建筑能耗案例分析

美國(guó)校園建筑能耗案例分析夏建軍美國(guó)某校園建筑概況位于美國(guó)東部，常青藤名?？偨ㄖ娣e約132萬(wàn)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(guò)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(guò)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)。這為節(jié)能診斷帶來(lái)了很大的便利?？照{(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9~12%；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：0.43GJ/m2.a;冷量:0.45GJ/m2.a

上海

熱量：0.36GJ/m2.a;冷量:~0.4GJ/m2.aAnnual

average

heat

consumption1.28GJ.a/m2Annual

average

electricity

consumption

184.69kWh.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Average①Collegebuilding②Laboratory③Dormitory④OfficeUpenn23121548387-U.S.A185178435102200Tsinghua6833100-76.2不同類型建筑能耗比較FigureComparisonbetweendifferenttypes（Unit：kWh.a/m2）①②③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(guò)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Summer22℃17℃21℃14℃20℃帶末端再熱的變風(fēng)量箱冷機(jī)供冷:264kW末端再熱:228kW傳感器、執(zhí)行器故障導(dǎo)致能耗增加BuildingAutomationSystemneedslotsofsensorsorcontrollersasaninput/outputdata,butsensorsoftemperature,humidity,airvolume,CO2concentration,etc.arenotreliable.Example:Economizerfailureduetowrongmeasurementofoutsideair/returnairstate.Preheatcoil傳感器、執(zhí)行器故障導(dǎo)致能耗增加Preheatvalveleakagecausesseveresteamandchilledwaterwasting…CO2sensorsfailurecausesseveresteamandchilledwaterwasting…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(kāi)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TimeSupplyWater

Temp.(degC)10.110.010.09.69.6ReturnWater

Temp.(degC)14.514.214.213.513.4FlowRate

(m3/h)419402402374373CoolingLoad

(kW)2150.91969.81969.81701.71653.6ReducedPercent

(%)-8.4%8.4%20.9%23.1%TimeSupplyWater

Temp.(degC)8080.280.180.380.1ReturnWater

Temp.(degC)7576.376.176.576.4FlowRate

(m3/h)130120120110110HeatingLoad

(kW)758.3546560487.7474.8ReducedPercent

(%)-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(guò)度依賴于“高科技”系統(tǒng)設(shè)備等來(lái)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(kāi)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

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。