某酒店建筑節(jié)能診斷實例探討
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摘要：本文通過對某酒店建筑的用電與用氣數(shù)據(jù)進行采集、現(xiàn)場調查、圖紙核查和必要的測試，分別對建筑的圍護結構系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等進行現(xiàn)狀性能調研，對診斷建筑的能源利用狀況和系統(tǒng)運行狀況進行定量分析，查找存在的問題和漏洞，得出節(jié)能改造的建議方向，并初步判斷建筑的節(jié)能潛力。
關鍵詞：節(jié)能診斷；能耗分析；性能比較；節(jié)能改造
建筑節(jié)能診斷是一種利用科學管理和服務的方法，對用能單位建筑各項設施設備的使用效率、消耗水平和能源利用的經(jīng)濟效果進行客觀考察，對用能單位建筑能源利用狀況進行定量分析，對建筑能源利用效率、消耗水平、能源經(jīng)濟和環(huán)境效果進行審計、監(jiān)測、診斷和評價，從而發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能的潛力。
1項目概述
1.1建筑圍護結構基本信息
本文所分析建筑位于夏熱冬冷地區(qū)，為賓館飯店類建筑，朝向為南北朝向，共30層，地下2層，地上28層。建筑總面積為34966m2，總高度99.55m。運行時間為全天24小時運行，全年運行365天。建筑主入口設置在南向，建筑圍護結構形式為框架結構，外墻為加氣混凝土磚，屋面為加氣混凝土條板，單框Low-E中空斷熱橋塑鋼窗，窗簾作為內遮陽、無外遮陽。根據(jù)《民用建筑暖通空調設計技術措施》以及參看《實用供熱空調設計手冊》查得的單框Low-E中空斷熱橋塑鋼窗的傳熱系數(shù)為2.6W/(m2K)；窗玻璃為透明玻璃，由于業(yè)主無法提供具體的玻璃參數(shù)，故此次診斷中利用WINDOW軟件進行計算，得出其遮陽系數(shù)SC為0.455；200mm加氣混凝土墻傳熱系數(shù)為0.98W/(m2K)；屋面的傳熱系數(shù)為0.66W/(m2K)。
1.2建筑主要用能設備
1）照明系統(tǒng)。該建筑照明燈具主要為熒光燈、節(jié)能燈、白熾燈，由于該建筑缺乏照明開關的記錄，根據(jù)公共建筑節(jié)能設計標準中賓館建筑照明開關的時間表與賓館建筑電器設備使用率，計算出其每天照明用電時間為8.4h，按全年365天計算。根據(jù)燈具總功率與運行時間計算出建筑全年照明能耗約為908087.88kWh。2）空調系統(tǒng)。在該建筑的空調制冷設備中，裝備有2臺型號分別為開利30HXC350B、30HXC300B的螺桿式水冷冷水機組作為集中式空調系統(tǒng)的制冷主機部分，為滿足建筑空調主機冷凍水和冷卻水的需要，建筑共裝備4臺空調冷凍泵、4臺空調冷卻泵和2臺冷卻塔；制熱設備中，裝備有1臺型號為EQV-H1001AG的真空熱水機組，配套有2臺熱水泵。大樓4~28層采用風機盤管+獨立新風系統(tǒng)，1~3層使用多聯(lián)機。通過對建筑設備統(tǒng)計，除去備用的2臺冷卻水泵和2臺冷凍水泵，可知建筑空調用電設備配電功率制冷時為1044.907kW、制熱時為1587.895kW。3）供配電系統(tǒng)。核查建筑配電房圖紙，建筑共安置2臺型號為SCR10-10/0.4、容量為1000kVA的變壓器為建筑用電設備供電。主要內容包括照明干線、預留景觀照明、預留燈飾照明、廚房用電、洗衣機用電、監(jiān)控設備工作電源、車庫照明、消防控制室工作電源、應急照明、室內消防水泵等工作電源、給排水裝置及熱水機房工作電源、熱水機房電控工作電源、屋頂水循環(huán)增壓泵工作電源、消防電梯工作電源、客梯工作電源等。
1.3建筑能耗分析
1.3.1電耗分析表1為該建筑2012年用電統(tǒng)計，電價按0.51元/kWh計算。該建筑2012年全年的電耗1542800kWh，大樓用能面積為34966m2，由此可得2012年該大樓每平方米耗電44.12kWh，每平方米電耗費用為22.96元。從表1還可以看出，該大樓的能耗夏季在8月份達到最大，冬季在12月份達到最大，由于該建筑位于夏熱冬冷地區(qū)，該現(xiàn)象符合常規(guī)運行狀態(tài)。在過渡季節(jié)2月、4月、10月、11月耗電量較小。
1.3.2氣耗分析表2為該建筑2012年的用氣統(tǒng)計（缺1月份數(shù)據(jù)），氣價按1.57元/m3計算。該建筑2012年全年的氣耗319850m3，建筑面積為34966m2，由此可得2012年全年該建筑每平方米耗氣約9.15m3，每平方米氣耗費用約為14.33元。由表2還可以看出，該大樓的用氣量在5月份達到最大，其次是2月份與12月份，該建筑有1臺真空熱水機組，全年24小時開啟。7、8、9、10月用氣量很少，由于賓館建筑的特殊性，入住率會直接影響生活熱水的使用，故初步判斷這幾個月的用氣量下降與賓館的入住率相關。
2建筑用能系統(tǒng)測算分析
2.1圍護結構該工程的全年能耗超過
