1、呼 和 浩 特 市 某 大 型 公 共 建 筑 能 源 消 耗 分 析 徐 琳 1， 2 ， 王 震 1， 2 ， 张 林 华 1， 2( 1 山 东 建 筑 大 学 可 再 生 能 源 建 筑 利 用 技 术 省 部 共 建 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 山 东 济 南 ; 2 山 东 建 筑 大 学 山 东 省 建 筑 节 能 技 术 重 点 实 验 室 ， 山 东 济 南 )摘 要 : 为 了 确 定 呼 和 浩 特 市 大 型 公 共 建 筑 能 源 消 耗 状 况 ， 本 文 围 绕 呼 和 浩 特 市 某 数 码 大 厦 ， 通 过 资 料 调 研 、 现 场实 测 、 理
2、论 分 析 等 方 法 ， 对 大 厦 2010 年 电 力 消 耗 、 采 暖 热 力 消 耗 、 水 耗 、 总 能 耗 及 其 组 成 进 行 了 统 计 分 析 。 结 果 表 明 : 大 厦 单 位 建 筑 面 积 耗 电 量 为 60 18kWh / ( m2 a) ， 采 暖 热 力 消 耗 量 为 0 89GJ / ( m2 a) ， 水 耗 量 为 1 10t /( m2 a) ， 总 能 耗 量 为 1 45GJ / ( m2 a) 。 总 能 耗 中 采 暖 热 力 消 耗 比 重 最 大 ， 为 61% 。 电 力 消 耗 中 办 公 设 备 及 照 明 系 统 比 重
3、 最 大 ， 为 69% 。关 键 词 : 大 型 公 共 建 筑 ; 能 耗 组 成 ; 能 耗 指 标中 图 分 类 号 : TU831 文 献 标 识 码 : AAnalysis of energy consumption of some large public building in Huhhot cityXU Lin1， 2 ， WANG Zhen1， 2 ， ZHANG Lin-hua1， 2( 1 Key Laboratory of Renewable Energy Utilization Technology in Building of National Education
4、 Ministry， Shandong Jianzhu University， Jinan ， China; 2 Shandong Provincial Key Laboratory of Building Energy-Saving Technolo- gy， Shandong Jianzhu University， Jinan ， China)Abstract: In order to investigate the status of energy consumptions of the large public buildings in Ho-hhot city， the study
5、takes a digital building as an example and makes a statistical analysis of power consumption， heating consumption， water consumption， the total energy consumption and its composi- tion in 2010 through on-site survey， field measurements and theoretical analysis The results show that the consumption i
