大型公共建筑能耗

大型公共建筑能耗（精选9篇）

大型公共建筑能耗 第1篇

1 项目概况

该项目位于夏热冬暖地区为纯商业百货, 建筑共5层, 建筑面积为23 388 m2, 其空调系统为一次泵变流量水冷式中央空调系统, 具体系统描述如下。

(1) 制冷站系统有两台850冷吨离心机组, 在冷冻水侧, 有三台冷冻水泵 (两用一备) 并联后与冷机连接, 冷机并联运行, 冷冻水供回水温度设计值为7/12℃。

(2) 在冷却水侧, 三台冷却水泵 (两用一备) 并联与冷机连接, 冷却塔位于6层屋面, 分两组, 每组4台, 单台冷机分别与单组冷却塔采用串联方式连接, 冷却水供回水温度设计值为37/32℃。中央空调系统示意图如图1所示。

(3) 空调末端采用全空气系统, 每层设四个空调风柜机房控制A、B、C、D四个区域, 新风通过外墙新风口百叶窗引入, 无组织排风系统。空调箱设有自动控制水阀, 根据回风温度来控制水阀开度[3]。

该建筑2007—2009年中央空调系统全年平均耗电量约为260万度, 单位建筑面积空调系统用电量约为111 k Wh/ (m2·yr) , 而夏热冬暖地区商场空调能耗指标[2,3]为100 k Wh/ (m2·yr) , 高于平均能耗指标约11%。

2 节能改造内容

基于对项目的室内舒适性进行的现场调研与诊断, 商场节能改造的主要内容包括[4]:搭建SEMS (Smart Energy Management System) 节能管控优化系统, 该系统除能耗计量、诊断分析、节能评估、报警管理、报表管理及设备运维管理等常规功能外, 还主要包括基于“系统”节能优化技术的中央空调系统节能控制、空调箱风系统节能优化控制;调节改善空调系统风平衡, 校对温度传感器等, 解决区域冷热不均及局部过热的问题;改造制冷站冷却水管路系统, 解决冷却水旁通问题, 提高制冷站效率。

2.1 中央空调系统

该项目采用了系统智能优化技术—SOD技术[5], 该系统优化技术追求的是系统层的“整体”优化节能, 而非常规优化控制的单个设备或局部节能。其考虑各个设备之间、水系统与风系统之间控制的相互影响与联系, 将中央空调系统作为一个整体来考虑, 以整个系统能效最高为控制优化目标, 通过采集系统运行参数, 动态建立系统设备, 包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、管路水力及风系统能耗等模型, 对系统进行优化联合计算, 寻优求解出:保证需求的情况下, 实现系统最低能耗时各设备的最优运行工况, 从而实现“系统”层次的节能优化控制。

2.2 空调箱风系统

节能改造之前, 空调箱仅有手动回风阀, 新风通过外墙新风口百叶窗引入, 无组织排风系统。空调箱自动控制水阀可自动调节以控制回风温度在其控制设定点, 无CO2浓度控制。

该项目风系统的节能优化控制采用Op-economizer技术, 其主要指对应不同的室内外参数, 对新风阀、排风阀及回风阀进行实时最佳控制, 以降低机械制冷负荷, 提高室内舒适性。其可克服常规控制方法的不足, 实现同时满足室内温湿度及CO2要求、降低系统能耗的新/回/排风最佳控制。

3 实际效果及其分析

3.1 室内热舒适性

通过中央空调系统及空调风系统的节能优化控制, 以及对不同区域风量的平衡调节, 区域热舒适性得到了很大的改善。不同区域温度可控制在设定温度偏差±0.5℃的范围内, CO2浓度均可以控制在800 ppm以内, 一楼商场入口的吹风感及温度舒适性也得到了明显的改善。2011随机调查的室内舒适性顾客满意度达到87%, 较2010年上升了11%。

3.2 运行能耗分析

2011年中央空调系统耗电相对原基准值 (2007—2009平均年能耗) 降低了98.7万度, 系统节能率约为38%[6], 由于该建筑2010年安装了分项计量装置并实施了节能改造, 为便于数据分析以2010年全年能耗为基准, 对比中央空调节能改造前后效果, 详见表1。

从表1可以得出以下几点。

(1) 冷冻水泵节能效果最明显, 节能率达75%, 一方面于原有系统水泵选型偏大导致;另一方面, 采用合理的变频控制参数, 根据实际负荷情况来控制水泵变频器的频率, 从而有效避免水泵功耗的浪费。

(2) 空调末端节能效果较好, 节能率达27%。由于空调末端水量与空调末端风量都直接影响末端表面换热器的冷量的输出, 本项目采用水量调节优先策略, 使得水泵与空调末端能耗最低。同时, 冬季由于全新风模式, 使得空调末端冬季的耗电量比同期有所增加, 但全年能耗仍比改造前降低明显。

(3) 冷水机组能耗降低11%。其主要分为两部分原因, 一是增加冷却水管旁通, 使得冷机可实现“一机对多塔”, 降低冷却水进水温度, 从而提高冷水机组能效;另一方面由于全新风模式运行, 减少冷水机组的运行时间。

2.3节能贡献率分析

为了便于了解各项节能技术及措施的实际应用效果, 本节从各分项技术改造出发来说明各技术改造的实际效果, 以期指导新的节能改造项目。

表2从采用的改造技术维度, 对各项节能技术的贡献进行重新归类。其中, 全新风节能改造的节能量主要来源于减少的冷水机组及其输配系统的能耗, 而冷水机组增效的节能量, 仅考虑由于降低冷却水进口温度而冷水机组提高制冷机组COP。从表2可得出如下结论。

(1) 空调末端变频改造及全新风改造, 对整个空调系统改造的贡献率约达50%, 因此对百货商场而言, 做好全新风的前期设计及改造, 对商场的实际运行能耗有较大的影响。

(2) 全新风运行对商场能否节能运行有较大的影响, 虽然在过渡季节使空调末端能耗升高, 但却降低冷水机组及其输配系统的能耗, 其贡献率为16%。

(3) 冷水机组增效主要涉及到系统及其管理人员素质。一方面要保证系统在空调季能尽可能利用现有的冷却塔进行冷却, 降低其冷却水进口温度;另一方面涉及到具体的运维人员技术水平, 要有系统的观点, 莫为减少一个冷却塔的电耗, 反而浪费冷水机组的节能潜力。

4 空调能耗与天气的关系

众所周知, 空调能耗受天气的影响较大, 虽然文献[7-8]提出了解决办法, 但在节能效果测算中也往往存在争议, 本文采用文献[9]提出的“最小二乘法”来拟合室外干球温度与空调能耗的关系, 见图4。从实际拟合结果来看, 改造前后两者线性相关系数R都大于0.9, 说明存在较高的相关性, 并且在相同温度条件下, 空调系统能耗降低较明显。

5 结语

通过对夏热冬暖某商场节能改造及其效果分析, 可初步得出如下结论:

应用系统优化控制技术, 系统优化节能控制, 绝不是常规节能改造的单个设备或局部节能, 而是将中央空调系统作为一个整体来考虑, 考虑各个设备之间、水系统与风系统之间控制的相互影响与联系, 以整个系统能效最高为控制优化目标, 在保证需求的情况下, 实现“系统”层次的节能优化控制, 通过实践检验证明, 系统优化控制技术, 可使中央空调系统常规运行模式降低系统能耗约20%;合理利用新风, 在新风可利用时段, 充分合理利用新风, 对于大型公共建筑, 特别是内区大、内扰大、常年需要供冷的商业建筑, 具有非常重要的节能价值, 对于控制室内CO2浓度也具有重要意义;采用简单易行的“最小二乘法”来分析空调能耗及其节能量分析有一定的参考意义。

摘要：建筑能耗占我国社会能耗的28%左右, 而商场在所有建筑类型中处于高能耗状态, 又具有内区大、内热扰大、能耗密度大、常年需供冷等特点, 是大型公共建筑节能改造的重点。本文以某百货商场的改造案例作为研究对象, 通过介绍其节能改造过程及技术, 为夏热冬暖地区大型公共建筑或类似建筑的节能改造提供借鉴参考。

关键词：节能改造,夏热冬暖

参考文献

[1]清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能年度发展研究报告[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

[2]薛志峰.公共建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

[3]JGJ 176-2009.公共建筑节能改造技术规范[S].

