長沙某校園能耗調查與節能方案分析

蔡 婉 婷

(廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州 510000)

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長沙某校園能耗調查與節能方案分析

蔡 婉 婷

(廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州 510000)

通過對長沙某校園85棟建筑能耗統計數據的分析，全面掌握了校園內能源消耗結構，確定了辦公、照明和空調三大主要能耗設備，并對各個不同類型建筑能耗情況進行了對比，給出了該院校的建筑節能方案。

校園，建筑能耗，節能方案，辦公設備，空調系統

1 概述

本文通過對長沙市某校園進行能源統計和審計，全面掌握了該校園的能源利用現狀，確定該院校建筑物的能耗指標；尋找節能改造方向、挖掘節能潛力、確定節能方案，提高院校本身的能源利用效率、降低能源消耗和運行成本，為學校的用能情況提供一個合理的框架標準，最終達到院校能源消耗合理、經濟[1,2]。

2 能耗分析

通過對長沙市某院校85棟建筑用能情況的調研與分析，確定該院校能源以電、燃氣為主。電能主要用于照明、辦公設備、空調系統。天然氣主要用于熱水和炊具。太陽能和淺層地能等新能源正在逐步用于該院校的熱水和空調。

通過收集歷史數據，并進行實地調查，對該院校具有代表性的建筑如教學樓、辦公樓、宿舍、圖書館、實驗樓、食堂、體育館等建筑進行了能耗分析。從統計數據來看，該校園以分布式能耗設備為主，能耗設備包括辦公、空調、照明、集中供水的水泵房、食堂、浴室等，沒有集中供冷。各種設備系統能耗比較如圖1所示。

3 節能改造方案

3.1 辦公設備

由能源統計數據可知，辦公設備能耗在該院校電力消耗中占39%，處于電力消耗的首位。對于辦公設備的節能改造主要是優化電源質量和減少待機電耗，應該采取人為主動的或智能自動的方式，最大限度降低辦公設備待機電耗。

3.2 空調系統

由能源統計數據可知，該院校空調以分體空調為主，僅禮堂、食堂等很少的地方采用中央空調(風冷熱泵)，中央空調面積僅占全校建筑面積1%都不到。為實施節能改造，同時為盡量節約改造投資，避免浪費，在已獲得的空調統計數據基礎上，對分體空調的能效比進行全面檢測，逐步淘汰老式、能效比低的舊空調。另外，可對分體空調安裝分體空調節電器來優化壓縮機啟動曲線、減少電壓電流的畸變率來實現節電。

對中央空調的節能措施主要有：

1)變流量節能控制。該院校空調系統的主機、水泵的選擇一般都是按最大負荷設計，而實際運行過程中能達到最大負荷的時間非常短，長沙地區一般最大負荷僅占空調季節的20%，80%的時間內屬于部分負荷，部分負荷下可以按實際負荷需求分配流量，實現按需供給的變流量調節。其節能空間非常可觀。

2)冷/熱源群控。現有的運行方案，由于人工操作，難以進行負荷判斷，所以無法根據負荷確定風冷熱泵機組的臺數，只能群起群停。這是該院校中央空調系統主要節能空間所在。推薦實時檢測空調負荷來確定所需要啟動的風冷熱泵機組臺數，實現按負荷對風冷熱泵機組實現群控。在任何中央空調系統中，冷、熱源是能量提供者，末端風機盤管、風柜等是能量消耗者，冷凍水泵及冷凍水管道組成能量輸送系統已將這二者有機合理的聯結在一起。在實際運行中，能量提供者(冷、熱源)提供的能量與能量消耗者(末端)實際消耗的能量總是不相等的，從而導致冷凍水的供回水溫度變化。因此，可以實時監測冷凍水系統的供水溫度，并與群控系統根據室外氣候條件設定的供水溫度相比較，決定開停風冷熱泵機組的臺數，并啟停相應的聯動設備。