6、ndexes of electric power， heating， water and total energy are 60 18kWh / ( m2 a) ，0 89GJ / ( m2 a) ， 1 10t / ( m2 a) and 1 45GJ / ( m2 a) respectively Heating consumption pro- portion is 61% and the largest in the total energy consumption Office equipment and lighting system consumption proportion i
7、s 69% and the largest in electric power consumptionKey words: large public building; energy consumption composition; energy consumption index清 楚 ， 节 能 意 识 薄 弱 ， 故 需 要 对 建 筑 进 行 能 耗 分 析 来得 到 建 筑 物 能 源 利 用 状 况 ， 查 找 节 能 的 薄 弱 环 节 ， 明 确 节 能 方 向 。 北 京 、 上 海 、 深 圳 、 广 州 、 重 庆 、 长 沙 、 以 及 美 国 、 香 港 、 日 本
8、、 欧 洲 等 地 对 办 公 建 筑 、 商 场 、 酒 店 等 公 共 建 筑 能 耗 抽 样 调 查 结 果 分 析 发 现 某 类 建 筑0 引 言随 着 我 国 经 济 的 飞 速 增 长 ， 高 能 耗 大 型 公 共 建筑 迅 速 增 加 ， 但 公 众 对 能 源 是 否 得 到 有 效 利 用 并 不收 稿 日 期 : 2011 11 28基 金 项 目 : 山 东 省 高 等 学 校 科 技 计 划 项 目 ( J09LE10)作 者 简 介 : 徐 琳 ( 1979 ) ， 女 ， 山 东 烟 台 人 ， 副 教 授 ， 博 士 ， 研 究 方 向 是 建 筑 节 能 E
9、-mial: xlzxq sdjzu edu cn204 山 东 建 筑 大 学 学 报 2012 年的 单 位 面 积 总 能 耗 与 气 候 的 相 关 性 很 小 ， 而 和 当 地的 社 会 经 济 发 展 水 平 、 消 费 观 念 等 有 关 1 3 。 但 是 对 于 不 同 城 市 、 不 同 类 型 的 建 筑 单 位 面 积 总 能 耗 则 相 差 较 大 。 娄 承 芝 ， 杨 洪 兴 等 通 过 问 卷 调 查 、 现 场 实 测 和 能 源 收 费 账 单 统 计 等 手 段 对 香 港 铜 锣 湾 综 合 商 业 大 厦 进 行 能 源 消 耗 分 析 得 到 该
10、建 筑 的 能 耗 指 标 3 。 显 然 ， 香 港 商 业 大 楼 的 能 耗 分 析 数 据 并 不 能 适 应 于 呼 和 浩 特 ， 而 且 该 建 筑 包 含 数 码 商 场 、 写 字 楼 等 ， 其 功 能 类 别 相 差 较 大 ， 已 有 文 献 也 未 见 针 对 此 类 公 共 建 筑 能 源 消 耗 统 计 。 为 此 ， 本 文 通 过 现 场 调 研 、 实 际 测 量 、 能 源 消 费 账 单 统 计 等 方 法 综 合 评 价 得 到 该 建 筑 的 能 耗 指 标 ， 查 找 节 能 改 造 的 方 向 ， 为 呼 和 浩 特 市 大 型 公 共 建 筑
11、能 源 消 耗 评 价 提 供 重 要 的 理 论 依 据 。写 字 楼 走 廊 由 于 采 光 较 差 ， 走 廊 内 灯 具 间 隔 开 启 。此 外 ， 每 层 设 置 多 个 安 全 出 口 标 志 灯 和 应 急 疏 散 灯 。写 字 楼 区 域 办 公 设 备 主 要 包 括 电 脑 、 打 印 机 、 复 印 机 、 传 真 机 、 投 影 仪 、 显 示 屏 、 交 换 机 、 饮 水 机 、 服 务 器 、 路 由 器 等 。 商 场 区 域 由 于 商 家 营 销 需 要 ， 租 户 自 插 座 外 接 各 种 办 公 设 备 ， 如 灯 箱 、 小 射 灯 、 台 灯 、
