黃榮杰，肖雅靜，陳益明，朱惠斌

(1.中國移動通信集團廣東有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000；2.深圳市建筑科學(xué)研究院股份有限公司，廣東 深圳 518049)

1 引言

LEED認證系統(tǒng)[1](Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System)是由美國綠色建筑委員會(the US Green Building Council 簡稱USGBC)制訂的可持續(xù)建筑標準，于2003年開始在美國推行。由于其實踐性良好、市場接受度高等特點，近年來在國際上發(fā)展迅速，已成為世界各國發(fā)展綠色建筑評估標準的范本。

能耗指標是評估建筑物的綠色性能時最重要的指標之一，僅能耗分析一項在LEED評估中占到約1/6的分值。 建筑在規(guī)劃、設(shè)計過程中進行能耗分析，對建筑物的節(jié)能效益優(yōu)化起到顯著作用。中國移動深圳信息大廈作為綠色建筑的踐行者，充分利用能耗分析技術(shù)，采用eQUEST軟件建模，對建筑整體能耗組成和指標進行全面分析，并在LEED認證中取得良好成績，對綠色建筑能耗分析起到較好的示范性及指導(dǎo)性作用。

2 項目概況

中國移動深圳信息大廈項目位于深圳市福田中心區(qū)的CBD區(qū)域，位于深南大道與金田路交匯處的東北角，地理位置優(yōu)越。項目建筑面積約10.32萬m2，建筑高度為180 m，由主樓和副樓組成，主要功能是辦公用途。圖1和圖2分別為項目建筑效果圖和建成后的實景圖。

中國移動深圳信息大廈在規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營全過程中，全面貫徹落實綠色建筑發(fā)展理念，目前已取得國家綠色建筑設(shè)計評價標識二星級認證，國家綠色建筑運行評價標識二星級認證以及美國LEED認證金級認證?！肮?jié)能”作為綠色建筑評估體系的重要考核指標，中國移動深圳信息大廈采用了高效圍護結(jié)構(gòu)、控制窗墻比、高效冷源機組、節(jié)能照明系統(tǒng)等一系列節(jié)能措施。

圖1 中國移動深圳信息大廈建筑效果

圖2 中國移動深圳信息大廈實景照片

3 綠色建筑認證情況

中國移動深圳信息大廈于2013年1月獲得中國綠色建筑設(shè)計標識★★星級，2016年6月獲得LEED金級正式認證，目前已經(jīng)投入運營使用。圖3為項目所獲得的國家綠色建筑二星設(shè)計標識、LEED金級認證證書。

4 能耗模擬概述

LEED與國標GB/T 50378《綠色建筑評價標準》[2]的最大差異之處在于，LEED更側(cè)重于結(jié)果和量化，而國標更側(cè)重于措施和手段。因此，在LEED認證中，需要整合建筑的各項系統(tǒng)綜合能效表現(xiàn)，進行全面的量化分析。LEED基準模型和設(shè)計模型依據(jù)ASHRAE Standard 90.1-2007[3]的附錄G設(shè)定。

建筑綜合能耗由采暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及其他設(shè)備系統(tǒng)的能耗組成。其他設(shè)備系統(tǒng)通常由插座、辦公設(shè)備、電梯系統(tǒng)、廚房炊具等組成[4]。LEED官方認可的建筑能耗分析軟件包括DOE-2、eQUEST、IES、Energy Plus等。其中eQUEST基于DOE-2和Energy Plus開發(fā)，簡化二者的能耗計算核心，屬于界面友好型軟件，適合用于工程計算，故LEED認證通常采用eQUEST作為能耗分析軟件[5]。

eQUEST能耗計算軟件運用動態(tài)計算方法計算建筑的能耗及各個組件的影響因素，采用一種正向思維計算出室內(nèi)溫度以及室內(nèi)得熱量進而計算出負荷與耗電量[6]。圖3為中國移動深圳信息大廈在eQUEST中的3D模型。

圖3 中國移動深圳信息大廈eQUEST物理模型

建筑能耗分析首先從負荷分析入手，將建筑負荷參數(shù)作為輸入條件建模。輸入?yún)?shù)由以下6塊組成：圍護結(jié)構(gòu)、窗墻比、新風(fēng)、人員、照明、設(shè)備。中國移動深圳信息大廈的主要輸入?yún)?shù)見表1～3。