[4]EVO1000-1:2007.国际节能效果测量和验证规程 (IPMVP) [S].

大型公共建筑能耗 第2篇

建设部近日下发有关通知，要求大型公共建筑要严格执行超限高层建筑抗震设防有关规定。

通知指出，凡在抗震设防区进行的，超出国家现行规范、规程规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程，体型特别不规则的高层建筑工程，以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程，建设单位应向工程所在地的省、自治区、直辖市建设行政主管部门专项报审，由省级建设行政主管部门组织专家委员会，开展抗震设防专项审查，并将审查意见作为施工图审查的依据。

上海首创安全事故责任险

上海电气系统的168家企业，近日悉数建立了安全生产保障金制度。根据这项制度，这些企业均按工资总额提取了安全生产保障金，向中国大地财产保险股份有限公司投保了安全事故责任险。

据悉，由上海电气集团倡导、联合保险企业共同施行的这一新险种，是国内第一个安全事故责任险。

按有关章程，企业新设的安全生产保障金，主要用于向保险公司投保企业的事故赔偿、事故处理和安全服务。投保额按企业经营规模的大小，从1.5万元到20万元不等。其中上海电气集团属下的上海汽轮机厂、上海电机厂等大型企业均以20万元金额投保。据粗略计算，投保额相当于这些企业年销售额的万分之一。一旦发生职工因工伤残、死亡事故，造成停工损失，企业将可从保险公司获得相应等级的赔偿，从而以“万分之一”来防范“万一”。

上海电气安全生产监测中心综合管理部部长周鑫宝说，建立安全生产保障金，投保安全事故责任险，是上海电气利用社会资源、引入风险机制、千方百计降低事故发生率的一项新措施。尤其对集团内的众多中小企业来说，可减少企业内部管理人员的设置，降低人力成本，化解小企业发生事故后的经济压力。

业内人士认为，作为对现行的工伤保险、财产保险的有益补充，安全事故责任险的建立，有利于促进生产企业与金融保险业的结合，通过专业化服务和社会化管理，实现生产企业及其员工、保险企业的多赢。

国企将推行重大安全责任事故引咎辞职制

国资委副主任李毅中在中央企业安全生产工作会议上表示，按照不久前国务院办公厅印发的关于加强中央企业安全生产工作的通知精神，国资委将负责配合安全生产监管部门对中央企业重特大事故进行调查。

首先，将本着“四不放过”原则，配合安全监管部门全面做好事故调查处理工作，严肃追究事故责任人的责任和有关负责人的领导责任，决不徇情护短。其次，引导中央企业建立和推行重大安全责任事故引咎辞职制度。

据与会的国资委有关人士透露，本着对企业负责与对人民群众负责相一致的要求，规范企业负责人的重大安全责任事故引咎辞职制度，严肃安全生产问责制，目前有关部门正在起草《国有企业负责人安全生产责任事故引咎辞职暂行办法》。

我国工伤保险参保人数近5000万

截至今年6月底，我国共有29个省、自治区和直辖市开展了工伤保险工作，参保人数已达4996万人，比去年底增加了421万人。

劳动和社会保障部新闻发言人胡晓义介绍说，上半年，我国工伤保险基金总收入为21亿元人民币，同比增长38.2%。在开展工伤保险工作的省份中，广东省参保人数达到1100万人，江苏、辽宁、山东、浙江等省超过300万人，北京、河南、湖北、福建、四川、河北、黑龙江、天津、广西、江西等省（区、市）超过100万人。

大型公共建筑能耗 第3篇

目前, 建筑能耗监测系统在我国还处于初期阶段, 技术还不成熟, 没有获取建筑耗能真实统计数据的有效方法, 直接后果是建筑节能工作一直带有很大的盲目性, 甚至误导工作方向和重点。本文所指的能耗监测系统应用于大型公共建筑, 是通过对建筑安装特定的分类和分项能耗计量装置 (例如智能电表、智能水表、智能气表等等) , 采用GPRS/WI-FI等无线数据传输等方式把实时能耗数据传送到监测软件平台, 在线能耗监测软件平台通过实时监测和动态分析采集到的数据, 为节能改造提供有力的数据支撑。

早在2008年, 住建部颁发了《关于印发国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设相关技术导则的通知》, 主要针对建筑能耗监测软件技术规范做了明确的说明。目前国内大型公共建筑采用的建筑能耗监测手段相对还比较落后, 有的甚至还采用手工抄录的方式, 效率低而且容易产生误差, 无法实现实时监测, 这对掌握大型公共建筑用能情况, 了解用能问题, 方便管理者制定相关的节能措施造成困难。

本文首先针对建筑能耗监测系统的整体软件平台框架:整体框架采用SaaS模式设计、网络传输框架采用无线网络传输方式、数据传输采用xm编码加密方式传输在客户端再加密的方式进行读取, 然后研发出实现以上功能的关键技术, 最后针对广州市荔湾区25栋大型公共建筑能耗监测的数据进行了模拟。

2 国内外同类技术情况

国外楼宇智能化已经发展的相当成熟, 并且智能化、信息数字化程度较高。现在发达国家的智能建筑系统大都是按照建筑物使用功能进行设置, 这是没有刻意把智能化放在建设目标上, 但是智能化系统的装备方式是先进的, 系统的设置是完备的, 系统的工程设计是准确的, 系统的运行状态是良好的。

我国仍缺少高技术的楼宇智能化系统集成技术、理念、态度。另外, 在准确把握智能建筑的设计定位、高质量的工程实施与系统有效运行管理方面, 与国外发达国家相比还有一定的差距。正是因为缺少相应的规范, 楼宇智能化设计方面也存在缺乏全面性和长远性的情况, 施工质量难以保证, 造成一些应用楼宇智能化系统的建筑缺少各系统整体运作机制, 结果事倍功半, 造成投资的浪费。楼宇能耗监测系统在实时性、可靠性、稳定性等方面都达到了很高的水准, 已经形成了包括美国霍尼韦尔、美国江森自控、德国西门子等公司在内的一系列智能楼宇能耗监测系统产品。

智能建筑自1984年1月出现以来 (美国康涅狄格州哈特福德市的都市大厦) , 在欧、美、日及世界各地得到迅速发展, 其中以美国、日本兴建最多。目前, 美国有智能大厦数万幢。表1是国外几种成熟智能楼宇能耗监测系统产品的对比表。

国内智能楼宇的发展尚属起步阶段, 但在国家和企业的共同推动作用下, 虽然起步较晚, 但发展极其迅速 (表1) 。楼宇智能化产品的主要代表有上海元上能耗计量管理系统以及研华BEMS楼宇能源管理系统。其中这两者之间各有其优点, 如表2所示。

国内已有楼宇能耗监测系统软件在界面、数据实时性、监测结果分析、数据挖掘以及数据传输安全可靠性等方面都做的比较好, 但是, 数据采集基本都是基于在线数据采集分析技术来实现的, 对于无线数据传输技术以及无线数据传输的加密性和安全性的研究比较少, 因此, 进一步限制了这些系统的环境适用性。

3 能耗监测系统技术框架

3.1 软件系统整体框架

本文研究的大型公共建筑能耗监测软件平台, 是一款基于《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统-软件开发指导说明书》的要求进行设计, 符合国家的规定的设计标准。软件系统整体架构如图1所示。

