重慶市大型商場建筑能耗調(diào)查與研究
重慶市大型商場建筑能耗調(diào)查與研究
后勤工程學(xué)院種凈植楊小鳳吳祥生重慶市建筑節(jié)能協(xié)會馬定平
摘要:本文通過對重慶市商場建筑能耗進(jìn)行調(diào)查和分析,總結(jié)了重慶市大型商場這類建筑的能耗現(xiàn)狀及用能特點(diǎn)。并針對重慶市大型商場建筑耗能現(xiàn)狀,分別從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行管理和系統(tǒng)設(shè)計三個方面闡述了重慶市大型商場建筑能耗偏高的主要原因。關(guān)鍵詞:建筑能耗圍護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)行管理系統(tǒng)設(shè)計
1概述
隨著重慶市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,重慶公共建筑也保持了高速發(fā)展,而伴隨著能源消耗與浪費(fèi)問題也較為突出。在重慶市既有公共建筑中,其中99%為高耗能建筑;在新建建筑中95%以上仍屬于高耗能建筑。重慶市公共建筑量大面廣,建筑能耗驚人,如果不實施建筑節(jié)能,將對重慶市的能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)造成巨大壓力,并制約著重慶市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1.1調(diào)查組織安排
為了促進(jìn)重慶市整個節(jié)能工作的開展,有效的分解“十一五”節(jié)能降耗20%這一指標(biāo),為重慶市有效的開展既有建筑的改造做出基礎(chǔ)工作,由重慶市人大城環(huán)委牽頭組織了此次對重慶市現(xiàn)有公共建筑的能耗調(diào)查,并成立了專門的調(diào)查小組。調(diào)查對象以全市的大型公共建筑為主;調(diào)查人員由兩個團(tuán)隊組成,一是能耗調(diào)查專家組,二是在校從事節(jié)能方面課題的博士生、高年級的碩士研究生;調(diào)查方式采取集中調(diào)查和重點(diǎn)調(diào)查相結(jié)合的方式進(jìn)行。1.2重慶市公共建筑能耗現(xiàn)狀
下圖為賓館、辦公寫字樓、文廣、車站、醫(yī)院和商場六類大型公共建筑201*~201*年耗電量密度變化曲線。
201*~201*年各公共建筑年耗電量密度變化曲線300250akWh/m2201*50100500201*201*商場201*文廣201*賓館201*車站201*寫字樓201*201*醫(yī)院
圖1201*~201*年年耗電量密度變化曲線
由圖1可以看到,在單位建筑面積下,商場類建筑的年耗電密度明顯高于其他幾類大型公共建筑。并在這6年中能耗呈逐年上升趨勢,由此可見,隨著商場面積的不斷增加,總體的上漲不可避免,節(jié)能改造是勢在必行。
如圖2所示,與賓館、辦公寫字樓、文廣、車站和醫(yī)院五種類型建筑年電耗數(shù)據(jù)值進(jìn)行單位面積的平均值比較,可以看出,商場類建筑年單位面積耗電量接近250kWh/m2.a,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了其他五類公共建筑的年耗電密度。
各類型公共建筑年耗電密度比較250200akWh/m2150100500商場文廣賓館車站寫字樓醫(yī)院
圖2各類型公共建筑年耗電量密度
2重慶市商場建筑能耗狀況
大型商場建筑作為公共建筑中的一種,其特點(diǎn)為建筑面積大、客流密度和各種照明、電器密度高;多采用中央空調(diào)系統(tǒng)對商場溫度、濕度進(jìn)行控制;能量傳輸距離長、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備多,以用電為主,冬季采暖耗熱量;運(yùn)行時長為12個小時以上、全年基本沒有節(jié)假日、能耗受人們的消費(fèi)習(xí)慣影響巨大。因此,與其他大型公共建筑或中小型商場相比,大型商場單位面積耗電密度高、全年總耗電量大,節(jié)能潛力巨大,因此是研究重點(diǎn)。2.1能耗總體狀況
圖3給出了重慶市十個大型商場201*年的年耗電密度數(shù)據(jù)統(tǒng)計。
201*年大型商場建筑年耗電密度500400akWh/m2300201*00012345678910商場編號
圖3201*年大型商場建筑年耗電密度統(tǒng)計
可以看出,①各商場相互之間用電量差異較大,單位建筑年能耗密度在213.28kWh/a~448.77kWh/a之間。
②最大值是平均值的1.3倍,而最小值只有平均值的60%;最大值與最小值之間相差接近2倍。2.2逐月能耗狀況
圖4為這十個大型商場建筑201*年逐月耗電變化曲線。從圖中可知:
①商場每月電量呈現(xiàn)出季節(jié)性變化,6月~10月是用電高峰期,其中峰值在8月前后出現(xiàn);在11月~3月期間用電量較低,但部分商場在這期間能耗有小幅波動。
②商場能耗波動非常明顯,波動最大的商場其最大值與最小值之間相差4倍之多,而對這種波動影響最大的則是空調(diào)系統(tǒng),照明及動力等其他能耗一年四季是只有少許變化,這就導(dǎo)致空調(diào)機(jī)組大多數(shù)情況下都在部分負(fù)荷下運(yùn)行,能源浪費(fèi)巨大。
上述差異可知,由于技術(shù)、設(shè)備和管理方面的原因,重慶市商場建筑能耗水平存較大差異,存在巨大的節(jié)能潛力。
201*年重慶市商場逐月耗電變化曲線1401201*0806040201*1223344556月份678910789101112akWh/m2
圖4201*年重慶市商場逐月耗電變化曲線
3重慶市大型商場耗能特點(diǎn)及主要原因
重慶市大型商場能耗巨大的原因較多,問題較復(fù)雜,其中的主要原因涉及建筑設(shè)計及圍護(hù)結(jié)構(gòu)、
系統(tǒng)運(yùn)行管理和系統(tǒng)設(shè)計三個方面。3.1建筑設(shè)計及圍護(hù)結(jié)構(gòu)情況
建筑總體負(fù)荷與各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能成正相關(guān)。改善公共建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)對減低空調(diào)負(fù)荷,減少設(shè)備容量,降低空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗起著重要作用。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示,建設(shè)單位往往過多地考慮節(jié)省一次投資,而忽視運(yùn)行上的節(jié)能。下表1為商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
表1重慶市商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式統(tǒng)計
圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能措施外墻保溫外保比例(%)溫-淺色83外墻形式玻璃幕墻75其他25通風(fēng)幕墻19幕墻形式雙層皮幕墻19屋面保溫屋面保溫21屋頂綠化25建筑外窗普通單玻35鋁合金窗框61Low-e30
從上表可以看出:①大多數(shù)商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)未考慮節(jié)能措施,所有的商場建筑均未做外墻保溫,只有21%的商場屋面做了外保溫。
②對窗體和玻璃幕墻的材料選擇都很差,有61%的建筑選擇的保溫性能很差的鋁合金窗,這就導(dǎo)致現(xiàn)有窗戶和玻璃幕墻傳熱系數(shù)普遍偏大,空氣滲透嚴(yán)重。重慶市既有商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫環(huán)節(jié)十分薄弱。
就建筑設(shè)計來講,由于商場的特殊性,業(yè)主為達(dá)到很好的外觀效果,有75%的商場建筑使用了玻璃幕墻,然而只有30%的建筑使用了傳熱系數(shù)低的Low-e中空玻璃,并且沒有外窗或不能開啟,也沒有任何的遮陽措施;多數(shù)調(diào)查建筑以“箱體”形式為主,通風(fēng)性能差,大量內(nèi)區(qū)造成能量消耗巨大;同時,商場為了達(dá)到好的宣傳效果來吸引消費(fèi)者,在外部又加入了大幅的廣告,從而嚴(yán)重影響了室內(nèi)采光,導(dǎo)致照明負(fù)荷加大和空調(diào)負(fù)荷加大的雙重浪費(fèi)。
另外,由于商場建筑在設(shè)計時,沒有考慮到春秋季大量引入新風(fēng)的措施來降低室內(nèi)熱負(fù)荷,這也是導(dǎo)致商場建筑春秋兩季能耗居高不下的關(guān)鍵原因。3.2運(yùn)行管理現(xiàn)狀
公共建筑整體運(yùn)行管理水平的高低直接決定著建筑整體能源利用水平。在本次調(diào)研對象中,建筑物運(yùn)行管理有些是專門的物業(yè)管理公司來進(jìn)行;有些建筑由自己的工程部門來進(jìn)行。圖5為重慶市商場建筑運(yùn)行管理方式統(tǒng)計。
19%56%25%業(yè)主自己物業(yè)公司其他圖5物業(yè)管理部門與業(yè)主的關(guān)系
3.2.1節(jié)能管理制度
