理的分组、布线，实现实时智能调控。

(4) 合理选用太阳能光伏、风力发电等用于商务区公
共照明。

1.1.6分项计量和远程监测
(1)
商务区内所有建筑安装能耗监测系统，包括对建
筑内空调冷热源、输配系统、照明、办公设备、可再生能源 等的在线计量及能耗数据的采集、传输、处理等。

大型建筑 群的能耗监测系统宜采用分区、分站集散式管理。

(2)
实时监测包含电、冷、热、气、水等各类能源。

在线分析与预测和负荷合理匹配，提高能源运行效率。

(3) 在主要功能房间设计和安装室内环境监控系统。

(4)
合理采用物联网技术对建筑物碳排量进行实时监
测，并对其碳排放量进行阶段性评价。

1.2运营规划
1.2.1区域能源规划管理
根据《虹桥商务区核心区集中供能专项规划》（沪虹商 管[2015] 27号），核心区_期及南、北片区集中供能规划 建设3主2辅共计5个能源中心，最终形成5站2网格局。

以此满足区域内352栋、共计约585万m 2的全部公共建筑 的冷热空调和宾馆酒店生活热水的用能需求。

集中供能系统的设计遵循“以热定电、热电平衡、余电
上网、梯级利用”原则，以分布式供能系统为主导，通过有
效整合设计、技术和设备，采用集中供冷、供热、供电（三
联供）方式，平均能源综合利用率约80%。

据统计，1、2号能源站于2017年实现了三联供系统
平均单台满负荷运行3 000 h ; 2018年满负荷运行逾3 100
h ,进入良性运营状态；2019年满负荷运行逾3 600 h 。

虹
桥商务区区域三联供系统的综合利用效率已达80%以上， 远高于传统能源供应方式的利用效率，具有高效低耗、低碳
环保等优点。

1.2.2低碳能效运行管理平台
2014年8月上海市发改委下达《关于虹桥商务区低碳
能效运行管理信息平台项目建议书的批复》（沪发改高技
[2014] 82号），同意在虹桥商务区内构建低碳能效平台， 包括建筑能耗监测管理系统、智能电网监测数据接入系统、
低碳能效综合服务系统开发、数据机房、网络及安全以及相
关配套设备建设。

2015年12月，由虹桥商务区管委会牵头的低碳平台 开发工作正式启动，2016年9月平台正式建成并投入试运
行。

依据虹桥商务区要求，区域内建筑实现全能源计量，不
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2020年第5期
色建筑
仅接入了用电量数据，而且水、冷热量、可再生能源都被列
为要求接入项，确保楼宇使用能源种类全覆盖接入。

此外，
除高低压配电间外，楼层间电、水、冷热量数据都纳入数据
计量范围，为数据的深度挖掘提供了可能性。

2018年，平台通过数据的持续接入，实时掌握区域楼
宇能源结构、用能状况、能耗同比环比及异常变动情况，实
现了对楼宇用能的在线监测、动态分析和节能运行调节。

同
时，平台以精细化管理为载体，多维度落实节能降耗，践行
“最低碳”理念，开始为虹桥商务区以及入驻企业楼宇提供
各项综合性服务。

目前，接入楼宇和数据规模都逐步扩大，并呈上升趋
势。

未来还会将国家会展中心（上海）、虹桥枢纽交通中心
(虹桥火车站和虹桥机场公共建筑部分）及商务区拓展区的
重点楼宇能耗分项计量数据进一步接入平台，如表1所示。

表1平台接入规模以及未来预测值
年份接入楼宇/幢接入数据点位规模/个接入年能耗规模，/ kWh-a1
2016年前88145806万
2016 年8775 5237 088 万
2017 年10695 0937 351 万
2018 年163100 344 1.2亿
2019 年2318102 783 1.4亿
2020 年3352+1130 000 (预计） 1.8亿（预计)
2021 年4352+N150 000 (预计） 2.1亿（预计）
注：①接入规模是平台监测的用电规模；②数据截止日期2019
年12月19日；③计划接入虹桥商务区核心区重点区域内100%楼宇；④计划开始接入虹桥商务区15 140万m2拓展区内的重点用能单位
2绿色建筑运行能效对标
2.1综述
自上海市发改委于2014年提出建立1+17+1平台以及 发布《上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系 统管理办法》以来，上海市各级能耗平台都加强了本区域国 家机关和大型公共建筑能耗监测系统的建设和运行的监督管 理。

