杭州马可波罗假日酒店既有建筑节能改造.docx
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杭州马可波罗假日酒店既有建筑节能改造
目录
1、项目概况2
1.1技术背景及意义2
1.2杭州气象参数3
1.3酒店概况4
1.4节能改造依据7
2、节能改造前情况和节能诊断7
2.1围护结构7
2.2采暖通风空调及生活热水系统8
2.3供配电系统12
2.4照明系统13
2.5综合诊断和筛选14
3、外围护结构节能改造15
3.1外墙15
3.2外窗贴膜16
4、空调系统节能改造19
4.1节能改造前情况19
4.2节能改造措施一：
一体化中央空调输配系统19
4.3节能改造措施二：
水泵变频控制21
4.4节能改造措施三：
太阳能利用24
4.5空调系统节能改造的投入比及效益分析27
5、照明系统27
5.1节能改造前情况27
5.2节能改造措施：
节能灯具的更换29
5.3节电器的使用30
5.4照明系统节能改造的投入比及效益分析31
6、监测与控制系统32
6.1节能改造前情况32
6.2节能改造措施：
能耗监测系统32
6.3监测与控制系统节能改造的投入比及效益分析36
7、改造后能耗实测和社会经济效益分析36
7.1改造后建筑能耗36
7.2投资与经济效益分析38
8、结论和后续改造建议38
1、项目概况
1.1技术背景及意义
我国作为一个发展中的大国，建筑节能是国家可持续发展的重要措施之一。
目前我国城乡既有建筑总面积420亿m2，节能建筑只占百分之几。
截至2008年初，浙江省既有建筑面积近9.27亿m2，大型公建面积2.7亿m2。
其中真正达到建筑节能设计标准的不多。
近几年全国城乡新建建筑面积每年约为15～20亿m2，浙江省2005年在建建筑面积为1.2亿m2以上，2006年为9300万m2以上，预计到2010年底，全国房屋建筑面积将新增250～300亿m2，如果按目前的既有建筑能耗状况，每年将多消耗1～2万亿度电即4.1亿t标准煤，接近目前全国建筑能耗的3倍，加之建材的生产能耗16.7%，将约占全社会总能耗的46.7%。
据调查，一般公共建筑的能耗为20～60kWh/m2，是城镇住宅的2倍，大型公共建筑的能耗为70～300kWh/m2，是城镇住宅的10～20倍。
国家建设部汪光焘部长在2006年“第二届国际智能绿色建筑与建筑节能大全暨新技术与新产品博览会”开幕式上要求：
新建建筑严格执行建筑节能设计标准，逐步推行既有建筑节能改造；国务院批准了《节能中长期专项规划》，明确了“十一五”期间建筑节能的发展目标和主要任务，主要是以政府机构节能运行管理和改造为突破口，带动既有公共建筑的节能运行管理和改造，研究技术政策和措施，总结可推广的改造经验和模式。
建筑节能工程是“十一五”期间国家十大节能工程之一，包括了进行低能耗、超低能耗建筑示范，增强技术储备，进行既有建筑节能改造城市级示范，进行可再生能源规模化应用于建筑的城市级示范，推进可再生能源与建筑节能配套技术研发、集成和规模化应用等。
《中华人民共和国节约能源法》自2008年4月1日起施行，其中建筑节能被列为单独的重要章节，节约能源法第四十条规定，国家鼓励在新建建筑和既有建筑节能改造中安装和使用太阳能等可再生能源利用系统。
2008年10月1日起施行的《民用建筑节能条例》第四条规定国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。
对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和热水供应等。
浙江省“十一五”节能专项规划中也明确指出：
要大力开展可再生能源技术应用示范，包括太阳能、空气源热泵、水源热泵、海水源热泵、地热能等可再生能源在建筑上的利用，推进建筑与可再生能源一体化进程。
酒店是公共建筑中的能耗大户和污染大户。
许多酒店至今还在使用破坏臭氧层的制冷剂，还有相当数量的酒店，在洗涤、餐饮用水等方面超标排放，对环境造成了严重的影响。
根据可持续发展的理论，人类生存和发展不应在破坏后人生存、发展的基础上进行，也就是说，发展要有“节制”，充满“理性”，产品的产出不能以破坏后人环境质量为代价，况且能源储存是有限的，不可能无限地永远使用。
酒店的产品也是如此，它不仅要使目标群体满意，更要承担起企业的社会责任，这也是目标市场逐步走向消费理性化的必然要求。
