建筑节能能源审计运用-建筑节能论文

1、建筑节能能源审计运用-建筑节能论文建筑能源审计(buildingenergyaudi t)是对建筑的能源系统的 能效所作的定期检查，以确保建筑物的能源利用能达到最大效益，是 建筑能效管理的重要环节。建筑能源审计的目的是计量建筑物的能耗 和能源费状况，检查建筑物的能源利用在技术上和在经济上是否合 理，诊断主要耗能系统的性能状态，找出建筑的节能潜力，确定节能 解决方案。能源审计为建筑能效管理提供了必要的信息。通过能源审 计中对设备和建筑物的诊断，可以使管理者对设施的能耗现状有一个 全面的、清晰的和量化的认识，找出设备和建筑本身在能耗方面的问 题所在。根据审计结果，建筑管理者可以对其进行必要的节能改

2、造， 提高能效、减少开支。通过设备和建筑物的不断改造和完善，一方面 可以减少能源费开支，降低经营成本；另一方面可以为主业提供更好 的工作环境，创造更大的效益。另外，通过建筑能源审计，可以计算 出不同层次的建筑的能耗指标，有利于对既有建筑的能源使用情进行 有效的监督和合理的考核。通过建筑能源审计可以了解建筑节能标准的贯彻情况与实施效 果，改善管理、改进服务,获得实质性节能(embodiedenergy),推进 既有建筑节能改造和合同能源管理事业的发展1。建筑能源审计有 两种实施策略：基于方案的审计(solution-basedaudits),这种策 略一般是带着几种比较成熟的节能技术方案，看其在

3、对象建筑中是否 适合应用。提高某一单体设备的能效并不等于系统能效的优化。另外, 这种能源审计相对而言技术含量较低，节能效果不太容易验证。基 于系统的审计（sys-tem-basedaudits），基于系统的能源审计需要把 建筑物中的各个能耗系统区分开来（例如分成照明系统、空调系统、 热水系统等），对能耗系统中各主要设备（例如，制冷机、水泵、风机、 冷却塔）的能效都进行评价和测试，对症下药。这种能源审计专业性 强，一般采取合同制能源管理（cem）方式，委托专业公司进行。本文 以北京某体育用品运营中心为例，对其设备和建筑进行基于系统的建 筑能源审计，通过审计找到该建筑供能系统的节能潜力，提出节能解

4、 决方案，并针对每种节能解决方案进行了节能量计算。1研究对象11项目概况北京某运营中心的总部大楼为集研发、办公、展销、体育休闲为 一体的现代化建筑群，2008年投入使用，采用中央空调系统对各个 建筑进行供冷和供热。整个项目由8座大楼组成，1号楼、2号楼、3 号楼为办公区域，全部由地上3层、地下1层建筑组成，地上建筑面 积为227701112,地下面积为9837m2，建筑层高为4. 2m,建筑为全玻 璃幕墙结构（6+12+6浅灰色low-e中空玻璃，遮蔽系数0.7左右）， 中间采用中空中庭，中庭上方采用自然采光（夹层玻璃的遮蔽系数约 为0. 85）,人员基本采用大开间办公风格，较少采用独立办公室

5、办公。 其中，1号楼、2号楼的使用率相对较高；3号楼人员密度相对较低; 4号楼为展览馆（地上1层建筑）；5号楼为一狭长的区域，地上分为 两层，下层为商业用房（包括游泳馆），上层为各个分割会议室和员工 餐厅，建筑面积为7514012; 6号楼、7号楼、8号楼为体育馆，6号 楼、7号楼为地上1层建筑，8号楼为地上1层、地下1层建筑。其 能耗分布如图1。另外，该运营中心目前春季、秋季和冬季都采用三 步制电价（工作时间计算平均电价为0.9127元/kw•h）,夏季由 于存在尖峰电价，因此，为四步制电价（工作时间计算平均电价为 0. 9323元/kw• h）。天然

6、气的价格为冬季1. 95元/nm3,夏季1. 85 元/nm3o在总能耗用中，天然气占84%,电力占16%。12主要设备参数根据现场采集设备运行参数和设备运行记录，该项目采用700冷 吨澳化锂吸收式机组作为冷源，该机组吸收机的风机的满负荷输入功 率为20kw,盐溶液循环泵的满负荷电流为40a,冷冻水进出水设定温 度为7/12c,冷却水进出水设定温度为32/37°c;直燃式吸收机，夏 季供冷，冬季供热。空调系统采用一次水系统，为每1台冷水机组配 备了相应的冷冻水泵（单台扬程32叫 功率55kw,流量425m3/h）和冷 却水泵（单台功率75kw,流量700m3/h）,水泵采用2用1备的