利用楼宇能耗数据发挥平台效应以科学准确的建筑能耗 数据进行数据分析和数据挖掘工作，致力于全方位服务与建 筑绿色低碳产业的各个环节。

其中，能效对标是一种非常有 效的手段，可以非常直观地反映建筑的用能水平。

因此本文也拟用虹桥商务区核心区内重点楼宇和上海市 其他区域楼宇对标数据进行比较和分析尝试发现和发掘商务 区和其他区域内的用能水平及区别。

虹桥商务区采用了区域 集中供能设计，所有空调用电都由能源站统一提供。

因此在 分析绿色建筑运行中，对于能耗这块有着特殊意义，可以评 判集中供能系统和普通大型公共建筑的区别。

本文研究对象为虹桥商务区核心区某大型商业建筑（以下简称项目甲）和
上海市中心城区的同类型商业建筑（以下简称项目乙），均
由同一开发商、同一物业进行管理和维护，故而排除了管理
差异。

2.2依据标准
本文主要依据为上海市地方标准DB 31/T 795—2014
《综合建筑合理用能指南》与上海市地方标准DB 31/T 552—2017《大型商业建筑合理用能指南》。

同时，参考 《2018年度上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗
监测及分析报告》的通知（沪建建材联[2019] 274号），
因此电耗和冷热转换为吉焦，如表2所示。

虹桥商务区采用
三联供供能，其空调部分能耗统一采用热力转换标准。

表2虹桥商务区三联供供能空调部分能耗热力转换标准
能源名称折算吉焦单位
电力（等价值） 3.6GJ/kWh
原煤8.6GJ/kg
天然气15.6GJ/m3
煤气 6.5GJ/m3
轻质柴油17.5GJ/kg
重油17.1GJ/kg
热力0.4GJ/kWh
液化石油气20.6GJ/kg
：商品蒸汽（0.3〜1.0 MPa) 1.2GJ/kg
(1)商业建筑年综合能耗计算方法如式（1)所示。

(f,X p,) (1)
式中：商业建筑年综合能耗，GJ/a;
n—商业建筑消耗的能源品种数；
E,—商业建筑再经营国产中消耗的第/'种能源实物
量，实物单位；
P,—-第/'种能源的计算标准煤系数。

(2)商业建筑可比单位建筑综合能耗计算方法如式 (2)所示。

e=E/S(2)
式中：e—商业建筑单位建筑年综合能耗，GJ/(m\a);
E—商业建筑年综合能耗，GJ/a;
S—商业建筑面积，m2。

商业建筑可比单位建筑综合能耗计算方法如式（3)所
ec二e xa j(3)
式中：心——商业建筑可比单位年综合能耗，GJ/(m2*a);
e—商业建筑单位建筑年综合能耗，GJ/(m2*a);
aj—第J/类业态商业建筑综合能耗修正系数。

绿色建筑047
2020年第5期
⑮色建筑G「eenE
2.3虹桥商努区核心区楼宇能耗对标
依托虹桥商务区低碳能效运行管理平台，获知项目 甲2019年全年用电£产1 360万kWh,非餐饮天然气消耗 £2=0,三联供供冷£3=1 272万kWh，三联供供热£4=349 万kWh。

依据《合理用能指南》综合能耗计算如式（4)所 示。

项目甲单位建筑综合能耗对标分析如表3所示。

E= (£1X3.6+£2X15.6+f3X0.4+E4X〇.4) /I000
£=177 941.2GJ
总面积4=16.00万m2
单位建筑综合能耗 X100=1.1 GJ/(m2■a)。

