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建築工程節能要點分析?

1建築技術方案能源評估要點分析

1.1建築總平面布置(1):在實現建築功能的基礎上,充分利用冬季日照,避開冬季主導風向,利用夏季涼爽期的自然通風,以利於冬夏節能。同時,總平面布置還應考慮建築群內的環境影響,如垃圾轉運站的臭氣、鍋爐房的燃燒煙氣、地下車庫的廢氣、變電站的電磁輻射和周圍交通的噪聲等。,並合理布置公共及輔助設施,最大限度地減少區內外的汙染影響。(2)朝向:建築的主朝向要選擇這個區域的最佳朝向。主要措施是冬天保持適量的陽光進入室內,夏天盡量減少陽光直射。就上海而言,需要減少建築物上的東西向日照。不同地區的最佳朝向略有不同。上海正南至東南15,北京正南至東南30°以內,廣州正南至西南5° 15。

(3)通風:建築布局對建築群整體的自然通風影響很大。總的來說,交錯、斜向、自由式的建築群體布局形式優於行列式、周長,建築的抗風能力較小。建築單體的自然通風與外窗的位置和開口面積有著重要的關系,可以在夏季將主導風導入室內,在冬季避免冷風直吹室內。對於壹些具體的項目,可以使用專業的風環境模擬軟件分別模擬冬季、夏季和過渡季節,以滿足生態節能的要求。(4)采光:采光不僅受開窗面積和位置的影響,還受到區域內高大建築物的遮擋。建築群內的單體高度應設置成北高南低的格局,以保證冬季至日能獲得1h以上的全窗日照。

1.2的體形系數對建築能耗影響顯著。根據夏熱冬冷地區的統計,如果體形系數由0.4降低到0.3,圍護結構傳熱損失可減少25%,全年采暖空調能耗可減少約13% [2]。根據相應建築的特點,建議在不影響建築使用功能的前提下,盡量減少外墻的大凹凸,盡量控制體形系數,其值滿足國家和地方公共或居住建築節能設計標準的強要求。

1.3建築圍護結構我國建築熱工設計分為嚴寒、夏冷、冬冷、夏熱冬暖、溫和五個區域。不同地區的圍護結構節能潛力不同,窗戶、外墻、屋頂等圍護結構的節能貢獻能力也有較大差異。因此,在對圍護結構進行節能評估時,應把握重點。例如,在夏熱冬暖地區,圍護結構節能的貢獻率是外窗>外墻>屋頂,節能設計的重點是首先考慮外窗的遮陽;在夏熱冬冷地區,順序是外墻>外窗>屋頂,節能設計的重點首先體現在外墻保溫上。

能源評估報告應當明確說明窗墻面積比、窗戶、室外遮陽設置和屋頂綠化的熱工性能,明確圍護結構的保溫做法、材料熱工性能和相應的節能技術措施。同時,應評估設計文本中熱力計算公式和結果的合理性和準確性。此外,防火等材料的安全性能也要考慮。針對方案設計階段文本中提出的熱工設計指標,應按本地區相應的公共建築和居住建築節能設計標準進行校核。如果圍護結構的某些熱工性能指標不能完全滿足現行節能標準中規定的指標,則需要根據國家建設行政主管部門認可的計算軟件進行權衡判斷;對於方案文本中可能缺少的熱設計指標,評估時應提出明確的合規性要求。

2主要建築用能設備系統性能評估要點分析

民用建築耗能設備系統的節能設計是實現建築低能耗運行的重要內容。目前,暖通空調、電氣系統等主要建築的耗能設備評估內容相對較少,主要停留在與方案設計文本壹致的描述內容上,很少有明確的設備能效指標和量化的能耗指標估算結果,無法為今後的建築能耗監測提供參考。2.1暖通空調系統暖通空調系統是建築中的耗能大戶,各類民用建築的暖通空調設備負荷約占43% ~ 52% [3]。根據上海市大型公共建築能耗的監測統計結果,暖通空調能耗約占建築總能耗的40% ~ 60%[4],由此不難看出暖通空調系統的節能設計非常重要。

2.1.1評價要點暖通空調系統主要評價內容應包括室內外設計參數、冷熱源系統、輸配系統、空調末端設備等。評估能效時應明確室內外設計參數與該地區建築節能設計標準的符合性;分析空調形式和建築性質的適用性;分析冷熱源選擇和容量配置的合理性,區域內的余熱和能源資源能否利用。冷熱源設備的主要能效指標包括冷水機組和空調的EER、COP和鍋爐熱效率。分析運輸系統與建築特征的符合性,明確或建議水系統運輸能效比、風機單位風量耗電量、水管風管保溫措施等能效指標。分析空調末端設備選型的適用性、送風溫度的合理性、送風和回風方式的可行性。

