朱洲江

華東建筑設(shè)計研究院有限公司

隨著社會發(fā)展水平的不斷提供，目前國內(nèi)的大中小城市的商業(yè)綜合體項目開發(fā)越來越多，而這些大型綜合體的能耗卻仍然居高不下，對于國民經(jīng)濟是巨大的損失。通過能耗模擬對項目進(jìn)行節(jié)能效益評價是目前減小建筑能耗采用的有效手段，為此，筆者對某商業(yè)綜合體進(jìn)行了建筑能耗模擬，并根據(jù)模擬結(jié)果評估了各種節(jié)能措施的效果，對計算模擬技術(shù)在建筑能耗分析和節(jié)能評估中的應(yīng)用做研究[1-2]。

1 建筑概況

該項目為某商業(yè)綜合體二期，位于四川省成都市，屬夏熱冬冷氣候區(qū)。項目由綜合商業(yè)、1棟超高層辦公樓、1棟高層酒店及1棟超高層住宅組成的大型商業(yè)綜合體。本次能耗評估是針對擴初階段，設(shè)備選型初步確認(rèn)后，對照明及空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行評估，對二期商業(yè)部分能耗進(jìn)行模擬分析評估。

對應(yīng)于不同功能分區(qū)，冷熱源系統(tǒng)及末端空調(diào)系統(tǒng)具體設(shè)置如表1：

表1 冷熱源系統(tǒng)及末端空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置

2 模型的建立

本項目建筑能耗采用eQuest v3.64軟件進(jìn)行模擬計算，該計算的核心是DOE2的高級版本DOE 2-2，并在此基礎(chǔ)上作出了優(yōu)化。

1）建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)

為達(dá)到評價該項目機電系統(tǒng)的目的，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)保持與基準(zhǔn)建筑參數(shù)一致，參數(shù)如表2：

表2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

2）內(nèi)部負(fù)荷

同圍護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)輸入方法，設(shè)計建筑中人員密度和設(shè)備負(fù)荷與基準(zhǔn)建筑保持一致；照明負(fù)荷設(shè)計暫按公建標(biāo)準(zhǔn)取值，基準(zhǔn)建筑和設(shè)計建筑也保持一致。輸入?yún)?shù)如表3～4：

表3 人員密度、新風(fēng)量和設(shè)備負(fù)荷

表4 照明功率密度（LPD值）

表5 暖通空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

3）暖通空調(diào)系統(tǒng)

基準(zhǔn)建筑和設(shè)計建筑空調(diào)系統(tǒng)形式一樣，設(shè)備參數(shù)不同，模擬中所用暖通空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如表5。

4）運行時間

建筑時間表（表6）可以反映室內(nèi)人員、照明、設(shè)備、房間控制溫度、空調(diào)系統(tǒng)運行的逐時變化，該項目能耗模擬中所使用的主要時間表描述如下，且在基準(zhǔn)建筑和設(shè)計建筑中保持一致。

表6 運行時間表

3 能耗分析

基于以上模擬輸入條件，經(jīng)過全年動態(tài)能耗模擬計算，可分別得出基準(zhǔn)建筑，設(shè)計建筑及目標(biāo)建筑的全年能耗指標(biāo)及全年電耗指標(biāo)。

全年能耗指標(biāo)如表7所示：

表7 全年能耗指標(biāo)

表8 全年能耗分項占比

全年能耗指標(biāo)的分項占比如表8所示。

全年電耗指標(biāo)如表9所示：

表9 全年耗電指標(biāo)

全年耗電指標(biāo)的分項占比如表10所示：

表10 全年耗電分項占比

由以上數(shù)據(jù)可見，設(shè)計建筑單位建筑面積年綜合耗電量為221 kWh/(m2a)，較基準(zhǔn)建筑節(jié)能量為1%，滿足《民用建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》[3]約束性指標(biāo)，但距離引導(dǎo)性指標(biāo)以及能耗目標(biāo)（目標(biāo)整體能耗低于基準(zhǔn)建筑10%）還有一定差距，建議對相關(guān)設(shè)計參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