如图1所示, 本文研究监测软件平台分为网络技术设施层, 主要功能是用于采集器前端数据传输。信息资源与数据层主要是存储采集器采集到的分项能耗数据;应用层主要包括数据及消息管理系统、数据分析展示子系统、信息服务子系统和后台管理子系统4个系统, 每个管理系统下面由一个或多个子系统构成。应用层主要功能是用于数据处理、展示及数据监测功能, 把应用层划分为相对独立的子系统模块, 可减少各子系统数据间的相互干扰, 由于各个子系统模块之间没有数据交叉, 因此, 在后续软件平台维护将更加方便、系统的扩展和兼容性将变得稳定。最后是表现层, 主要是数据的显示。

3.2 软件系统整体框架

如图2所示, 本文中的建筑能耗监测系统, 包含监控终端、数据库、数据管理系统 (MDMS) 、数据采集系统 (MDCS) 、防火墙、通信网络、集中器和楼宇采集终端。

楼宇采集终端发送相关数据至集中器, 楼宇采集终端是指电能表、水表、冷量表、气表中的一种或几种, 相关数据包含能耗数据、状态信息及和时基信息等;集中器将相关数据转换成TCP/IP协议数据包, 通信网络、防火墙发送至数据采集系统 (MDCS) ;数据采集系统 (MDCS) 对相关数据进行处理, 并将已处理的相关数据发送至数据库, 数据库对已处理的相关数据进行存储、分析和展示;数据采集系统 (MDCS) 对集中器与楼宇采集终端之间的通信模式和通信协议进行管理, 定时对通信状态及通信数据进行自动查错, 并对数据丢失、工作状态异常进行处理;数据管理系统 (MDMS) 从数据库中获取已处理的相关数据, 根据系统设置的能耗监测指标体系进行统计分析和状态评估, 并将已分析和评估的结果发送至数据库, 数据库对已分析和评估的结果进行存储、分析和展示;监控终端从数据库获取已处理的相关数据和已分析和评估的结果, 并进行综合分析;监控终端根据综合分析, 经由数据库、数据采集系统 (MDCS) 、防火墙、通信网络、集中器, 将控制指令发送至楼宇采集终端, 改变楼宇采集终端的工作状态。

4 系统关键技术点

4.1 多种能耗采集终端的接入

节能改造中, 由于现存很多不同年代的能耗采集终端, 对这些能耗采集终端的数据如何合理的采集是一个非常重大的问题, 具体方法有全手工抄表和换智能表计自动抄表两种方式。另外, 对不同品牌的能耗采集终端, 如何用同一个集中器进行连接, 也是一个关键问题。因为不同的品牌, 可能会很有私有协议的存在。

因此, 对市面上能耗采集终端的主流品牌, 要进行统计和协作, 使得自己开发的集中器以及软件系统能够顺利接入各种不同的能耗采集终端。

4.2 软件系统的开发

根据系统的整体框架分为多层结构的特点, 本软件平台的开发引入“基于子系统平等开发方式”的系统设计模式, 采用Java、JavaScrip等编程语言进行编码, 数据存储数据库采用阿里云数据库, 通讯技术采用稳定的RS485数据通讯标准, 软件系统结构如图3所示。

5 主要创新点

本项目中的建筑能耗监测系统, 其技术的先进性及创新性主要表现在:无线传输方式的应用可以有效降低布线的投入, 节约成本。该系统可以将能耗采集终端采集的能耗数据传输到数据终端进行综合分析, 采集终端包括电能表、水表、冷量表、气表, 并可以将同种能耗按不同用途进行分类计量, 从而实现能耗数据的分项计量和分类计量。楼宇采集终端与集中器之间的通信方式, 可选择有线方式或无线方式;有线方式为RS485、电力线通信 (PLCC) 、快速以太网 (FE) 中的一种或几种;无线方式为Zigbee、RF (230~960MHz) 中的一种或几种;根据应用场景具体选择不同的通信方式。

建筑能耗监测系统, 对建筑能耗信息采集方式有两种, 一种是定时轮询采集方式, 集中器定时 (15~60min) 依次向所连接的各个楼宇采集终端发起采集信息的指令, 各个楼宇采集终端依次向集中器发送各自能耗信息、工作状态和时基信息, 集中器收集各个楼宇采集终端的信息, 并缓存在集中器的存储单元中, 由数据采集系统 (MDCS) 经由防火墙、通信网络, 不定时地获取集中器的存储单元中的信息。另一种是主动定点采集方式, 监控终端对特定楼宇采集终端发起采集信息的指令, 特定楼宇采集终端收到采集信息的指令之后, 经由集中器、通信网络、防火墙、数据采集系统 (MDCS) 、数据库, 将经过采集、传输和处理的能耗信息, 发送至监控终端。从而实现能耗数据的实时监控。

(1) 应用创新。该系统运用计算机技术, 可以根据能耗指标体系, 将能耗采集终端采集的能耗数据传输到数据终端进行综合分析, 实现对写字楼建筑能耗的实时监测, 是一种新型能耗监测系统, 推动了能耗监测平台的发展。

(2) 技术创新。在该项目中通过有线和无线方式将楼宇监测终端, 包括电能表、水表、冷量表、气表等, 与数据中心联系起来, 实现了能耗数据的分项、分类计量, 无线传输方式的运用降低了成本, 提高了效率。同时采用定时轮询采集方式和主动定点采集方式进行能耗信息采集, 实现了能耗数据的实时监控。

6 平台应用

本文研究的平台选取了广东省广州市荔湾区25栋大型公共建筑的用能数据进行模拟, 如图4、图5。

大型公共建筑的交通组织探讨 第4篇

随着城市规模的扩大,涌现出越来越多的大型公共建筑.大型公共建筑对周边交通组织有较大影响,如组织不当,易引发多种交通问题.该文提出大型公共建筑的交通组织原则,对大型公共建筑进出口及平面布置等进行了探讨.

作 者：黄又清 黄俊 Huang Youqing Huang Jun  作者单位：武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北,武汉,430015 刊 名：城市道桥与防洪 英文刊名：URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL 年，卷(期)： “”(4) 分类号：U491.1 关键词：交通工程   大型公共建筑   主干路   进出口   平面布置   人车分离  

大型公共建筑能耗 第5篇

关键词：公共建筑,能耗,指标体系,评价,网络分析法

引言

近年来我国建筑能耗问题日益突出, 其中建筑能耗占全国总能耗的比例已从20世纪70年代末的10%上升到近年来的27.8%, 严寒地区所占比重更大为40%[1]。有专家指出, 如果能将日益增长的建筑能耗减少一半, 使其逐步达到发达国家的能耗水平, 就可以大大减少常规能源的使用量。由此可见, 建筑行业的可持续发展影响整个社会的可持续发展。目前我国5亿m2左右的大型公共建筑, 是建筑能源消耗的高密度领域[2]。大型公共建筑能源浪费现象仍较为严重, 有很大的节能潜力。建立科学的、有效的建筑能耗评价指标体系是开展大型公共建筑节能工作的一个重要环节。

目前, 我国已经提出了一些建筑节能评价指标体系, 但几乎所有的评价者都采用层次分析法, 他们将各指标看成是独立的、互不影响的因素, 忽略了各个指标之间的支配与依附关系, 从而使求得的权重与真实值之间有很大的偏差。本文借助ANP法, 针对大型公共建筑的能耗特点以及严寒地区的地域特点, 综合考虑建筑规划设计、建筑围护结构、暖通空调、其他设备、新能源的利用以及运行管理六个方面, 建立起一个适用于严寒地区的大型公共建筑能耗评价体系, 并通过Super Decision软件计算各指标的权重值。

1 网络分析法确定指标权重的原理

1.1 ANP方法简介

网络层次分析法 (ANP) 是美国匹兹堡大学教授 T.L.Saaty于1996年在ISAHP—Ⅳ上系统地提出来的[3]。它是一种适应非独立的递阶层次结构的决策方法, 是在AHP的基础上发展形成的一种新的实用决策方法。早在20世纪80年代时期, T.L.Saaty就提出了反馈层次分析法, 也就是ANP的前身[4]。