2.1.2空調系統能耗估算方法空調系統能耗估算壹般可采用三種方法:負荷指數法、經驗數據法、設備功率法。負荷指數法主要用單位空調面積的冷熱負荷指數和制冷設備的能效指數(COP,IPLV)來估算;經驗數據的規則是根據本地區近年公開發布的建築空調系統各單元用電量監測統計數據,逐項估算累加;設備功率定律是在設備選型固定、功率明確的情況下,結合需求系數和負荷系數進行估算。從實際建築運行監測的結果來看,前兩種估算結果的準確性要優於後者。但就評估期而言,很多項目還處於方案設計階段,設備選型並不明確。因此,建議將負荷指數法與經驗估算法相結合,以盡可能保證估算結果的準確性和可信度。

某大型公共建築夏季空調能耗估算實例如下:某建築為上海某國際企業總部大樓,辦公區空調系統采用冷水機組和冷卻塔的集中式中央空調系統。空調系統夏季能耗主要包括空調主機(冷源設備)、輸送系統設備(風和水)和末端設備(風機盤管、新風機等)的能耗。).冷源采用兩臺螺桿式冷水機組,COP值不小於5.1w/w..建築辦公區單位面積冷負荷計算為120W/m2,辦公區面積為21784.01m2,空調平均負荷系數計算為0.6 ~ 0.75(本項目為0.7),上海地區制冷運行天數為120d,平均每日使用時間為8h。空調主機能耗e = 0.7×120×21784.01/5.1×120×8×10-7 = 34.44萬kW·h。k:夏季空調系統設備總耗電量與制冷機組耗電量的比值約為1.8 ~ 2.0。數據來源於很多實際項目的實測值。本項目E辦公室夏季= K E主機(本項目K為1.8)= 1.8×34.44 = 61.99萬kW h2.2電氣系統的能源評估重點是供配電系統節能設計的合理性,主要從以下幾個方面進行分析。2.2.1變電站應設在負荷中心,以減少低壓側線路長度和線路損耗。此外,設置變電站時還應考慮噪聲和電磁輻射對周圍環境的影響。

2.2.2負荷計算準確性的驗證通常情況下,電力負荷計算的全過程很少在方案文本中明確。因此,方案文本中的負載數據應在可以評估時進行檢查。在選擇合理的機組負荷指標計算的基礎上,應采用最優負荷系數法確定變壓器容量,以保證系統安全可靠,並能以經濟的運行方式運行。

2.2.3在評價變壓器選型的合理性能時,應建議優先選用高效率、低功耗、低噪聲的變壓器,使變壓器的實際負荷接近設計的最佳負荷,提高變壓器的技術經濟效益,降低變壓器的能耗。2.2.4輸變電損耗估算輸變電損耗是電氣系統節能評估的重要組成部分,也是建築用電不可或缺的壹部分。輸變電損耗包括可變損耗和線路損耗兩部分。通常可以用簡化公式來估算建築工程中的可變損耗,但如果遵循《電力設計手冊》中傳統的簡化公式(δ P = 0.02 SJS,δ Q = 0.1 SJS)。

基於國家發改委節能評估培訓資料,建議高效節能變壓器有功和無功損耗的確定,經數學運算校核後可按以下簡化公式計算[5]:有功損耗δP = 0.01SJS;無功功率損耗δ q = 0.07 sjs。由於線損與電纜長度和截面的選擇有關,在方案階段往往難以確定,所以在能量評估階段可根據“線損≈ 1.0 ~ 1.2可變損耗”進行近似估算,兩者之和即為輸變電系統的總功率損耗。也可根據GB/T16664《企業供配電系統節能監測方法》得出結果

2.2.5照明系統的節能評估民用建築的照明耗電量約占建築總能耗的25% ~ 35%[6],公共建築和居住建築的照明往往存在嚴重的能源浪費。因此,從建築節能的角度來看,照明具有壹定的節能潛力。照明系統的能耗主要受照明設備功率和設備使用時間的影響。照明系統的評價主要可以從以下幾個方面考慮:(1)確保滿足建築照明設計標準中規定的節能指標的照明功率密度值設計的合理性;(2)照明控制系統設計的合理性,通過實現控制方式的自動化和智能化,可以減少公共區域的照明浪費;(3)照明光源和燈具選擇的合理性,在保證照明質量的前提下,盡量采用高效節能的照明產品,既能降低照明系統的能耗,又能降低空調系統的能耗。

3能耗估算要點分析

總能耗的估算結果是建築節能設計的量化體現,也是項目所在區域總能耗控制的依據。能源評估報告中所說的建築能耗,是指狹義的建築能耗,即建築物投入使用後設備的年能耗。民用建築的能耗類別比較簡單,主要包括電、水、氣。對於使用集中供熱、集中供冷和廢熱資源的建築,在能耗估算中還應考慮輸入熱量和供冷能力。

3.1電氣建築的用電量通常可采用單位指標法或單位面積功率法估算。單元指數法適用於不同功能性質的建築(群)或同壹建築(群)內不同功能單元,如商業建築、混合住宅小區等。用電指標的單位通常是W/戶、W/臺、W/m2等。比如寫字樓可以算30 ~ 70W/m2,商業建築可以算60 ~ 120 w/m2[3];再如,按上海新建住宅建築面積,用電指標可分別取8kW/戶和12kW/戶,超大型住宅和別墅可分別取80W/m2和100 w/m2[7]。

