綠色建筑的節(jié)能改造方案

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1綠色建筑達(dá)標(biāo)總體分析

該科技大廈設(shè)計(jì)資料、前期資料、施工過(guò)程資料、產(chǎn)品及設(shè)備的檢驗(yàn)報(bào)告等各項(xiàng)資料保存較為完備，從設(shè)計(jì)上來(lái)看，滿足北京市當(dāng)年施行的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。按照北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T825-2011《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行逐條分析。節(jié)能一直是建筑行業(yè)的重點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的關(guān)鍵，根據(jù)大廈用能情況的分析，大廈的用能系統(tǒng)具有較大的改造空間，因此對(duì)科技大廈的綠色建筑節(jié)能改造，以節(jié)能改造為主，同時(shí)兼收經(jīng)濟(jì)效益，本文將詳細(xì)闡述。

2對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的節(jié)能分析及改造意見

通過(guò)查閱圖紙及相關(guān)資料，大廈的總體能耗不能滿足《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T825-2011中條款的要求，且制冷機(jī)組的性能系統(tǒng)與能效比也較標(biāo)準(zhǔn)中低。下文將對(duì)大廈的用能情況及空調(diào)機(jī)組進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出適宜的改造方案。

2.1大樓的主要能耗組成

通過(guò)對(duì)圖1和圖2的比較，可以得出該大廈和北京典型公共建筑的能源組成的采暖空調(diào)能耗方面基本一致，照明和其他項(xiàng)，數(shù)據(jù)偏差較大。這是由于大廈只對(duì)研究總院的照明電耗有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，而將外租戶的照明電耗計(jì)入其他未做具體統(tǒng)計(jì)；此外，本大廈是以科研為主的辦公樓，實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備較多，這部分用電都計(jì)入其他。

2.2照明系統(tǒng)分析

照明系統(tǒng)的研究對(duì)象是該大廈的科研辦公區(qū)域，以下涉及到的照明電耗不包括出租戶區(qū)域。大廈照明主要分為室外照明和室內(nèi)照明，由于室外照明已大部分安裝LED燈，節(jié)能空間不大，不予考慮，重點(diǎn)關(guān)注室內(nèi)燈光照明。室內(nèi)主要區(qū)域（辦公區(qū)）的燈光照明以熒光燈為主，走廊、衛(wèi)生間采用節(jié)能燈，大堂采用金屬鹵化物燈。通過(guò)兩周的實(shí)際調(diào)研，對(duì)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得出金隅科技大廈（除出租戶）照明電耗的匯總表。目前大廈的長(zhǎng)明燈現(xiàn)象較為嚴(yán)重（達(dá)81%），且這種現(xiàn)象主要集中于辦公區(qū)，常明燈無(wú)形中浪費(fèi)了大量的能源，治理這種現(xiàn)象一是通過(guò)行為節(jié)能，倡導(dǎo)人走燈關(guān)等節(jié)能行為，更有效的辦法是對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。基于大廈的基本情況，針對(duì)上述問(wèn)題對(duì)照明系統(tǒng)提出兩種改造方案。①將熒光燈換成LED燈；②改變控制方式，對(duì)辦公區(qū)的照明系統(tǒng)進(jìn)行線路改造，充分利用自然采光，如靠窗的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)控制區(qū)，在晴天10：00~15：00時(shí)可以關(guān)閉這個(gè)區(qū)域的燈；對(duì)走廊和廁所區(qū)域，采用紅外線感應(yīng)器進(jìn)行按需控制。

2.3空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

為了研究該大樓的空調(diào)系統(tǒng)，于2012年7月5日~12日對(duì)大樓空調(diào)系統(tǒng)（空調(diào)冷凍水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及相應(yīng)設(shè)備和供冷管路）進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，分析并提出相應(yīng)的節(jié)能措施。

2.3.1空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備組成

通過(guò)圖3、圖4比較可得，夏季空調(diào)季辦公樓空調(diào)系統(tǒng)的主要設(shè)備耗電的模擬值與實(shí)際值的分布比較基本一致。對(duì)大樓的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬是可行的，數(shù)據(jù)是具有參考價(jià)值的。冷機(jī)的電耗所占比重最大，其次是冷凍泵，最后是風(fēng)機(jī)。這說(shuō)明冷機(jī)高效運(yùn)行對(duì)空調(diào)系統(tǒng)能耗影響很大。