建筑物運(yùn)行管理水平的高低主要取決于物業(yè)管理管理公司及人員專業(yè)技術(shù)水平。因此提高公共建筑物業(yè)管理公司及人員在節(jié)能方面的知識是公共建筑節(jié)能環(huán)節(jié)中的重要組成部分。表2為商場建筑的節(jié)能管理制度建設(shè)情況。
表2商場建筑的節(jié)能管理制度建設(shè)情
相關(guān)節(jié)能措施以及制度比例(%)有節(jié)能培訓(xùn)47有節(jié)能制度47進(jìn)行過能耗數(shù)據(jù)收集和分析挖掘節(jié)能潛力53是否開展優(yōu)化用能設(shè)備的運(yùn)行時間和參數(shù)70有節(jié)能運(yùn)行的技術(shù)檔案35了解EMC合同5
從表中反映出節(jié)能管理制度主要存在以下幾個方面的問題:
①有不到50%的運(yùn)行管理人員參與過節(jié)能培訓(xùn)和節(jié)能制度的制定,直接導(dǎo)致在管理過程中技術(shù)水平低和缺少標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)。
②只有35%的單位建立了節(jié)能檔案,所以很多管理人員沒有原始資料的指導(dǎo),對系統(tǒng)在不同時段下了運(yùn)行情況缺少了解,導(dǎo)致了管理人員缺乏經(jīng)驗和疏忽,間接的導(dǎo)致能源損失。3.2.2空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理
表3商場建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理情況
重設(shè)冷凍水溫經(jīng)測試后由專業(yè)人員設(shè)定13制冷機(jī)負(fù)荷合理分配沒自己專業(yè)人沒運(yùn)行模式調(diào)整變頻自己專業(yè)人沒控定期對系統(tǒng)進(jìn)行清洗87系統(tǒng)用電用水獨(dú)立計量614熱回收相關(guān)運(yùn)行管理措施自己設(shè)定74有調(diào)整員調(diào)整有調(diào)整員調(diào)整有制1365926785178比例(%)
表3為商場建筑空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理情況統(tǒng)計。從表中反映出節(jié)能管理制度主要存在以下幾個方面的問題:①空調(diào)系統(tǒng)自動化水平不高,變頻控制僅為8%,不能隨負(fù)荷變化而自動調(diào)整,給空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能帶來很大的障礙,導(dǎo)致了機(jī)組普遍存在“大馬拉小車”的情況。
②只有60%的商場建筑進(jìn)行了對系統(tǒng)用電、用水的單獨(dú)計量。通過調(diào)查回訪顯示,有80%的進(jìn)行分項計量的單位反映效果一般。
③過渡季節(jié)沒有很好地利用新風(fēng),熱回收裝置在中央空調(diào)系統(tǒng)中的安裝率極低,僅為4%。3.2.3照明及動力系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng)管理
表4為商場建筑照明及動力運(yùn)行管理情況統(tǒng)計。通過對表4所示數(shù)據(jù)分析,各商場對照明和供電質(zhì)量比較重視,大部分商場能做到對照明實施集中控制,90%的商場通過調(diào)整照度,滿足場地不同時段不同商品位置的需要,滿足人體舒適度的需要;通過調(diào)整配電三相平衡,有效減少電壓波動和負(fù)荷失衡引起的電壓諧波,降低能耗。但仍然存在以下幾個主要的問題:
①空調(diào)區(qū)域照明與空調(diào)綜合處理不高,僅占24%。在空調(diào)制冷量一定的條件下,如果照明發(fā)熱量減少,將造成冷量的不必要浪費(fèi)。
②電力方面最突出的問題是設(shè)計容量偏大,又很少采用變頻技術(shù),末端設(shè)備即使?jié)M負(fù)荷運(yùn)行,動力功率也有很大部分浪費(fèi)。
表4商場建筑照明及動力系統(tǒng)運(yùn)行管理情況
相關(guān)運(yùn)行管理措施比例(%)相關(guān)運(yùn)行管理措施比例(%)樓層配電箱照度調(diào)整燈具清洗三相平衡調(diào)整90優(yōu)化通風(fēng)機(jī)的開機(jī)時間581對風(fēng)機(jī)水泵是否采取變頻控制10手動控制6290樓層集中控制62戶外照明光控-室外照明定時關(guān)閉38照明控制方式現(xiàn)場分散控制19專人負(fù)責(zé)管理14節(jié)水龍頭48集中空調(diào)區(qū)域照明是否與空調(diào)綜合處理24使用節(jié)能燈具90電加熱水器控制81
