Nghiên cứu mô hình nhà hiệu quả năng lượng ứng dụng cho khu vực toà nhà cao tầng ở việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.92 MB, 120 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------LÊ NGUYỄN CHÍ TOẢN
NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH TOÀ NHÀ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG
ỨNG DỤNG CHO KHU VỰC TÒA NHÀ CAO TẦNG Ở VIỆT
NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH : CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS. TS. PHẠM HOÀNG LƯƠNG
HÀ NỘI – 2009
BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
***
LỜI CAM ĐOAN
Luận văn thạc sỹ này do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của
Thầy giáo PGS. TS. Phạm Hoàng Lương. Để hoàn thành bản luận văn này, ngoài
các tài liệu tham khảo đã liệt kê, tôi cam đoan không sao chép các công trình hoặc
thiết kế tốt nghiệp của người khác.
Hà Nội, ngày …. tháng năm 2009
(Ký và ghi rõ họ tên)
Lê Nguyễn Chí Toản
LỜI CẢM ƠN
Trước hết tôi vô cùng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo PGS. TS. Phạm Hoàng
Lương – là người đã trực tiếp dành nhiều thời gian tận tình hướng dẫn, cung cấp
những thông tin quý báu giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Công ty Cổ Phần Đầu Tư
Thương Mại và Dịch vụ Kỹ Thuật, nơi tôi đang công tác, đã tạo nhiều điều kiện
giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện bản luận văn này.
Sau cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thân cùng bạn bè đồng nghiệp,
những người luôn cổ vũ động viên tôi hoàn thiện bản luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2009
Lê Nguyễn Chí Toản
i
MỤC LỤC
Trang Phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục các kí hiệu, chữ viết tắt
Danh mục các bảng biểu hình vẽ
CHƯƠNG 1 .......................................................................................................1
GIỚI THIỆU CHUNG ......................................................................................1
1.1.Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài .......................................................1
1.2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài ...........................................................2
1.3. Mục tiêu của đề tài .....................................................................................3
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC TOÀ
NHÀ CAO TẦNG .............................................................................................4
2.1. Nghiên cứu, hoàn thiện mô hình quản lý năng lượng trong toà nhà. ........4
2.1.1. Quản lý năng lượng trong các toà nhà cao tầng. .....................................................................4
2.1.2. Mô hình quản lý năng lượng cho các toà nhà cao tầng.......................................................... 5
2.1.3. Trình tự các bước thiết lập mô hình quản lý năng lượng .....................................................13
2.2. Nghiên cứu và phân tích tình hình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả trong toà nhà. ............................................................................................16
2.2.1. Khảo sát, đánh giá hiện cung cấp và sử dụng năng lượng trong toà nhà cao tầng ở Việt
Nam.........................................................................................................................................................16
2.2.2. Nghiên cứu và phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho các hệ
thống điều hoà không khí và thông gió trong các toà nhà cao tầng / khách sạn. .........................18
2.2.2.1 Hiệu quả năng lượng của các hệ thống điều hòa không khí và thông gió. ..........34
2.2.2.2 Đánh giá hiệu suất COP của hệ thống điều hòa không khí ..............................................38
2.2.2.3 Những cơ hội tiết kiệm năng lượng khác nhau trong ứng dụng điều hoà không khí. ...41
2.2.2.4 Tích trữ lạnh trong ĐHKK .....................................................................................................45
ii
2.2.3.Nghiên cứu và phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho hệ
thống chiếu sáng trong các toà nhà cao tầng / khách sạn. ...............................................................50
2.2.3.1 Các cơ sở của hệ thống chiếu sáng văn phòng ....................................................................50
2.2.3.2 Các cơ hội tiết kiệm năng lượng trong chiếu sáng ..............................................................50
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TẠI
MỘT VÀI TÒA NHÀ CAO TẦNG/ KHÁCH SẠN Ở VIỆT NAM .............57
3.1. Khảo sát tại Khách sạn Majestic – Thành Phố Hồ Chí Minh .................. 57
3.1.1. Tổng quan về khách sạn Khách sạn Majestic – Thành Phố Hồ Chí Minh........................57
3.1.2. Tổng quan phần thiết bị sử dụng năng ....................................................................................60
3.1.2.1 Hệ thống Điều hòa không khí ................................................................................................60
3.1.2.2 Hệ thống chiếu sáng ................................................................................................................61
3.1.3 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng ..........................................................................................63
3.1.4. Công tác quản lý năng lượng và bảo dưỡng của khách sạn Majestic. ...............................65
3.1.4.1 Công tác quản lý năng lượng trong khách sạn ...................................................................65
3.1.4.2 Các biện pháp bảo dưỡng. ......................................................................................................67
3.1.4.3 Các chương trình đào tạo. .......................................................................................................67
3.1.5 Thông tin tiêu thụ năng lượng của tòa nhà ..............................................................................68
