山西省建筑能效測評工作所遇問題探討

郭 克 鋒

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

山西省建筑能效測評工作所遇問題探討

郭 克 鋒

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

針對實(shí)際能效測評工作中PKPM建筑能效測評軟件不適合山西省建筑用能特點(diǎn)的情況進(jìn)行了研究，并結(jié)合能效測評工作中的種種問題，提出了相關(guān)的解決方案，最后論述了建立適宜山西省建筑能效測評技術(shù)體系的可能性。

能效測評，技術(shù)體系，軟件模塊

0 引言

目前山西省開展能效測評工作主要依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是JGJ/T 288—2012建筑能效標(biāo)識技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我省地方標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)作廢。但在實(shí)際能效測評工作中，發(fā)現(xiàn)了大量的需要根據(jù)山西省地方建筑節(jié)能實(shí)際工作需要進(jìn)行細(xì)化和變化的部分。

以用能系統(tǒng)為例，我省目前以大規(guī)模的集中供熱系統(tǒng)為主，但國家級的能效測評軟件卻以區(qū)域鍋爐作為主要熱源；我省大量應(yīng)用的溴化鋰吸收式熱泵系統(tǒng)，在測評軟件中基本沒有體現(xiàn)等，因此建立適宜我省的建筑能效測評技術(shù)體系勢在必行。

1 能效測評軟件模擬不足之處

目前我省能效測評采用的是中國建筑科學(xué)研究院研制的PKPM

建筑能效測評軟件，該軟件是根據(jù)《民用建筑能效測評標(biāo)識技術(shù)導(dǎo)則》編制的。

1.1 居住建筑軟件模塊

在軟件模擬過程中存在以下幾個問題：

1)模型建立過程中，不采暖陽臺有兩種建模方式，一種是把陽臺當(dāng)做房間來建模，一種是利用布置陽臺命令來建模，第二種方式是默認(rèn)陽臺保溫做在陽臺里側(cè)的墻上，由于既有建筑改造陽臺保溫都是在陽臺外側(cè)的墻上做的，故只能采用第一種方式，由于把陽臺視為房間，計算建筑面積、窗墻比和體形系數(shù)時都參與了計算，與實(shí)際的節(jié)能設(shè)計計算有些偏差。

2)參數(shù)設(shè)置依據(jù)為設(shè)計文件，如外窗的傳熱系數(shù)、保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，有些參數(shù)設(shè)計文件里沒有提及時，標(biāo)識建筑和參照建筑按節(jié)能設(shè)計依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)取同一值，如鍋爐運(yùn)行效率、循環(huán)水泵耗電輸熱比。

3)參與供暖能耗計算的發(fā)電煤耗每年都會變動，2014年國家統(tǒng)計局發(fā)布的發(fā)電煤耗為0.318 kg/kWh，軟件中比對建筑的發(fā)電煤耗取0.415 5 kg/kWh，由于這個數(shù)據(jù)無法修改，如果只把標(biāo)識建筑的發(fā)電煤耗改了，會加大熱源耗電量，降低建筑相對節(jié)能率，所以標(biāo)識建筑這個數(shù)據(jù)與比對的值一致。

4)比對建筑循環(huán)水泵的耗電輸熱比(EHR)取標(biāo)準(zhǔn)限值，由于能效測評針對的是單棟建筑，無單獨(dú)熱源，室外主干線長度不好統(tǒng)計，故耗電輸熱比無法計算，表1為不同熱負(fù)荷下，給定管網(wǎng)長度，建筑物末端為散熱器采暖系統(tǒng)的情形下EHR限值如表1所示。

表1 建筑物末端為散熱器采暖系統(tǒng)EHR限值

由表1可以看出，EHR值較小，熱負(fù)荷小于2 000 kW，400 m≤∑L≤1 500m時，EHR值在0.006 2～0.007 626之間變動，變化幅度為23%；熱負(fù)荷不小于2 000 kW， 400 m≤∑L≤1 500m時，EHR值在0.005 4～0.006 642之間變動，變化幅度為23%。