因此，酒店行业的节能降耗，不仅对实现酒店个体的经济利益有重大作用，而且对行业和全社会的可持续发展意义深远。
1.2杭州气象参数
杭州市地处中北亚热带过渡区，温暖湿润，四季分明，光照充足，雨量丰沛。
一年中，随着冬、夏季风逆向转换，天气系统、控制气团和天气状况均会发生明显的季节性变化，形成春多雨、夏湿热、秋气爽、冬干冷的气候特征。
杭州市年平均气温15.3℃～17℃。
一年中，月平均气温以1月最低，一般3.0～5.0℃；以7月最高，月平均气温28.0～29.0℃。
春秋季为气温转换季节，其中4月回温最快，月平均气温比3月高6℃；秋季至初冬降温最快，10月、11月平均气温下降在5.5℃以上。
杭州市区极端最高气温39.9℃，极端最低气温为-9.6℃。
杭州市日平均气温稳定通过（≥）10℃的初、终日分别出现在3月下旬～4月初和11月中下旬，年平均日较差为7.9～11.0℃。
图1.1杭州市全年温度、湿度、辐射分布图
1.3酒店概况
马可波罗假日酒店是一家四星级商务酒店，位于杭州市繁华的商业街平海路38号，总面积1.8万平方米，外包面积400平方米，地下2层，地上18层。
酒店拥有各类客房190余间（套），拥有一楼左翼香都美食坊、二楼美佳日本料理、三楼四楼香都中餐厅、十七楼地中海阳光休闲吧（咖啡厅）等餐饮服务设施。
酒店会议中心拥有三楼香都宴会厅250平方米，135平方米的东方厅，78平方米的钱塘阁、45平方米的西湖厅等会议室以及多功能厅。
另外酒店配有商场、商务中心、美发中心、健身房、大型地下停车库等综合配套设施。
目前酒店冷热源采用两台溴化锂直燃机组以及配套的输送水泵，冷却塔等，提供全部的制冷和采暖的需要，同时，利用空调系统的溴化锂直燃机组，空调热水器可提供酒店生活热水的需要。
能源消耗主要是电和天然气。
马可波罗假日酒店近年来年耗能量约为800吨标煤，下表为近三年来具体的能耗情况。
表1.1近年来的能源消耗情况（不包括外包部分能耗）
时间
2006年
2007年
2008年
电（kWh）
1547927
1714489
1812931
天然气（m3）
450358
454355
441009
电折算标煤量（kgce）
190240
210711
222809
天然气折算标煤量（kgce）
598976
604292
586542
标煤量折合年总量（kgce）
805382
832373
825786
单位建筑面积耗电量（kWh/m2）
86.00
95.25
100.72
单位建筑面积用能量（kgce/m2）
44.74
46.24
45.88
注：
标煤折算系数：
水：
0.257kgce/t；电：
0.1229kgce/kWh；天然气：
1.33kgce/m3。
图1.22006-2008年分类能耗统计图
图1.32006-2008年煤量折合年总量比较图
从上表1.1和图1.2中可以看出，该酒店的用电量逐年增加，用水量变化较小，天然气用量在2006-2007年呈递增趋势，2008年为三年中最小值，估计是由于2008年初遭遇的罕见冰雪天气有关，使得入住率下降，从而导致天然气用量降低。
从图1.2中可以看出，2006年的耗能量最小，2007年的耗能量最大，增长率为3.4%，2008年的耗能量降低较少，下降率为0.8%。
通过上表2.2中资料统计分析：
2007年酒店单位面积耗电量约为：
1714489kWh/18000m2=95.2kWh/（m2.a），2008年酒店单位面积耗电量约为：
1822829kWh/18000m2=101.6kWh/（m2.a）。
对照《中国建筑节能年度发展研究报告--2009》一书中的表1-13各地各类公共建筑单位面积电耗估计值，可以看出，从电耗这一项来看，该酒店的能耗处于中等偏上水平，应该对其进行节能检测及分析，有针对性的进行节能改造。
各地各类公共建筑单位面积电耗估计值kWh/（m2.a）
地区
等级
办公
酒店
商场
学校
医院
其它
夏热冬冷
平均
49.5
51
56
37.5
54.5
47
高
150
180
180
90
150
90
中
60
60
60
40
60
50
低
30
30
40
30
40
40
全国
平均
45.9
48
51.6
35.8
52.3
44.1
1.4节能改造依据
（1）《公共建筑节能改造技术规范》JGJ176-2009
（2）《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001
（3）《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