ANP由两部分组成, 第一部分称为控制因素层, 其中包括问题目标和决策准则, 并且所有的决策准则均被认定为彼此独立、只受目标因素的支配。第二部分为网络层, 它由受控制层支配的所有因素组成, 各因素之间相互依存、相互影响、相互反馈。由控制层和网络层构成的典型ANP层次结构如图1所示[5]。

1.2 ANP法计算步骤

第一步分析问题。对决策问题进行系统的分析、组合, 构成元素和元素集。

第二步构造ANP的典型结构。分析每个元素相互的影响关系及其网络结构。

第三步构造ANP超矩阵计算权重。求解超矩阵运算过程复杂, 需借助计算机软件完成。一般通过ANP的专门计算机软件Super Decision实现。

1.3 ANP结构的超矩阵与加权超矩阵

设控制层相对于目标层A的准则层为P1, P2, …, Pm, 网络层元素集为C1, C2, …, Ci, Cj, …, CN, 其中Ci含有元素ei1, ei2, …, eini (i=1, 2, …, N) 。以控制层中元素Ps (s=1, 2, …, m) 为准则, 以Cj中元素ejk为次准则 (k=1, 2, …, n) , 元素组Ci中的元素按照其对ejk的影响力的大小进行间接优势度的计较, 构造在Ps下ejk的判断矩阵为:

根据特征根法得出排序向量 (wundefined, w (jk) i2, …, wundefined) , 则可以得到第i层上所有元素对于第j层的影响作用矩阵, 记作Wij:

undefined

这里Wij的列向量即为Ci中的元素对于Cj中的元素的影响度排序。如果Cj中的元素不受到Ci中的元素的影响, 那么Wij=0。这样就可以得到在Ps下的超矩阵W。超矩阵的子块Wij均是列归一的, 但是W不是每一列均是归一的。为了方便计算, 需要把超矩阵的每一列都归一化, 也就是对W的元素进行加权:

undefined

其中:

undefined为元素层判断矩阵。

2 基于ANP的严寒地区大型公共建筑能耗评价体系模型

2.1 构建基于ANP的严寒地区大型公共建筑能耗评价体系网络模型

严寒地区大型公共建筑能耗评价体系的SD模型 (示意图) 如图2所示。

2.2 利用SD软件进行求解

利用SD软件计算控制层指标权重的两两判断矩阵以及算得的结果 (示意图) 如图3、图4所示。

利用SD软件计算网络层指标权重的两两判断矩阵, 由于指标众多, 现以其中一个判断矩阵以及算得的结果为例, 示意图如图5、图6所示。

最终所得的各个指标权重如表1所示。

通过以上论述可以看出利用ANP法来确定评价指标体系中的各个指标权重是切实可行、简单便捷的, 评价结果也更具科学性与客观性。

3 结语

ANP法在经济及其他领域已经得到了广泛的应用, 但在建筑能耗评价方面的应用却并不多见。严寒地区大型公共建筑能耗评价体系的建立对开展建筑节能工作起着至关重要的作用, 采用ANP法充分考虑了影响严寒地区大型公共建筑能耗各因素之间的相互影响与制约关系, 建立了ANP的网络结构评价体系模型, 借助SD软件进行ANP运算和分析, 确定了各指标的权重值。实践表明:ANP很大程度上克服了AHP中难以避免的问题, 更适于应用在对建筑能耗的评价中来。

参考文献

[1]韩晋民.世界能源利用和材料科研热点之——建筑应用相变储能材料[J].建筑科技, 2004, 20:46-47.

[2]江亿.我国建筑能耗状况与节能重点[J].建设科技, 2007, (5) :26-29.

[3]Saaty T.L.Decision with the Analytic Network Process (ANP) [R].ISAHP’96, Canada.

[4]Saaty T.L.Multicriteria Decision Making[M].RWS Publi-cations, Pittsburgh, PA, 1990.

[5]王莲芬.网络分析法 (ANP) 的理论与算法[J].系统工程理论与实践, 2001, 21 (3) :44-50.

大型公共建筑能耗 第6篇

关键词：能耗监测系统,建筑,研发,计量仪表,采集终端设备

2009年5月起, 福建省开始全面积极落实国务院《关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》。开展机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统研究、做好建筑节能监管体系建设, 对建设节约型社会、推进海峡西岸经济区建设、营造绿色生态空间、全面完成节能减排任务有十分重大的意义。

1 研发背景

为了进一步加强对国家机关办公建筑、大型公共建筑的节能管理, 国家相关主管部门计划, 到2010年年底完成大多数重点建筑的用电分项计量装置安装, 搭建起全国联网的城市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台, 实现对重点建筑的能耗动态监测, 以便于建立和完善能效测评、用能标准、能耗统计、能源审计、能效公示、用能定额、节能服务等各项制度。

福建省机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统是响应国家节能减排号召, 在总结吸收国内已有能耗监测系统建设成果和经验的基础上, 结合福建省建筑能耗监测的现状及省国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统省级、市级数据中心 (或数据中转站) 的业务需求, 并综合考虑建立起全省联网的建筑能耗监测系统的需求而组织研发的。

研发严格按照《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据采集技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统楼宇分项计量设计安装技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统数据中心建设与维护技术导则》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统建设、验收与运行管理规范》、《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》及相关国家标准进行, 确保本省建筑能耗监测系统能达到相关技术指标。

2 平台软件分类

为推动建筑节能监管体系建设, 考虑到适应不同等级、不同需求的需要, 福建省机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统平台分政府管理版、企业版、普及版三种版本。

政府管理版完全符合国家机关办公建筑、大型公共建筑能耗监测的相关技术标准要求, 适合于政府各级能耗监管部门, 可用于搭建省、市级和区域性的建筑能耗监测平台;企业版适合于分布式的大型集团企业用来搭建内部的综合能耗管理平台, 以提高自身能源管理水平、降低运营成本, 它符合国家机关办公建筑、大型公共建筑能耗监测的相关技术标准;普及版适合于单栋楼宇、中小型企业用来搭建小规模的内部综合能耗管理平台, 仅以提高自身能源管理水平、降低运营成本为目标。

3 能耗监测系统构架

为满足大量并发性数据访问及可扩充性要求, 结合导则要求, 福建省建筑能耗监测系统采用多层级、分布式架构设计。

如图1所示, 系统由数据中心层、采集终端层以及智能仪表层三部分组成, 每层分别承担特定的任务。其中数据中心层由相关政府监管部门建设、管理, 采集终端层、智能仪表层安装在纳入建筑能耗监管系统的大型楼宇建筑中。

智能仪表层包含各种具备数据远传功能的智能计量仪表 (如单相电能表、三相电能表、多功能电能表、水表、燃气表、热/冷量表等) , 负责各类能源的实时用量计量, 为能耗数据采集终端提供原始能耗数据。

采集终端层采用符合导则要求的专用低功耗嵌入式采集设备, 通过现场总线连接各种智能计量仪表, 支持多种主流通信协议, 并主动对仪表进行数据采集, 定时或按需将数据上传到数据中心层中;采集终端安装于楼宇建筑内, 负责整栋楼宇的建筑数据和能耗数据收集。

数据中心层包含省、市级数据中心或数据中转站。数据中转站负责接收、缓存所辖区域采集终端设备上报的建筑能耗数据, 并将其转发到上级数据中心。数据中转站并无数据处理、数据分析、数据展示、数据持久存储功能, 建设成本将低于数据中心。数据中心负责接收所辖区域采集终端设备上报的建筑能耗数据, 并对数据进行分类处理、持久化存储, 定时或按需向上一级数据中心上报能耗数据;此外, 数据中心还为政府监管部门提供功能丰富的能耗监测管理及数据分析展示平台, 为业主用户提供方便快捷的能耗数据查询、能耗数据分析服务, 为公众用户提供建筑能耗监测公示服务。

