某綠色建筑項目機電節能設計方案研究

牛曉哲

（山西同隆路橋建筑工程有限公司， 山西 太原 030000）

0 引言

城市現代化與城鎮化的加快，使得人們對生活品質的需求開始隨著建筑服務品質的提升而不斷提高。建筑領域內，智能化開始逐漸進入人們的視野，現代化建筑在滿足人們多樣化需求的同時，建筑能耗也開始不斷增加。為減少電力、熱力方面的能源消耗，同時達到保護環境、減少污染的目的，有必要針對當今條件下，建筑設施內部的機電設備進行節能設計優化，以達到充分利用能源的目。本文以某建筑項目為背景，通過對多種節能方案進行對比，從而確定最佳設計方案，實現機電項目節能的目標。

1 項目概況

本建筑項目為某星級酒店，建筑面積 53752.66m2，建筑結構形式為框架、剪力墻結構。該建筑地下2層，地上20層 ，建筑高度102.7m。地上部分主要為酒店及會議接待廳，地下部分為配套服務及停車場。

2 節能方案設計

2.1 圍護結構設計

該項目熱工為冬冷夏熱地區，依據《公共監護節能設計規范》及《民用建筑綠色設計規范》要求，該項目圍護結構的熱工性能應該滿足甲類要求。外墻采用玻璃幕墻及干掛石材，保濕材料采用不燃巖棉保溫板，設計厚度50mm。室內保溫采用110mm擠塑聚苯板。

2.2 暖通空調

該項目暖通空調系統設計的原則為綠色、環保、低碳、節能，本工程空調冷源系統設計縮載位置為地下二層制冷機房內，由于該項目內含有以酒店、會議餐廳、娛樂健身，不同場所的需求差異較大。并且該建筑內冷負荷較大，運行能耗較大；因該建筑的使用目的為酒店，受入住率的影響，滿負荷運行的時間相對較少 該項目對空調系統的總體要求既能滿足節能要求，還要具有較強的應變能力。參照有關建筑內暖通空調系統的相關規定及標準，通過模擬軟件Dest-C對圍護結構傳熱量模擬，得出了本項目夏季最大冷負荷為4281.11Kw，冬季為2280.59kw。

3 不同方案對比研究

結合該酒店設計特點、冷暖系統設計需求及所在地區的氣候特征，本文設計三種空調冷源系統進行對比研究依次為常規水制冷空調系統、冰蓄冷制冷系統、燃氣冷熱電三聯供系統。

(1)常規水制冷空調

此種制冷方法為當前最為普遍制冷系統之一，目前水制冷技術已經較為成熟，該方法以福利昂作為制冷劑，經末端空調送至目標區域。通過對該酒店確定常規制冷系統采用10KV高壓離心式冷水機組，冷凍水回水溫度為7/12℃。

（2）冰蓄冷制冷系統

該系統的工作原理是通過冰水來降溫，利用相變進行冷量存儲，冰蓄冷的介質為冰，該系統一般由制冰、蓄冰以及供冷三個系統來組成。這種系統主要由基制冷主機、雙工況制冷主機、不銹鋼蓄冷槽、冷卻塔、冷卻水循環泵、釋放冷循環泵、供冷板式換熱器、冷蓄冷制冷空調。該項目中蓄冷設計周期24h，依據電價情況 ，低谷電段為晚十點至早八點，蓄冰設計時段為零點至早六點。

(3)冷熱電三聯供系統

這種系統是以天然氣為主要燃料。推動燃氣輪機或內燃機發電，再利用發電余熱向用戶供冷或熱的燃氣冷熱電三聯供系統。通過對能源梯級利用，提高系統能源利用率。該系統以冷熱定電，首先可以滿足空調制冷制熱負荷的要求，來設計本系統的燃氣發電機組裝機容量和溴化鋰吸收式制冷機組的裝機容量。

4 多方案效益分析

4.1 經濟效益

冰蓄冷系統是利用峰谷電價差，減少了用電高峰期用電，從而降低了整個制冷系統的運行費用。常規制冷方式用電方式沒變化，費用沒有降低，三聯供電系統則費用相對更多。但冷熱電三聯系統無需增加額外采暖設備籍科媽祖取暖負荷要求，因此節約了取暖費用：

⑴節約電量

三聯系統中設計發電量3000KW，供冷季勻行時間為2952h，電量單價按0.7792元/kw計算 ，三聯供電系統的發電量經濟效益為 R1=0.7793×3000×2952=690.15萬元

⑵節省供暖效益

該建筑總供熱量為2280.59kw，按燃氣任誰鍋爐配備2臺循環泵，所需設備購置費用R2=90萬元

⑶消費者支付意愿

該酒店空調制冷系統支付意愿表現在消費者為追求更好的生活環境二自愿支付的費用，按單價10元/m2，一個季度為4個月，建筑面積53752.66 m2，R3=10×

4×53752.66=215萬元

4.2 外部性與綠色建筑財政補貼

綠色建筑不僅節約了能源，對新型材料及技術進行了探索使用，帶動多行業發展，同時創造了良好的環境效益 ，因此具有正的外部性。

住房和城鄉建設部、財政部對經過審核備案且滿足相關標準的二星級以上綠色建筑獎勵標準為45元/m2，三星級為80元/m2。該項目屬于二星標識相關設計標準，三種方案補貼收益為53752.66*45=241.88萬元。

4.3 環境效益

環境效益既有正效益也有負效益，建筑行業對能源消耗方面勢必會造成環境污染。綠色建筑空調冷源系統的環境效益以煤作為衡量指標，從而轉為 CO2排放量。假設全年用電行能為Q煤的熱值為8.14Kwh/kg，則節煤量S為

(1)耗能量

(4)環境效益

單位噸位煤所排碳量為0.69t，CO2排放量為2.54t，按單位CO2排放平均價格為59.74元/t，則環境效益R=S1×2.54×59.57/1000,由此可得三種方案環境效益依次為15.93W元、18.26萬元、15.93萬元。

綜上所述，三種方案總收益為R=R1+R2+R3+R4+R5,通過對三種方式進行全壽命周期效益計算，可得表1

表1 各方案效益

由此可見，該綠色建筑項目在空調設備在效益方面的對比情況，采用冷熱電三聯供系統的方案有利于提高該建筑經濟環境方面的效益。

5 結論

本文通過對某綠色建筑項目機電安裝工程概況的簡略描述，依據實際工程特點針對該工程項目的節能方案進行了確定，從而設計出三種空調方案。并分別對三種方案通過經濟效益、外部性與綠色建筑財政補貼、環境效益三方面進行對比，最終確定出冷熱電三聯供方案的總體效益最為滿意。