以太重南組團(tuán)1號樓為例，建筑面積為5 509.9 m2，實(shí)際建筑累計熱負(fù)荷為311 689 kWh，EHR取0.007 626，熱源折算耗電量為23.31 kWh/m2，循環(huán)水泵能耗為0.18 kWh/m2，EHR取0.006 2，循環(huán)水泵能耗為0.14 kWh/m2，總能耗變化幅度為0.17%，變化很小，所以在軟件模擬中EHR取0.007 626。

1.2 公共建筑軟件模塊

公共建筑軟件模擬過程中存在以下幾個問題：

1)同嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑模塊，參數(shù)設(shè)置依據(jù)為設(shè)計文件，如外窗的傳熱系數(shù)、保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，有些參數(shù)設(shè)計文件里沒有提及時，標(biāo)識建筑和參照建筑按節(jié)能設(shè)計依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)取同一值，如鍋爐運(yùn)行效率、循環(huán)水泵耗電輸熱比。

2)軟件中標(biāo)識建筑冷熱源種類很少，熱源只有鍋爐、市政和熱泵，冷源只有水冷離心機(jī)組和水冷螺桿機(jī)組，而實(shí)際建筑中冷熱源種類很多，有空氣源熱泵機(jī)組、多聯(lián)式空調(diào)(熱泵)機(jī)組，溴化鋰吸收式冷(溫)水機(jī)組等，對于軟件中沒有冷熱源的建筑計算能耗時，根據(jù)軟件計算出來的四個負(fù)荷段分配的冷熱負(fù)荷算出機(jī)組能耗，水泵能耗通過手算出來，兩者相加即得出全年供暖空調(diào)能耗。

3)對于冷熱源為溴化鋰吸收式冷(溫)水機(jī)組的建筑，機(jī)組100%負(fù)荷下COP=3.3左右，而比對建筑冷源為冷水機(jī)組，機(jī)組100%負(fù)荷下COP=4.7左右，這樣比較下來的話可能出現(xiàn)標(biāo)識建筑能耗大于比對建筑，相對節(jié)能率為負(fù)值的情形。

2 建立適宜我省的能效測評技術(shù)體系

鑒于我國氣候區(qū)域跨度較大，地方用能特點(diǎn)各異，JGJ/T 288—2012建筑能效標(biāo)識技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并不適宜于我省建筑能耗用能特點(diǎn)，需要建立自己的能效測評技術(shù)體系，編制相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)和軟件，并根據(jù)實(shí)際情況及時進(jìn)行修編和補(bǔ)充。

2.1 居住建筑能效測評軟件模擬宜對建筑耗熱量展開

我省住宅樓小區(qū)供暖系統(tǒng)普遍為區(qū)域集中供熱或市政集中供熱，建筑供暖能耗集中于“供暖熱源→管網(wǎng)輸送→建筑末端”三個環(huán)節(jié)，如圖1所示。

1)單體建筑能效測評軟件模擬中，供暖熱源應(yīng)與鍋爐房及熱力站換熱效率相匹配，以靜態(tài)效率評判動態(tài)效率，軟件設(shè)置存在一定誤差；以管網(wǎng)輸送效率及耗電輸熱比計算單體建筑管網(wǎng)水泵單位能耗有失偏頗；而建筑末端耗熱量基于限值及設(shè)計值模擬，誤差較小。

2)以太重興業(yè)投資發(fā)展有限公司宿舍區(qū)為例，新建建筑設(shè)計執(zhí)行65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可其熱源無法更改，則能效測評不可能達(dá)到65%節(jié)能要求，這對大批量的成熟小區(qū)內(nèi)新建建筑能效測評有失公允。

3)能效測評軟件模擬設(shè)置中，市政熱力熱源設(shè)置為管網(wǎng)入口處，換熱效率為1，忽略熱源廠供熱及其市政管網(wǎng)輸送效率，造成區(qū)域集中及市政集中供熱能耗基準(zhǔn)差壓，變相減少建筑供暖能耗。