3.1.5 Nhận xét về QLNL và các giải pháp sử dụng NLTK&HQ đang được thực hiện.............70
3.2 Khảo sát tại Tòa nhà Petro Vietnam Towers .............................................71
3.2.1 Tổng quan về tòa nhà Petro Vietnam Towers ........................................................................71
3.2.2 Tổng quan về phần thiết bị sử dụng năng lượng ....................................................................74
3.2.2.1 Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) ................................................................................74
3.2.2.2. Hệ thống chiếu sáng. ..............................................................................................................76
3.2.3. Tổng lượng năng lượng tiết kiệm............................................................................................ 77
3.2.3.2. Hiệu quả từ việc đầu tư hệ thống chiếu sáng hiệu quả. .....................................................79
3.2.4 Công tác quản lý và bảo dưỡng của tòa nhà Petro Vietnam Towers ..................................80
3.2.4.1 Công tác quản lý năng lượng của tòa nhà. ...........................................................................80
3.2.4.2 Công tác bảo dưỡng thiết bị của tòa nhà. ..............................................................................81
3.2.4.3 Chương trình đào tạo ..............................................................................................................81
iii
3.2.5 Thông tin tiêu thụ năng lượng ...................................................................................................81
3.2.6 Nhận xét về QLNL và các giải pháp sử dụng NLTK&HQ đang được thực hiện 82
3.3 Khảo sát tại Tòa nhà Vincom City Towers................................................83
3.3.1 Tổng quan về tòa nhà Vincom City Towers. ..........................................................................83
3.3.2 Tổng quan về phần thiết bị sử dụng năng lượng.................................................................... 87
3.3.2.1 Hệ thống Điều hòa không khí ................................................................................................87
3.3.3.2Hệ thống điện chiếu sáng ........................................................................................................88
3.3.3Công tác quản lý và bảo dưỡng tòa nhà Vincom City Towers .............................................89
3.3.4 Thông tin tiêu thụ năng lượng 91
3.3.5Nhận xét về QLNL và các giải pháp sử dụng NLTK&HQ đang được thực hiện............. 92
CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
TRONG CÁC TÒA NHÀ CAO TẦNG ĐÃ KHẢO SÁT .............................93
4.1. Khái quát chung. ......................................................................................93
4.2. Xác định nguồn nhân lực, tài chính ......................................................... 94
4.3. Quy trình thiết lập mô hình quản lý năng lượng ......................................96
4.4. Giáo dục ý thức tiết kiệm năng lượng cho mọi người và cam kết đảm bảo
chất lượng môi trường không khí trong nhà .................................................104
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ CÁC ĐỀ XUẤT ..........................................106
5.1. Kết luận ..................................................................................................106
5.2. Đề xuất mở rộng phạm vi nghiên cứu ....................................................107
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................108
TÓM TẮT LUẬN VĂN
PHỤ LỤC
iv
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
QLNL
Quản lý năng lượng
TK&HQ
Tiết kiệm và hiệu quả
TKNL
Tiết kiệm năng lượng
TNCT
Toà nhà cao tầng
KTNL
Kiểm toán năng lượng
Cty DVTKNL
Công ty dịch vụ tiết kiệm năng lượng
ĐHKK
Điều hoà không khí
HT ĐHKK&TG
Hệ thống điều hoà không khí và thông gió
DOAS (Dedicated outdoor air system)
Hệ thống không khí ngoài trời
VAV (Variable Air Valve)
Van điều chỉnh không khí biến tần
VWV (Variable Water Valve)
Van điều chỉnh nước biến tần
VSD (Variable Speed Driver)
Điều khiển tốc độ biến tần
IBMS (Integrated Building Management
Hệ thống quản lý tòa nhà kiểu tích hợp
System)
NPV (Net Present Value)
Giá trị thuần hiện tại.
IRR (Internal Rate of Return)
Tỷ lệ hoàn vốn nội tại
v
Danh mục các hình vẽ dùng trong luận văn
Hình ,
Nội dung
đố thị
Trang
2.1
Sơ đồ tổ chức của một mô hình quản lý năng lượng
10
2.2
Sơ đồ các bước kiểm toán năng lượng sơ bộ
11
2.3
Sơ đồ các bước kiểm toán năng lượng chi tiết
12
2.4
Các bước tiến hành thiết lập mô hình QLNL
15
2.5
Dàn lạnh và dàn nóng máy điều hòa cục bộ
21
2.6
Sơ đồ nguyên lý – hệ thống VRV(VRF)
22
2.7
Dàn nóng hệ thống VRF(VRV) điển hình
22
2.8
Hình ảnh một số mặt dàn lạnh hệ VRV(VRF) điển hình
23
2.9
Sơ đồ nguyên lý kết nối ống gas hệ thống VRV(VRF
24
2.10
Sơ đồ nguyên lý kết nối điều khiển hệ VRV(VRF)
27
2.11
Hình ảnh máy lạnh giải nhiệt nước và giải nhiệt gió
30
2.12
Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy lạnh Chiller
31
2.13
Hình ảnh Bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt
32
2.14
Hình ảnh dàn trao đổi nhiệt (FCU) và Bộ xử lý không khí
33
(AHU)
2.15
Nguyên lý làm việc của hệ thống thông gió hồi nhiệt
34
2.16
Sơ đồ có tích trữ lạnh
48
2.17
Hệ thống tích trữ băng
49
2.18
Bộ trao đổi nhiệt của hệ thống tích trữ băng
49
vi
2.19
Sơ đồ nạp tải (tạo băng)
50
2.20
Sơ đồ xả tải (tan băng)
50
2.21
Sơ đồ hệ thống ITSS ở vòng đơn (quá trình bypass)
50
3.1
Biểu đồ thể hiện điện năng tiêu thụ theo tháng của năm
66
2005 đến 2007
3.2
Sơ đồ cấu trúc chức năng quản lý năng lượng của khách sạn
69
3.3
Biểu đồ thể hiện điện năng tiêu thụ theo tháng của năm 2007
82
3.4
Biều đồ thể hiện điện năng tiêu thụ theo tháng của năm 2007
91
4.1
Quy trình thực hiện một chương trình quản lý năng lượng
95
tòa nhà
4.2
Sơ đồ các bước tiến hành kiểm toán năng lượng sơ bộ tòa
97
nhà
4.3
Sơ đồ các bước tiến hành kiểm toán năng lượng chi tiết
tòa nhà
99
1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.
Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
Chúng ta thấy rằng năng lượng có vai trò rất quan trọng trong các hoạt động
kinh tế và đời sống. Đấy chính là động lực của các nghành kinh tế, là nhu cầu không
thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Nền kinh tế ngày càng phát triển, xã hội ngày
càng văn minh hiện đại thì các nhu cầu về sử dụng năng lượng cũng ngày càng lớn
hơn rất nhiều, trong đó tiêu thụ điện năng là một vấn đề rất lớn. Với sự phát triển
nhanh chóng của nền kinh tế thế giới và sự ra tăng dân số như hiện nay thì việc đáp
ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng trở nên khó khăn hơn rất nhiều khi các
nguồn nhiên liệu tự nhiên đang dần cạn kiệt, trong khi việc khai thác các nguồn
năng lượng tái sinh còn quá nhiều hạn chế.
Việt Nam là một trong số các quốc gia có nguồn tài nguyên năng lượng nghèo
nàn, song việc khai thác và sử dụng lại không tối ưu và có thể nói là hiện nay chúng
ta đang đứng trước ngưỡng cửa của thiếu năng lượng trầm trọng. Do đó, việc nâng
cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm năng lượng là vấn đề hết sức cấp bách và cần phải
được tiếp cận một cách toàn diện và khoa học. Việc sử dụng năng lượng còn quá
nhiều lãng phí do nhiều nguyên nhân khác nhau, dẫn đến làm tăng giá thành sản
phẩm và dẫn đến khả năng cạnh tranh về giá cả của sản phẩm rất hạn chế. Nhà nước
đang triển khai ban hành khung pháp lý cần thiết và chương trình mục tiêu quốc gia
về tiết kiệm năng lượng trong các lĩnh vực sản xuất, sinh hoạt, các toà nhà và một
số lĩnh vực kinh tế.
Tình trạng sử dụng năng lượng chưa hiệu quả đang diễn ra đồng đều ở khắp
các ngành công nghiệp. Cụ thể đối với ngành công nghiệp xi măng, nông nghiệp có
thể tiết kiệm 50% mức tiêu hao năng lượng hiện tại nếu ứng dụng giải pháp TKNL
hoặc đổi mới công nghệ sản xuất; kế đến công nghiệp gốm sứ 35%; công nghiệp dệt
may 30%; tòa nhà thương mại 25%; chế biến thực phẩm và công nghiệp thép 20%;
cuối cùng là cấp thoát nước 15%. [1]
2
Tại Việt Nam năng lượng tiêu thụ cho khu vực các toà nhà, đặc biệt các công
trình nhà ở và công cộng cao tầng chiếm khoảng 23 - 24% (năm 1994) trên tổng số
năng lượng tiêu dùng quốc gia. Tỷ lệ này đã tăng lên trong thập niên vừa qua, khi
các đô thị đặc biệt, loại 1 và 2 đã phát triển nhanh chóng và nguồn vốn đầu tư nước
ngoài đã gia tăng một cách đáng kể. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, tại nhiều nước
phát triển, khi tỷ lệ cơ cấu kinh tế thay đổi, tỷ lệ dịch vụ tăng lên trên 40 – 50%, thì
tỷ lệ năng lượng sử dụng trong các toà nhà sẽ chiếm từ 35 – 40% tổng năng lượng
tiêu dùng. Để đáp ứng được các mục tiêu phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng
khá cao cũng như công cuộc công nghiệp hoá-hiện đại hoá đất nước, nhu cầu năng
lượng vì vậy cũng tăng trưởng với tốc độ cao trên 10%/năm, đặc biệt nhu cầu điện
tăng rất cao 15-20%/năm, tạo ra áp lực lớn đối với nguồn cung cấp điện. Làm thế
nào để có thể thỏa mãn các nhu cầu về năng lượng của hiện tại mà không ảnh hưởng
tới phát triển trong tương lai đang là vấn đề cấp thiết của hầu hết các nước đang
phát triển như Việt Nam. [2]
. Do vậy, tiết kiệm năng lượng được coi là mục tiêu quan trọng hàng đầu và
cũng là giải pháp hữu hiệu cho vấn đề năng lượng trong tương lai. Việc sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được chứng minh là biện pháp rẻ hơn trong
nhiều trường hợp, một ví dụ đơn giản chi phí bỏ ra để tiết kiệm được 1 kWh điện
năng ít hơn nhiều so với chi phí đầu tư để sản xuất ra 1 kWh trong các nhà máy điện
1.2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Các số liệu khảo sát gần đây cho thấy: đối với một hệ thống khách sạn 3 sao
trở lên, chi phí điện năng cung cấp cho bình nóng lạnh chiếm khoảng 30% tổng tiêu
hao điện năng của toàn khách sạn, 50 % cho hệ thống điều hoà không khí trung tâm
và khoảng 20% lượng tiêu thụ còn lại là cho ánh sáng.[2]
Với số lượng khách sạn 3 sao ước tính tại Việt nam là vào khoảng 230, việc sử
dụng năng lượng kém hiệu quả đã và đang gây ra một gách nặng lớn cho các nhà
đầu tư trong lĩnh vực này. Do vậy, cần thiết phải nghiên cứu và xây dựng các mô
hình và hệ thống - thiết bị năng lượng với các giải pháp tổng hợp sau đây:
3
Tiết kiệm điện năng trong hệ thống điều hoà không khí.
Tiết kiệm điện cho các loại động cơ bơm-quạt-máy nén.
Tiết kiệm điện trong chiếu sáng.