7、形式； 同时，为每台主机配备了 1台冷却塔（单台风机数量为6台，功率 55kw,容量150m3/h）;空调末端全部采用两管制组合空调箱（风机 的功率413. 5kw）进行夏季供冷，冬季供热，空调箱为典型的定风量 运行模式，新风和回风混合后送入空调箱处理后送入室内。目前，体 育场馆的热水供应采用一套太阳能热水系统负责供应员工洗澡用水。13运行策略该运营中心的正常上班时间为上午9: 00, 9: 00前会有部分员 工提前到达，在5号楼西侧的员工餐厅吃完早餐后进入各自所在的办 公楼工作，中午12: 00工作时间结束后进入员工餐厅吃中饭，吃完 中饭后约在13: 00左右，部分员工选择到体育场馆锻炼，其

8、余则回 办公室休息。13: 30开始下午正常办公，17: 30分员工下班后离开 单位(部分员工加班12h)。一般情况下，周一早晨需要在6: 00开 启直燃机组，对系统进行提前供冷和供热。而在正常工作日，需要在 早晨7: 00提前开启直燃机组，在18: 00办公时间结束后停止1台 直燃机组，如果仍然有员工在加班工作，则通过空调系统内部水循环 来进行供冷和供热，在19点全部人员离开后停止空调冷热源。2节能潜力分析2. 1空调水系统的节能潜力分析目前，该运营中心空调系统的所有设备基本处于相对独立的运行 状态，澳化锂机组启动后，冷冻水温度没有明确的设定值，同时冷冻 水泵和冷却水泵都相对独立地处于定流量

9、运行状态，其运行流量与制 冷主机所需要的额定运行水量并不匹配。现场测试发现，冷冻泵的平 均效率(输送效率通过测试水泵的流量、扬程及电机输入功率得到) 仅为48. 52%(1#)和4978%(2#),冷却水泵平均效率仅为59. 52%(1#) 和57. 25% (2#),均低于水泵的正常效率60%90%。原因是由于在设 计时水泵选型偏大，冷冻水泵和冷却水泵在安装调试时将阀门开度调 至最小。而水泵运行中的高扬程和大流量均抵消在管路上的阀门等阻 力部件上，因此，水泵与系统严重不匹配，造成了大量的不必要能耗.22空调风系统的节能潜力分析现场检查发现，该运营中心的空调箱存在较大问题，部分空调箱 在ba水

10、阀系统显示水阀开度为0时，空调箱冷冻水进出水温差较大， 空调箱读取进出水压差较小（如表1所示）。原因是由于定风量空调箱 不制送风温度，而根据回风温度来控制的，当室内温度满足要求时， 水阀关闭，室内回风经过盘管时盘管内的水被加热而温度上升，而送 风温度也趋于接近回风温度。因此，空调箱无法根据室内负荷需求来 调节送风量。2. 3围护结构的节能潜力分析目前，该运营中心除体育馆外主要以玻璃幕墙为围护结构，而玻 璃幕墙主要由玻璃和金属型材组成，它的传热系数都相对较高，幕墙 是建筑能耗散失的最薄弱部位，同时玻璃作为一种透明材料，热透射 率高，其能耗占建筑总能耗的比例较大，其中传热损失约为1/3,空 气渗透

11、约为1/3。相关的研究表明玻璃幕墙的能耗是普通墙体的5 6 倍1。因此，存在较大的节能空间。2. 4室内空气质量的提升潜力分析选某个典型办公房间，使用温湿度仪测量室内典型工作区域的温 度和湿度，用点式测温仪测量出风口温度。测试时在现场感觉室内空 气质量较差，有异味，导致原因是项目场地上风口向的垃圾填埋场正 在进行垃圾填埋处理。场内办公楼空气质量较差，主要体现在室内空 气中有垃圾场的臭味，严重影响室内办公人员的舒适度。臭气的主要 成分是nh3、h2s、s02等，容易对人的身心健康产生不同程度危害（见 图3）。3节能解决方案31水泵变频通过对冷冻水泵进行变频将原来的定流量系统改为一次变流量 系统，

12、当室内负荷降低，制冷机需要的冷却水量也会减少，冷却水泵 可以通过减少流经制冷机组的冷冻水量来调节供应的冷量，水量需求 减小时，变频器通过降低水泵的输入频率来降低水泵的转速，调整系 统供水量，恒定供回水温差，从而降低水泵能耗，达到节能的目的。32空调箱风机变频空调箱风机采用变频调速后，除了可以像水泵变频一样在部分负 荷时减小输入功率，还可以使空调箱启动比较平稳，实现低速运行， 风机的振动、噪音和温度明显降低，相应地延长了许多零部件，特别 是密封、轴承的寿命。另外，还有效地延长了检修周期，减少了维护 量，节约维护费用。因此，通过空调箱与冷却塔风机的变频调速运行, 既能方便改变风机运行工况点，又能提