3)室外氣候跟蹤，變水溫節能控制。從調研的歷史數據來看，該院校空調系統風冷熱泵機組長期運行在部分負荷、標準的7 ℃出水溫度的工況，沒有結合室外氣候條件調節冷凍水出水溫度。7 ℃冷凍水供水溫度是一種設計工況，并非節能、最佳的供水溫度。適當提高供水溫度可提高制冷機效率。從圖2可以看出，在同樣的室外環境溫度時，冷水機組供水溫度越高，制冷量越大。如室外環境30 ℃，供水溫度為7 ℃，制冷量為88 kW，輸入功率為25.3 kW，COP為3.48；供水溫度為9 ℃時，制冷量為96 kW，輸入功率25.9 kW，COP為3.75，COP明顯呈增大趨勢，從圖2也可以看出隨冷凍水溫度提高，制冷量曲線的斜率明顯大于功率曲線斜率。

因此，對于舒適性空調，我們可以根據室外氣候條件，在保證室內舒適環境的前提下，適當的提高(夏季制冷運行)或降低(冬季制熱運行)空調冷凍水的供水溫度，增大主機制冷、制熱的能效比，實現空調主機的氣候跟蹤變水溫節能運行。

3.3 照明系統

由能源統計數據可知，該院校自2007年開始注重照明節能，逐年進行了照明燈具的改造和更換，已經更換節能燈5 000支，淘汰白熾燈2 000多支。取得了非常明顯的效果，照明用電占全校用電比例由2006年的25.3%降到了2008年的18.2%，照明用電總量下降了20.5%。對于該院校的照明系統節能改造的重點為白熾燈、電感式鎮流器的淘汰更換，走廊燈公共區域照明控制改造，照明節電器使用。

3.4 建筑圍護結構

通過實地調查發現，該院校建筑物墻體結構采用的是比較傳統的實心粘土磚或磚混結構，這種墻體結構具有優異的保溫性能。窗墻比都不算大，一般為20%～40%。圍護結構最薄弱的環節就是窗戶。90%以上的窗戶都是普通的單層玻璃窗，隔熱保溫效果非常差。所以，對該院校建筑圍護結構的節能改造重點為窗戶的改造。窗戶的改造一般有貼膜、遮陽、更換窗戶等幾種方案。

在考慮建筑節能效果同時，兼顧節能改造投資，我們確定一種陽面貼膜、遮陽，陰面更換窗戶的方案。即太陽直曬(南面)的方向采用玻璃貼膜和增加遮陽措施，北面采用更換窗戶的方案。

4 結語

本文通過對長沙市某院校85棟建筑進行能源審計，了解了該院校能源消耗的現狀，針對該院校電量消耗較大的三種設備類型提出了節能方案，為提高院校能源利用效率、降低能源消耗和運行成本提供參考。

[1] 劉 巖,穆 磊.北京某院校建筑能源審計與分析[J].建筑節能,2009,37(10):76-79.

[2] 婁承芝,楊洪興,李雨桐，等.建筑物能源審計研究——香港銅鑼灣綜合商業大樓的能源審計實例[J].暖通空調,2006,36(5):44-50.

[3] 楊 秀,魏慶艽,江 億.建筑能耗統計方法探討[J].建筑節能,2007,35(1):7-10.

[4] 繆晨光,楊 勇,尹 峰.長沙市政府辦公建筑能耗調研及節能途徑[J].煤氣與熱力,2009,29(9):22-24.

[5] 唐輝強,任 俊,郭 兵，等.廣州地區機關辦公建筑能耗調查與節能潛力分析[J].節能,2008(4):31-32.

On energy consumption investigation and energy-saving scheme for some campus in Changsha City

Cai Wanting

(GuangdongArchitecturalDesignInstitute,Guangzhou510000,China)

According to the analysis of the energy consumption statistic data of 85 Buildings of some campus in Changsha, the paper masters the energy consumption structure on campuses, identifies the energy consumption devices, including office, lighting, and air-conditioners, and compares the energy consumptions of various buildings, and provides the architectural energy-saving scheme for the campus.

campus, architectural energy consumption, energy-saving scheme, office equipment, air-conditioner system

1009-6825(2017)13-0207-02

2017-02-23

蔡婉婷(1986- )，女，工程師

TU201.5

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