省级数据中心设计一个;市级数据中心或数据中转站按需设立, 数量在建设实施时根据楼宇的密集程度、各地市实际情况机动配置, 也可在日后随时增加, 便于实现良好的可扩展性及灵活地控制系统建设成本。

系统架构如图2所示。

4 系统技术特点

(1) 在系统研发中, 引入了“虚拟计量仪表”概念。进行能源分类分项计量改造的建筑物, 其原有的能源供应回路往往是将不同分项类别或不同使用单位混合在一起, 这导致了施工改造难度大、改造费用高、施工周期长等问题, 而这些问题若得不到有效解决, 势必将影响到能耗监测系统的应用与推广。针对这一情况, 系统引入了允许用户创建虚拟计量仪表的方法。虚拟计量仪表支持四则混合运算表达式 (公式) , 可以对各计量支路、实体仪表的读数直接进行加、减、乘、除等运算, 以进行支路计算、公共仪表分摊等;同时, 虚拟计量仪表可以像实体计量仪表一样在系统中进行集中管理, 易于维护和配置。能耗分项与支路结构均可绑定虚拟计量仪表, 用户可结合建筑现有表计或回路, 实现分项、支路的合理虚拟化, 大大提高现有计量仪表、能源供应回路的利用率, 减少改造工程量, 降低实施成本。

(2) 系统支持对每种分类分项能耗分别设定碳排放折算系数, 支持随时调整碳排放折算系数, 并且可提供多种碳排放数据分析功能与展示方式。在系统的帮助下, 业主可以了解自身碳排放量;管理部门可以实时了解辖区内的机关办公建筑和大型公共建筑的碳排放情况, 以便对碳排放量及指标进行宏观管理、考核或控制;研究机构可以根据实时、历史碳排放数据进行科学研究与数据统计分析。

(3) 采用专门设计研发的采集终端设备, 能搭建多个管理模型, 同时向多个数据中心报送数据, 分别对应省市级数据中心 (政府管理版) 、大型集团企业或有各部门管理需求的管理中心 (企业版) 和单幢楼宇或单个单位自身内部的管理中心 (普及版) 。上传给上级数据中心数据, 能满足国家建筑能耗监测的相关技术标准要求。集团企业或单位自身内部的管理中心所需数据直接由采集终端设备送来, 不需要通过登录互联网进行在线监测、统计或分析, 可真正实现对各能耗运行状况的24小时实时监测, 帮助企业进行节能运营管理、能耗统计和分析等。

5 系统应用

5.1 政府管理版总体功能

政府管理版能耗监测系统平台的总体功能如下:

◆满足建筑能耗监测的基本功能要求, 可实现能耗监测数据实时上传、接收, 并兼具数据人工采集录入、丢失报警、修补及纠错功能;

◆可以实时接收各级数据中心上传的能耗监测数据, 对能耗数据进行统计、分析对比, 并自动形成监测报表、统计报告, 打包并上传给上级数据中心;

◆满足建立省级能耗监测数据库的需要, 可存储历史数据, 为制定节能政策提供数据支撑;并为建筑能源审计、能效公示提供必要的分析判定方法及数据支撑, 可生成能源审计、能效公示基础报告;

◆具备服务建筑节能改造、指导节能运行管理的功能, 可对单体建筑能耗数据进行拆解、分析, 具备耗能设备效率分析、能耗诊断等功能, 可为建筑节能改造提供依据, 并具备耗能设备运行异常报警功能, 以及耗能设备运行异常控制功能;

◆具备为行业管理提供信息自动化办公管理服务的功能, 可通过建立建筑能耗监测管理动态门户网站, 实现机构介绍、政务公开、时政动态、公文收发管理、公共事务、部门事务、个人事务、会议管理、公告信息、政策法规发布、业务服务、政府文件、成果展示、友情连接等功能, 方便与各级政府网站互联;

◆能耗监测成果展示功能与城市立体地图链接, 以三维立体动态、图表、文字等多种方式综合直观地展示监测结果, 并与外接演示输出设备连接;

◆能通过对区域内同类型用能建筑或者单位能效数据的采集、统计分析, 进行用能模型分析和优化, 确立适合本区域的用能标杆, 实现标准化;

◆能通过数据分析和模型优化, 参考国内外先进的用能模型, 建立本区域的用能模型, 为用户构造和优化耗能系统提供依据。

5.2 数据传输与处理过程

数据采集终端专用设备安装于机关办公建筑或大型公共建筑内, 与各种智能仪表相连接, 收集建筑数据和能耗数据;终端将这些数据压缩、打包, 同时搭建多个管理模型, 向多个数据中心报送数据。一方面, 数据采集终端专用设备通过上级数据中心提供的断点续传接口将数据传输到上级数据中心的Web Service服务器中;Web Service服务器接收到数据后, 进行验证、解压, 将合法数据存储到数据库服务器中;Web服务器从数据库服务器中提取数据, 为用户提供数据查询、分析、处理服务。多个远程工作站可以通过Web浏览器登录系统, 进行相应操作;数据中心管理员可以通过专用程序连接服务器, 进行高级管理操作。另一方面, 终端数据被直接传送到集团企业或单位自身内部的管理中心, 本企业或单位内部无需通过登录互联网就可对建筑能耗进行集中监视、测量和管理, 实现能耗数据存储、查询、统计、分析, 实现能源管理的自动化。这使得业主单位可以充分了解自身能耗状况, 并获得节能运转分析、决策的依据, 有助于业主降低能耗成本。

5.3 系统主要功能

(1) 基础信息管理

基础信息管理即为监管人员提供全面、方便、快捷的实用建筑基本信息管理的功能。能耗监测系统采用B/S架构, 对数据中心基础数据与基础配置进行集中管理, 具体内容包括数据中心基础信息管理、建筑群管理、建筑物管理、建筑节能改造情况管理、建筑温度信息管理、行政区域管理、能源类型管理、附件管理等。

(2) 用能结构管理

用能结构管理即为监管人员提供对监控目标建筑用能结构进行定义和管理的功能, 用于对建筑物的分项计量方案进行配置, 与用能结构管理相关的信息包括建筑物能耗采集器信息, 计量仪表信息及其参数、产品信息, 采集器和计量仪表的对应关系, 建筑物用能支路拓扑关系及各个回路计量仪表安装信息, 建筑物分类分项能耗与用能支路之间的关系等。

为实现用能结构管理的功能需引入“虚拟计量仪表”。“虚拟计量仪表”可以像实体计量仪表一样在系统中进行集中管理, 既能使配置的分项计量系统尽可能正确真实地反映各分项能耗, 又能将其配置成本控制在合理范围内。

(3) 能耗分析

能耗分析即对经过数据处理后的分类分项能耗数据进行分析汇总和整合, 通过静态表格和动态图表方式将能耗数据展示出来, 为节能运行、节能改造、信息服务和制定政策提供数据支持。

能耗分析包括分类、分项、分支路能耗分析、能耗趋势分析、同期能耗对比分析、碳排放分析、碳排放趋势分析等。

(4) 数据报表和图表

数据报表是反映各行政区域、不同类型监测建筑的分类分项能耗状况的统计表格和分析说明文字, 可分为日报表、周报表、月报表、年报表等。

数据图表是反映各项采集数据和统计数据的数值、趋势和分布情况的直观图形和对应表格, 可分为数据透视表、饼图、柱状图、折线图、仪表盘或动画等, 格式灵活, 可交互操作。