13、高主扇风机运行效率、运行稳 定性和自动化程度，节约大量电能.3. 3玻璃贴膜隔热膜通过真空蒸 镀或磁控溅射技术将铝、铜、银、辂、钛等金属或金属氧化物覆盖在 pet聚合物基片上，从而达到阳光控制的目的。把隔热膜装贴在玻璃 上，当阳光照射时，太阳能将被分为三部分：一部分被反射掉，一部 分透过，另一部分被吸收，吸收后的太阳能会变成热辐射，分别向两 侧传播，从而达到阻隔太阳热辐射的目的。3.4 安装 tio2光催化杀菌器纳米tio2光催化杀菌器能够利用空气中的氧气和 固有湿度形成氧化力极强的氢氧自由基和超级氧化离子分解各种污 染物，将有机的碳氢化合物氧化分解成水和c02,不产生二次污染物, 有效改善室

14、内空气质量。4节能量计算根据工程实测数据，利用建筑能耗模拟软件，建立对应的模型， 并利用历史能耗数据对所建模型进行校验，使所建模型的能耗状况在 电力和燃气两方面的模拟值与实测值两者全年偏差均控制在5%以内, 达到可以代替实际模型的效果2-4。4.1水泵变频后的节能量在模拟中考虑将空调水系统中原来的定频泵（冷冻水泵和冷却水 泵）均换成变频泵（变频范围为60%100%）,即采用变流量调节。通 过比较与计算，可以发现水泵变频以后对澳化锂机组的燃气消耗量的 影响非常小，各月的燃气节约量均较小，全年的燃气节气率仅为0. 8%, 而燃气全部是由澳化锂机组所消耗，所以变流量以后对澳化锂机组的 影响可以忽略不

15、计。然而，对空调系统的耗电量来说，变流量的影响 比较显著从图4可以看出，由于水泵的电耗原来占整个建筑总电耗 的11%,而采用变流量系统后，水泵的电耗占建筑总电耗的9%,因此， 变流量后水泵的电耗降低23. 6%左右。4. 2风机均变频后的节能量在模拟中同时考虑了将原来的定风量空调系统换成变风量系统 （变频范围为60%-100%）,即采用变风量调节。通过比较与计算，可 以发现风机变频以后对澳化锂机组的燃气消耗量的影响同样非常小。 然而，对空调系统的耗电量来说，变风量的影响比较显著。从图5可 以看出，由于原来风机的电耗占整个建筑电耗的25%,而采用变风量 系统以后，风机的耗电量占整个建筑的耗电量的

16、15%,因此，变流量 以后水泵的电耗降低41.6%o4. 3玻璃贴膜的节能量该运营中心除了体育馆的围护结构外，立面均采用6+12+6的浅 灰色low-e中空玻璃幕墙，遮蔽系数0. 7左右；中庭采用夹层玻璃， 遮蔽系数0. 85左右。根据玻璃贴膜厂家提供的试验结果，采用贴膜 后可将外立面玻璃遮阳系数从0.7降至0.32,中庭玻璃遮阳系数从 0.85降至0.25。因此，将基准模型中的外立面玻璃遮阳系数从07 降至0. 32,中庭玻璃遮阳系数从0. 85降至0.25。通过比较与计算， 可以发现，玻璃贴膜后对漠化锂机组的燃气消耗量的影响冬夏不一 致，冬季会使耗气量增加，夏季会使耗气量减少，但总体来说耗

17、气量 的减少量大于增加量，能够起到降低燃气消耗量的作用。这主要是因 为玻璃贴膜以后使遮阳系数降低，即阻隔太阳热辐射，在夏季能够起 到降低室内冷负荷的作用，但在冬季也会增加室内热负荷。同时，玻 璃贴膜对于建筑耗电量的影响不如对耗气量的影响显著，这主要是因 为建筑的电力消耗主要来自于照明和办公设备等，只有一部分被澳化 锂机组利用。玻璃贴膜后电力消耗项和燃气消耗项的组成对比如图6。 从图6可以看出，采用玻璃贴膜后用于制热的耗电量所占的份额有所 增加，而风机的耗电量所占的份额有所降低，这主要是因为，玻璃贴 膜在阻隔太阳热辐射时也增加了冬季室内的热负荷，从而需要用于制 热的耗电量增加。而玻璃贴膜在夏季却可以有效减少室内冷负荷，从 而使室内的送风量减少，同时，由于玻璃贴膜对夏季的影响大于对冬 季的影响，因此，风机的能耗降低。同时，玻璃贴膜