2.3.2大廈空調(diào)系統(tǒng)分析

a.冷凍水、冷卻水系統(tǒng)對(duì)空調(diào)冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)回水溫度進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。冷凍水系統(tǒng)存在“大流量小溫差”的現(xiàn)象。冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行在合理范圍內(nèi)。b.冷凍水循環(huán)泵該大廈的空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中，有兩臺(tái)同型號(hào)的冷凍泵，其中每臺(tái)冷凍泵的性能參數(shù)見表3所示。但是，目前空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，只開啟一臺(tái)冷凍泵。通過(guò)以上三種冷凍泵選型方法比較分析（見表3）可以得出，循環(huán)冷凍水泵的流量可以選擇為280m3/h，根據(jù)冷源端損失10mH2O，末端空調(diào)設(shè)備損失10mH2O~15mH2O，故水泵揚(yáng)程約為25mH2O，水泵揚(yáng)程選為0.25MPa。水泵的流量和揚(yáng)程為初選方案，后期應(yīng)進(jìn)一步對(duì)空調(diào)水系統(tǒng)檢測(cè)來(lái)確定水泵的流量和揚(yáng)程。c.冷機(jī)分析本大樓空調(diào)系統(tǒng)的冷源是兩臺(tái)螺桿式多機(jī)頭壓縮機(jī)冷水機(jī)組（1392kW/臺(tái)），但是在日常運(yùn)行過(guò)程中，通常情況下，開一臺(tái)冷水機(jī)組即可滿足負(fù)荷要求。通過(guò)對(duì)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行觀察以及計(jì)算機(jī)模擬分析，有53%的時(shí)間機(jī)組處于部分負(fù)荷率為10%~60%工況下高效運(yùn)行，而還有11%的時(shí)間機(jī)組處于超滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣對(duì)機(jī)組的壽命影響很大。圖5是計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。可選用一臺(tái)小容量（600kW~700kW）螺桿式機(jī)組和一臺(tái)大容量（1400kW~1500kW）離心式機(jī)組。由于機(jī)組的制冷范圍較廣，一般可以超過(guò)額定制冷量的10%，因此，兩臺(tái)機(jī)組組合的極限制冷量為2310kW，可以滿足極端工況下空調(diào)負(fù)荷。由于現(xiàn)在尚未對(duì)機(jī)組進(jìn)行進(jìn)一步相關(guān)檢測(cè)，改造方案的可行性有待論證。

2.3.3提高空調(diào)系統(tǒng)性能降低能耗的改造方案

因水力平衡可在系統(tǒng)已安裝的設(shè)備中進(jìn)行調(diào)節(jié)得以解決，所以不予贅述。重點(diǎn)是對(duì)冷凍水泵的選型進(jìn)行節(jié)能分析。針對(duì)上文對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的分析，提出兩種循環(huán)水泵改造方案以降低系統(tǒng)能耗，提高機(jī)組能效，第一種方案是在一臺(tái)循環(huán)冷凍水泵上安裝變頻器；第二種方案是將原先的泵換成一臺(tái)小泵（30kW,，280m3/h，0.25MPa），另一臺(tái)循環(huán)冷凍水泵（45kW，320m3/h，0.32MPa）在負(fù)荷需求量大時(shí)才開啟使用。方案一是對(duì)泵加變頻器來(lái)節(jié)省水泵能耗；方案二是增加一臺(tái)小容量的冷凍泵，原先的泵在空調(diào)高峰負(fù)荷時(shí)以備用。方案一的初投資較方案二大，節(jié)省費(fèi)用較方案二少，回收期較方案二長(zhǎng)。但是，以上兩種方案所得數(shù)據(jù)為理論模擬值，最終方案需要進(jìn)一步對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)分析和參考工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能得出。

3結(jié)論

對(duì)該科技大廈做的節(jié)能分析，采用了實(shí)際調(diào)研和軟件模擬相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)建筑能耗和空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出以下結(jié)論：照明系統(tǒng)的改造可選擇更換LED燈及控制線路改造兩種方式，但是鑒于燈具更換初投資較高，回收期長(zhǎng)，控制方式改造更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)，可以從水泵和機(jī)組入手。對(duì)水泵可以加變頻裝置或更換適宜的泵，但這兩種方案的可行性有待于進(jìn)一步檢測(cè)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的驗(yàn)證。至于機(jī)組的改造，由于機(jī)組自身的特殊性，改造要與設(shè)備廠家進(jìn)行深度溝通，本文不予研究討論。對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的水力平衡，可通過(guò)原有管路裝置對(duì)各支路進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。通過(guò)軟件模擬，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)中存在的一些設(shè)備選型過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)可以采用軟件模擬方法，對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中設(shè)備選型以及空調(diào)系統(tǒng)形式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使空調(diào)系統(tǒng)在適宜的工況下運(yùn)行，設(shè)備（水泵、風(fēng)機(jī)等）在其高效區(qū)運(yùn)行。節(jié)能后的收益還是比節(jié)能前要大得多，因此在不考慮其他條件的前提下，綠色建筑是未來(lái)市場(chǎng)所需求的，有利于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境發(fā)展。

作者：游俊單位：北京建筑材料檢驗(yàn)中心建材環(huán)保事業(yè)部節(jié)能檢測(cè)室