（4）《浙江省公共建筑节能设计标准》DB33/1036-2007
（5）《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》
（6）《建筑节能工程施工质量验收规范》GB50411-2007
2、节能改造前情况和节能诊断
2.1围护结构
根据竣工图以及现场调查，本酒店围护结构未进行节能改造前的情况为：
屋面保温材料采用60mm厚挤塑聚苯板；外墙采用240mm粘土多孔砖，未做保温；1-3层大堂及餐厅外窗采用单层12mm普通透明玻璃，其余外窗采用铝合金单层6mm普通透明玻璃，窗帘内遮阳。
1、传热系数
根据建筑物各参数，通过PBECA节能设计分析软件进行计算，得出酒店传热系数如下：
屋面：
0.5W/（m2.K），《公共建筑节能设计标准》中规定，甲类建筑屋面传热系数限值应小于等于0.5W/（m2.K），因此，酒店屋面无需改造
外墙（包括非透明外墙）：
2.24，《公共建筑节能设计标准》中规定，甲类建筑外墙传热系数限值应小于等于0.7W/（m2.K），酒店外墙传热系数明显偏高，因此，酒店外墙需进行改造。
外窗（包括透明幕墙）：
表2.1酒店外窗传热系数
朝向
东
南
西
北
传热系数
6.5
6.47
6.43
6.5
2、遮阳系数：
表2.2酒店外窗遮阳系数
朝向
东
南
西
北
遮阳系数
0.93
0.92
0.91
0.93
3、窗墙比
表2.3全楼外窗、外墙面积汇总表
朝向
外窗（m2）
外墙（m2）
窗墙比
东
339.31
3012.47
0.11
南
767.13
1471.51
0.52
西
1281.69
2720.76
0.47
北
73.95
1368.99
0.05
合计
2462.09
8573.74
0.29
根据公共技术节能改造技术规程4.2.3中规定：
非严寒地区，除北向外，外窗或透明幕墙的综合遮阳系数大于0.60时，宜对外窗、透明幕墙进行节能改造。
而酒店四面外窗遮阳系数均为0.92左右，因此，需对其进行改造。
2.2采暖通风空调及生活热水系统
根据竣工图和现场调查，了解到目前酒店冷热源采用位于4层的2台溴化锂直燃机组以及配套的输送水泵，提供全部制冷、制热、制生活热水需要，2台溴化锂直燃机于2005年8月进行了改造，机组消耗的能源由轻质柴油改造为天然气。
酒店采用风机盘管来分散控制各区域的温湿度。
根据系统设置情况，对下列项目进行选择性节能诊断：
1、室内温度、湿度
采用testo175-T1温度自记仪与多参数通风表/9555A对几个典型房间进行抽查，结果如下表2.4所示
表2.4酒店夏季室内温湿度
房间
温度
湿度
测点一
测点二
均值
测点一
测点二
均值
508
23.2
23.3
23.3
68.2
68.2
68.2
509
22.9
22.8
22.9
67.5
67.7
67.6
603
22.3
22.5
22.4
66.2
66.8
66.5
608
21.4
21.8
21.6
65.8
66.1
66.0
1012
23.5
22.8
23.3
69.5
69.1
69.3
1016
23.1
22.5
22.8
65.9
65.4
65.7
2、冷水机组实际性能系数：
1）机组冷冻水流量：
检测仪器：
超声波流量计/DTFX1020PX-AK
检测值：
表2.5机组冷冻水实际流量
机组编号
流量（m3/h）
流量（m3/h）
流量（m3/h）
平均值（m3/h）
铭牌值（m3/h）
1#
140.15
140.23
139.89
140.09
150
2#
145.33
146.21
145.57
145.37
150
2）供回水温度：
表2.6机组冷冻水供回水温度
机组一（℃）
机组二（℃）
供水温度
8.45
8.15℃
回水温度
12.5
12.3℃
3）燃气耗值：
机组一：
52m3/h
机组二：
53m3/h
4）配电功率
检测仪器：
钳式电力计3169-20
检测值：
表2.7机组实际配电功率
机组编号
功率
功率
功率
平均值
1#
5.15
5.16
5.15
5.15
2#
5.33
5.32
5.35
5.33
计算公式及结果：
直燃机的性能系数为：
制冷量（供热量）/[加热源消耗量（以低位热值计）+电力消耗量（折算成一次能）]
制冷量Q=4.187V△T
式中：
Q—机组实际制冷量
V—冷冻水质量流量
△T—冷冻水供回水温差
机组一：
Q=4.187V△T
