2020年9月，我国明确提出要在2030年实现“碳达峰”以及在2060年实现“碳中和”的目标。
经过几十年高速的城镇化建设发展，目前我国建筑行业运行阶段的碳排放（含直接碳排放和间接碳排放）约为21亿吨二氧化碳，占全国总量的20%左右。
其中，商业建筑的能耗明显高于住宅类建筑。因此，商业地产建筑在运营期的低碳策略，成为了颇受关注的现实问题。
此次，我将结合2017-2021年，香港太古广场二期项目，如何通过设备“再调适”实现节能2,900,000kWh，约占年度能耗19%的案例，介绍商业地产运营期的降碳实践。
01
碳中和议题下的“建筑再调适”
首先要指出的是，作为面向公众开放的经营性场所，可持续的低碳运营，并不是“应省尽省”不顾一切的节能，而是建立在适宜舒适度基础上的能效最大化，这就凸显了“建筑再调适”的价值和意义。
建筑调适，是保证建筑系统节能和优化运行的重要环节。它指的是通过设计、施工、验收和运行维护阶段的全过程监督和管理，保证建筑能够按照设计和用户的要求，实现安全、高效的运行和控制。
简单地说，就是在项目建成到开业的过程中，通过监管优化，让实际运行值，达到当初的设计理论值。
电气设备调适| 来源：网络
而建筑再调适，指的是根据建筑实际使用情况，再次对相关设备系统进行诊断、调整和完善；在确保建筑舒适性的基础上，提高系统能效，减少能源消耗的调适活动。
换言之，就是在项目运营一段时间后，通过监管优化，让实际运行值，符合真实的运行需求。
02
太古广场二期的再调适流程
太古广场二期 | 来源：网络
太古广场二期位于香港港铁金钟站上盖，包括甲级27层办公楼及购物商场，总面积约11.3万平米。
该项目于1988年动工，1991年落成，距今已有30年历史，因此，建筑内部优化成为了当下的重要议题。
由于再调适建立在项目运行的实际基础之上，因此，在设计方案之前，需要 “诊断”的过程，其中首先，也是最重要的一点，是能耗及运行数据收集。
太古广场二期内安装了约250只计量表，涵盖了建筑约95%的系统电耗，并根据空调水侧、空调风侧、照明及小动力、电梯及扶梯，以及其他设备进行了分类，记录各自对应的能耗数据。
太古广场二期用电量分类 | 来源：太古地产
此外，太古地产还通过BMS收集系统每15分钟的运行数据，包括供回水温度、阀门开度、风扇运行频率等其他参数，将之存储在SQL数据库中。
数据收集完成之后的分析，有助于导向下列三项工作：
一是将能源顾问系统上的电费单相关数据与计量表上的数据相对比，校验数据的准确性。
二是根据数据，针对性地提出节能策略，并配合现场进行的模拟测试，提供调整反馈。
三则是在上述的基础上，制定在线监测指标，来监测和维持系统效率。
在太古广场的数据分析过程中，发现空调水系统和空调风系统能耗占据了大头，是再调适计划的重点。下面两个例子，将进一步解析太古的实操做法。
03
空调水系统再调适实例
对于以水作为冷媒的项目来说，空调水系统的运转效率直接影响整个项目的制冷与采暖功效。
制冷机房 | 来源：网络
太古以测量系统的EER（Energy Efficiency Ratio，能效比），作为设备运转的评价指标，对空调水系统进行再调适。EER是冷却能力与功率的比率，该数值越大，代表着空调系统的运行效率越高。
在对EER进行测量后，将实测值与目标值进行对比，如果未能达到期望，则逐步向下，对各个系统、直至各个设备做进一步检查。
空调水系统再调适流程 | 来源：太古地产
以冷冻水泵运行优化为例，太古集团设定了一个指标：冷冻水泵年输配系数（WTF），其定义为输配系数=冷量/水泵电耗。在提供相同冷量的前提下，输配系数越高，意味着水泵电耗越低。
与常规理解不同，在太古广场二期的测试实践中，项目团队发现，增开一台水泵，反而有助于节能。具体措施是：
增开一台水泵使所有水泵以较低速运行；
调节水泵转速减少旁通流量；
随着流量降低，增加系统末端调节阀的开度，让系统整体压头下降。
如下图所示，通过将水泵从2台增加到3台，并将转速从高速调节为到低速，能够有效降低整体压头，获得较高的输配系数，从而降低整体耗电量。
通过增开水泵使得系统整体压头下降 | 来源：太古地产
具体两种方案的运行参数如下表所示。
并联泵低速运行对比 (实测运行数据) | 来源：太古地产
调适结果显示，多个并联泵的低速运行，能将冷冻水泵年输配系数（WTF）由43.6提高到48.8，在实际运行中能节约大概27.2%的能耗。
04
空调风系统再调适实例
