建筑工程节能要点分析?
1.1建筑总平面布置(1):在实现建筑功能的基础上,充分利用冬季日照,避开冬季主导风向,利用夏季凉爽期的自然通风,以利于冬夏节能。同时,总平面布置还应考虑建筑群内的环境影响,如垃圾转运站的臭气、锅炉房的燃烧烟气、地下车库的废气、变电站的电磁辐射和周围交通的噪声等。,并合理布置公共及辅助设施,最大限度地减少区内外的污染影响。(2)朝向:建筑的主朝向要选择这个区域的最佳朝向。主要措施是冬天保持适量的阳光进入室内,夏天尽量减少阳光直射。就上海而言,需要减少建筑物上的东西向日照。不同地区的最佳朝向略有不同。上海正南至东南15,北京正南至东南30°以内,广州正南至西南5° 15。
(3)通风:建筑布局对建筑群整体的自然通风影响很大。总的来说,交错、斜向、自由式的建筑群体布局形式优于行列式、周长,建筑的抗风能力较小。建筑单体的自然通风与外窗的位置和开口面积有着重要的关系,可以在夏季将主导风导入室内,在冬季避免冷风直吹室内。对于一些具体的项目,可以使用专业的风环境模拟软件分别模拟冬季、夏季和过渡季节,以满足生态节能的要求。(4)采光:采光不仅受开窗面积和位置的影响,还受到区域内高大建筑物的遮挡。建筑群内的单体高度应设置成北高南低的格局,以保证冬季至日能获得1h以上的全窗日照。
1.2的体形系数对建筑能耗影响显著。根据夏热冬冷地区的统计,如果体形系数由0.4降低到0.3,围护结构传热损失可减少25%,全年采暖空调能耗可减少约13% [2]。根据相应建筑的特点,建议在不影响建筑使用功能的前提下,尽量减少外墙的大凹凸,尽量控制体形系数,其值满足国家和地方公共或居住建筑节能设计标准的强要求。
1.3建筑围护结构我国建筑热工设计分为严寒、夏冷、冬冷、夏热冬暖、温和五个区域。不同地区的围护结构节能潜力不同,窗户、外墙、屋顶等围护结构的节能贡献能力也有较大差异。因此,在对围护结构进行节能评估时,应把握重点。例如,在夏热冬暖地区,围护结构节能的贡献率是外窗>外墙>屋顶,节能设计的重点是首先考虑外窗的遮阳;在夏热冬冷地区,顺序是外墙>外窗>屋顶,节能设计的重点首先体现在外墙保温上。
能源评估报告应当明确说明窗墙面积比、窗户、室外遮阳设置和屋顶绿化的热工性能,明确围护结构的保温做法、材料热工性能和相应的节能技术措施。同时,应评估设计文本中热力计算公式和结果的合理性和准确性。此外,防火等材料的安全性能也要考虑。针对方案设计阶段文本中提出的热工设计指标,应按本地区相应的公共建筑和居住建筑节能设计标准进行校核。如果围护结构的某些热工性能指标不能完全满足现行节能标准中规定的指标,则需要根据国家建设行政主管部门认可的计算软件进行权衡判断;对于方案文本中可能缺少的热设计指标,评估时应提出明确的合规性要求。
2主要建筑用能设备系统性能评估要点分析
民用建筑耗能设备系统的节能设计是实现建筑低能耗运行的重要内容。目前,暖通空调、电气系统等主要建筑的耗能设备评估内容相对较少,主要停留在与方案设计文本一致的描述内容上,很少有明确的设备能效指标和量化的能耗指标估算结果,无法为今后的建筑能耗监测提供参考。2.1暖通空调系统暖通空调系统是建筑中的耗能大户,各类民用建筑的暖通空调设备负荷约占43% ~ 52% [3]。根据上海市大型公共建筑能耗的监测统计结果,暖通空调能耗约占建筑总能耗的40% ~ 60%[4],由此不难看出暖通空调系统的节能设计非常重要。
2.1.1评价要点暖通空调系统主要评价内容应包括室内外设计参数、冷热源系统、输配系统、空调末端设备等。评估能效时应明确室内外设计参数与该地区建筑节能设计标准的符合性;分析空调形式和建筑性质的适用性;分析冷热源选择和容量配置的合理性,区域内的余热和能源资源能否利用。冷热源设备的主要能效指标包括冷水机组和空调的EER、COP和锅炉热效率。分析运输系统与建筑特征的符合性,明确或建议水系统运输能效比、风机单位风量耗电量、水管风管保温措施等能效指标。分析空调末端设备选型的适用性、送风温度的合理性、送风和回风方式的可行性。
2.1.2空调系统能耗估算方法空调系统能耗估算一般可采用三种方法:负荷指数法、经验数据法、设备功率法。负荷指数法主要用单位空调面积的冷热负荷指数和制冷设备的能效指数(COP,IPLV)来估算;经验数据的规则是根据本地区近年公开发布的建筑空调系统各单元用电量监测统计数据,逐项估算累加;设备功率定律是在设备选型固定、功率明确的情况下,结合需求系数和负荷系数进行估算。从实际建筑运行监测的结果来看,前两种估算结果的准确性要优于后者。但就评估期而言,很多项目还处于方案设计阶段,设备选型并不明确。因此,建议将负荷指数法与经验估算法相结合,以尽可能保证估算结果的准确性和可信度。