4)《建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿中，其建筑供暖能耗與管網(wǎng)輸送效率分開約束，亦說明只對建筑本身耗熱量進(jìn)行評判有一定的可取性。

建議能效測評軟件模擬宜對標(biāo)識建筑及比對建筑耗熱量測評，而對管網(wǎng)輸送效率及熱源換熱效率宜在實(shí)測評估中加大檢測力度，確保符合設(shè)計要求。

2.2 能效測評宜將能耗最終歸一至一次能源

建筑能效測評將所有能耗最終歸一至電耗，按此執(zhí)行導(dǎo)致如下測評誤差：

1)根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，參與供暖能耗計算參數(shù)發(fā)電煤耗逐年下降，目前，依據(jù)2014年國家發(fā)布發(fā)電平均煤耗小于0.318 kgce/kWh，而軟件能耗模擬發(fā)電煤耗取0.415 5 kgce/kWh，兩者差異較大，將此值代入能耗計算系統(tǒng)，進(jìn)一步引發(fā)系統(tǒng)性誤差(見表2)。

表2 假設(shè)建筑發(fā)電平均煤耗引入的系統(tǒng)性誤差

2)根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前我國能源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，采取綜合措施穩(wěn)步壓減煤炭消費(fèi)，2014年能源消費(fèi)中煤炭消費(fèi)量下降2.9%，原油消費(fèi)量增長5.9%，天然氣消費(fèi)量增長8.6%，以發(fā)電煤耗進(jìn)行折算至電耗與我國目前能源趨勢大相徑庭。

3)我國地域遼闊，各省份能源消費(fèi)狀況千差萬別；各省市熱源種類、品位及能源轉(zhuǎn)化效率存在一定差別，以全國統(tǒng)計發(fā)電平均煤耗進(jìn)行折算，既不能體現(xiàn)各省市能耗基準(zhǔn)差異，也不能真實(shí)反映各省市節(jié)能減排量。

4)《建筑能耗標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿中明確指出，供暖能耗一律約束至一次能耗，單位為kgce/(m2·年)；而建筑能耗(除供暖能耗外)一律約束至電耗，單位為kWh/(m2·年)。

建議能效測評宜將能耗最終歸一至一次能源即標(biāo)準(zhǔn)煤，可直接看出建筑能耗增減走勢，消除采用發(fā)電平均煤耗而導(dǎo)致的能耗系統(tǒng)計算誤差。

2.3 宜增加公共建筑空調(diào)水系統(tǒng)檢測內(nèi)容

從公共建筑能效實(shí)測數(shù)據(jù)分析，水泵能耗占到空調(diào)水系統(tǒng)的20%～35%，而測評標(biāo)準(zhǔn)沒有表明水系統(tǒng)為必檢項，建議如居住建筑，對耗電輸冷(熱)比效率加大檢測力度，確保符合設(shè)計要求。

3 結(jié)語

1)目前我省能效測評地標(biāo)已經(jīng)作廢，主要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為JGJ/T 288—2012建筑能效標(biāo)識技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際能效測評工作中，其并不適合我省建筑能效測評工作的開展。

2)目前我省能效測評采用的PKPM建筑能效測評軟件與我省地方能效測評實(shí)際工作還有一定的功能差距。

3)初步探討了建立我省的能效測評技術(shù)體系的可能性，并提出相關(guān)技術(shù)細(xì)則。

On exploration for problems in architectural energy efficiency measurements in Shanxi Province

Guo Kefeng

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

The paper researches some inappropriate adoption of PKPM architectural energy efficiency software in Shanxi in its measurement, points out related solutions by combining with problems in the energy efficiency measurement, and indicates the possibility to establish the architectural energy efficiency measurement technique in Shanxi.

energy efficiency measurement, technical system, software modeling

1009-6825(2015)32-0181-03

2015-09-05

郭克鋒(1980- )，男，工程師

TK012

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