景彩斌
(山西八建集團有限公司,山西 太原 030027)
課題組對太原市政府辦公建筑的能耗模擬與節(jié)能分析選取太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓是因為該建筑具有建造年代較早,圍護結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能效果差的特點,可以代表太原市大部分政府辦公建筑。該辦公大樓位于太原市尖草坪區(qū)陽曲鎮(zhèn)陽曲村,大樓于1989年建成并投入使用,該大樓地上有3 層,坐北朝南,總高度為12.5 m,建筑面積1 620.00 m2。結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),外墻為37 磚墻,內(nèi)墻為24 磚墻,沒有保溫層,外窗為鋁合金單層玻璃窗。太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓圍護結(jié)構(gòu)詳細構(gòu)造以及其熱工性能如表1 所示。
表1 太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓圍護結(jié)構(gòu)的詳細做法以及其熱工性能
太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓圍護結(jié)構(gòu)外門窗、內(nèi)門窗數(shù)量以及尺寸詳細參數(shù)見表2、太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓外圍護結(jié)構(gòu)詳細參數(shù)見表3。
表2 太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓外門窗、內(nèi)門窗數(shù)量以及尺寸
表3 太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓外圍護結(jié)構(gòu)詳細參數(shù)
根據(jù)實際參數(shù)和現(xiàn)場調(diào)查的實際情況對太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓利用Dest 軟件進行建模計算分析,太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓整體模型如圖1 所示。
圖1 太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓整體模型
設(shè)置建筑參數(shù):
1)設(shè)置地理信息參數(shù)。太原市陽曲鎮(zhèn)人民政府辦公大樓位于太原市陽曲鎮(zhèn),建模過程中城市選擇為太原(山西),太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓地理信息設(shè)置的詳細信息如表4 所示。
表4 太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓地理信息
根據(jù)輸入的參數(shù)通過Dest 軟件的模擬計算可得到太原市全年溫度、濕度,太原市陽曲鎮(zhèn)干球溫度詳細參數(shù)、太原市陽曲鎮(zhèn)全年逐時含濕量、太原市陽曲鎮(zhèn)各天干球溫度、太原市陽曲鎮(zhèn)全年各月干球平均溫度、太原市陽曲鎮(zhèn)全年溫度分布情況、太原市陽曲鎮(zhèn)全年太陽直射強度情況。
2)設(shè)置圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于本次模擬計算主要是為了分析能耗統(tǒng)計過程的準(zhǔn)確性以及為以后的節(jié)能設(shè)計提供對比而進行的,因此此次建模過程中圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)置都是以建筑物實際情況進行設(shè)置的,其詳細情況如下:太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓的外墻是37 粘土磚墻,內(nèi)墻是24 粘土磚墻,外門是玻璃外門,外窗是鋁合金普通單層玻璃,樓地是40 mm 混凝土樓地,樓板是100 mm 鋼筋混凝土樓板,屋頂含有屋面架空隔層。
3)設(shè)置內(nèi)擾參數(shù)。太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓屬于辦公樓,其樓內(nèi)房間類型主要有辦公室、會議室、門廳、盥洗間、走廊等,考慮了室內(nèi)設(shè)備、辦公用品和人員對內(nèi)擾的影響,樓內(nèi)各個房間的內(nèi)擾參數(shù)都按照系統(tǒng)默認選擇。
4)設(shè)置通風(fēng)參數(shù)。Dest 軟件中默認給定的通風(fēng)類型有單元和單元之間、內(nèi)部和外界之間以及前兩種結(jié)合這三種情況,太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓通風(fēng)參數(shù)的設(shè)置,考慮到實際情況按照第三種類型進行設(shè)置。
太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓采用的是燃煤熱水鍋爐供熱,根據(jù)太原市氣溫的實際情況和太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓的供暖時間,將供暖季設(shè)為每年的11月到第二年的3月,供冷區(qū)間設(shè)置成6月~9月,通過Dest 軟件的模擬計算分析,得到太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓能耗模擬計算結(jié)果,見表5。
表5 太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓能耗模擬計算結(jié)果
通過軟件的模擬分析計算得到的太原市陽曲鎮(zhèn)政府辦公大樓的各項能耗指標(biāo)與實際調(diào)查的各項能耗指標(biāo)對比情況如表6所示。實際能耗與理論能耗存在差距的原因是由于理論分析僅僅是對辦公樓進行的能耗模擬分析,而實際能耗調(diào)查的還包括部分配樓的能耗(比如廚房之類的房間)在實際調(diào)查中無法分離出去。
表6 實際能耗與模擬能耗對比
實際能耗與理論能耗存在差距的原因首先是模擬結(jié)果存在的誤差較小,而實際調(diào)查過程中能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計存在較大的誤差,其次是由于理論分析僅僅是對辦公樓進行的能耗模擬分析,而實際能耗調(diào)查還包括部分配樓的能耗(比如廚房之類的房間)在實際調(diào)查中無法分離出去。
[1]喬 飛.呂梁山區(qū)農(nóng)村住宅保溫節(jié)能研究[D].太原:太原理工大學(xué),2012.
[2]張翠玲.火用分析在能源審計中的應(yīng)用[D].杭州:浙江大學(xué),2010.
[3]高懂理.大型公共建筑運行節(jié)能管理研究[D].天津:天津理工大學(xué),2009.
[4]費良旭,張 磊,孟慶林.海南地區(qū)既有建筑節(jié)能現(xiàn)狀調(diào)研分析[J].建筑科學(xué),2013(6):18-22.
[5]宋 靜.太原市國家機關(guān)辦公建筑采暖能耗統(tǒng)計分析報告[J].山西建筑,2012,38(36):203-205.
[6]F.F.Li,Z.P.Zhang,J.Yu.Study of public building energy consumption status and energy saving potential (ICCAHE2014).