商业综合体项目体能耗分析及节能建议

时间：2024-09-03

朱洲江

华东建筑设计研究院有限公司

随着社会发展水平的不断提供，目前国内的大中小城市的商业综合体项目开发越来越多，而这些大型综合体的能耗却仍然居高不下，对于国民经济是巨大的损失。通过能耗模拟对项目进行节能效益评价是目前减小建筑能耗采用的有效手段，为此，笔者对某商业综合体进行了建筑能耗模拟，并根据模拟结果评估了各种节能措施的效果，对计算模拟技术在建筑能耗分析和节能评估中的应用做研究[1-2]。

1 建筑概况

该项目为某商业综合体二期，位于四川省成都市，属夏热冬冷气候区。项目由综合商业、1栋超高层办公楼、1栋高层酒店及1栋超高层住宅组成的大型商业综合体。本次能耗评估是针对扩初阶段，设备选型初步确认后，对照明及空调系统设计参数进行评估，对二期商业部分能耗进行模拟分析评估。

对应于不同功能分区，冷热源系统及末端空调系统具体设置如表1：

表1 冷热源系统及末端空调系统设置

2 模型的建立

本项目建筑能耗采用eQuest v3.64软件进行模拟计算，该计算的核心是DOE2的高级版本DOE 2-2，并在此基础上作出了优化。

1）建筑围护结构

为达到评价该项目机电系统的目的，建筑围护结构的参数保持与基准建筑参数一致，参数如表2：

表2 围护结构参数

2）内部负荷

同围护结构的参数输入方法，设计建筑中人员密度和设备负荷与基准建筑保持一致；照明负荷设计暂按公建标准取值，基准建筑和设计建筑也保持一致。输入参数如表3～4：

表3 人员密度、新风量和设备负荷

表4 照明功率密度（LPD值）

表5 暖通空调系统参数设置

3）暖通空调系统

基准建筑和设计建筑空调系统形式一样，设备参数不同，模拟中所用暖通空调系统参数设置如表5。

4）运行时间

建筑时间表（表6）可以反映室内人员、照明、设备、房间控制温度、空调系统运行的逐时变化，该项目能耗模拟中所使用的主要时间表描述如下，且在基准建筑和设计建筑中保持一致。

表6 运行时间表

3 能耗分析

基于以上模拟输入条件，经过全年动态能耗模拟计算，可分别得出基准建筑，设计建筑及目标建筑的全年能耗指标及全年电耗指标。

全年能耗指标如表7所示：

表7 全年能耗指标

表8 全年能耗分项占比

全年能耗指标的分项占比如表8所示。

全年电耗指标如表9所示：

表9 全年耗电指标

全年耗电指标的分项占比如表10所示：

表10 全年耗电分项占比

由以上数据可见，设计建筑单位建筑面积年综合耗电量为221 kWh/(m2a)，较基准建筑节能量为1%，满足《民用建筑能耗标准》[3]约束性指标，但距离引导性指标以及能耗目标（目标整体能耗低于基准建筑10%）还有一定差距，建议对相关设计参数进行优化。

4 节能建议

根据项目设计条件及设计参数，提炼了会影响建筑能耗的一些设计参数，并分别比对这些设计参数的不同值对全年能耗模拟结果的影响，作为比对的设计参数如下：降低外墙传热系数、降低外窗传热系数、降低外窗太阳得热系数、降低照明功率密度、安装日光感应、降低新风机单位风量耗功率、降低风机盘管单位风量耗功率、降低空调机组单位风量耗功率、降低通风机单位风量耗功率、安装能源反馈电梯。

通过改变不同节能措施的参数指标，各节能措施不同参数值的效果比较如图1所示。

将各节能措施转换为对能耗贡献的敏感度进行分析，如图2所示。

由以上数据可见，日光感应及照明的节能措施对节能做出的贡献比较明显，建议使用日光感应和选用节能型的照明灯具，对于这两项措施，虽会有一定的经济投入，但是对于节能是比较可观的；外墙及外窗对节能做出的贡献最小，建筑负荷由围护结构负荷、人员负荷、设备负荷等组成，围护结构负荷只是建筑负荷的其中一部分，所以调整外墙及外窗的参数值对建筑能耗影响不大。

图2 节能措施敏感度分析

风机盘管及能源反馈电梯对节能做出的贡献也较为可观；个人认为，可通过两个途径来实现风机盘管的节能，选用高效的风机盘管，如选用直流无刷风机盘管，但该类型风机盘管价格较传统风机盘管高，需要进行经济性分析；水系统设计为大温差运行，如由5℃供回水温差调整为7℃温差，提高风机盘管单位风量的供冷能力，变相的减小了风机盘管的单位风量耗功率，对于空调箱也是一样的效果，如此调整，对于水系统的调整变化较大，需要相应的调整冷热源参数及水泵等一系列水系统设备及附件，目前5℃温差的风机盘管仍为主流产品，7℃温差的风机盘管已经在越来越多的项目上应用。

本项目因只是模拟了商业部分的能耗，地下车库及机房部分未参与计算，所以通风机部分的能耗敏感度较低。空调机组和新风机组的能耗虽较其它措施敏感度不高，但是空调机组和新风机组较其它措施如照明及风机盘管的设备数量少很多，也是较易实现，在设计阶段需关注风机的输送距离不要太远，一般不易超过100 mm，控制风管的沿程阻力在合理的范围内，一般沿程阻力控制在1.0 Pa/m以内；选用高效率的风机，空调箱的风机一般选用后倾式，效率≥75%；对于小风量及新风量较小（如大堂）的区域，建议不选用带热回收功能，这些区域可回收的能量有限，但热回收装置对空调箱的阻力影响很大，阻力一般在150 Pa左右，不够经济合理。