商場建筑使用功能多樣化導(dǎo)致建筑空間使用功能也有很大差別,成為目前重慶市公共建筑的主流。即使是在同一功能的公共建筑中,由于不同的使用功能導(dǎo)致建筑內(nèi)各空間能源負(fù)荷特點(diǎn)與使用時間都不盡相同,相應(yīng)能源系統(tǒng)的設(shè)計與管理、以及建筑物管理都必須根據(jù)需求作相應(yīng)的調(diào)整和適應(yīng)。因此,使用功能變化帶來的直接問題是建筑能源供應(yīng)系統(tǒng)與管理復(fù)雜化,這是重慶市公共建筑運(yùn)行管理中要值得重視的問題。3.3系統(tǒng)設(shè)計
對于公共建筑來說,系統(tǒng)設(shè)計的合理與否直接關(guān)系到整個建筑物的能耗大小。因此,在調(diào)查中主要發(fā)現(xiàn)以下突出問題:
①目前的商場建筑普遍采用的全空氣空調(diào)系統(tǒng)都是定風(fēng)量方式,多數(shù)采用臺數(shù)控制,因此時常出現(xiàn)“大馬拉小車”的情況,浪費(fèi)嚴(yán)重。
②不合理的系統(tǒng)和設(shè)備選型以及運(yùn)行方式,導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)效率過低。例如,由于冷卻塔工作時,其噪音對室外環(huán)境的影響,使其安裝位置受限,導(dǎo)致設(shè)計管路偏長,運(yùn)行阻力增加,而冷卻塔在運(yùn)行時,也是長期小溫差傳熱,從而造成輸送能耗浪費(fèi)。
③還有一個值得注意的地方,就是商場是為了給消費(fèi)者提供一個舒適的購物環(huán)境,讓人們在進(jìn)入商場后就馬上能感覺到?jīng)鏊男Ч,往往在設(shè)計時,沒有按照規(guī)范要求降低了室內(nèi)溫度設(shè)計值和增大了新風(fēng)量設(shè)計值,也相應(yīng)的增大了空調(diào)能耗。
④空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計時,僅僅考慮到最不利情況下的空調(diào)負(fù)荷,沒有考慮到過渡季節(jié)采用全新風(fēng)或增大新風(fēng)比運(yùn)行,來有效地改善空調(diào)區(qū)內(nèi)空氣品質(zhì)和大量節(jié)省空氣處理所需消耗的能量。
⑤由于商品展示等要求,室內(nèi)照明及商品照明負(fù)荷大,而且持續(xù)時間長,這就導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷增大。
4結(jié)論
大型商場建筑是公共建筑中的耗能大戶,通過本次建筑能耗調(diào)查工作,可知重慶市商場建筑具有巨大的節(jié)能潛力,對既有大型商場建筑實施節(jié)能優(yōu)化和改造,對于國家“節(jié)能減排”基本國策的貫徹以及對于企業(yè)自身降低經(jīng)營成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,都具有重要的意義。而盡快推進(jìn)建筑節(jié)能設(shè)計、節(jié)能運(yùn)行以及既有建筑的節(jié)能改造,其社會經(jīng)濟(jì)效益將是十分顯著。
參考文獻(xiàn)
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擴(kuò)展閱讀:重慶市大型商場能耗調(diào)研分析
重慶市大型商場能耗調(diào)研分析
重慶大學(xué)陳進(jìn)軍張建波
四川大學(xué)龍恩深
摘要:通過對重慶市30家大型商場進(jìn)行實地能耗調(diào)研,選擇其中9家具有代表性的商場進(jìn)行能耗分析,從建筑本體、用能系統(tǒng)及運(yùn)行管理三個方面分析商場用能情況及能耗特性;研究了商場空調(diào)設(shè)備功率構(gòu)成比例及設(shè)備選型對能耗的影響,并針對各用能系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能分析。關(guān)鍵詞:商場能耗設(shè)備選型節(jié)能0背景
大型商場作為公共建筑的一種,由于建筑面積大、用能設(shè)備多、人流密度大、使用時間長等特點(diǎn),因此與其他公共建筑相比單位面積能耗密度高,全年耗電量大,節(jié)能潛力巨大。根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示重慶市大型商場201*年總耗電量約為96745萬千瓦,折合標(biāo)煤33.86萬噸。如果按節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn)計算,其年節(jié)能潛力為16.93萬噸,占重慶市年節(jié)能指標(biāo)的8.9%[2]。圖1為重慶市各類型公共建筑年節(jié)能潛力占全市年節(jié)能指標(biāo)百分比,從圖1可以看出有效開展公共建筑節(jié)能工作能解決重慶市年節(jié)能指標(biāo)的23.1%,可見建筑節(jié)能工作對“十一五”提出的節(jié)能降耗20%指標(biāo)有重要意義;同時可以發(fā)現(xiàn)公共建筑中商場建筑年節(jié)能潛力最大,因此應(yīng)重點(diǎn)加以研究。圖2為重慶市主要類型公共建筑的年能耗密度,從圖2可以看出大型商場年能耗密度為354.56kWh/(ma),比其他類型公共建筑高出很多,因此是公共建筑節(jié)能設(shè)計及改造的重點(diǎn)研究對象。