（4)
表3项目甲单位建筑综合能耗对标分析表
项目计算公式数据空调形式集中式空调系统建筑面积4/m2160 991.96电力消耗量^/kWh13 609 927.28
天然气消耗量f2/m30
三联供供冷£3/kWh12 720 500.00
三联供供热£4/kWh 3 490 842.00
综合能耗E/GJ=E l X3.6+E2X15.6+{E3+EA)X 0.4177 941.2修正系数1单位建筑综合能耗
e/kJ•(m2-a) 1=E/A X10001112
2.4上海市中心城区楼宇能耗对标
项目乙2019年全年用电f f l 041万kWh,非餐饮用 天然气£2=0,煤气f3=0,柴油f4=0。

依据《合理用能指 南》其综合能耗计算如式（5)所示。

项目乙单位建筑综合 能耗对标分析如表4所示。

£= (f1X3.6+£2X15.6+f3X6.5+F4X4.457) /1000
£=91 572.8 GJ
总面积为5.66万m2
单位建筑综合能耗 e=f/4 X100=1.6 GJ/(m2•a)(5)
表4项目乙单位建筑综合能耗对标分析表
项目计算公式数据空调形式集中式空调系统建筑面积/Vm256 625.00
电力消耗量己/kWh10 417 842.95
天然气消耗量£2/m30
煤气消耗量£3/m30
柴油消耗量£4/t0
综合能耗F/GJ=E,X3.6+£2X15.6+£3X6.5+£4X17.191 572.80修正系数 1.00
单位建筑综合能耗
e/k J-(m2-a) 1=E/A X1 〇〇〇 1 618.00 2.5对标结果分析
(1)综合能耗分析。

依据DB 31/T795—2014,单位 能耗< 1905的为先进。

商业建筑类型可比能耗修正值如表5所示。

表5商业建筑类型可比能耗修正表 GJ/(m2_a>商业建筑类型
可比单位建筑综合
能耗合理值
可比单位建筑综合
能耗先进值百货店及购物中心彡 2 637彡 1905超市及仓储店彡 3 077<2198
家电专业店彡 1465彡 1026对于商业建筑会根据营业额进行修正，修正系数如表6所示。

表6商业建筑年营业额可比能耗修正表
单位建筑年营业额（Rds)/万元1修正系数（ads)
Rds<0.5 1.07
0.5^Rds<2.0 1.00
Rds彡 2.00.85依据《2018年度上海市国家机关办公建筑和大型公共 建筑能耗监测及分析报告》中关于超大型公共建筑对标结果 显示，全市范围内典型超大型建筑表现最好的为1 295,优 于全市结果。

8栋超大型公共建筑对标结果如表7所示。

表7 8栋超大型公共建筑对标结果 GJ/(m2-a)建筑编号
单位面积
综合能耗
单位面积综合
能耗合理值
单位面积综合
能耗先进值
对标结果11321.4<2314.7<1699.4先进
2 1 807.8<2256.1<1640.8合理
31295.1<1699.4彡1289.2合理
41517.7<1670.1彡1230.6合理
51591.0<1318.5彡908.3偏局
6 1 684.8彡1933.8彡1406.4合理
71837.1彡1552.9彡1113.4偏高
8 2 206.3彡2 314.7彡1758.0合理
(2)空调系统分析。