參照建筑物的全年能耗。從表3和表5可以看出，針對該建筑的外墻、屋面都已達到標準，玻璃使用單框Low-E中空斷熱橋塑鋼窗，南向、西向、北向的玻璃的傳熱系數(shù)未達到標準，通過權衡判定該建筑的全年能耗不滿足相關標準的規(guī)定。
2.2照明系統(tǒng)
根據(jù)《建筑照明設計標準》[1]GB50034第6.1.4條可知，旅館建筑照明功率密度值、照度值不應超過表中限值。由此可見，該建筑現(xiàn)有照明系統(tǒng)中，餐廳未能達到建筑節(jié)能的要求。故建議對餐廳的燈具進行相應的改造。
2.3空調系統(tǒng)
集中空調系統(tǒng)使用的是型號為30HXC350B與30HXC300B開利螺桿機組，其總額定制冷量為2262kW，機組總功率為464kW。根據(jù)相關規(guī)定核查其空調系統(tǒng)性能系數(shù)。通過核查機組運行記錄，分別計算出1#、2#機組冷凍水、冷卻水溫差。供回水溫差不滿足《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》[2]（GB50736-2012）對于空調冷凍水、冷卻水供回水溫差5℃的規(guī)定。根據(jù)運行記錄的數(shù)據(jù)表明，系統(tǒng)供回水溫差過小，在運行條件下，勢必造成小溫差大流量的現(xiàn)象存在，造成了水泵能耗的浪費，因此建議更換變頻水泵，根據(jù)末端用戶負荷調節(jié)水泵輸送的冷凍水量。
2.4供配電系統(tǒng)
通過對供配電運行記錄表的核查，為方便對比分析，故取3月1日到3月10日，4月1日到4月10，5月1日到5月10日三個時間段的數(shù)據(jù)分析其電流不平衡率。根據(jù)《公共建筑節(jié)能檢測標準》[3]（JGJ.T177-2009）中11.2.2中對于三相電流之間偏差超過15%時，可初步判定此回路為不平衡回路的規(guī)定。對于1#變壓器，從圖1~3可以看出，只有少數(shù)點滿足三相電流之間偏差超過15%的要求，有較多的點存在超過或者遠遠超過15%的限制要求。對于2#變壓器，從圖4~6可以看出，只有少數(shù)點滿足三相電流之間偏差超過15%的要求，大多數(shù)點都超過15%的限制要求。綜上可以得出，在分析的三個時間段內，該建筑1、2#變壓器三相電流存在不平衡的現(xiàn)象。
3結論
1）圍護結構。該建筑圍護結構外墻、屋面的熱工性能滿足夏熱冬冷地區(qū)相關節(jié)能設計標準；外窗為單框Low-E中空斷熱橋塑鋼窗，有內遮陽，無外遮陽，經(jīng)核查發(fā)現(xiàn)，玻璃的熱工性能不完全滿足夏熱冬冷地區(qū)相關節(jié)能設計標準，但是其傳熱系數(shù)和標準差距不大，通過圍護結構熱工性能核查，這部分的節(jié)能潛力比較有限，不建議對圍護結構部分進行節(jié)能改造。2）照明燈具。根據(jù)計算其房間照明功率密度值，可以發(fā)現(xiàn)餐廳照明功率密度值超出限值，核查其餐廳的圖紙，其面積有1900m2，經(jīng)過初步計算，若將餐廳的燈具進行改造，使其照明功率密度剛好滿足標準的要求，其一年的節(jié)能量為32622.24kWh，其節(jié)能率為5.71%。3）空調系統(tǒng)。在本次診斷過程中也未發(fā)現(xiàn)其工作人員定期對機組的檢修，這會導致難以發(fā)現(xiàn)空調系統(tǒng)的運行問題和影響空調的及時檢修。通過巡視空調的使用，發(fā)現(xiàn)存在空調系統(tǒng)運行的同時開著門窗的問題，建議加強這部分的管理。該建筑水泵都沒有變頻控制，不利于水泵節(jié)能運行。建議將定頻水泵更換為變頻水泵，提高空調的運行效率，使空調運行更加經(jīng)濟節(jié)能。通過計算，制冷系統(tǒng)運行過程中冷凍水溫差在2.5℃之下占有近1/2的時間，則相應的末端用戶冷負荷占設計冷負荷的50%之下占有近1/2的時間，則在末端設計溫差下，實際末端用戶需要的冷凍水量為設計時總冷凍水量的50%，當冷凍水泵采用變頻時，流量減少1/2時，水泵功率減少87.5%。相應的對于冷卻水泵采用變頻，也會有較大的節(jié)能效果。4）供配電系統(tǒng)。通過對供配電系統(tǒng)的核查，其1#變壓器與2#變壓器電流的三相嚴重不平衡。建議對供配電系統(tǒng)進行改造，經(jīng)過初步計算，其1#變壓器各三相回路不平衡度變化率為85%，2#變壓器各三相回路不平衡度變化率為81%，故建議其安裝三相平衡調節(jié)裝置，以解決三相不平衡造成的電能損耗和用電設備的安全運行。
參考文獻
[1]建筑照明設計標準(GB/T50034-2004)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[2]民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范(GB50736-2012)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[3]公共建筑節(jié)能檢測標準(JGJ.T177-2009)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.
作者：唐杰 魏銳 單位：中國醫(yī)藥集團重慶醫(yī)藥設計院 河北省天然氣有限責任公司