其他,1.30%區(qū)縣辦公樓,2.80%2
[2]
[2]
[1]
商場,8.90%醫(yī)院,2.60%酒店,7.50%
圖1重慶市各類型公共建筑年節(jié)能潛力占全市年節(jié)能指標(biāo)的百分比400350300250201*50100500年能耗密度(kWh/m2a)354.56167.8391.6710844.7527.78樓館場店院所3.18樓公書商酒醫(yī)場辦圖化校校文學(xué)學(xué)建筑類型學(xué)校教學(xué)
圖2重慶市主要類型公共建筑的年能耗密度
1重慶市大型商場能耗狀況1.1總能耗分析
重慶市直轄以來,經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,大型商場數(shù)量較以前有了很大程度的增加,估計全市商場建筑面積約為272.86萬平方米,而其能耗密度又非常之大,因此其耗電量是十分巨大的。為此,201*年重慶市建筑節(jié)能協(xié)會對全市30家大型商場進(jìn)行了能耗調(diào)查,圖3為其中具有代表性的9家商場201*年單位面積耗電量數(shù)據(jù)。
500450400350300250201*5010050012345商場編號6789[2]
單位面積耗電量(kWh/(m2a))
圖3重慶市9家大型商場201*年單位面積耗電量調(diào)研數(shù)據(jù)
從圖3可以看出,各商場之間用電量差異較大。建筑年能耗密度在288.9kWh/(ma)~448.8kWh/(ma)之間不等,平均值為371.9kWh/(ma),最大值是最小值的1.7倍之多。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)各商場能
22耗不同的原因主要有:
(1)受人流密度、地理位置和營業(yè)狀況的影響很大,造成不同商場的能耗相差較大。(2)商場圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能和系統(tǒng)設(shè)計上的差異,導(dǎo)致空調(diào)設(shè)備容量不同。
(3)商場管理部門采取的節(jié)能管理措施不同,有一些對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化,而有些卻沒有。
《201*中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告》指出我國商場類建筑年能耗密度為200kWh/(ma)~300kWh/(ma),而重慶市商場建筑年能耗密度平均值為371.9kWh/(ma),大大超出此范圍,可見其節(jié)能潛力巨大。1.2商場能耗結(jié)構(gòu)
商場能耗主要由空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及動力系統(tǒng)三大部分構(gòu)成,其中空調(diào)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)占較大的比重。由于目前大多數(shù)商場沒有實施用能分項計量,對各用能系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)無法取得,因此調(diào)查只得到各商場各用能設(shè)備總安裝功率比例,如圖4所示。
照明22%2
[1]
22電梯8%風(fēng)機(jī)盤管2%新風(fēng)機(jī)2%空調(diào)機(jī)8%冷源設(shè)備46%冷卻水泵7%冷凍水泵5%
圖4各商場各用能設(shè)備總安裝功率比例
從圖4可以看出空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備安裝功率占總功率的70%,其中制冷機(jī)組占46%,水泵和末端設(shè)備各占12%,可見空調(diào)系統(tǒng)在商場能耗中占有很大的比重。在此基礎(chǔ)上我們可以分析商場各用能設(shè)備的能耗比例,由于商場空調(diào)設(shè)備開啟時間比照明、動力設(shè)備少,按全年空調(diào)設(shè)備開啟9個月估算,空調(diào)系統(tǒng)能耗占商場全年總能耗的比例約為60%,照明、動力系統(tǒng)能耗比例分別約為30%和10%。由于照明、動力系統(tǒng)在商場中耗能比較穩(wěn)定,而空調(diào)系統(tǒng)用能影響因素則極其復(fù)雜,所以重點(diǎn)研究空調(diào)系統(tǒng)能耗特性對商場節(jié)能具有重要的意義。1.3空調(diào)系統(tǒng)能耗特性分析