12、 电 脑 、 音 响 、 打 印 机 、 扫 描 仪 、 显 示 器 等 。1 4 电 梯 用 电写 字 楼 区 域 设 有 2 台 18 5kW 电 梯 、 2 台 15kW消 防 电 梯 。 商 场 区 域 设 有 4 台 5 5kW、 2 台 7 5kW自 动 扶 梯 ， 1 台 22kW 货 梯 ， 由 于 客 流 量 较 大 ， 电 梯 使 用 频 繁 。1 5 给 排 水 消 防 用 电机 房 内 设 有 9 台 0 75kW 排 污 泵 、 3 台 7 5kW生 活 水 泵 ， 另 设 有 15kW 喷 淋 稳 压 泵 、 37kW 低 压 喷淋 泵 、 55kW 消 防 供 水
13、 泵 ， 仅 在 发 生 火 灾 等 应 急 情 况 下 使 用 。1 建 筑 用 能 概 况该 建 筑 是 典 型 的 综 合 商 业 建 筑 ， 建 于 2004 年 ，由 写 字 楼 和 数 码 商 场 两 部 分 构 成 ， 总 建 筑 面 积38067m2 ， 其 中 商 场 区 域 建 筑 面 积 16527m2 ， 写 字 楼 区 域 建 筑 面 积 17770m2 。 围 护 结 构 大 面 积 采 用 玻 璃 幕 墙 。 大 楼 用 能 系 统 主 要 包 括 用 电 系 统 和 采 暖 用 能 系 统 。2 电 力 消 耗 状 况 分 析2 1 总 电 耗 分 析1 1 采
14、 暖 系 统冬 季 空 调 热 源 利 用 城 市 集 中 供 热 ( 设 计 供 、 回水 温 度 130 /60 ) ， 经 水 水 换 热 器 热 交 换 后 ， 二次 侧 设 计 供 、 回 水 温 度 60 /50 ， 供 空 调 末 端 设 备 使 用 。 实 际 运 行 中 根 据 室 外 温 度 变 化 选 择 开 启 板 式 换 热 机 组 的 台 数 ， 改 变 循 环 泵 的 转 速 以 调 节 循 环 泵 的 频 率 ， 循 环 水 泵 两 用 一 备 。图 1 大 厦 20082010 年 耗 电 量 走 势 图1 2 空 调 系 统制 冷 机 房 内 设 有 3 台
15、 螺 杆 式 冷 水 机 组 ( 单 台 冷量 1230kW) ， 提 供 7 /12 冷 水 供 风 机 盘 管 、 新 风机 组 使 用 。 另 考 虑 三 用 一 备 ， 机 房 内 设 4 台 冷 冻 水 泵 ( 单 台 流 量 200m3 / h， 扬 程 50m) ， 4 台 冷 却 水 泵 ( 单 台 流 量 346m3 / h， 扬 程 37 4m) 。 实 际 运 行 中 根 据 室 外 温 度 变 化 决 定 开 关 机 组 的 时 间 、 数 量 及 相 应的 辅 助 设 备 ， 改 变 循 环 泵 的 转 速 以 调 节 循 环 泵 的 频 率 。1 3 照 明 、 办
16、 公 设 备 用 电 系 统室 内 照 明 设 备 采 用 紧 凑 型 荧 光 灯 ， 室 外 景 观 照 明 设 备 为 金 属 卤 化 物 灯 。 商 场 区 域 照 明 设 备 常 开 ，图 2 大 厦 逐 月 空 调 系 统 电 耗 走 势 图 ( 2010 年 )如 图 1 所 示 ， 每 年 7、 8、 9、 11、 12、 1 月 份 是 一 年中 耗 电 量 较 多 月 份 ， 这 与 空 调 系 统 的 使 用 密 切 相 关 。 由 于 逐 年 室 外 平 均 温 度 有 所 升 高 ， 20082010 年 耗 电 量 总 体 呈 上 升 趋 势 。 考 虑 到 大 楼
