建筑能耗案例分析

1、美國(guó)校園建筑能耗案例分析 夏建軍夏建軍 美國(guó)某校園建筑概況 位于美國(guó)東部，常青藤名校 總建筑面積約132萬平方米，約150幢校園建筑 12個(gè)學(xué)院 建筑類型為辦公建筑，實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)樓,學(xué)生宿舍樓，圖書館和醫(yī)院 美國(guó)某校園建筑概況 新老建筑結(jié)合，大部分老建筑經(jīng)過改造，增加了保溫，更換設(shè)備； 部分建筑為美國(guó)Leed金級(jí)或銀級(jí)建筑 許多新型建筑節(jié)能措施在校園建筑中得到應(yīng)用，如墻體外保溫，雙層玻 璃幕墻，低輻射玻璃，輻射采暖，變頻裝置，自然采光，節(jié)能燈具等 美國(guó)某校園用能概況 集中式冷源供全校所有建筑空調(diào)制冷需求（平均COP為5.05）； 市政蒸汽公司提供250psi高壓蒸汽用于冬季采暖和空調(diào)用； 校園

2、總用電40%為購(gòu)買風(fēng)力發(fā)電量 校園集中冷站校園蒸汽管網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電 美國(guó)某校園空調(diào)系統(tǒng)概況 全空氣系統(tǒng)居多，大部分建筑采用末端帶再熱的變風(fēng)量系統(tǒng)， 實(shí)驗(yàn)樓和圖書館部分區(qū)域采用定風(fēng)量系統(tǒng)+末端再熱，宿舍樓采 用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)； 大部分空調(diào)箱具有新風(fēng)利用經(jīng)濟(jì)器，排風(fēng)熱回收； 風(fēng)機(jī)和水泵多采用變頻控制或者入口導(dǎo)葉閥控制； 所有的系統(tǒng)都采用閉環(huán)控制，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，管理人員很少干預(yù)； 控制系統(tǒng)監(jiān)控 控制中心 控制中心通過計(jì)算機(jī)，可以對(duì)全校的冷凍水及蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行控制， 同時(shí)約50%的校園建筑，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制，可以對(duì)設(shè)定值、風(fēng)機(jī)啟 停進(jìn)行控制； 并且，控制系統(tǒng)記錄3個(gè)月的歷史數(shù)據(jù)，每十分鐘一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)

3、。這為節(jié)能診斷 帶來了很大的便利。 空調(diào)系統(tǒng)控制界面 空調(diào)箱的控制 VAV末端再熱水系統(tǒng)控制集中冷站控制 空調(diào)箱設(shè)定參數(shù)控制 歷史數(shù)據(jù)控制界面 控制中心的歷史曲線界面可調(diào)出數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析 作為試點(diǎn)工程，一幢學(xué) 生宿舍實(shí)現(xiàn)了能耗的時(shí) 時(shí)監(jiān)控 1.建筑和冷凍站用電逐年增加； 2.集中冷戰(zhàn)耗電量占總量 912% ； 3.集中冷站COP5.05; 1.校園內(nèi)94 棟建筑平均電耗 231kWh.a/m2 ； 2.不同種類建筑電耗 差別顯著. 校園建筑總電耗 校園2006年全年冷熱量消耗 美國(guó)某校園建筑 熱量：1.02GJ/m2.a; 冷量: 0.84GJ/m2.a 世界上同類型建筑 東京 熱量：0.

4、43GJ/m2.a; 冷量: 0.45GJ/m2.a 上海 熱量：0.36GJ/m2.a; 冷量: 0.4GJ/m2.a Annual average heat consumption 1.28GJ.a/m2 Annual average electricity consumption 184.69 kWh.a/m2 美國(guó)同類型校園建筑能耗比較 不同氣候區(qū)域電耗和熱量比較 北京清華大學(xué)建筑能耗 AverageCollege buildingLaboratoryDormitoryOffice Upenn23121548387- U.S.A185178435102200 Tsinghua68331

5、00-76.2 不同類型建筑能耗比較 Figure Comparison between different types （Unit：kWh.a/m2） 能耗偏大原因分析 連續(xù)運(yùn)行、從不間斷，如照明、通風(fēng)、空調(diào)等系統(tǒng)的設(shè)備； 空調(diào)系統(tǒng)末端再熱，導(dǎo)致嚴(yán)重的冷熱抵消； 風(fēng)機(jī)電耗過高，VAV系統(tǒng)值得商榷； 完全依賴自控系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，但傳感器、執(zhí)行器故障頻發(fā)，疏于維護(hù)。 系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行 末端冷熱抵消 Summer 22 17 21 14 20 帶末端再熱的帶末端再熱的 變風(fēng)量箱變風(fēng)量箱 冷機(jī)供冷冷機(jī)供冷: 264kW: 264kW 末端再熱末端再熱: 228kW: 228kW 傳感器、執(zhí)行器故障導(dǎo)致能

6、耗增加 Building Automation System needs lots of sensors or controllers as an input/output data, but sensors of temperature, humidity, air volume,CO2 concentration, etc. are not reliable. Preheat coil 傳感器、執(zhí)行器故障導(dǎo)致能耗增加 氣候 建筑物設(shè)計(jì)與圍護(hù)結(jié)構(gòu) 建筑環(huán)境與設(shè)備系統(tǒng) 建筑物運(yùn)行管理者的操作 建筑物使用者的調(diào)節(jié)和參與 建筑物室內(nèi)環(huán)境控制要求 影響建筑能耗的主要因素 建筑物使用者的調(diào)節(jié)和參與：開

7、窗通風(fēng)的影響 引導(dǎo)人員參與照明控制，人走關(guān)燈； 根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)降低照明設(shè)計(jì)功率和照度 改變建筑物室內(nèi)環(huán)境控制要求 Time Supply Water Temp. (deg C)10.110.010.09.69.6 Return Water Temp.(deg C)14.514.214.213.513.4 Flow Rate (m3/h)419402402374373 Cooling Load (kW)2150.91969.81969.81701.71653.6 Reduced Percent (%)-8.4%8.4%20.9%23.1% Time Supply Water Temp. (deg

8、C)8080.280.180.380.1 Return Water Temp. (deg C)7576.376.176.576.4 Flow Rate (m3/h)130120120110110 Heating Load (kW)758.3546560487.7474.8 Reduced Percent (%)-22%20%30.3%32.2% 冷量降低23% 熱量降低32% 建筑節(jié)能應(yīng)以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù) 建筑能耗出現(xiàn)的巨大差異的原因，并非在于該建筑物是否采用了先進(jìn)的節(jié)能 設(shè)備，多少節(jié)能技術(shù)與措施，而更多的在于建筑物所提供的室內(nèi)環(huán)境和要求 不同，建筑運(yùn)行管理者的操作不同，建筑使用者或居住者的調(diào)節(jié)不同 純機(jī)械論，“人定勝天”？根據(jù)理想狀況設(shè)計(jì)需求？；過度依賴于“高科技” 系統(tǒng)設(shè)備等來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能不符合中國(guó)國(guó)情 “天人合一”根據(jù)自然條件調(diào)整需求，提倡綠色節(jié)約生活模式，根據(jù)節(jié)約生 活模式開發(fā)對(duì)應(yīng)技術(shù)手段 總結(jié) 本門課程學(xué)習(xí)到此結(jié)束本門課程學(xué)習(xí)到此結(jié)束 請(qǐng)您盡快完成“課程作業(yè)”，并定期進(jìn)行自測(cè)，鞏固學(xué) 習(xí)效果。 為了更