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某办公楼能耗统计及节能潜力探讨

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《节能》2017年第4期

摘要:为进一步减少建筑能耗并节约能源,通过对成都市某办公楼进行能耗统计调查,从暖通空调系统、照明办公系统和其它服务系统三个方面分析了该办公建筑的用能情况。得出在建筑总能耗中,耗电量所占比例最大为94.67%;而耗电量中,照明办公系统所占比例最大为50.29%,暖通空调系统为45.77%。同时对该办公建筑节能潜力进行了分析。

关键词:能耗统计;节能潜力;办公建筑

引言

据调查研究表明,我国建筑总能耗约占社会终端能耗的20.17%。而目前我国有5亿m2左右的公共建筑,耗电量为70~300kWh/m2•a,为住宅的10~20倍[1]。我国既有建筑存量巨大,其中大部分能耗大,大量的既有公共建筑面临着改造及功能提升[2]。为进一步了解公共建筑能耗现状,找出其运行管理的不足,发现其节能潜力,本文通过对成都市某办公楼进行能耗调查统计,结合公共建筑的能耗特点,得出了成都地区公共建筑的基本能耗现状并进行节能潜力分析,为现有公共建筑建筑节能改造提供参考。

1建筑概况

调研建筑为成都市某办公楼建筑,总建筑面积9800m2,空调面积约7800m2,地下1层,地上12层,首层包括会议室,接待室,值班室及部分办公室,二层以上为办公室,总人数约为250人。建筑结构为钢筋混凝土框架结构,围护结构外墙为240厚混凝土多孔砖,无外保温,传热系数为0.7W/m2•K,外窗为可开启的中空双层玻璃窗,传热系数为2.8W/m2•K,窗框材料为铝合金,南立面部分为浅绿色的镀膜玻璃幕墙,传热系数为2.0W/m2•K,屋面为上人屋面,传热系数为0.47W/m2•K。

2建筑能耗系统

2.1暖通空调系统

该办公楼冬季采暖采用风机盘管供热,夏季空调采用风机盘管+新风系统供冷,冷源为水冷式螺杆机组两台,热源为燃气型热水锅炉一台,空调水温夏季为7℃/12℃,冬季为60℃/50℃。办公楼主机房未设置自动控制系统,冷却泵和冷冻泵各为三台,两用一备,均为一次定频泵。空调系统管网与采暖管网采用同一套系统,即供热空调两管制,水系统采用下供下回式。空调主机房设置在主楼旁的附房内。每层均设有吊顶式新风机组,负责该楼层新风供应,新风口位于办公楼北侧,新风系统在过渡季节全新风运行,在夏季按最小新风量运行。根据该办公建筑性质和功能要求,冷机运行时间为7~9月的7:00~21:00,供暖运行时间为12~3月的7:30~20:30。

2.2照明办公系统

该办公楼照明灯具以办公室的T8荧光灯为主,设有电子式镇流器与启辉器,控制方式主要为分灯控制。大厅区域主要为紧凑型荧光灯,配有电子镇流器,控制方式为分组控制。楼道和走廊等公共部分照明主要为白炽灯,室外走道部分为金属卤化物灯,控制方式以声光延时控制为主。办公设备主要为计算机、打印机、复印机、饮水机、传真机、扫描仪、投影仪、装订机等,另值班室配备有电风扇、电视机和冰箱等家电。

2.3其它用能设备及系统

该办公建筑共配备两台电梯,白天两台电梯均开启,夜间仅开启一台。每层均配备一台电开水炉,根据水温自动控制开启。

3能耗统计与分析

3.1能耗统计

该办公大楼的建筑能耗主要由照明办公系统能耗、暖通空调系统能耗、综合服务系统能耗三部分构成。由耗电量、用水量及耗气量组成。办公大楼用水主要包括卫生间用水、热水炉用水。天然气主要为冬季采暖锅炉用气。依据本栋办公大楼提供的资料及相关数据,对2015年及2016年该办公大楼的电耗、水耗、气耗、总能耗进行了统计。由于燃气锅炉为2015年底刚刚改造完成,2016年正式开始投入使用,所以目前只有2016年燃气费明细。