Nghiên cứu và ứng dụng hệ thống đun nóng nước bằng năng lượng mặt trời
kết hợp với cấp nhiệt trung tâm cho tòa nhà.
Từ các yếu tố đó tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu mô hình tòa nhà
hiệu quả năng lượng. Ứng dụng cho khu vực tòa nhà cao tầng ở Việt Nam”,
nhằm mục đích nghiên cứu và đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm
hiệu quả, giảm ô nhiễm môi trường trong các tòa nhà cao tầng và khách sạn ở Việt
Nam bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và từ phương pháp nghiên cứu lý
thuyết đó ứng dụng thực nghiệm cụ thể tại một vài cơ sở điển hình.
1.3. Mục tiêu của đề tài
Với mục đích đề xuất, nghiên cứu phân tích về thực trạng và phương án giải
quyết áp dụng để sử dụng năng lượng được tiết kiệm hiệu quả và bảo vệ môi trường
đối với các TNCT, luận văn này gồm các mục tiêu chủ yếu sau:
Nghiên cứu, hoàn thiện mô hình quản lý năng lượng trong toà nhà.
Khảo sát, đánh giá hiện trạng cung cấp và sử dụng năng lượng trong toà
nhà cao tầng ở Việt Nam.
Nghiên cứu và phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả cho các hệ thống điều hòa và thông gió trong các tòa nhà cao tầng / khách sạn.
Nghiên cứu và phân tích các cơ hội sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả cho hệ thống chiếu sáng trong các tòa nhà cao tầng / khách sạn.
Khảo sát thực tế tại một vài toà nhà cao tầng/ khách sạn ở Việt Nam để
nhận dạng và đề xuất các giải pháp tiết kiệm hiệu quả năng lượng thông qua công
tác quản lý hoặc kỹ thuật.
4
CHƯƠNG 2
MÔ HÌNH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC TOÀ NHÀ CAO TẦNG
2.1.
Nghiên cứu, hoàn thiện mô hình quản lý năng lượng trong toà nhà.
2.1.1. Quản lý năng lượng trong các toà nhà cao tầng.
Một quy luật chung mà chúng ta không là ngoại lệ đó là khi xã hội phát triển
thì nhu cầu của con người cần có sự tiện nghi thoải mái trong cuộc sống, mà nhu
cầu đó sẽ ngày càng đòi hỏi cao hơn và nó là sự luỹ tiến của xã hội phát triển. Sống
và làm việc trong môi trường hiện đại, đầy đủ tiện nghi, thoải mái là điều kiện cần
và đủ mà mọi người mong muốn có được. Do vậy, ngày nay các toà nhà công sở
cũng như các cao ốc ngày càng được xây dựng rất nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu
cuộc sống cũng như môi trường làm việc tiện nghi của con người. Bên cạnh sự tiện
nghi, thoải mái, vấn đề lớn đặt ra cho chúng ta là chi phí năng lượng phải trả cũng
ngày một tăng. Ở góc độ khác, khi chúng ta sử dụng nhiều năng lượng thì lượng khí
nhà kính phát thải ra môi trường cũng gia tăng cao dẫn tới tác hại đến môi trường.
Vì vậy, để đảm bảo tiện nghi trong quá trình làm việc nhưng với chi phí năng lượng
ở mức thấp nhất và hạn chế tối đa các tác động đến môi trường, việc sử dụng năng
lượng TK & HQ trong các toà nhà là rất cần thiết.
Nhu cầu sử dụng năng lượng trong các công trình phụ thuộc các yếu tố khí hậu
(nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ gió, số lần trao đổi không khí trong một đơn vị
thời gian, cường độ bức xạ và trực xạ của mặt trời, cường độ và độ rọi của ánh sáng
tự nhiên...), với sự tiến bộ của khoa học công nghệ xây dựng và yêu cầu nâng cao
chất lượng cuộc sống, khái niệm Công trình có hiệu suất năng lượng được sử dụng
để mô tả các công trình xây dựng, các toà nhà được quy hoạch, thiết kế, thi công và
trang thiết bị nội ngoại thất và vận hành hợp lý, sử dụng TKNL mà vẫn đảm bảo
những yêu cầu về tiện nghi sử dụng và các chức năng hoạt động theo yêu cầu. Mặt
khác không gian kiến trúc và hoạt động của công trình hoà hợp và không ảnh hưởng
tới hệ sinh thái môi trường chung quanh.
5
- Hệ thống quản lý năng lượng trong các tòa nhà cao tầng.
Khái niệm: Hệ thống QLNL trong một toà nhà gồm có: cơ cấu nhân sự được
tổ chức theo một mô hình quản lý nhất định, trong đó thể hiện rõ chức năng, nhiệm
vụ của mỗi bộ phận cũng như của từng thành viên; quy trình và các công cụ thực
hiện việc theo dõi, thống kê, thiết lập các mục tiêu TKNL cho toà nhà và kế hoạch
thực hiện mục tiêu, đánh giá kết quả đạt được.
- Thực trạng về công tác quản lý năng lượng trong các tòa nhà cao tầng.
Thực trạng có hay không một hệ thống QLNL trong các TNCT ở Việt Nam.
Hiện tại, trong phần lớn tòa nhà cao tầng chưa có nhân sự riêng cho QLNL và các
chính sách về năng lượng. Việc QLNL chưa được chú trọng, thông thường mỗi toà
nhà chỉ có một người phụ trách kỹ thuật, người phụ trách kỹ thuật này thường chỉ
chịu trách nhiệm quản lý về thiết bị, sửa chữa bảo dưỡng bảo trì thiết bị chứ chưa có
những biện pháp để QLNL. Điều này hoàn toàn khác với chức năng nhiệm vụ của
người QLNL.