單位面積功率法則是對建築物內不同的用電負荷進行分類估算,逐項累加,如照明、插座、電梯、給排水、通風、空調設備等。相應的負荷指標可參照國家民用建築工程設計節能技術措施-電氣、建築照明設計標準等規範合理選取。單位指數法和單位面積功率法可以單獨使用,也可以組合使用。前者更適用於方案設計階段,尤其適用於只有建築方案,公共及輔助設備專業方案不全的建設項目,估算結果相對準確。後者更適合估算某類建築中壹類負荷設備的用電量,在具體設備的使用時間上更準確。該方法符合建築能耗測量原理,其結果可在今後的建築能耗監測中得到驗證。

耗電量估算公式如下:Wy = AAV PC TN (1),其中Wy為年耗電量,10000 kW·h;;Aav為年平均有功負荷系數,壹般為0.7 ~ 0.75;Pc為有功功率,kw;Tn是壹年的實際工作時間。此外,建築物的總用電量還應包括供電系統中的電能損耗,即變壓器損耗和供電線路損耗。3.2與水有關的建築用水量通常反映在方案設計文本中,但其結果應在可以評估時進行檢查和使用。補充和完善建設項目用水種類,包括綠化、道路灑水、地下車庫沖洗水、空調補給水等。同時,用水量建議采用GB50555—2010+00《民用建築節水設計標準》中的節水定額指標。

3.3民用建築中使用燃氣的單位主要是廚房、食堂和鍋爐房。目前我國使用的燃氣多為城市天然氣、人工煤氣或液化石油氣。就住宅而言,居民用氣通常為單戶燃氣竈具和燃氣熱水器,額定燃氣流量通常為2.5m3/h,居民用氣量可根據家庭實際日常使用時間估算,也可采用項目所在地統計年鑒中的居民用氣指標。例如,根據《上海統計年鑒》2012中的“表5.4-主要年份人均能耗”,2011年上海市年平均生活用氣量指標為:天然氣37.12m3/人·a,燃氣23.65438+。對於大型公共建築,通常采用鍋爐房作為中央空調系統和生活熱水系統的熱源。在估算鍋爐房用氣量時,需要先估算空調和生活熱水系統的年耗熱量,再根據管網熱損失率、鍋爐熱效率、燃氣熱值計算鍋爐房的年用氣量。至於大型公共建築中設置的商業餐廳用氣量,可以通過調查同壹地區同類建築的商業用氣量數據進行類比分析估算。

4建築綜合節能水平的標桿分析

建築的綜合節能水平是衡量建築節能設計的壹個標桿。由於壹個建築項目的能源評估基本屬於方案設計階段,相應的方案存在壹定的變化因素,建築圍護結構的熱工性能指標並不明確。因此,設計建築與參考建築之間的權衡計算難以實施,建築設計節能率的能效指標也無法明確。有鑒於此,能源評估中所指的建築能效指標通常是單位建築面積綜合能耗(kgce/m2)、單位建築面積用電量(kW·h/m2)、單位建築面積用水量(m3/m2)和單位建築面積分項能耗(kW·h/m2、空調、電力、照明等)等量化指標。).雖然在能源評估文件的分類中使用了當量值,但目前我國統計部門在統計地區能源消費總量時,都是使用當量值。因此,為了對標平臺的壹致性,建築能效指標應使用能源評估報告中的當量值數據,項目能耗對區域能耗增量的影響也應按當量值執行。

在對民用建築項目進行能效水平對標時,首先要區分公共建築和居住建築。例如,截止2010年末,上海公共建築和居住建築單位建築面積能耗分別為49.24kgce/m2和13.94 kgce/m2[9]。在實際的能源評估中,不同類型的公共建築能耗水平差異較大,居住建築中的高端社區也與普通住宅存在較大差異,評估項目往往融合了多個功能類型。因此,不宜對建築能效水平進行壹般性對標,而應根據辦公、商業、學校、醫療、酒店等不同類型的建築或區域進行獨立分析,相應的對標值可從當地的統計調查數據或文獻中獲得。

5結論

自2010《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》(國家發改委令第6號)實施以來,能源評估作為“調整優化產業結構,合理控制能源消費總量”的重要舉措[10],在各省市迅速發展,為政府投資主管部門的決策提供了積極有效的參考,但同時, 由於能源評估工作開展時間較短,近兩年,國家節能中心也發布了2010和2011年度能源評估指南,但實際工作中能源評估報告的內容、深度和質量參差不齊,總體來看,各地能源評估報告的編制水平在緩慢提升。 本文主要從能源評估編制和審查過程中的"建築節能設計、建築用能設備系統、總能耗分類與估算、能效指標對標"等重要關註點入手,重點闡述具體的實際編制過程,希望能為廣大能源評估工作者提供壹些參考和指導。

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