表1 中國移動深圳信息大廈圍護結(jié)構(gòu)主要設(shè)計參數(shù)

表2 中國移動深圳信息大廈主要功能空間照明和設(shè)備輸入?yún)?shù)

表3 中國移動深圳信息大廈暖通空調(diào)系統(tǒng)主要冷源設(shè)計參數(shù)

4 能耗表現(xiàn)分析

LEED認證中的能耗模擬分析需要綜合考慮建筑朝向因素，故基準模型需要分別扭轉(zhuǎn)0°、90°、180°、270°來計算綜合能耗。圖4～6展示了中國移動深圳信息大廈建筑全年8760 h的逐時冷熱負荷模擬計算結(jié)果，圖5為基準模型和設(shè)計模型的全年能耗對比圖，每一項上的百分比分別為設(shè)計模型在該項上較基準模型的降低幅度。由結(jié)果分析可知，本項目全年建筑綜合節(jié)能率為20.14%。對能耗降低幅度做出貢獻的方面依次為：風(fēng)機-室內(nèi)、制冷、照明、風(fēng)機-車庫、光伏發(fā)電、水泵、冷卻塔、室外照明、采暖。而建筑扭轉(zhuǎn)角度除了對制冷能耗略有影響外，對其他類型能耗幾無影響。

圖4 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗占比

由圖5可以看出，建筑綜合能耗占比最大的三塊為設(shè)備能耗、制冷能耗、照明能耗。其中除設(shè)備能耗設(shè)計模型和基準模型必須保持一致外，影響制冷能耗的圍護結(jié)構(gòu)熱工性能、空調(diào)系統(tǒng)能效比以及室內(nèi)新風(fēng)、人員、照明設(shè)備熱負荷均可以通過技術(shù)措施進行技能優(yōu)化，照明能耗可通過減小照明功率密度以及增加天然光調(diào)節(jié)措施來優(yōu)化。

圖6展示了建筑能耗的逐月變化趨勢，從2～7月呈逐步遞增的關(guān)系，6～9月建筑能耗量較大，隨后能耗逐漸降低，這是由于空調(diào)系統(tǒng)季節(jié)性使用變化。10月份的陡降是由于國慶7天長假期間，大樓各系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。本項目位于夏熱冬暖地區(qū)，空調(diào)系統(tǒng)中的制冷、風(fēng)機、水泵、冷卻塔能耗在夏季達到峰值，在冬季由于室內(nèi)人員和照明設(shè)備負荷，制冷能耗降低但仍然存在。

圖5 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗占比

圖6 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗逐月分析

經(jīng)統(tǒng)計，設(shè)計建筑全年綜合能耗值為10507068 kW·h，基準建筑為13157096 kW·h，則其建筑節(jié)能2650027.75 kW·h/a，節(jié)能率為20.14%。由于深圳市峰谷電價，設(shè)計建筑全年電費為1057.90萬元，基準建筑全年電費為1274.66萬元，全年節(jié)費216.76萬元/a，節(jié)費率為17.01%。 對比分析可知，中國移動深圳信息大廈采用的高效圍護結(jié)構(gòu)、控制窗墻比、高效冷源機組、節(jié)能照明系統(tǒng)等一系列節(jié)能措施取得了顯著的節(jié)能效益，且光伏發(fā)電量抵消了設(shè)計建筑全年能耗的2.74%，最終輔助本項目獲得LEED金級認證，起到了很好的節(jié)能示范作用。

6 結(jié)語

中國移動深圳信息大廈采用一系列節(jié)能措施，成功獲得LEED金級認證。從能耗分析的角度來看，要獲得更高的節(jié)能率，需要提高圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能，采用更高效的空調(diào)設(shè)備和照明設(shè)備，以及增加可再生能源使用率。本項目建筑綜合能耗節(jié)能20.14%，節(jié)約了17.01%，取得了顯著的節(jié)能效益和經(jīng)濟效益，對綠色建筑能耗分析有良好的示范作用和借鑒意義。