Để thiết lập việc QLNL hiệu quả trong mỗi tổ chức, các tổ chức phải bắt đầu
từ trên xuống dưới, từ giám đốc đến người công nhân của tổ chức. Bộ máy hoạt
động và chính sách của mỗi tổ chức là những yếu tố hết sức quan trọng cho việc
thực hiện các hoạt động QLNL hiệu quả và là những nhân tố quan trọng cho sự
thành công của quá trình QLNL. Một phần quan trọng nữa đó là người QLNL,
người sẽ điều khiển tất cả các cơ chế để có những kết quả tốt nhất. Khi có một bộ
máy và chính sách tốt người QLNL sẽ có thể đạt được các mục tiêu QLNL thông
qua QLNL hiệu quả, thực hiện các công nghệ thích hợp và một hệ thống bảo dưỡng
bảo trì bền vững.
2.1.2. Mô hình quản lý năng lượng cho các toà nhà cao tầng[3]
Trong một toà nhà, các thành phần sử dụng năng lượng bao gồm các hệ thống
thiết bị: ĐHKK, chiếu sáng, thiết bị văn phòng, thang máy, và các thiết bị phụ trợ
khác như bơm nước, thông gió...Tỷ lệ sử dụng năng lượng của các thành phần trên
so với tổng năng lượng sử dụng cho toàn toà nhà sẽ khác nhau đối với mỗi loại toà
6
nhà. Tuy nhiên, thông thường cơ cấu sử dụng năng lượng điện của một TNCT bao
gồm: 40-60% năng lượng tiêu tốn cho hệ thống ĐHKK, hệ thống chiếu sáng chiếm
khoảng 15-20%, các thiết bị văn phòng chiếm 10-15%, phần còn lại dành cho các
thiết bị phụ trợ khác. Vì vậy, làm thế nào để giảm tiêu thụ năng lượng đầu vào của
các thành phần tiêu thụ năng lượng chính này mà vẫn đạt được một năng lượng hữu
ích tại đầu ra, đảm bảo tiện nghi sử dụng năng lượng trong toà nhà thì cần phải có
một mô hình QLNL phù hợp để thực hiện việc quản lý tiêu thụ năng lượng trong
các toà nhà một cách hiệu quả và tiết kiệm nhất.
Hiện nay, ở Việt Nam cũng đã có một số chương trình, dự án về tiết kiệm,
nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho các toà nhà. Tuy nhiên, các chương
trình, dự án này ít được phổ biến, thiếu sự hướng dẫn cần thiết, các biện pháp áp
dụng TKNL chưa được đề xuất một cách có hệ thống và toàn diện, cũng như chưa
đánh giá được tính khả thi của các biện pháp đó.
Do vậy, cần phải xây dựng một mô hình QLNL có những đặc điểm phù hợp
với tình hình thực tế của nước ta. Để có thể được áp dụng rộng rãi với nhiều kiểu
nhà cao tầng ở Việt Nam thì yêu cầu mô hình chương trình quản lý cần phải có tính
hệ thống mạch lạc, có các hướng dẫn thực hiện cụ thể, miêu tả rõ ràng các chức
năng của mô hình, và có thể áp dụng một cách linh động khi tiến hành xây dựng
chương trình QLNL cho các toà nhà.
Xác định mô hình quản lý của mỗi toà nhà, trên cơ sở mô hình quản lý đó đề
xuất một mô hình QLNL sao cho phù hợp với cơ cấu nhân sự của tổ chức và đảm
bảo được các yêu cầu của một chương trình QLNL:
- Xây dựng cơ cấu nhân sự phù hợp, tổ chức đào tạo kiến thức QLNL.
- Xác định nguồn tài chính để thực hiện chương trình.
- Tổ chức các hoạt động cần thiết để xây dựng một chương trình QLNL trong
toà nhà.
7
Một chương trình QLNL bao gồm một số các hoạt động, có thể gộp lại thành
một nhóm các nguyên tắc QLNL chính, những nguyên tắc này gồm có:
- Kế hoạch và chính sách năng lượng, thông qua một cách tiếp cận chiến lược
để giành được cam kết của người quản lý.
-Tổ chức, chỉ định một người quản lý và một ban QLNL.
- Nắm bắt được hiện trạng sử dụng năng lượng và chi phí, tiến hành KTNL.
- Giáo dục nhận thức của nhân viên và thiết lập chương trình đào tạo.
- Tuyên truyền việc QLNL.
- Đầu tư và thực hiện.
- Giám sát tiêu thụ năng lượng và báo cáo.
Chương trình QLNL nào cũng phải bắt đầu từ việc xây dựng nhận thức về sử
dụng NLTK&HQ, các hoạt động đó phải được thực hiện theo một chu trình có thứ
tự như sau:
- Xem xét các vấn đề liên quan.
- Đề ra chính sách và kế hoạch.
- Cơ cấu tổ chức.
- Kiểm toán năng lượng và thực hiện.
- Đo lường và giám sát.
và sau đó quay trở lại điểm khởi đầu, “xem xét”.
Do đó KTNL chỉ là một bước quan trọng và nó cần được sử dụng để giúp khởi
động chương trình QLNL hoặc được tiến hành như một thành phần của kế hoạch
QLNL.
Một kế hoạch tổ chức, sử dụng các nguyên tắc trên, cần phải được phát triển
cho cả việc thực hiện và giám sát các chương trình QLNL riêng biệt. Kế hoạch này
cũng phải được xác định rõ trách nhiệm của người quản lý và Ban quản lý năng
8
lượng; mô tả một hệ thống thông tin hiệu quả giữa Ban quản lý năng lượng và tất cả
mọi thành viên trong tổ chức; Triển khai một hệ thống giám sát và tính toán năng
lượng; Và cung cấp biện pháp cho việc đào tạo và thúc đẩy mọi người. Các mục
tiêu thiết thực phải được thực hiện, nó phải rõ ràng về mặt thời gian và số lượng.