商場空調(diào)能耗主要由其負(fù)荷狀況及空調(diào)設(shè)備的使用狀況決定。建筑負(fù)荷的影響因素較多,主要有室外氣象參數(shù)、室內(nèi)溫濕度設(shè)定值、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、新風(fēng)比例、室內(nèi)人流密度及用能設(shè)備密度等。在這些因素中,較其他建筑不同的一是商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般都使用大面積的玻璃幕墻,玻璃門。然而調(diào)查中發(fā)現(xiàn),玻璃幕墻熱工性能較差,同時也沒有設(shè)置合理的外遮陽設(shè)施,空調(diào)開啟期間門也是敞開的,沒有設(shè)置合理的門簾等設(shè)施,這都導(dǎo)致建筑負(fù)荷大大增加,從而導(dǎo)致能耗也大大增加。二是商場建筑人流密度大,因而新風(fēng)比例的選取對其負(fù)荷的影響也格外關(guān)鍵。新風(fēng)比例過大則會導(dǎo)致負(fù)荷急劇增加。研究表明,在人流密度及商場照明等因素不變的情況下,若將新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)從10m/(h人)提高到20m/(h人),總冷負(fù)荷將增加30%;比例過小則會影響室內(nèi)空氣品質(zhì),使人體產(chǎn)生不舒適的感覺。因此,在商場建筑設(shè)計及空調(diào)設(shè)計階段應(yīng)充分合理處理好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能、外遮陽設(shè)計、新風(fēng)比例的問題。
空調(diào)設(shè)備的使用狀況主要由設(shè)備的選型大小、能效比以及運(yùn)行管理決定。調(diào)查顯示各商場空調(diào)設(shè)備能效比大體相當(dāng),但是設(shè)備選型大小及運(yùn)行管理水平則參差不齊。由于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備能耗以制冷機(jī)組能耗為主,而冷源設(shè)備的選取即冷源設(shè)備裝機(jī)容量與空調(diào)工程設(shè)計冷負(fù)荷的匹配是提高空調(diào)系統(tǒng)能效比的關(guān)鍵。再者其他設(shè)備的選取也是以制冷機(jī)組的選型大小為基礎(chǔ)的,因此我們主要分析了各商場年能耗密度與單位面積冷機(jī)功率之間的關(guān)系,如圖5所示
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33單位面積年耗電量(kWh/(m2a)450400350300250201*501005000204060801001201*0單位面積冷機(jī)功率(W/m2)
圖5商場年能耗密度與單位面積冷機(jī)功率之間的關(guān)系
從圖5可以看出,所選商場單位面積冷機(jī)功率在25W/m2~118W/m2之間,平均值為68W/m2;同時可以定性的得出建筑能耗密度與單位面積冷機(jī)功率呈正比例關(guān)系。各商場單位面積冷機(jī)功率之間存在巨大的差異說明其中必然有選型不合理的商場。調(diào)研發(fā)現(xiàn)大多數(shù)商場建筑在空調(diào)設(shè)計階段,由于設(shè)計人員對建筑負(fù)荷計算的偏差或出于保險的考慮,裝機(jī)容量選擇過大,這就必然導(dǎo)致系統(tǒng)配置過大,使主機(jī)和系統(tǒng)整體放大,設(shè)計的先天不足埋下了建筑能耗巨大浪費(fèi)的隱患。同時冷機(jī)容量大小間接決定了空調(diào)系統(tǒng)其他耗能設(shè)備的選型,如果冷機(jī)功率過大,一方面會造成其他設(shè)備功率過大,使設(shè)備長期處于低效工作狀態(tài)點(diǎn),造成能源的大量浪費(fèi)即所謂的“大馬拉小車”;另一方面,若建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能不佳(如玻璃幕墻傳熱系數(shù)過大)或人為操作(如空調(diào)期間開門窗)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)能源浪費(fèi)黑洞,此時冷機(jī)容量配置合理則耗其所有,再大的容量配置也可以不知不覺的被消耗掉。因此,合理的選擇制冷機(jī)組的容量對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著至關(guān)重要的作用。2重慶商場建筑節(jié)能淺析2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能