夏天的空调舒适度和能耗如何兼得，是令业主和租户都十分头疼的事。尤其是理论的冷量负荷设计值，与实际运营中的状况出现差异，就会导致局部过冷或者过热的问题。
空调风系统再调适流程 | 来源：太古地产
为了解决这个问题，太古同样采取了一整套自上而下的系统性方法。
首先是分析系统供风温度与回风温度的关系，再检查变风量箱（VAV box）的开关设置是否符合要求，并判断是否存在过冷现象。
在对空调风系统进行检测时发现：25%的VAV覆盖区域处于过冷状态，然而这些区域中，90%的VAV设备已将其风量调节至最低设定值。
因此，太古判断其源头的空调机组的压力设定值是偏高的。
室内过冷时VAV状态分布 | 来源：太古地产
通过调低AHU（空调机组）压力设定值及重置VAV（变风量）最低风量设定值，可以有效地降低相应能耗。
AHU压力设定值 | 来源：太古地产
但是风系统与水系统不一样的地方在于，对风系统进行调整时，需要考虑到项目内部使用者的舒适度。
太古广场二期写字楼 | 来源：太古官网
因此，太古地产在调适过程中，引入了两个新的指标：温度和二氧化碳浓度，在对压力设定值进行变动的同时，观察上述指标是否会产生显著变化，作为评价的重要因素。
实践证明，作为后，在调整压差之后，回风温度和二氧化碳浓度没有很大的变化，但是空调机组的功率在降低。
AHU测试 | 来源：太古地产
这就意味着，通过调低空调机组压力设定值、VAV的最低风量设定值，以及针对不同区域合理控制VAV的出风量，可在维持室内舒适性的同时减少风机电耗，避免过冷现象的发生。
05
AI技术在节能中的应用
上述措施，使得太古广场二期在运行30年后，达到了出色的ERR等级（>=5.0）。
美国暖通空调协会ERR能效标尺 | 来源：太古地产
而为了追求可持续的维护与优化，太古地产还引入了数字化平台和AI人工智能，进行进一步的在线监测。
该数字化平台是一个可提供多区域、实时、准确、可实施洞察的集中数字化平台。并能够通过记录、对比与后台计算，监测与报告更为复杂的指标。
太古地产能耗数字化平台 | 来源：太古地产
其中一个监测实例，就是上文提到的冷冻水泵年输配系数WTF指标，当WTF指标低于指标值时，系统即会会发出预警，提示物业人员要到现场检查系统运作。
同时，为了避免传感器的偏差影响系统控制及数据分析，太古建立了一套自动校验传感器准确性的办法。
以单台冷机回水温度为例，通过在主管与单台冷机分别设置传感器，将主管的回水温度与单台冷机的相关数据进行对比，系统计算发现异常后就会自动提示，从而可以避免传感器人工校核频率不足，导致数据偏移的情况。
回水温度对比 | 来源：太古地产
除了对已实施维护的设备进行运行效率和节能效果评估之外，该平台还具有人工智能逻辑诊断模型。
通过该AI常规逻辑诊断模型，可以检测出低效率的运行设备，并基于其专家系统的建议，为对应问题生成节能解决方案。
太古地产AI逻辑诊断模型 | 来源：太古地产
06
太古广场二期再调适成果
通过以上的案例回顾，我们可以看到太古地产在项目运营期再调适过程中的思路和方法论：
首先是定义指标；
根据指标做好能耗及运行数据的采集；
接着对系统和设备进行由大到小的分析；
动态测试节能策略并形成实施方案；
方案实施兼顾节能与舒适；
通过AI技术进行持续监测和效率维持。
除了上文提到的措施外，太古广场二期还实行了优化制冷机组运行（提高机组效率）、优化冷冻水送水温度及流量（提升送水温度，使用温差控制）、冷却泵加装变频装置、优化新风量、更换直流无刷风机等策略。
这些详细的再调适策略也帮助太古广场二期获得了“ASHRAE 2021技术奖-商业建筑-既有建筑调试类别”的第一名。
ASHRAE 2021技术奖 | 来源：太古地产
目前为止，太古广场已三度以“铂金级”的成绩，通过建筑环境评估法（BEAM）及香港绿色建筑认证体系（BEAM Plus）认证。
太古广场购物中心 | 来源：太古官网
而作为太古广场的业主和运营方，太古地产一直倡导并奉行负责任的发展理念，并以“到2030年成为可持续发展表现领先全球同业的发展商”为愿景，在绿色低碳实践方面，采取了大量研究与实践。
如今，“降碳减排”已经成为购物中心长远发展的一个新命题，而随着近年来能源价格的持续上涨，极大可能会逐步影响到终端电力价格，届时，能耗的价值将进一步显现。
期待越来越多的商场运营方能够加入绿色低碳的发展中来，共同创造更美好、更可持续的明天！
——THE END——