Xuất phát những yêu cầu trên, trong bản luận văn này đưa ra một mô hình
QLNL chung, và các mô tả chi tiết về chức năng của các thành phần trong mô hình.
Khi áp dụng cần có tính linh động, tuỳ theo mô hình quản lý nhân sự trong một toà
nhà để đưa ra một cơ cấu nhân sự hợp lý trong mô hình QLNL.
Sơ đồ tổ chức của một mô hình QLNL [3]:
Hình 2.1. Sơ đồ tổ chức của một mô hình quản lý năng lượng
Đây là một mô hình QLNL chung, nó phải được thay đổi sao cho phù hợp vào
một cơ cấu nhân sự đã có của mỗi tổ chức nhưng các nguyên tắc cơ bản thì không
thay đổi.
Sau đây xin trình bày vai trò của từng bước trong sơ đồ mô hình quản lý năng
lượng như trên:
♦ Nhận thức về tiết kiệm năng lượng: phải bao gồm:
− Các báo cáo tài chính về chi phí sử dụng năng lượng của tòa nhà.
9
− Các định mức chuẩn: Do nhà cung cấp thiết bị đưa ra; Định mức sử
dụng năng lượng của tòa nhà tùy theo mục đích sử dụng; Do các tư vấn, kiểm toán
năng lượng đề xuất.
− Hệ thống quan trắc tiêu thụ NL được lắp đặt tại các tòa nhà.
♦ Cam kết của lãnh đạo: Là điều kiện tiên quyết cho việc triển khai một chương trình quản lý năng lượng có hiệu quả được thể hiện qua việc:
− Xác định TKNL là nhiệm vụ trong công tác quản lý tòa nhà.
− Chỉ định người quản lý năng lượng. Đặc trưng chính của sơ đồ tổ
chức này chính là vị trí của người QLNL. Vị trí này cần thiết phải có đủ quyền hành
trong cơ cấu của tổ chức nhân sự để có thể tiếp cận và đưa ra những quyết sách
mang tính quyết định với các vấn đề liên quan trong việc quản lý, và phải có hiểu
biết tổng quan về các hoạt động hiện tại trong nội bộ của tổ chức đó, chẳng hạn như
các vấn đề tài chính, nhân sự, kỹ thuật, kinh doanh…
− Thiết lập các thủ tục tính toán năng lượng.
− Xây dựng chương trình đào tạo.
♦ Kiểm toán năng lượng sơ bộ[3]:
Hình 2.2. Sơ đồ các bước kiểm toán năng lượng sơ bộ
10
♦ Kiểm toán năng lượng Chi tiết[3]:
Hình 2.3. Sơ đồ các bước kiểm toán năng lượng chi tiết
♦ Thực hiện các giải pháp TKNL không chi phí hoặc chi phí thấp
− Các giải pháp không cần chi phí bao gồm: Thứ nhất, các giải pháp
tăng cường quản lý nội vi. Thứ hai là cải thiện quy trình vận hành, bảo dưỡng các
trang thiết bị máy móc trong tòa nhà.
− Các giải pháp có chi phí thấp bao gồm:
9 Phân tích lợi ích kinh tế gồm có: lợi nhuận thu được từ việc sản
xuất kinh doanh trong tòa nhà, và thời gian hoàn vốn đơn giản.
9 Phân tích các yếu tố về môi trường xung quanh tòa nhà, nó bao
gồm việc nghiên cứu để giảm lượng phát thải, giảm độ ồn của hệ thống máy móc
thiết bị khi vận hành sử dụng.
11
9 Xác lập các thủ tục báo cáo và tính toán năng lượng đầu ra, đầu
vào của hệ thống thiết bị khi vận hành.
♦ Tiến hành nghiên cứu tiền khả thi của các giải pháp đầu tư lớn.
− Lập dự án nghiên cứu tiền khả thi cho các giải pháp cần đầu tư lớn.
− Phân tích chi phí và lợi nhuận kinh tế bao gồm: Giá trị hiện tại thực
(NPV) và tỷ lệ hoàn vốn nội tại (IRR).
− Quan tâm đến các yếu tố về môi trường, về an toàn và sức khỏe nghề
nghiệp liên quan trong quá trình triển khai các giải pháp đầu tư.
− Phải lập thứ tự ưu tiên cho việc triển khai các giải pháp.
♦ Tìm nguồn tài chính: có rất nhiều các nguồn tài chính, trong đó:
− Nguồn vốn có sẵn của doanh nghiệp, chủ sở hữu tòa nhà.
− Huy động vốn vay từ các ngân hàng.
− Tìm sự hỗ trợ tài chính từ các dự án tài trợ.
− Hoặc là hình thức mua trả góp(Trả dần và có tài sản thế chấp).
♦ Mua sắm thiết bị, xây dựng và chạy thử nghiệm
− Thông báo đấu thầu, mời các nhà thầu tham gia, và lựa chọn các nhà
thầu nào đạt được các tiêu trí của chủ đầu tư và có tư cách hợp lệ tham gia cung cấp
thiết bị.
− Xây dựng, chuẩn bị cơ sở hạ tầng phục vụ cho việc lắp đặt thiết bị.
− Có kế hoạch nghiệm thu thiết bị và cho phép các nhà thầu lắp đặt thiết
bị theo tiến độ đã được thỏa thuận giữa nhà thầu và chủ đầu tư.
