發(fā)布時(shí)間：2014-12-22 14:41

 

【摘要】 隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，能源供需矛盾越演越烈。建筑能耗是我國(guó)終端能耗的重要組成部分，建筑節(jié)能在節(jié)能減排工作中必須發(fā)揮重大作用。大型公共建筑單位面積能耗極高，是建筑能耗的高密度領(lǐng)域。降低大型公建的能源消耗、提高能源利用率，成為亟需解決的問題。因此，研究大型公共建筑的節(jié)能管理具有非常強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。論文對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于建筑能耗調(diào)查與統(tǒng)計(jì)、大型公共建筑節(jié)能管理及節(jié)能改造評(píng)價(jià)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了梳理，結(jié)合我國(guó)大型公共建筑能耗現(xiàn)狀及特點(diǎn)，總結(jié)出了目前我國(guó)大型公共建筑節(jié)能管理存在的問題。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了某國(guó)際博覽中心運(yùn)營(yíng)期節(jié)能管理方案。首先分析了節(jié)能技術(shù)體系，重點(diǎn)介紹了熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)、地源熱泵技術(shù)以及太陽(yáng)能光伏電板三類節(jié)能技術(shù)在國(guó)博項(xiàng)目中的應(yīng)用。隨后提出了運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)建筑能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這是建筑能耗統(tǒng)計(jì)的一種新方法、新思路。論文對(duì)國(guó)博建筑熱工性能、照明系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了能耗測(cè)算與分析，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議。數(shù)據(jù)表明，某國(guó)博能耗量巨大，需要安裝能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。因此，論文也對(duì)能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)信息、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)架構(gòu)等進(jìn)行了研究。最后，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，論文從政府和企業(yè)作為建筑節(jié)能參與主體的不同角度出發(fā)，分別提出了節(jié)能政策建議和企業(yè)節(jié)能管理措施。論文對(duì)推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能工作，特別是大型公共建筑節(jié)能工作具有指導(dǎo)意義，也在建筑節(jié)能理論方面做了一些貢獻(xiàn)。但該國(guó)博運(yùn)營(yíng)期節(jié)能管理效果還有待實(shí)踐驗(yàn)證。

1    緒論

顯而易見，建立科學(xué)的統(tǒng)計(jì)制度，有利于了解公共建筑能耗狀況。盡管相關(guān)科研院所對(duì)公共建筑能耗單獨(dú)進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)，但由于缺乏成熟的統(tǒng)計(jì)方法，使得統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目簡(jiǎn)單，采暖、空調(diào)、照明等能耗無法分類精確測(cè)量，各地統(tǒng)計(jì)的能耗也不具備借鑒性。因此，建立一套完善科學(xué)的建筑能耗分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)方案迫在眉睫。無論分析節(jié)能潛力、制定節(jié)能目標(biāo)，還是落實(shí)節(jié)能責(zé)任，分解節(jié)能目標(biāo)，抑或測(cè)算碳排放、開展節(jié)能量考核和交易，都必須以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)。因此，借助于 BIM 技術(shù)統(tǒng)計(jì)所得的建筑能耗數(shù)據(jù)，可以建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)已有的公共建筑節(jié)能管理方案進(jìn)行優(yōu)化。重點(diǎn)在于對(duì)能源利用的優(yōu)化。即根據(jù)建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)建筑用能進(jìn)行合理組合控制，利用能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在建筑物采用多種能源的情況下，根據(jù)能源市場(chǎng)與價(jià)格的波動(dòng)，在實(shí)現(xiàn)建筑能耗需求的基礎(chǔ)上，最大程度地利用好能源價(jià)格，也實(shí)現(xiàn)降低運(yùn)行成本的效果。
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2 我國(guó)大型公共建筑能耗現(xiàn)狀分析

2.1 我國(guó)公共建筑能耗現(xiàn)狀
我國(guó)一般公共建筑和大型公建筑的除采暖外平均能耗水平與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，如表2-6所示�？梢园l(fā)現(xiàn)，我國(guó)大型公共建筑能耗幾倍于一般公共建筑，其除采暖外能耗與英國(guó)商業(yè)辦公樓的平均水平相當(dāng)，低于日本和美國(guó)的能耗。目前，我國(guó)大型公共建筑的總量約為 1 億座，我國(guó)單位面積耗電量在 100~300  kWh/m2•a ，于 20 世紀(jì)90年代后，其面積比例約占公共建筑總量的 5%左右，且大型公共建筑在公建中的比例還在增加，這是因?yàn)橐环矫妫陆üㄖ写笮凸ǖ谋壤粩嗵岣�，檔次也越來越高，如各地政府大樓、高檔文化建筑、高檔交通設(shè)施和高檔寫字樓等；另一方面，筆耕文化傳播，既有公共建筑相繼大型改造，由普通公建升級(jí)為大型公建，導(dǎo)致能耗大幅度增加。

 