项目甲和项目乙的区别在于甲使 用的是三联供空调系统、乙采用的是传统中央空调系统。

甲除去空调系统的用电为119 632 G J,空调为5 8331 G J,其 空调用能占比为32.79%。

项目乙为30.10%,全市范围内 平均为29.20%，如图1所示。

60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%I
nlifil n lfln
照明与插座口空调动力口特殊
图1主要类型建筑分项用电占比情况
(下转第058页）
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2020年第
5期
#色建筑
表1 9号楼全过程管理工作中各阶段遇到的问题及解决方案项目阶段问题描述解决方案
立项阶段不同参与单位对近零目标没有达成共识协调各方意见，确定建筑近零目标
设计阶段
内装阶段，业主要求在走廊、楼梯等区域增加空调内机；
内装阶段，内装设计公司深化的照明控制回路没有考虑沿窗区域的自然
采光，且未设置红外探测器
优化室内机布置，无须扩容，不增加初投资；
通过审核深化设计图纸，及时优化照明控制回路，区分沿窗区域和内区
照明控制；补充设置红外探测器
竣工验收需对建筑内设备的性能参数进行竣工验收测试用专业设备对竣工验收关键参数进行测试，控制竣工验收关键指标
运行阶段
部分设备未按设计内容运行；
空调室内运行温度远远高于设计要求；
运行策略不符合实际情况，设备运行偏离设计工况，设备及系统故障，
使用者行为习惯引起非必要能耗浪费等
冷机性能调适，优化运行策略；
优化末端空调控制逻辑；
定期运行检查，故障修复，运行关键参数设置
4结语
从建造至投入运营，建筑建造过程周期长、主要负责单 位的参与阶段相对独立、专业水平参差不齐，导致建筑建造 过程被割裂拆分成相互独立的几个阶段，信息传递存在明显 缺失、建筑节能工作的品质难以保证，严重影响建筑节能目 标的最终落地效果。

此外，国内目前主流的节能设计及评价 方法强调“节能技术”而非“实际运行能耗管控”，容易导 致建筑节能技术的堆砌，使得节能沦为纸面工作，实际运行 效果难以保证。

项目实践证明，坚持“以实际运行能耗评价建筑节能效 果”，利用能耗指标管理体系，并贯穿到建筑立项、设计、施工、运营等全过程中。

通过对细化指标进行反复对标校 验，发现问题并进行优化整改，不断朝着节能目标把控及修 正建筑的建造方向，可以有效提升建筑的“执行力”，为建筑实现节能目标提供有效保障。

参考文献：
[1] 郝志刚，魏庆瓦邓杰文，等.公共建筑空调系统全过程管理方法研究
(1) 方法概况[J].暖通空调，20丨8,48(丨2):138-丨44.
[2] 郝志刚，邓杰文，魏庆瓦等.公共建筑空调系统全过程管理方法研究
(2) 设计阶段系统优化与能耗、能效目标设定[J].暖通空调，2019,49
(1):77-83.
收稿日期：2020-07-08
作者简介：邓光蔚，1987年生，工程师，从事建筑节能、机电调 适、节能全过程管理等研究工作，现供职于上海建科建筑节能技术 股份有限公司。

作者通信地址：上海市徐汇区宛平南路75号，邮编：200032。

(上接第048页）
由于虹桥商务区内楼宇电能耗部分基本不含空调能耗，特将空调由三联供提供的能耗比例列举出来以进行对比。

由此可知，采用三联供空调供能和采用集中式中央空调供能其 空调用能比例相似，排除了空调用能占比过低导致综合能耗 偏低的情况。

综上所述，在相同商业类型、同样水平物业条件下，虹 桥商务区核心区内绿色建筑建筑用能指标属于先进水平，低 于用能指标同为先进的中心城区项目，且在可比范围内优于 上海市内平均水平。

3结语
随着虹桥商务区建设规模和入驻企业的不断增长，区 域性的、高标准的、可追踪的低碳布局优势已逐步体现。

一方面，通过全局性的低碳设计，虹桥商务区内绿色建筑有 着得天独厚的优势，在对标分析中其能耗指标优于同类型节 能建筑；另一方面，凭借低碳能效管理系统，可以让区域内 实现“数据看得见”“能耗管得住”“耗能降得下”，随时 可以把控方向盘，进行调优，充分发挥了虹桥商务区“最低 碳”“特智慧”的设计理念。

虹桥商务区核心区的绿色低碳 建设模式，正在实践和摸索中得到逐步完善，也为今后整个 8 800万m2商务区提供借鉴经验。

收稿日期：2020-05-08
作者简介：董昆，1986年生，工程师，从事绿色建筑技术与管理 工作，现供职于上海虹桥商务区新能源投资发展有限公司。

作者通 信地址：上海市闵行区申虹路33号公共事务大厦709室，邮编：201106。

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