=4.187×103J/kg×37.4kg/s×4.05℃
=620800w=620.8kw
机组一运行一小时耗气量约为42m3，其热值按8500kcal/m3计算，因此，该机组一小时消耗热值为35.7×104kcal，可换算成415.1kwh。
机组cop值为620.8kw/（516.8kw+5.15kw）=1.17
同理，机组二机组cop值为：
605.3kw/（516.8kw+5.33kw）=1.09
《公共建筑节能改造技术规范》（JGJ176—2009）中第4.3.5规定：
当溴化锂吸收式直燃冷水机组实际性能系数（COP）小于1.0，且机组改造或更换的静态投资回收期小于或等于8年时，宜进行相应的改造或更换。
马克波罗假日酒店空调系统中，冷水机组的COP值均大于1.0，不需要改造。
3、水系统供回水温差：
表2.8水系统供回水温差
供水温度℃
回水温度℃
温差℃
系统一
冷冻水
8.45
12.5
4.05
冷却水
30.5
33
4.5
系统二
冷冻水
8.15
12.3
4.15
冷却水
30
35
5
另外，根据对酒店空调管理人员的调查了解，全年系统冷却水与冷冻水供回水温差基本上处于4到5度之间。
《公共建筑节能改造技术规范》（JGJ176—2009）中第4.3.10规定：
当空调水系统实际供回水温差小于设计值40%的时间超过总运行时间的15%时，宜对空调水系统进行相应的调节或改造。
该系统冷冻水设计温差为5℃，冷却水设计温差5.5℃。
因此，仅从温差这项来看，水系统无需改造。
4、水泵效率：
整个空调系统分共有两台主机，每台主机各与一台冷却水泵和一台冷冻水泵相连，其额定参数如下：
表2.9各水泵额定参数
额定流量m3/h
额定功率kw
扬程m
1#
2#
1#
2#
1#
2#
冷却水泵
358
358
22
22
17
17
冷冻水泵
160
160
22
22
32
32
通过现场调查与测试，各水泵实际参数如下：
表2.10各水泵运行时实际参数
实际流量m3/h
实际功率kw
实际扬程m
1#
2#
1#
2#
1#
2#
冷却水泵
180.17
178.23
16.3
18.5
16.5
16.7
冷冻水泵
140.09
145.37
18.7
19.7
30.8
31.1
在该状态下水泵运行效率为：
η=Pe/P×100%=ρg QH/P×100%
式中：
η—水泵运行效率
Pe—水泵有效功率
P—水泵输入功率
ρ—流体密度
Q—水泵流量
H—扬程
将表中数据代入式中得到各水泵效率为：
表2.11水泵实际效率
冷却水泵
冷冻水泵
1#
2#
1#
2#
实际运行效率%
50.7
44.7
64.5
63.5
铭牌效率%
80
80
80
80
《公共建筑节能改造技术规范》（JGJ176—2009）中第4.3.9条中规定：
水泵的实际运行效率低于铭牌值的80%时，应对水泵进行相应的调节或改造。
对照上表数据，应对水泵进行改造。
5、水系统补水率：
酒店冷却水系统水流量为360m3/h，冷却塔每天补水量为20吨左右，折合为0.9m3/h，因此，冷却塔补水率为0.2％。
6、其他
能量回收装置效率：
酒店目前未采用能量回收装置。
冷却塔性能：
冷却塔性能良好，进出口温差为4.5℃
管道保温性能：
经现场查看，酒店管道物破损，保温良好。
图2.1机组流量检测图2.2室内温湿度检测
2.3供配电系统
配电系统容量诊断：
马可波罗酒店由10kV高压双回路供电，高压电缆入酒店，630kVA干式变压器2台。
据统计2005年到2008年酒店的年总用电量在200万kWh到260万kWh（包括酒店外包部分），以年总用电量230万kWh计算：
容量：
Q＝2300000/24/365/0.7kVA＝375kVA。
负载率：
η＝375kVA/630kVA＝59.5％
变压器的负载率η处于50％－60%的最佳负载率区域，且变压器平均负载率高于30％，配电系统容量符合系统要求，同时配电系统也能满足更换的用电设备功率、配电回路，系统配电柜（箱）满足系统要求，根据《公共建筑节能改造技术规范》（JGJ176—2009）中第4.4.1规定，系统配电系统无需改造。
供电线路老化诊断：
马可波罗酒店于2001年正式营业，电缆工作时间不足10年（建筑内配电用电线电缆的正常使用寿命一般为30年），现场检查电缆绝缘护套完好，符合系统要求，无需改造。
用电电能质量诊断：