某大型公共建筑夏季空调能耗估算实例如下:某建筑为上海某国际企业总部大楼,办公区空调系统采用冷水机组和冷却塔的集中式中央空调系统。空调系统夏季能耗主要包括空调主机(冷源设备)、输送系统设备(风和水)和末端设备(风机盘管、新风机等)的能耗。).冷源采用两台螺杆式冷水机组,COP值不小于5.1w/w..建筑办公区单位面积冷负荷计算为120W/m2,办公区面积为21784.01m2,空调平均负荷系数计算为0.6 ~ 0.75(本项目为0.7),上海地区制冷运行天数为120d,平均每日使用时间为8h。空调主机能耗e = 0.7×120×21784.01/5.1×120×8×10-7 = 34.44万kW·h。k:夏季空调系统设备总耗电量与制冷机组耗电量的比值约为1.8 ~ 2.0。数据来源于很多实际项目的实测值。本项目E办公室夏季= K E主机(本项目K为1.8)= 1.8×34.44 = 61.99万kW h2.2电气系统的能源评估重点是供配电系统节能设计的合理性,主要从以下几个方面进行分析。2.2.1变电站应设在负荷中心,以减少低压侧线路长度和线路损耗。此外,设置变电站时还应考虑噪声和电磁辐射对周围环境的影响。
2.2.2负荷计算准确性的验证通常情况下,电力负荷计算的全过程很少在方案文本中明确。因此,方案文本中的负载数据应在可以评估时进行检查。在选择合理的机组负荷指标计算的基础上,应采用最优负荷系数法确定变压器容量,以保证系统安全可靠,并能以经济的运行方式运行。
2.2.3在评价变压器选型的合理性能时,应建议优先选用高效率、低功耗、低噪声的变压器,以使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷,提高变压器的技术经济效益,降低变压器的能耗。2.2.4输变电损耗估算输变电损耗是电气系统节能评估的重要组成部分,也是建筑用电不可或缺的一部分。输变电损耗包括可变损耗和线路损耗两部分。通常可以用简化公式来估算建筑工程中的可变损耗,但如果遵循《电力设计手册》中传统的简化公式(δ P = 0.02 SJS,δ Q = 0.1 SJS)。
基于国家发改委节能评估培训资料,建议高效节能变压器有功和无功损耗的确定,经数学运算校核后可按以下简化公式计算[5]:有功损耗δP = 0.01SJS;无功功率损耗δ q = 0.07 sjs。由于线损与电缆长度和截面的选择有关,在方案阶段往往难以确定,所以在能量评估阶段可根据“线损≈ 1.0 ~ 1.2可变损耗”进行近似估算,两者之和即为输变电系统的总功率损耗。也可根据GB/T16664《企业供配电系统节能监测方法》得出结果
2.2.5照明系统的节能评估民用建筑的照明耗电量约占建筑总能耗的25% ~ 35%[6],公共建筑和居住建筑的照明往往存在严重的能源浪费。因此,从建筑节能的角度来看,照明具有一定的节能潜力。照明系统的能耗主要受照明设备功率和设备使用时间的影响。照明系统的评价主要可以从以下几个方面考虑:(1)确保满足建筑照明设计标准中规定的节能指标的照明功率密度值设计的合理性;(2)照明控制系统设计的合理性,通过实现控制方式的自动化和智能化,可以减少公共区域的照明浪费;(3)照明光源和灯具选择的合理性,在保证照明质量的前提下,尽量采用高效节能的照明产品,既能降低照明系统的能耗,又能降低空调系统的能耗。
3能耗估算要点分析
总能耗的估算结果是建筑节能设计的量化体现,也是项目所在区域总能耗控制的依据。能源评估报告中所说的建筑能耗,是指狭义的建筑能耗,即建筑物投入使用后设备的年能耗。民用建筑的能耗类别比较简单,主要包括电、水、气。对于使用集中供热、集中供冷和废热资源的建筑,在能耗估算中还应考虑输入热量和供冷能力。
3.1电气建筑的用电量通常可采用单位指标法或单位面积功率法估算。单元指数法适用于不同功能性质的建筑(群)或同一建筑(群)内不同功能单元,如商业建筑、混合住宅小区等。用电指标的单位通常是W/户、W/台、W/m2等。比如写字楼可以算30 ~ 70W/m2,商业建筑可以算60 ~ 120 w/m2[3];再如,按上海新建住宅建筑面积,用电指标可分别取8kW/户和12kW/户,超大型住宅和别墅可分别取80W/m2和100 w/m2[7]。