17、内 未 设 分 系 统 计 量 ， 无 法 直 接 分 析 各 用 电 系 统 分 项 电 耗 。 为 此 ， 研 究徐 琳 等 : 呼 和 浩 特 市 某 大 型 公 共 建 筑 能 源 消 耗 分 析第 2 期 205人 员 对 楼 内 各 用 电 设 备 装 机 功 率 、 使 用 时 间 等 进 行了 详 细 地 调 研 。 结 合 实 地 调 研 情 况 ， 对 2010 年 各 用 电 系 统 分 项 电 耗 情 况 逐 一 进 行 统 计 分 析 。图 4 为 2010 年 空 调 系 统 耗 电 量 与 室 外 日 平 均 温 度 的 关 系 ， 从 图 4 中 可 拟 合 出
18、 空 调 系 统 的 能 耗 特 征 进 而 了 解 空 调 系 统 的 能 源 使 用 效 率 。 由 于 能 耗 特 征 线 的 精 确 度 与 能 耗 统 计 数 据 的 量 有 关 ， 因 此 取2010 年 空 调 使 用 期 间 的 逐 日 数 据 3 。2010 年 冬 季 空 调 系 统 电 耗 拟 合 的 曲 线 方 程 为2 2 空 调 系 统 电 耗 分 析空 调 系 统 电 耗 包 括 冷 热 源 侧 和 末 端 设 备 电 耗 。冷 热 源 侧 电 耗 受 室 外 温 度 影 响 较 大 ， 机 房 管 理 人 员每 日 根 据 室 外 温 度 变 化 决 定 开 关
19、 机 组 的 时 间 、 数 量 及 相 应 的 辅 助 设 备 。 末 端 设 备 电 耗 同 样 与 系 统 运 行 时 间 、 数 量 密 切 相 关 。 2010 年 6 月 9 月 、 11 月 2011 年 4 月 大 厦 空 调 系 统 逐 月 电 耗 走 势 见 图 2。 显 然 ， 夏 季 空 调 系 统 电 耗 明 显 大 于 冬 季 空 调 系 统 电 耗 ， 主 要 因 为 冷 源 侧 电 耗 大 于 热 源 侧 电 耗 ， 冷 热 源 侧 电 耗 随 室 外 温 度 的 变 化 而 变 化 。 9 月 份 下 旬 因 为 室 外 空 气 凉 爽 ， 空 调 系 统 关
20、 闭 ， 使 得 冷 源 侧 电 耗 大 幅 减 小 ， 11 月 、 4 月 因 为 基 本 上 空 调 系 统 只 开 启 了 半 个 月 ， 所 以 热 源 侧 电 耗 较 其 他 几 个 月 很 小 。如 图 3 所 示 ， 随 着 室 外 温 度 升 高 ， 7 月 份 电 耗 整 体 呈 升 高 趋 势 ， 但 是 因 为 大 厦 包 含 写 字 楼 部 分 和 商 场 部 分 ， 商 场 部 分 每 周 七 天 空 调 系 统 全 开 ， 但 是 写 字 楼 部 分 因 为 周 末 办 公 人 员 休 息 ， 则 周 末 写 字 楼 部 分 的 空 调 系 统 关 闭 ， 所 以
21、 总 的 空 调 系 统 电 耗 呈 周 期 性 变 化 ， 但 是 电 耗 差 额 不 大 。E = 1E 05t2 0 0003t + 0 0256 ( 1)1夏 季 空 调 系 统 电 耗 拟 合 的 曲 线 方 程 为E = 0 0082e0 0826t ( 2)2式 中 : E 为 单 位 建 筑 面 积 的 冬 季 空 调 系 统 耗 电 量 ，1kWh / m2 ; E 为 单 位 建 筑 面 积 的 夏 季 空 调 系 统 耗 电 2量 ， kWh / m2 ; t 为 日 平 均 室 外 空 气 温 度 ， 。2 3 电 梯 电 耗 分 析根 据 电 梯 装 机 功 率 、
22、使 用 时 间 ， 及 同 时 使 用 情 况 ， 得 2010 年 电 梯 耗 电 量 为 0kWh， 其 电 耗 组 成 见 图 5。 由 于 商 场 人 员 密 度 大 ， 扶 梯 使 用 频 繁 ， 扶 梯 电 耗 比 重 最 大 。图 5 大 厦 电 梯 耗 电 量 饼 图 ( 2010 年 )图 3 大 厦 2010 年 7 月 逐 日 空 调 系 统 电 耗 走 势 图图 6 大 厦 商 场 办 公 设 备 耗 电 量 走 势 ( 2010 年 )2 4 办 公 设 备 、 照 明 电 耗 分 析商 场 一 、 二 层 由 于 商 家 众 多 ， 租 户 自 插 座 外 接 各种