− Lập kế hoạch tuyển dụng, đào tạo công nhân tiếp nhận việc chuyển
giao công nghệ của hệ thống thiết bị sau khi lắp đặt để chuẩn bị cho bước tiếp theo.
− Chạy thử và nghiệm thu thiết bị đi vào vận hành hệ thống.
12
♦ Theo dõi, đánh giá
− Theo dõi và đánh giá kết quả được thực hiện ngay khi tiến hành các
giải pháp không chi phí hoặc với chi phí thấp.
− Đánh giá kết quả được thực hiện qua đo đạc trực tiếp các thay đổi
ngay tại khu vực có liên quan.
− Theo dõi thường xuyên và đánh giá sự ổn định của các giải pháp đang
thực hiện.
− So sánh và đánh giá qua hệ thống quan trắc tiêu hao năng lượng của
nhà máy.
− Lập báo cáo đánh giá kết quả chi tiết.
♦ Đặt các mức chuẩn mới (benchmark)
− Thiết lập các định mức tiêu thụ năng lượng nhờ hệ thống quan trắc,
theo dõi và đánh giá của tòa nhà.
− Thiết lập các mức chuẩn mới, có các bước cải tiến thường xuyên và
liên tục, nâng cao lợi ích tiết kiệm năng lượng, duy trì bền vững của hệ thống
QLNL.
− Có 3 phương pháp thiết lập mức chuẩn mới:
9 Dựa trên các định mức chung của tòa nhà (external
information): phù hợp, hợp lý, dễ dàng đạt được mục tiêu, nhưng khó khăn do đặc
thù tòa nhà nên có thể phải đầu tư lớn hơn ,…
9 Dựa trên các thông tin nội bộ trong quá khứ (internal
information): thiết lập theo các định mức tốt nhất đã từng đạt được.
9 Không dựa trên các tiêu chuẩn: không chính xác, dễ dẫn tới
định mức quá cao hoặc quá thấp.
13
2.1.3. Trình tự các bước thiết lập mô hình quản lý năng lượng
Hiện trên thế giới cũng như các nước trong khu vực thì công việc quản lý năng
lượng trong các doanh nghiệp được đặt lên hàng đầu như Thái Lan họ có chương
trình quản lý toàn bộ năng lượng quốc gia cho tất cả các doanh nghiệp, hay ở các
doanh nghiệp Nhật Bản, họ có hẳn một Giám đốc năng lượng, hoặc tại Mỹ có
chương trình rất nổi tiếng là ENERGY STAR PROGRAM.
Chương trình quản lý năng lượng dưới đây là kết quả tổng hợp từ các chương
trình quản lý năng lượng của Thái Lan, Nhật Bản và Mỹ. Quản lý năng lượng bền
vững ở đây gồm có 7 bước, bao gồm các bước sau [5]:
Hình 2.4. Các bước tiến hành thiết lập mô hình QLNL
- Bước 1: Nhận thức và cam kết của ban lãnh đạo tòa nhà. Từ đó Thiết lập Ban
QLNL.
- Bước 2: Đánh giá hiệu quả năng lượng hiện trạng
- Bước 3: Thiết lập mục tiêu hiệu quả năng lượng của toà nhà
- Bước 4: Lập kế hoạch cho chương trình TKNL
- Bước 5: Triển khai thực hiện chương trình TKNL
14
- Bước 6: Đánh giá chương trình TKNL
- Bước 7: Xác nhận kết quả của chương trình TKNL
Đối với các biện pháp không đạt được kết quả như mong đợi phải xem xét lại
toàn bộ quá trình thực hiện từ ban đầu là đánh giá lại và đề ra mục tiêu hiệu quả
năng lượng mới, sau đó lại tiếp tục thực hiện các bước như trên.
Nhiệm vụ và hoạt động của từng bước như sau:
- Bước 1: Ban lãnh đạo tòa nhà phải có nhận thức hết sức rõ ràng về vai trò
của việc TKNL trong tòa nhà của mình và có những cam kết cụ thể để thành lập ra
một chương trình QLNL trong tòa nhằm quản lý việc sử dụng và tiêu thụ năng
lượng trong tòa nhà đạt được tiết kiệm và hiệu quả nhất. Một nhân tố quan trọng để
một chương trình QLNL thành công là việc thành lập ban QLNL. Người QLNL
phải đứng đầu tổ chức này hoặc là một người quản lý cấp cao của tòa nhà và có sự
quan tâm đến vấn đề tiết kiệm năng lượng, người này phải có định hướng rõ ràng
cho người khác và có uy thế tốt với các thành viên trong ban lãnh đạo. Ban QLNL
có nhiệm vụ đề ra các chính sách năng lượng của toà nhà mà chính sách phải đưa ra
các mục tiêu về sử dụng năng lượng TK & HQ và phải kết hợp với mục đích sử
dụng của toà nhà.
- Bước 2: Đánh giá hiệu quả năng lượng hiện trạng của toà nhà là nhằm hiểu
rõ việc đã và đang sử dụng năng lượng của toà nhà trong quá khứ cũng như hiện tại
để xác định các cơ hội cải thiện việc sử dụng năng lượng hiệu quả.
- Bước 3: Thiết lập mục tiêu sử dụng năng lượng TK & HQ của toà nhà là
thiết lập các mục tiêu sử dụng năng lượng cho toàn bộ toà nhà cũng như là cho từng
bộ phận riêng biệt và phải có các biện pháp rõ ràng, các hoạt động này được thúc
đẩy cải tiến liên tục và phải thông báo, tuyên truyền các mục tiêu để mọi nhân viên
tuân thủ các nguyên tắc QLNL.