单位面积功率法则是对建筑物内不同的用电负荷进行分类估算,逐项累加,如照明、插座、电梯、给排水、通风、空调设备等。相应的负荷指标可参照国家民用建筑工程设计节能技术措施-电气、建筑照明设计标准等规范合理选取。单位指数法和单位面积功率法可以单独使用,也可以组合使用。前者更适用于方案设计阶段,尤其适用于只有建筑方案,公共及辅助设备专业方案不全的建设项目,估算结果相对准确。后者更适合估算某类建筑中一类负荷设备的用电量,在具体设备的使用时间上更准确。该方法符合建筑能耗测量原理,其结果可在今后的建筑能耗监测中得到验证。
耗电量估算公式如下:Wy = AAV PC TN (1),其中Wy为年耗电量,10000 kW·h;;Aav为年平均有功负荷系数,一般为0.7 ~ 0.75;Pc为有功功率,kw;Tn是一年的实际工作时间。此外,建筑物的总用电量还应包括供电系统中的电能损耗,即变压器损耗和供电线路损耗。3.2与水有关的建筑用水量通常反映在方案设计文本中,但其结果应在可以评估时进行检查和使用。补充和完善建设项目用水种类,包括绿化、道路洒水、地下车库冲洗水、空调补给水等。同时,用水量建议采用GB50555—2010+00《民用建筑节水设计标准》中的节水定额指标。
3.3民用建筑中使用燃气的单位主要是厨房、食堂和锅炉房。目前我国使用的燃气多为城市天然气、人工煤气或液化石油气。就住宅而言,居民用气通常为单户燃气灶具和燃气热水器,额定燃气流量通常为2.5m3/h,居民用气量可根据家庭实际日常使用时间估算,也可采用项目所在地统计年鉴中的居民用气指标。例如,根据《上海统计年鉴》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气量指标为:天然气37.12m3/人·a,燃气23.65438+。对于大型公共建筑,通常采用锅炉房作为中央空调系统和生活热水系统的热源。在估算锅炉房用气量时,需要先估算空调和生活热水系统的年耗热量,再根据管网热损失率、锅炉热效率、燃气热值计算锅炉房的年用气量。至于大型公共建筑中设置的商业餐厅用气量,可以通过调查同一地区同类建筑的商业用气量数据进行类比分析估算。
4建筑综合节能水平的标杆分析
建筑的综合节能水平是衡量建筑节能设计的一个标杆。由于一个建筑项目的能源评估基本属于方案设计阶段,相应的方案存在一定的变化因素,建筑围护结构的热工性能指标并不明确。因此,设计建筑与参考建筑之间的权衡计算难以实施,建筑设计节能率的能效指标也无法明确。有鉴于此,能源评估中所指的建筑能效指标通常是单位建筑面积综合能耗(kgce/m2)、单位建筑面积用电量(kW·h/m2)、单位建筑面积用水量(m3/m2)和单位建筑面积分项能耗(kW·h/m2、空调、电力、照明等)等量化指标。).虽然在能源评估文件的分类中使用了当量值,但目前我国统计部门在统计地区能源消费总量时,都是使用当量值。因此,为了对标平台的一致性,建筑能效指标应使用能源评估报告中的当量值数据,项目能耗对区域能耗增量的影响也应按当量值执行。
在对民用建筑项目进行能效水平对标时,首先要区分公共建筑和居住建筑。例如,截止2010年末,上海公共建筑和居住建筑单位建筑面积能耗分别为49.24kgce/m2和13.94 kgce/m2[9]。在实际的能源评估中,不同类型的公共建筑能耗水平差异较大,居住建筑中的高端社区也与普通住宅存在较大差异,评估项目往往融合了多个功能类型。因此,不宜对建筑能效水平进行一般性对标,而应根据办公、商业、学校、医疗、酒店等不同类型的建筑或区域进行独立分析,相应的对标值可从当地的统计调查数据或文献中获得。
5结论
自2010《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(国家发改委令第6号)实施以来,能源评估作为“调整优化产业结构,合理控制能源消费总量”的重要举措[10],在各省市迅速发展,为政府投资主管部门的决策提供了积极有效的参考,但同时, 由于能源评估工作开展时间较短,近两年,国家节能中心也发布了2010和2011年度能源评估指南,但实际工作中能源评估报告的内容、深度和质量参差不齐,总体来看,各地能源评估报告的编制水平在缓慢提升。 本文主要从能源评估编制和审查过程中的"建筑节能设计、建筑用能设备系统、总能耗分类与估算、能效指标对标"等重要关注点入手,重点阐述具体的实际编制过程,希望能为广大能源评估工作者提供一些参考和指导。
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