此外, 以能耗数据动态分析为基础, 能提供多角度的能耗数据挖掘功能, 无论是总能耗、单位面积能耗统计分析还是任意组合的建筑能耗统计对比分析, 均可通过简单操作迅速呈现直观结果。能耗数据挖掘功能能够为用能监管部门和建筑业主单位提供丰富的分析和决策辅助工具, 并有助于业主通过与同类建筑对比提高节能意识。常用分析对象有总用电量、分类能耗量、分项用电量、人均能耗量、单位建筑面积用电量、单位空调面积用电量、单位建筑面积分类能耗量、单位空调面积分类能耗量、单位建筑面积分项用电量、单位空调面积分项用电量等。

(5) 折标系统

能耗监测系统中按照国家相关指导文件建立了折标系统, 以便进行不同种能源的统计。

(6) 动态监控

动态监控即为系统中的关键事件提供的报警功能。系统允许设定本辖区的建筑分项能耗、总能耗、单耗的报警阈值, 当建筑分项能耗、总能耗、单耗超过相应的报警阈值时, 系统将实时在醒目位置报警;同时, 监管人员可以直接对指定的建筑进行跟踪监控, 真正做到建筑能耗管理工作的有效动态监控。通常触发报警的事件有建筑能耗超标、现场采集设备故障、系统监测到非法入侵等, 用户也可以自行设定报警条件或方式, 系统支持的报警方式有自动将报警信息发送到Web用户操作界面, 自动发送短信、邮件, 发出声光报警等。

(7) 其他功能

除上述功能外, 系统还具有以下功能:

◆消息管理, 即为各级别用户提供信息交流和反馈服务;

◆授权管理, 即授予管理员和业主访问权限;

◆数据管理, 即数据库服务器采用定期备份或实时备份, 以确保数据安全;

◆专业可选功能, 即除了国家标准规定的功能之外, 系统依托强大的专业技术水平和丰富的能源管理实践经验, 为满足客户多样化的需求而提供专业可选功能, 如中央空调全系统COP值监测, 中央空调主机运行COP值监测, 水泵运行效率监测, 锅炉、冷冻机等设备的负荷率监测, 房间、环境温湿度监测, 二氧化碳浓度监测及照明度监测等。

6 结束语

建设机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统, 提供客观、真实的能耗数据, 是加强国家机关办公建筑和大型公共建筑的节能运行管理, 全面掌握能耗使用信息, 实现建筑能耗有效监管的前提。自动向上级监督机关上报本辖区的建筑能耗状况, 能为监督机关制定节能管理相关政策、法规提供决策支持。提供公共能源管理监督平台, 可实现公众监督;同时可以促使机关办公建筑和大型公共建筑提高节能运行管理水平, 培育建筑节能服务市场, 为高能耗建筑进一步的节能改造准备条件;也能帮助政府提高能源管理效率和质量, 实现自动化管理, 降低管理成本, 提高政府信息化水平。

大型公共建筑能耗 第7篇

随着我国节能政策的不断制定和出台, 使得建筑节能已经成为当前的一个热点。根据中国建筑节能协会节能服务专业委员会的统计, 目前全国既有建筑面积达到430亿平方米。其中, 使用中央空调的大型公共建筑只占到5%, 但却消耗着全社会25%的能源, 中央空调已经成为大型公共建筑里面的耗能大户, 全面提高能耗效率, 降低能源成本对社会和经济有着重要的意义。

2 项目概况

舟山市岱山县行政中心主楼中央空调系统采用3台美国特灵螺杆式水冷机组, 2台国产贝隆燃气无压热水锅炉, 水循环系统采用3台30k W冷冻水泵、3台45k W冷却水泵、3台15k W热水循环泵、5.5k W冷却塔风机3组 (每组各含2个风机) , 三类水泵均为2用1备。整个制冷系统包括主机、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机均已安装电能计量表, 冷却塔风机另外单独安装电能计量表。根据往年的能耗数据统计, 该中央空调的能耗巨大, 空调系统电力消耗水平平均在50%以上, 与目前国家节能减排的要求格格不入。另外, 该中央空调的维护、维修成本较高, 给业主带来较大的经济压力。业主要求对中央空调系统冷源系统的冷冻泵及冷却泵和热水系统的热水二次的循环泵进行优化控制, 在满足空调系统热量及工艺要求的同时, 通过智能节能技术调节循环水流量, 达到节能目的。综合节能指标要求在原中央空调总能耗的基础上达到或超过5%的节能率, 单项水泵节能率在20%以上。

3 高能耗问题分析

通常, 中央空调系统设计时必须按天气最热、冷负荷最大时设计, 且留有10%~20%的设计余量。然而, 在早、晚或在过渡季节的部分时间内的空调是不会在满负荷状态下运行, 中央空调系统如果没有自控系统, 则不能随着负荷的变化而变化, 最多只能人工控制运行台数。这样, 冷冻水、冷却水系统在低负荷运行情况下, 只相当于风机三速控制, 进行高、中、低流量控制, 总是“定流量”运行, 系统长期处于低效率状态, 造成了能量的浪费。而空调自控系统能随着不同季节和气候以及负荷的变化而进行自动无级调节, 在保证办公舒适的环境前提下, 可达到高效、合理的节能效果。

我们在对业主冷冻站实际调研工作中发现, 在设计冷冻/冷却水泵系统时, 都是按照空调机组要求额定流量进行设计, 但在实际运行中, 中央空调机组长期运行在部分负荷, 而冷冻/冷却泵系统因设计时并没采用流量自动调节方式, 从而导致水系统能源的浪费。

以某空调主机的实际调研为例:其冷却水进、出水温差只有3℃左右 (设计温差为5℃) , 温差过小说明实际冷却水流量大于额定流量, 这就造成了水系统输送的能源浪费;冷冻水的进、出水温差也只有3℃左右, 同样说明冷冻水的实际流量比设计流量偏大很多, 只要设法保证供/回水主管的压力波动范围, 冷冻水系统有很大的节能空间。

4 整体设计

针对以上存在的问题, 我们提出中央空调节能优化方案。该系统主要由MCGS人机界面、SIEMENS S7-200系列PLC控制器、ABB ACS510系列变频器以及压力、温度传感器等电气元件组合而成, 功能强大, 它具有超出同类产品的可靠性、安全性和稳定性。系统程序中包含了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其他智能模块通信等指令内容, 从而使它能够监视输入状态, 改变输出状态以达到控制的目的。灵活的配置, 加上人机系统超前的技术优势、超强的动画功能、超大的存贮容量、超酷的视觉效果、超高的可靠性能、超低的功率损耗、超快的运行速度和强大的PLC指令集使它成为各种控制应用理想的解决方案, 满足了节能优化控制的需求。

5 节能优化控制方案

(1) 空调热水系统二次循环水采用3台15k W循环水泵, 当空调系统负荷变化时, 采用压差旁通阀来平衡执水系统供回水压差, 在负荷较小时, 水泵的输出流量过剩较大, 造成能源上的浪费。方案根据空调热水系统的压差及空调热水出水压力, 对热水泵的投入数量及转速进行调节, 最大限度地达到节能目的。

(2) 空调冷冻水系统循环水采用3台30k W循环水泵, 当空调系统负荷变化时, 采用压差旁通阀来平衡执水系统供回水压差, 在负荷较小时, 水泵的输出流量过剩较大, 造成能源上的浪费。方案根据空调冷水系统的压差及冷冻水供水压力, 对冷冻水泵的投入数量及转速进行调节, 最大限度地达到节能目的。

(3) 空调冷却水系统循环水采用3台45k W循环水泵, 当空调系统负荷变化时, 根据回水温度手动调节泵的开停数量, 在负荷较小时, 水泵的输出流量过剩较大, 造成能源上的浪费。方案根据空调冷却水回水温度, 对冷却水泵的投入数量及转速进行调节, 最大限度地达到节能目的。

本方案对三类循环泵分别采用PLC控制器进行控制, 并采用触摸屏作为人机界面进行操作。除了对水泵进行节能控制外, 还可以对设备状态进行监测和故障报警, 如图1所示, 同时对运行数据进行记录, 采用列表和趋势的图形式以供操作者查阅。