- Bước 4: Với mục tiêu rõ ràng và đã có Ban QLNL thì công việc bây giờ là
phải bắt tay ngay vào việc xây dựng một lộ trình và kế hoạch hành động chi tiết cho
15
chương trình TKNL trong toà nhà. Ở đây là đánh giá các khâu kỹ thuật và KTNL
cần thiết cho việc nâng cấp cải tạo để đạt được mức mong muốn như đã đề ra.
Ngoài ra còn phải xác định rõ nguồn nhân lực và tài chính.
- Bước 5: Việc tiến hành triển chương trình TKNL cần phải nhận được sự ủng
hộ và hợp tác của các cán bộ lãnh đạo, ở các phòng ban trong toà nhà và một điều
nữa là để đạt được các mục tiêu đã đặt ra cần phải có sự hiểu biết sâu sắc của nhân
viên, ban lãnh đạo và năng lực của các cán bộ trực tiếp triển khai chương trình. Do
vậy cần phải tuyên truyền cho cán bộ công nhân viên, tăng cường sự hiểu biết của
nhân viên, tiến hành đào tạo, chuyển giao các công nghệ mới để nâng cao năng lực
cho nhân viên, bên cạnh đó thì có các hình thức khen thưởng và kỷ luật và cuối
cùng là giám sát và theo dõi liên tục tiến trình thực hiện của chương trình TKNL.
- Bước 6: Đánh giá chương trình TKNL là xem xét các thông số sử dụng năng
lượng và các hoạt động đã thực hiện. Kết quả đánh giá và thông tin thu thập được
trong suốt quá trình xem xét được sử dụng trong toà nhà để thiết lập các kế hoạch
hành động mới, xác định các trường hợp điển hình và thiết lập các mục tiêu hiệu
quả năng lượng mới, kết quả của chương trình TKNL được so sánh với các mục tiêu
hiệu quả năng lượng đề ra. Đồng thời đánh giá lại các kế hoạch hành động để xem
xét các bước nào đã thực hiện tốt và hoạt động nào chưa tốt để xác định các trường
hợp điển hình.
- Bước 7: Kết quả của chương trình TKNL cần phải được được sự công nhận
từ các cơ quan chức năng bên ngoài, và được công bố cả ở nội bộ và bên ngoài. Đối
với nội bộ toà nhà các kết quả được thông báo đến từng bộ phận, các phòng ban và
từng lãnh đạo. Đối với công bố bên ngoài sẽ có các thông báo cho các cơ quan chức
năng của chính phủ, phương tiện truyền thông, các tổ chức có liên quan, và ghi nhận
vào cơ sở dữ liệu.
Một kế hoạch tổ chức, sử dụng các nguyên tắc trên, phải được phát triển cho
cả việc thực hiện và giám sát các chương trình QLNL cụ thể. Kế hoạch này cũng
phải phân định rõ trách nhiệm của những người có liên quan đến chương trình
16
QLNL; Miêu tả rõ ràng một kênh thông tin liên lạc giữa các thành viên, các bộ phận
chính trong tổ chức và toàn thể mọi người. Đề ra những mục tiêu thực tế và cả mặt
kinh tế và thời gian. Các mục tiêu phải đưa vào để sự xem xét hiệu quả của những
kết quả thu được.
2.2.
Nghiên cứu và phân tích tình hình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả trong toà nhà.
2.2.1. Khảo sát, đánh giá hiện cung cấp và sử dụng năng lượng trong toà nhà
cao tầng ở Việt Nam.[6]
Trong những năm vừa qua, từ khi thực hiện chính sách mở cửa và chuyển đổi
nền kinh tế sang cơ chế thị trường có sự điều tiết của Nhà nước, nhu cầu năng lượng
sử dụng trong khu vực này đã gia tăng một cách nhanh chóng, đặc biệt là các khu
vực đô thị. Tốc độ tỉ lệ tăng trưởng của khu vực nhà ở và công trình công cộng
trong giai đoạn 1996 – 2000 trung bình 12% hàng năm. Hiện nay, tốc độ này là
khoảng 15% và sẽ cao hơn nữa để đáp ứng yêu cầu của tốc độ đô thị hoá và sự
nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Năng lượng sử dụng trong các toà
nhà, đặc biệt các công trình cao tầng và thương mại tại Việt Nam là lớn, nhưng lại
tản mạn, không tập trung. Do đó việc kiểm soát và vận động thực hiện TKNL khó
hơn nhiều so với các hộ tiêu thụ năng lượng trong khu vực công nghiệp hay giao
thông. Do vậy cần thiết phải khảo sát những trở ngại rào cản để tìm ra nguyên nhân
và kiến nghị các giải pháp thực hiện hữu hiệu[2].
Tại Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng cũng như nhiều đô thị loại
1 và 2 khác trong cả nước đã xuất hiện nhiều công trình nhà ở chung cư cao tầng,
cao ốc văn phòng, khách sạn 4 – 5 sao với số phòng lớn, các trung tâm thương mại
siêu thị. Đây là nguồn tiêu thụ năng lượng lớn cần quan tâm. Chỉ tính riêng ở Hà
Nội và TP Hồ Chí Minh đã có hàng trăm dự án các khu đô thị mới, cùng với các
công trình nhà ở căn hộ cao tầng được xây dựng hoàn thiện, trong đó phần lớn đã đi
vào sử dụng. Nhiều công trình khách sạn cao tầng, cao ốc văn phòng và trung tâm
thương mại có diện tích sàn sử dụng trên 10.000m2 và tiêu thụ điện năng lớn hơn 1
