建筑能耗案例分析

1、美國校園建筑能耗案例分析 夏建軍夏建軍 美國某校園建筑概況 位于美國東部，常青藤名校 總建筑面積約132萬平方米，約150幢校園建筑 12個學院 建筑類型為辦公建筑，實驗室，教學樓,學生宿舍樓，圖書館和醫(yī)院 美國某校園建筑概況 新老建筑結合，大部分老建筑經(jīng)過改造，增加了保溫，更換設備； 部分建筑為美國Leed金級或銀級建筑 許多新型建筑節(jié)能措施在校園建筑中得到應用，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%為購買風力發(fā)電量 校園集中冷站校園蒸汽管網(wǎng)風力發(fā)電 美國某校園空調(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量系統(tǒng)， 實驗樓和圖書館部分區(qū)域采用定風量系統(tǒng)+末端再熱，宿舍樓采 用風機盤管加新風系統(tǒng)； 大部分空調(diào)箱具有新風利用經(jīng)濟器，排風熱回收； 風機和水泵多采用變頻控制或者入口導葉閥控制； 所有的系統(tǒng)都采用閉環(huán)控制，系統(tǒng)自動運行，管理人員很少干預； 控制系統(tǒng)監(jiān)控 控制中心 控制中心通過計算機，可以對全校的冷凍水及蒸汽系統(tǒng)進行控制， 同時約50%的校園建筑，已經(jīng)實現(xiàn)遠程計算機控制，可以對設定值、風機啟 停進行控制； 并且，控制系統(tǒng)記錄3個月的歷史數(shù)據(jù)，每十分鐘一個數(shù)據(jù)點

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)進行進一步分析 作為試點工程，一幢學 生宿舍實現(xiàn)了能耗的時 時監(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)運行、從不間斷，如照明、通風、空調(diào)等系統(tǒng)的設備； 空調(diào)系統(tǒng)末端再熱，導致嚴重的冷熱抵消； 風機電耗過高，VAV系統(tǒng)值得商榷； 完全依賴自控系統(tǒng)全自動運行，但傳感器、執(zhí)行器故障頻發(fā)，疏于維護。 系統(tǒng)連續(xù)運行 末端冷熱抵消 Summer 22 17 21 14 20 帶末端再熱的帶末端再熱的 變風量箱變風量箱 冷機供冷冷機供冷: 264kW: 264kW 末端再熱末端再熱: 228kW: 228kW 傳感器、執(zhí)行器故障導致能

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)行器故障導致能耗增加 氣候 建筑物設計與圍護結構 建筑環(huán)境與設備系統(tǒng) 建筑物運行管理者的操作 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、窗通風的影響 引導人員參與照明控制，人走關燈； 根據(jù)設計標準降低照明設計功率和照度 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的節(jié)能 設備，多少節(jié)能技術與措施，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 純機械論，“人定勝天”？根據(jù)理想狀況設計需求？；過度依賴于“高科技” 系統(tǒng)設備等來實現(xiàn)建筑節(jié)能不符合中國國情 “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)對應技術手段 總結 本門課程學習到此結束本門課程學習到此結束 請您盡快完成“課程作業(yè)”，并定期進行自測，鞏固學 習效果。 為了更