3.2能耗分析

对建筑能耗进行拆分可以看出,总能耗中,电费所占比例最大,为94.67%;水费为1.77%;气费为3.56%。而耗电量中,照明办公系统所占比例最大,为50.29;暖通空调系统第二为45.77%;综合服务系统仅占3.94%。可见,减少建筑能耗主要是减少用电量,要减少用电量,就需要降低照明办公设备和暖通空调系统能耗。

4节能潜力分析

4.1暖通空调系统

根据设计图纸和系统运行状况分析,可以从以下几个方面进行节能:

(1)系统设计原空调系统在设计时未设计自动控制管理系统。不能根据建筑负荷变化有效的调节水泵、冷却塔等冷站设备的运行状态,从而在一定程度上增加了系统能耗。通过设置中央空调自动控制系统可以在满足室内负荷需求的基础上,根据建筑冷量实际需求与趋势预测,合理控制冷热源设备开启数量、运行工况和工作参数,使其高效的运行,是空调系统节能的重要手段。

(2)冷水机组办公楼主机房设置有两台空调冷水主机,大部分空调运行时间内都是开一台冷水机组。由于两台机组的冷冻水之间、冷却水之间没有加装相关的电动阀门,当其中一台冷水机组运行时,一部分冷冻水经过连通的管路流进另一台未运行的冷水机组的蒸发器内,造成制冷效率下降;同理,冷却水可经过连通的管路流进另一台未运行的冷水机组的冷凝器内,造成制冷效率下降,冷却水泵功耗上升。通过在冷水机组的冷冻水侧增加电动水阀,在能量调节控制柜的智能控制下可以解决此问题。提高冷水机组群及冷站系统综合调节能力具有较大的节能潜力。

(3)水泵空调冷热源采用水冷机组+燃气锅炉,夏季空调冷冻水的供回水温差一般为5℃,而冬季空调热水的供回水温差一般为10℃,且建筑热负荷要小于其冷负荷,所以采暖热水循环水量不足冷冻水循环水量的50%,采暖与制冷共用一套循环水泵造成采暖系统大流量小温差运行,水泵运行状态不佳,造成能源的浪费。水泵本身造价较低,因此应增设热水循环泵,专门用于冬季采暖,可达到节能的效果。

(4)空调末端房间内采用风机盘管+新风系统,每个房间设有独立开关。但就调研结果而言,部分办公室无人时空调仍然开启,造成了能源的浪费。该办公楼应加强管理,发动员工养成良好习惯,杜绝无人时仍然开启空调的情况出现。

4.2照明系统

(1)充分利用自然采光,减少人工辅助光源的使用。办公场所的采光系数或采光窗地面积必应符合《建筑采光设计标准》。

(2)采用新型节能光源,白炽灯更换成自镇流紧凑型荧光灯。适当减少大楼外围亮化光源的数量。

(3)办公区:大进深办公区增加日光灯开关,各排灯可分路控制。

4.3外墙、外窗围护结构

由于该办公楼建成时间较长,设计施工时并没有考虑到建筑节能的问题,并未对外墙设置保温层。同时在外立面改造时采用了大面积的玻璃幕墙,增大了窗墙比,增加了建筑能耗。通过对墙体进行保温,对外窗进行遮阳设置,可有效降低空调负荷,节约能耗。

5结束语

针对我国能源利用率低、暖通空调能耗大的现状,如何在满足用户需求的前提下降低建筑能耗水平,必须考虑现有建筑节能改造的问题,而节能潜力分析通过对现有建筑改造方案进行技术经济评估指导选择适宜的节能改造技术,是获得较满意的节能改造经济效益的重要方法。

参考文献

[1]蒲清平.城市居住建筑能耗影响因素与预测模型构建研究[D].重庆大学,2012.

[2]王清勤,王军亮,范东叶,郭建峰.我国既有建筑绿色改造技术研究与应用现状[J].工程质量,2016(08):12~16.

作者:刘超;李易峰 单位:西南交通大学希望学院

节能杂志责任编辑:张雨    阅读:人次