4 節(jié)能建議

根據(jù)項目設(shè)計條件及設(shè)計參數(shù)，提煉了會影響建筑能耗的一些設(shè)計參數(shù)，并分別比對這些設(shè)計參數(shù)的不同值對全年能耗模擬結(jié)果的影響，作為比對的設(shè)計參數(shù)如下：降低外墻傳熱系數(shù)、降低外窗傳熱系數(shù)、降低外窗太陽得熱系數(shù)、降低照明功率密度、安裝日光感應(yīng)、降低新風(fēng)機單位風(fēng)量耗功率、降低風(fēng)機盤管單位風(fēng)量耗功率、降低空調(diào)機組單位風(fēng)量耗功率、降低通風(fēng)機單位風(fēng)量耗功率、安裝能源反饋電梯。

通過改變不同節(jié)能措施的參數(shù)指標(biāo)，各節(jié)能措施不同參數(shù)值的效果比較如圖1所示。

將各節(jié)能措施轉(zhuǎn)換為對能耗貢獻(xiàn)的敏感度進(jìn)行分析，如圖2所示。

由以上數(shù)據(jù)可見，日光感應(yīng)及照明的節(jié)能措施對節(jié)能做出的貢獻(xiàn)比較明顯，建議使用日光感應(yīng)和選用節(jié)能型的照明燈具，對于這兩項措施，雖會有一定的經(jīng)濟投入，但是對于節(jié)能是比較可觀的；外墻及外窗對節(jié)能做出的貢獻(xiàn)最小，建筑負(fù)荷由圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷、人員負(fù)荷、設(shè)備負(fù)荷等組成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷只是建筑負(fù)荷的其中一部分，所以調(diào)整外墻及外窗的參數(shù)值對建筑能耗影響不大。

圖2 節(jié)能措施敏感度分析

風(fēng)機盤管及能源反饋電梯對節(jié)能做出的貢獻(xiàn)也較為可觀；個人認(rèn)為，可通過兩個途徑來實現(xiàn)風(fēng)機盤管的節(jié)能，選用高效的風(fēng)機盤管，如選用直流無刷風(fēng)機盤管，但該類型風(fēng)機盤管價格較傳統(tǒng)風(fēng)機盤管高，需要進(jìn)行經(jīng)濟性分析；水系統(tǒng)設(shè)計為大溫差運行，如由5℃供回水溫差調(diào)整為7℃溫差，提高風(fēng)機盤管單位風(fēng)量的供冷能力，變相的減小了風(fēng)機盤管的單位風(fēng)量耗功率，對于空調(diào)箱也是一樣的效果，如此調(diào)整，對于水系統(tǒng)的調(diào)整變化較大，需要相應(yīng)的調(diào)整冷熱源參數(shù)及水泵等一系列水系統(tǒng)設(shè)備及附件，目前5℃溫差的風(fēng)機盤管仍為主流產(chǎn)品，7℃溫差的風(fēng)機盤管已經(jīng)在越來越多的項目上應(yīng)用。

本項目因只是模擬了商業(yè)部分的能耗，地下車庫及機房部分未參與計算，所以通風(fēng)機部分的能耗敏感度較低。空調(diào)機組和新風(fēng)機組的能耗雖較其它措施敏感度不高，但是空調(diào)機組和新風(fēng)機組較其它措施如照明及風(fēng)機盤管的設(shè)備數(shù)量少很多，也是較易實現(xiàn)，在設(shè)計階段需關(guān)注風(fēng)機的輸送距離不要太遠(yuǎn)，一般不易超過100 mm，控制風(fēng)管的沿程阻力在合理的范圍內(nèi)，一般沿程阻力控制在1.0 Pa/m以內(nèi)；選用高效率的風(fēng)機，空調(diào)箱的風(fēng)機一般選用后傾式，效率≥75%；對于小風(fēng)量及新風(fēng)量較?。ㄈ绱筇茫┑膮^(qū)域，建議不選用帶熱回收功能，這些區(qū)域可回收的能量有限，但熱回收裝置對空調(diào)箱的阻力影響很大，阻力一般在150 Pa左右，不夠經(jīng)濟合理。

5 結(jié)論

通過對某項目不同設(shè)計參數(shù)下的全年能耗模擬，提出了不同節(jié)能措施對建筑節(jié)能的敏感度不同，日光感應(yīng)及照明的節(jié)能措施對節(jié)能做出的貢獻(xiàn)比較明顯，外墻及外窗對節(jié)能做出的貢獻(xiàn)最小，風(fēng)機盤管及能源反饋電梯次之，空調(diào)機組和新風(fēng)機組的能耗雖較其它措施敏感度不高，但是通過合理設(shè)計較易實現(xiàn)節(jié)能。