23、 办 公 设 备 耗 电 量 较 大 ， 见 图 6。 2010 年 写 字 楼 办公 设 备 耗 电 量 为 23356 77kWh。 商 场 照 明 耗 电 量 为kWh， 写 字 楼 照 明 耗 电 量 为 52800kWh， 其 组图 4 大 厦 空 调 系 统 电 耗 特 征 ( 2010 年 )206 山 东 建 筑 大 学 学 报 2012 年成 比 例 见 图 7 所 示 。2 5 给 排 水 消 防 电 耗 分 析喷 淋 稳 压 泵 、 低 压 喷 淋 泵 、 消 防 供 水 泵 仅 消 防 检 查 时 短 期 开 启 ， 其 能 耗 忽 略 不 计 。 为 此 ， 根 据
24、排 污 泵 、 生 活 给 水 泵 功 率 、 使 用 时 间 调 研 ， 得 2010 年 给 排 水 消 防 耗 电 量 为 42294 38kWh。见 图 9。 随 着 室 外 温 度 变 化 ， 热 力 消 耗 也 相 应 变 化 。大 厦 冬 季 热 力 消 耗 为 33691 31GJ， 单 位 建 筑 面 积 空 调 热 力 消 耗 为 0 885GJ / m2 a。2 6 泛 光 电 耗 分 析考 虑 室 外 泛 光 每 天 开 启 4h， 根 据 泛 光 功 率 ， 得2010 年 大 厦 泛 光 耗 电 量 为 4672kWh。图 9 大 厦 冬 季 逐 月 热 力 消 耗
25、 走 势 图 ( 2010 年 )图 7 大 厦 办 公 设 备 和 照 明 电 耗 饼 图 ( 2010 年 )图 10 大 厦 2008 年 2010 年 水 耗 量 走 势 图4 水 耗 分 析大 厦 20082010 年 的 水 耗 走 势 图 见 图 10。2010 年 大 厦 耗 水 量 为 41970t， 单 位 建 筑 面 积 的 耗 水 量 为 1 10t / m2 a。5 总 能 耗 及 能 源 结 构 分 析图 8 大 厦 电 力 消 耗 组 成 图 ( 2010 年 )5 1 总 能 耗 及 能 源 结 构2 7 电 力 消 耗 组 成大 厦 内 用 电 设 备 电 力
26、 消 耗 组 成 见 图 8， 该 建 筑物 包 含 写 字 楼 和 数 码 商 场 两 部 分 ， 数 码 产 品 多 ， 商 家为 了 促 销 宣 传 ， 音 箱 、 电 脑 等 耗 能 设 备 全 天 运 行 ， 因 而 商 场 办 公 设 备 和 照 明 部 分 的 耗 电 量 大 ， 使 得 整 体 的 办 公 设 备 和 照 明 电 耗 比 重 最 大 。 此 外 ， 商 场 区 域 客 流 量 较 大 ， 且 空 调 系 统 循 环 泵 采 用 变 频 节 能 ， 所 以 空 调 系 统 电 耗 次 之 ， 这 两 项 是 今 后 节 能 的 重 点 。3 采 暖 热 力 消 耗
27、 分 析图 11 大 厦 一 次 能 耗 组 成 图 ( 2010 年 )2010 年 10 月 2011 年 4 月 大 厦 冬 季 热 力 消 耗徐 琳 等 : 呼 和 浩 特 市 某 大 型 公 共 建 筑 能 源 消 耗 分 析第 2 期 207由 于 能 源 种 类 不 同 ， 为 了 便 于 比 较 各 部 分 能 耗所 占 比 例 ， 将 各 种 能 源 消 耗 折 合 为 一 次 总 能 耗 ， 其 能 耗 组 成 比 例 见 图 11。 能 源 折 合 标 准 如 下 : 标 煤 热 值 为 29307 6kJ / kg， 电 力 折 合 一 次 能 源 采 用 发 电 煤