商場建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯著特征就是使用了大面積的玻璃幕墻,而導(dǎo)致夏季室內(nèi)空調(diào)能耗較大的主要原因是從玻璃幕墻進(jìn)入室內(nèi)的大量太陽輻射熱。這說明商場建筑節(jié)能在圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面應(yīng)重點(diǎn)解決大面積玻璃幕墻帶來的熱對流,太陽輻射熱等問題。因此玻璃幕墻的熱工性能應(yīng)盡可能的好,同時合理的外遮陽設(shè)施也是十分有必要的。2.2照明系統(tǒng)節(jié)能
照明系統(tǒng)能耗主要受照明設(shè)備功率及設(shè)備使用時間影響,因此其節(jié)能途徑主要有兩個方面。一是節(jié)能燈具的使用,在滿足照度的前提條件下采用高效節(jié)能型照明產(chǎn)品,不僅能降低照明系統(tǒng)的能耗,而且也能減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗。二是照明系統(tǒng)控制方式的自動化、智能化,采取合理的自控方式能大大降低照明系統(tǒng)的同時又不對室內(nèi)光環(huán)境需求產(chǎn)生不良影響。2.3空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能
空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要由冷熱源系統(tǒng)、水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)的能耗構(gòu)成,其中冷熱源系統(tǒng)能耗占有較大比例。針對本次調(diào)研所發(fā)現(xiàn)的商場空調(diào)系統(tǒng)存在的問題,筆者提出一些建議以供探討:1)合理選擇冷機(jī)容量及臺數(shù),提高冷熱源效率;2)選擇合理的室內(nèi)空調(diào)運(yùn)行參數(shù);3)提高空調(diào)系統(tǒng)的自動化、智能化程度;4)充分利用自然冷源。2.4運(yùn)行管理節(jié)能
大型商場建筑多采用集中空調(diào)系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備眾多、用能相對集中、能耗水平高,彈性相對大的特點(diǎn),對它的節(jié)能運(yùn)行管理應(yīng)從制度和技術(shù)方面雙管齊下。制度方面,在對空調(diào)系統(tǒng)的能耗進(jìn)行獨(dú)立計量甚至分項計量的基礎(chǔ)上,對空調(diào)系統(tǒng)用能狀況進(jìn)行審計以確定整體節(jié)能潛力的大小,同時
[5]確定管理節(jié)能的潛力大小,進(jìn)而采用定額管理、合同管理、目標(biāo)管理等措施,對運(yùn)行管理者進(jìn)行約束和激勵,達(dá)到管理節(jié)能的目的;技術(shù)方面,節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用才是具體管理措施實施的工具,因此,還應(yīng)對運(yùn)行管理人員、運(yùn)行操作人員進(jìn)行專業(yè)節(jié)能培訓(xùn),使之掌握正確的節(jié)能理念和有效的節(jié)能技術(shù)。3結(jié)論
(1)重慶市公共建筑年節(jié)能潛力占全市年節(jié)能指標(biāo)的23.1%,對“十一五”節(jié)能降耗20%指標(biāo)的完成有重要意義。
(2)重慶市商場建筑面積約272.86萬平方米,平均能耗密度為371.9kWh/(ma),最大值是最小值的1.7倍之多,節(jié)能潛力巨大,是公共建筑節(jié)能設(shè)計及改造的重點(diǎn)研究對象。
(3)空調(diào)系統(tǒng)是商場建筑的耗能大戶,約占建筑總能耗的60%。建筑總能耗與單位面積冷機(jī)功率呈正比例關(guān)系,合理選擇冷機(jī)容量是空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。
建筑能耗影響因素極其復(fù)雜,節(jié)能工作任道重遠(yuǎn),還有大量工作有待繼續(xù)深入研究。
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