对酒店用电设备进行现场调查和分析，对可能出现电能质量问题的部位进行测试，用电电压偏差在4.7％～－2.2％（规定在7％～－7％），电压不平衡度为0.9％（规定值≤2％），用电设备产生的电压总谐波畸变率是1.5％（规定值≤5％），电压波动值为0.8％（规定值≤2.5％）,电压闪变值0.2％（规定值≤0.6％）。
根据现场调查和测试，酒店用电电能质量均达到国家规定的要求，无需改造。
2.4照明系统
1.照度与照明功率密度值：
酒店各房间与功能区主要采用白炽灯进行照明，：
对宾馆的各个功能区进行检测；得出平均值如下
表2.12宾馆各功能区平均照度与功率密度
房间或场所
平均照度（lx）
功率密度值（W/m2）
客
房
一般活动区
101
15.5
床头
175
写字台
386
卫生间
176
中餐厅
216
12.2
门厅
330
13.8
休息厅
216
12.4
走廊
98
4.8
多功能厅
348
24.5
酒店各功能区照度值达到《建筑照明设计标准》中规定限值，但是客房，多功能厅等区域照明功率密度超过标准中规定的限值，另外，酒店公共照明未采用定时控制，公共区经常出现长明灯现象，根据《公共建筑节能改造技术规范》（JGJ176—2009）中第4.5.1、4.5.2规定，需对酒店照明系统进行改造。
2.5综合诊断和筛选
通过对酒店的围护结构热工性能、采暖通风空调及生活热水供应系统、配电与照明系统的分项诊断和酒店整体能耗的诊断，建议酒店进行节能改造的项目如下：
1.围护结构热工性能节能改造
2.空调输配系统及生活热水供应系统的节能改造
3.监测与控制系统节能改造
4.酒店照明系统节能改造
3、外围护结构节能改造
3.1外墙
酒店对外墙的改造主要是采用节能隔热涂料，其节能原理如下：
1、太阳光照射下目标受热分析：
表3.1太阳光热能分布
太阳光谱
波长/μm
所占热能比例，%
紫外光
＜0.3
5
可见光
0.3～0.76
45
近红光
0.76～1.35
45
其它
5
大气窗口：
大气中水、二氧化碳主要吸收两个窗口（λ＝3～5μm，λ＝8～13.5μm）之外的太阳光能量。
因此，户外目标主要接收两方面的辐射能量。
一是太阳光通过大气窗口的直射热量Q1，二是大气层透射的太阳光热能Q2。
这里，忽略了周围物体与目标的热能交换。
即：
目标吸收热量：
Q吸＝Q1＋Q2
目标放出热量：
Q放＝QR＋Qε
式中：
QR——目标热反射热量（主要在可见光及近红外波段）；
Qε——目标辐射热量（主要在λ＝8～13.5μm波段）。
目标降温条件：
目标与环境热能交换出现净亏损，即：
吸收太阳光能量Qε吸＜失去的热能Qε放。
2、涂料设计原则
据上述分析，确定涂料设计原则如下：
（1）可见光及红外波段（λ＝0.3～1.35μm），反射率越大越好，以便尽可能把太阳光中绝大部分热能反射掉。
（2）在大气窗口，尤其是在λ＝8～13.5μm范围内，发射率越大越好，以便尽可能把涂层及基体吸收的可见光、红外光及紫外光能，以红外辐射方式，通过大气窗口，发射到大气外层的绝对零度区，达到令目标降温的目的。
（3）涂料导热系数应尽可能低，以有效阻隔太阳热能传递，达到令目标降温目的。
（4）涂料应具备优良的防腐蚀功能。
3、改造情况
酒店预计采用太空节能反射隔热保温涂料
该涂料为骨白色，具有高效、薄层、隔热节能、装饰防水于一体的新型太空节能反射隔热保温涂料。
涂料选用了具有优异耐热、耐候性、耐腐蚀和防水性能，采用纳米陶瓷空心颗粒为填料，附以二氧化钛作为反射材料，由纳米中空陶粒多组合排列制得的涂膜构成的，它对400--1800nm范围的可见光和近红外区的太阳热进行高反射，同时在涂膜中引入导热系数极低的空气微孔层来隔绝热能的传递。
这样通过强化反射太阳热和对流传递的显著阻抗性，能有效地降低辐射传热和对流传热，从而降低物体表面的热平衡温度，绝热等级达到R-30.1，热反射率为90%，导热系数为0.046W/m.K，能有效抑制太阳和红外线的辐射热，隔热抑制效率可达90％左右，在露天阳光下可使受辐射表面温度下降30%以上，温度最大下降幅度可达20℃以上。
该涂料价格为80元/kg，每公斤涂料大约能刷3.5m2的墙面，马可波罗酒店外面面积约为8570m2，所需材料费用为195800元，另外加上施工费用等，总投资约为20万元。
该项工程预计在12月份完成。
3.2外窗
在既有建筑外围护结构中，门窗面积约占30%左右，能耗损失占建筑外围护结构热损失的40%～5
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