28、耗 计 算 法 ， 1kWh 电 力 折 合 标 煤 0 3266kg 4 。 显 然 采 暖 热 力 消 耗 所 占 比 例 最 大 ， 达 到 61% ， 是 今 后 节 能 改 造 主 要 方 向 。5 2 能 耗 指 标大 厦 2010 年 单 位 建 筑 面 积 总 能 耗 、 分 项 能 耗 指 标 、 分 项 电 耗 指 标 ， 见 表 1。 相 比 较 而 言 ， 与 呼 和 浩特 其 他 公 共 建 筑 相 比 ， 大 厦 总 能 耗 指 标 为 1 45GJ /( m2 a) ， 数 值 偏 高 ， 属 于 典 型 的 高 能 耗 建 筑 。 分 析 其 原 因 ， 有 多
29、 方 面 因 素 : ( 1 ) 大 厦 建 造 时 间 较 早 ， 围 护 结 构 大 面 积 采 用 玻 璃 幕 墙 ， 传 热 系 数 较 大 ， 不 符 合 GB501892005 公 共 建 筑 节 能 设 计 标 准 要 求 。 ( 2) 大 厦 商 场 区 域 为 数 码 电 子 产 品 卖 场 ， 人 流 密 度 大 ， 室 内 电 脑 、 打 印 机 、 音 响 等 数 码 产 品 、 以 及 灯 箱 、 射 光 等 照 明 设 备 长 时 间 开 启 且 放 热 量 较 大 ， 造 成 商 场 区 域 耗 能 巨 大 。表 1 大 厦 单 位 建 筑 面 积 能 耗 指 标
30、耗 电 量 / ( kWh m 2 a 1 ) 采 暖 热 力 消 耗/ ( GJ m 2 a 1 )水 耗/ ( t m 2 a 1 )空 调 泛 光 电 梯 给 排 水 消 防 办 公 设 备 照 明 合 计11 17 0 12 6 4 1 11 41 38 60 18 0 89 1 106 结 论 最 大 ， 达 到 69% ， 空 调 系 统 电 耗 次 之 ， 占 18% ， 电 梯 、给 排 水 消 防 、 泛 光 电 耗 分 别 为 11% 、 2% 、 0% 。( 4) 采 暖 热 力 耗 能 、 办 公 设 备 和 照 明 耗 能 是 今 后 大 厦 节 能 的 重 点 。通
31、 过 对 呼 和 浩 特 市 某 大 型 公 共 建 筑 大 的 能 源 消耗 分 析 ， 得 到 如 下 结 论 :( 1) 该 建 筑 2010 年 能 耗 指 标 : 单 位 建 筑 面 积 的 耗 电 量 为 60 18kWh / ( m2 a) ， 采 暖 热 力 消 耗 量 为0 89GJ / ( m2 a) ， 水 耗 量 为 1 10t / ( m2 a) ， 总 能 耗 量 为 1 45GJ / ( m2 a) ， 与 其 他 公 共 建 筑 相 比 ， 属 于 典 型 的 高 能 耗 建 筑 。( 2) 总 能 耗 组 成 中 采 暖 热 力 消 耗 比 重 最 大 ， 达
32、 到 61% ， 电 耗 次 之 ， 占 27% ， 空 调 系 统 、 电 梯 、 给 排 水 消 防 、 泛 光 能 耗 分 别 为 7% 、 4% 、 1% 、 0% 。( 3) 电 力 消 耗 组 成 中 办 公 设 备 与 照 明 电 耗 比 重参 考 文 献 : 1 2徐 军 建 筑 能 源 审 计 浅 析 J 民 营 科 技 ， 2010( 9) : 237 237魏 庆 芄 ， 王 鑫 ， 肖 贺 ， 等 中 国 公 共 建 筑 能 耗 现 状 和 特 点 J 建 设 科 技 ， 2009( 8) : 38 43娄 承 芝 ， 杨 洪 兴 ， 李 雨 桐 ， 等 建 筑 物 能 源 审 计 研 究 : 香 港 铜 锣 湾 综 合 商 业 大 楼 的 能 源 审 计 实 例 J 暖 通 空 调 ， 2006， 36 ( 5 ) :44 50张 蓓 红 ， 陆 善 后 ， 倪 德 良 建 筑 能 耗 统 计 模 式 与 方 法 研 究 J 建 筑 科 学 ， 2008， 24( 8) : 19 30 3 4