2.2  大型公共建筑能耗特點(diǎn)
近年來，多位學(xué)者專家在全國(guó)各地進(jìn)行了公共建筑能耗的統(tǒng)計(jì)與分析，對(duì)不同類型的建筑能耗特征進(jìn)行了分類，但是，根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還是可以看出其具有一定的共性�？偨Y(jié)如下： 1、公共建筑的能源消耗種類以電力為主，只有少數(shù)建筑如醫(yī)院、酒店、飯店等會(huì)消耗少量燃料油作為各種蒸汽鍋爐的燃料；同時(shí)，能源結(jié)構(gòu)也具有一定的復(fù)雜性，如何根據(jù)能耗需求進(jìn)行合理的、高效的能源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也是一項(xiàng)新興的課題。 2、在消耗的電力資源當(dāng)中，中央空調(diào)電能消耗占各公共建筑全年電力消耗總量的比重比其他用電系統(tǒng)大，最大比重可達(dá) 65. 04%，最低為25. 55%。 3、辦公設(shè)備、照明系統(tǒng)、電梯、消防水泵等各系統(tǒng)消耗的電力占全年電力消耗總量的比重較小，且相對(duì)保持穩(wěn)定。

3  某國(guó)際博覽中心節(jié)能技術(shù)分析 ....................................24

 

 3.1  工程背景 ......................................24

 3.2  節(jié)能技術(shù)體系 ...............................................28

3.3 熱電冷聯(lián)供系統(tǒng) .............................................34

 3.4 地源熱泵技術(shù)..............................................38

3.5  太陽(yáng)能光伏電板 .......................................42

 4  某國(guó)際博覽中心能耗統(tǒng)計(jì)與管理 ......................................47

4.1 基于 BIM 技術(shù)的分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì) ............................47

 4.2  能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................59

5  結(jié)論與展望 ............................................74

 5.1  結(jié)論 ............................................74

 5.2  展望 ......................................75

4 某國(guó)際博覽中心能耗統(tǒng)計(jì)與管理

4.1 基于 BIM 技術(shù)的分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)
水冷式集中供冷中央空調(diào)系統(tǒng)的組成為：離心機(jī)+水冷式螺桿機(jī)、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、風(fēng)機(jī)盤管以及管路系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)為：1）在技術(shù)上較成熟，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定可靠；2）大面積、冷負(fù)荷較大的場(chǎng)所運(yùn)行費(fèi)用低（全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)性能系數(shù)高，部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)性能系數(shù)低）；3）專業(yè)人員管理，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題；4）可取消冷卻塔，采用中水回用后的生態(tài)水池提供冷卻水。 其缺點(diǎn)為：1）投資造價(jià)高；2）日常保養(yǎng)費(fèi)用高，需配置專業(yè)的操作人員；3）全年運(yùn)行費(fèi)用高。

4.2 能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
適用于單體建筑的能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可對(duì)建筑和企業(yè)的耗電系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行分類、分項(xiàng)、分設(shè)備計(jì)量；同時(shí)對(duì)各耗電系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)施在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)計(jì)量、及時(shí)匯總、分項(xiàng)分設(shè)備動(dòng)態(tài)發(fā)布能耗信息；建立網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，為科學(xué)管理、合理考評(píng)、提高能源使用效率、嚴(yán)格控制能源成本提供科學(xué)依據(jù)，通過能耗系統(tǒng)的精細(xì)化管理手段來提高建筑的能源管理水平。系統(tǒng)構(gòu)架以內(nèi)部局域網(wǎng)為主要媒介，對(duì)用能建筑、用能系統(tǒng)、主要用能設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，構(gòu)建可靠性強(qiáng)、效率高、共享度高的能耗數(shù)據(jù)庫(kù)，建立能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、公示平臺(tái)。
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5  結(jié)論與展望

5.1  結(jié)論
本文在國(guó)內(nèi)外關(guān)于建筑能耗調(diào)查與統(tǒng)計(jì)、大型公共建筑節(jié)能管理及節(jié)能改造評(píng)價(jià)理論研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)大型公共建筑能耗現(xiàn)狀及特點(diǎn)，總結(jié)了目前我國(guó)大型公共建筑節(jié)能管理的問題。在此基礎(chǔ)上，對(duì)某國(guó)際博覽中心運(yùn)營(yíng)期節(jié)能管理進(jìn)行了研究。分析了其節(jié)能技術(shù)體系。隨后運(yùn)用 BIM 技術(shù)對(duì)建筑進(jìn)行了能耗測(cè)算與分析，提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)建議。數(shù)據(jù)表明，國(guó)博能耗量巨大。據(jù)此，提出了節(jié)能措施方案。本文為推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能工作，特別是大型公共建筑節(jié)能工作提供了有力的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐體系，為我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)做出了一定的理論貢獻(xiàn)。

5.2 展望
本文研究了國(guó)博運(yùn)營(yíng)期的節(jié)能管理，提出了一些有用的方法，能夠?yàn)橥惤ㄖ?jié)能管理提供一定的指導(dǎo)作用。但是，由于研究時(shí)間與研究資料的限制，也存在了一些問題，希望在以后的研究中能夠得到重視和解決。 1、太陽(yáng)能光伏電板作為近年來得到青睞的可再生能源利用技術(shù)，具有很高的節(jié)能效率，但是同時(shí)造價(jià)極高。因此，在節(jié)能效率與經(jīng)濟(jì)成本之間如何選擇與平衡，是一個(gè)很重要的問題，會(huì)直接影響到太陽(yáng)能光伏電板的應(yīng)用與否。所以，太陽(yáng)能光伏電板應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析是進(jìn)一步研究的一個(gè)方向；由此發(fā)散思維，考察地源熱泵等節(jié)能技術(shù)的節(jié)能效益也將是以后研究的熱點(diǎn)所在。
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