6 系统的可靠性设计

大型公共建筑中央空调的运行对可靠性有严格的要求, 设备一旦运行失效或频繁出现故障, 会大范围造成恶劣的影响。中央空调能耗优化控制系统在设计初期应充分考虑到系统节能的同时不能忽略系统的可靠性, 需对系统核心部件做缜密的设计, 以便实现容灾以及报警功能, 具体包括:

(1) 人机界面:主要用于用户操作、管理、显示和监控系统的运行状态, MCGS触摸屏在业内广泛使用, 采用嵌入式架构, 稳定可靠。

(2) PLC控制器:主要用于接收末端传感器采集反馈的压差与温差的模拟信号, 结合内部已设定的程序对变频器的运行/停止、调速范围进行合理的控制与管理;PLC控制器采用嵌入式设计架构, 运行成熟的自控软件, 使数据保存稳定可靠。本系统采用1台PLC同时控制3台30k W变频器, 采用轮替方式开启变频器。

(3) 变频器:设备可靠性高, 平均无故障运行时间MTBF为13万小时, 具体控制模式有自动控制和手动控制模式。自动控制模式下, 根据PLC指令集给出的指令信号, 自动调节自身的频率范围来控制冷冻/冷却/热水泵的运行速度, 从而达到系统的节能效果;在手动控制模式下, 由手动调节变频器的运转频率点, 以保证系统的使用要求 (变频器采取一对一控制, 两用一备) 。

(4) 故障容灾应对:设备故障时互备用 (两用一备) :当运行的冷冻/冷却/热水泵出现故障时, 未使用的冷冻/冷却/热水泵将自动投入使用, 满足系统的使用要求;当运行的变频器出现故障时, 未使用的变频器也将自动投入使用, 满足系统的使用要求;当运行的PLC出现故障时, 可切换至手动控制, 手动调节变频器的频率保证了系统的使用要求。

(5) 故障报警功能:当冷冻/冷却/热水泵出现故障或冷冻/冷却/热水水压力或温度不正常时, 自控系统发出声光报警, 同时, 未使用的设备将自动投入使用, 提醒设备管理人员进行维护。同时, 触摸屏记录下报警时间及内容, 以供设备管理人员查阅。

7 节能测试

节能测试是本项目的核心验收环节, 首先以制冷期中央空调能耗的节能率为主要依据。中央空调能耗优化控制系统完成调试后, 在制冷周期内根据室外气温的情况任意抽取1个气温作为评测验收标准, 气温30℃~32℃、33℃~35℃、36℃~39℃由业主任意选定, 在同等温度的情况下 (以当地气象预报为准, 测试对比气温小于1℃的温差内) , 工频运行1天, 优化模式运行1天, 空调运行时间在相等的情况下进行能耗比较, 同时由业主指定任意一个区域风口进行空调出风温度监测。节能率的多少可通过公式计算, 即 (工频运行能耗-节能优化模式运行能耗) /工频运行能耗=节能率, 节能率要求大于5%。其次, 空调节能不能影响空调出风温度, 即节能优化模式运行时, 指定位置的空调风口出风温度与工频运行时一致, 节能测试验收时以制冷期间达到节能率的同时, 要求节能优化模式运行风口出风温度不得超过工频运行风口出风温度0.5℃以上。沿空调冷冻水输送管道, 从近到远, 选择一定数量的典型出风口进行检查, 合格率需达到85%以上。

经过4天 (室外温度为33℃~35℃) 的节能对比测试, 真实、准确地记录了能耗数据 (如表1所示) 及房间出风口温度数据 (如表2所示) , 从系统运行及测试数据分析发现, 中央空调水泵控制节能系统运行后, 与原系统的工频运行相比, 大幅度降低了能耗, 具有显著的节能效果, 中央空调总节能率为26.43%, 中央空调冷却泵节能率为58.49%, 中央空调冷冻泵节能率为62.18%, 达到并超过业主的节能指标要求。

8 结束语

大型公共建筑中的中央空调节能是建筑节能突破的重点, 按照最高负荷进行空调设计的起始方案给后来的节能改造留下了一定的空间。通过此项目的节能改造, 中央空调能耗优化控制系统很好的结合设备运行现状以及业主的节能和设备可靠性要求, 对中央空调主机、水泵系统、末端的运行效率进行了整体平衡和优化, 通过实用的控制逻辑和高可靠性设计, 使系统运行在最佳工况, 并在节能测试中证明系统的高节能率, 全面降低系统能耗, 达到预期的效果。

摘要：目前我国许多大型公共建筑能耗居高不下, 建筑中的中央空调所占能耗比例接近一半, 能耗问题尤为突出。本文针对舟山市岱山县行政中心的中央空调运行状况, 根据业主提出的设备节能与高可靠性运行等需求制定解决方案, 通过能耗优化控制系统提高中央空调的整体运行效率, 在节能对比测试中证明了预期的节能目标, 最后就此系统的应用和节能测试进行总结, 希望有助于推动大型公共建筑中央空调的节能改造业务发展。

关键词：中央空调,能耗优化控制系统,可靠性设计,应用,节能测试

参考文献

[1]邵兴.浅析动态变流量空调节能控制系统在中央空调中的应用.中国科技财富, 2011 (03)

山西省大型商场建筑能耗特点分析 第8篇

关键词：大型商场建筑,能耗,节能空间,能效提升

1 概述

大型公共建筑能耗特别是大型商场建筑其建筑能耗是普通建筑能耗的10倍~20倍, 且存在着大量的浪费, 根据相关统计资料, 其使用能耗已经远远超出设计能耗;目前住建部虽已经针对大型公共建筑能耗极高的现状出台了一系列管理制度, 但在我省依然是建筑节能工作的薄弱环节之一。

2 山西省大型商场建筑能耗特点

按照公共建筑的使用功能可将其分为办公建筑、旅馆建筑、商场建筑、体育文化娱乐医疗等类型, 大型商场建筑, 其建筑内人员流动、照明系统及设备布置密度不同, 特别是其建筑管理运行水平差异导致全年建筑消耗能源总量差距。根据大型商场建筑照明、设备、空调系统冷热源差异, 选择表1所列建筑进行能耗分析, 实现山西省大型商场建筑典型类型及供暖空调方式建筑能耗数据的比较。

2.1 大型商场建筑能耗结构

大型商场建筑能耗可区分为两类, 一是建筑物本体热工性能及采取措施达到一定室内舒适程度所需要的供暖空调的能耗, 通风空调能耗分三部分:冷热源能耗、末端设备能耗和输送系统设备能耗;二是建筑物功能性需求能耗系统, 包括照明系统、供排水系统、动力设备及办公设备等, 如图1所示。

依据提供的能耗报告, 山西省大型商场建筑能耗的用能主要为电、气、水能及热力等, 包括照明、设备、动力、空调等多个系统, 为便于能耗数据分析, 进行能耗系数折算 (如表2所示) 。

2.2 大型商场建筑能耗特点

商场类建筑营业时间每天长达12 h以上, 全年营业, 多采用中央空调系统对商场温度、湿度进行控制, 能量传输距离长、能量转换设备多, 因此此类建筑单位面积能耗居高不下。

小店区购物中心, 总建筑面积31 714.19 m2, 主要为餐饮、百货、办公和库房。全部采用集中式中央空调系统, 空调系统冬夏两用, 系统冷热水由空调机房溴化锂直燃机组供给。美特好滨河购物广场, 总建筑面积22 800 m2, 主要为超市, 库房, 餐饮、百货和办公等区域, 全部采用集中式中央空调系统, 空调系统冬夏两用, 冬季热源为电加热锅炉, 夏季为风冷式冷水模块机组。

依据山西美特好小店区购物中心、山西美特好二号店 (滨河购物广场) 能耗数据 (见表3) , 浅析商场建筑用能特点:

1) 根据建筑能耗数据, 可知二号店 (滨河购物广场) 单位建筑面积供暖能耗明显高于小店区购物中心, 制冷能耗明显低于后者, 这是由于二者冷热源末端调控水平导致, 前者热源采用电加热锅炉、冷源采用水冷机组, 后者冷热源采用溴化锂直燃机组。

k Wh/ (m2·年)

同时, 表明合理选择冷热源系统, 即使建筑功能、商场布置、空调系统及施工水平相近, 冷热源的选择影响建筑节能效果。

2) 商场建筑空调制冷供暖能耗随季节波动。建筑空调制冷能耗高于空调供暖能耗, 后者高于过渡季节能耗;照明、设备等能耗基本全年稳定 (见图2) 。

3) 大型商场建筑能耗中, 空调系统能耗所占比例最大, 达到40%左右, 其次为照明系统 (见图3) 。选取建筑属于大型超市, 其食物冷链设备长期不间断工作, 导致测评建筑设备能耗高于一般商城建筑。

2.3 大型商场建筑软件模拟及实测数据偏差分析及对策分析

大型商场建筑软件模拟及实测数据偏差除居住建筑所描述原因外 (详见《山西省居住建筑能耗特点初步解析》) , 还具有其特殊的一些原因, 分析如下:

1) 大型商场建筑供暖及空调能耗涵盖内容不一致。大型商场建筑模拟空调能耗仅包括空调水系统能耗, 而实测数据为空调水系统及风系统之和, 空调风系统末端受建筑功能、运行时间及个人舒适度影响必然导致水系统处于部分负荷状态下运行, 这是两者数据差异原因之一。

2) 大型商场建筑全年能耗涵盖内容不一致。大型商场建筑模拟全年能耗仅包括供暖、空调机照明负荷, 而实测数据还包括照明系统、供排水系统、动力设备及办公设备等负荷, 导致两者数据偏差。

3) 大型商场建筑能耗易受人为因素影响。大型商场建筑空调能耗与系统优化水平、运行管理策略水平、建筑内设备散热、人流密度及个人舒适度紧密相关;且大型商场建筑多采用空调系统功能分区设置, 循环泵变流量运行, 照明自控同时通过严格的制度强化个人节能意识, 导致空调负荷随季节室外温度及用户使用习惯波动, 软件模拟无法精确刻画各能耗系统设备运行细节, 这是导致两者数据差异的一个原因。

2.4 大型商场建筑能效提升策略

根据相关资料, 相同体量民用建筑单位面积能耗从小到大依次为居住建筑、办公建筑、旅馆建筑、商场建筑, 见表4。可知, 大型商场建筑其能耗强度为普通建筑的7倍~20倍, 节能潜力巨大。

大型商场建筑能耗复杂, 建筑物空调、照明、设备、动力能耗性质不同, 如空调系统能耗不但决定于运行方式和物业管理水平, 在很大程度上也与建筑使用者节能意识有关。空调系统及照明系统能耗占公共能耗的主要部分, 则公共建筑从两者入手, 提出了运行管理的节能措施。

1) 大型商场建筑照明系统节能。

a.优化系统设计, 明确照明负荷, 多利用自然光;

b.采用节能灯, 降低高压钠灯、金属卤化物、无极灯的使用率;可能的情况下尽量采用LED光源;

c.减少非必要照明时间和照明强度, 优化照明控制策略。

2) 大型商场建筑空调系统节能。

空调系统能耗约占大型商场建筑总能耗的35%~45%, 节能潜力最大。

a.优化建筑热工设计, 建筑围护结构传热产生的冷热负荷占有很大比例, 严格执行节能标准;

b.合理设计及优化空调系统, 例如地源热泵机组的利用、分布式水冷模块机组调峰运行、空调水系统可变频运行及空调风系统始末端可控, 既可根据负荷调控新风量又可以适应室内个人的需求;

c.合理的设备选型, 避免过大的“安全余量”, 与实际运行需求不符, 导致设备长期低效运行;并可采取一定的能量回收装置;

d.加强能耗监测措施及手段。

3) 运行管理节能。

a.制定合理的运行管理制度;

b.增强个人节能意识;

c.提高能源管理系统的智能化程度。

3 结语

1) 商场建筑空调制冷供暖能耗随季节波动。建筑空调制冷能耗高于空调供暖能耗, 后者高于过渡季节能耗;照明、设备等能耗基本全年稳定。

2) 大型商场建筑能耗中, 空调系统能耗所占比例最大, 达到40%左右, 其次为照明系统。

3) 空调能耗三环节“冷热源—管网输配—末端”紧密相关。

公共建筑能耗监测平台的发展趋势 第9篇

近年来,在建筑节能的大趋势和政府的导向下,国内发展了近百个建筑能耗监测平台,其99%的性质是能耗监测,而不是能量管理。目前上海的市级政府办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台已经接入了1200栋以上建筑的能耗数据。

能耗监测平台以为政府获取实时、可靠的建筑用能设备统计数据、进行能耗总量分析为目的,长期目标是获得各类别公共建筑的用能基准,优化建筑用能的宏观管理,建立用能约束机制,为决策能源生产和计划调度提供可靠依据,但其本身不能直接节能,需要通过人工宏观管理节能;支撑的数据类别和频度过于简单,难于满足节能的需求;平台要求建筑物业主上传数据,而尚没有建立反馈机制,即对于建筑物的运行指导少,因而在推行中遇到了一定的困难。

相比之下,国外早在十几年之前就推行针对建筑物的能量管理平台。在拓扑结构上更强调与第三方系统的接口,特别建立了与BA的双向通信和平台对于BA的反馈机制,以实现优化控制策略;其上传的数据类别远多于能耗监测系统平台,除了能耗数据还包括设备状态数据;其业务层功能远远超出建筑能耗监测平台的统计和分析,更关注于用能系统系统级和设备级的能效的深度分析以及用能系统的诊断和优化控制策略。其中,包括了大量的定量分析和数学模型,通过对建筑物负荷的预测按需供能,对运行起到了良好的指导作用;其节能手段更多地注重控制策略节能,而不仅仅是更换效率低下的用能设备,因而得到了业主的支持和欢迎。

2 建筑能量管理平台与建筑设备远程维护平台

由于建筑能量管控系统上传了大量的用能系统和设备的状态数据,非常有利于实现设备的远程运行和维护。因此远程设备维护平台成为建筑能量管控平台延伸的一个新的方向。

远程设备系统维护平台可以为弱电集成商施工过或正在施工后期的项目提供技术服务,可以节省工程部门竣工后“三保”服务成本,是集成商产值的新增长点;远程设备系统维护平台适合于大型设备供应商建立世界级的技术服务体系;远程设备系统维护平台也非常符合物业管理的能源托管服务的新方向。

建立远程设备维护平台要注意建立设备编码规则,实现设备编码规则的标准化。远程建筑设备维护平台要注意与BIM的关系。但目前BIM的模型主要关注结构和安装,关于设备模型则不够成熟。所以设计远程设备维护平台时主要应考虑与BIM的接口。

3 智慧城市能量管控平台将城市级能耗监测平台和建筑级能量管控平台融合为一体

智慧城市建设的发展将城市一级的能源管理平台提上日程,并且把上述能耗监测平台和建筑能量管理平台融合在一起。城市建筑能源管理模块将采用二级结构,即每一栋公共建筑或建筑群将建设能源管控系统。

智慧城市能源管理平台将不限于建筑,而囊括工业、交通、电力及输配电、城市热力网、区域能源中心、物流、环境、服务等领域的能源管理。城市能源管理系统也将和城市安全防范系统关联在一起。由于数据量的巨大,传统架构将不能适应城市级的智慧能源管理平台。因此,城市级的智慧能源管理平台将采用Hadoop的大数据架构和分布式存储体系,以保障数据的可靠和良好的响应速度。