某商業建筑DeST模擬與負荷計算及運行數據對比

張家瑤 高瑞凱

(安徽省建筑設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230022)

0 引言

近年來我國能源消耗持續增長，其中建筑能耗中的公共建筑能耗是重要組成部分，大型公共建筑單位建筑面積折合電耗為70 kWh/(m2·年)～300 kWh/(m2·年)，商業綜合體建筑是大型公共建筑中的典型高能耗建筑，研究商業建筑冷熱源選型配置及運行情況，對于推動我國建筑節能事業發展具有重大意義。

1 項目概況

該商業建筑位于安徽省合肥市，建筑地下2層，地上7層，地下建筑面積34 000 m2，地上建筑面積為62 000 m2；建筑總面積為96 000 m2，空調面積約50 000 m2，建筑高度42.66 m。地下1層為超市，地下2層為機械停車庫，地上1層～6層均為商場，7層為電影院。

2 負荷計算及機組選型

采用鴻業負荷6.0對該項目進行負荷計算，可得夏季設計日最大負荷時為16:00，總冷負荷8 788 kW，夏季冷指標175 W/m2；最小負荷時為22:00，總冷負荷8 644 kW。由此可見，對于商業綜合體建筑，在設計日設計人數條件下全天負荷隨時間變化波動極小。由于商業建筑空調負荷多為新風及人員負荷，該部分負荷隨著工作日、周末及節假日變化波動較大，考慮到運行靈活性，設計選用1臺600RT及2臺900RT變頻離心冷水機組；建筑總熱負荷3 450 kW，冬季空調面積約45 000 m2(-1層超市部分冬季不制熱)，熱指標76 W/m2，選擇兩臺1 800 kW換熱器。

3 DeST模擬與負荷計算比對

采用DeST-C建模進行全年負荷模擬，DeST建筑模型詳見圖1。

取5月15日～9月15日為制冷季，共123 d繪制制冷季營業時段負荷變化曲線詳見圖2，冷負荷最大值出現在8月23日下午18:00時，為9 279 kW。該項目配置的冷水機組總制冷量為8 370 kW，從DeST模擬出的冷負荷來看，大于機組配置的僅為12 h，滿足規范要求。

制冷季室外干球溫度變化曲線見圖3。

對空調單個制冷季負荷率匯總分析，可得制冷季的負荷率分布如下(見表1)：

表1 制冷季冷負荷的負荷率分布表

空調負荷率為76%～100%的運行時間為170 h，占制冷季空調運行時間的11%；

空調負荷率為61%～75%的運行時間為194 h，占制冷季空調運行時間的12.6%；

空調負荷率為36%～60%的運行時間為461 h，占制冷季空調運行時間的30%；

空調負荷率為25%～35%的運行時間為172 h，占制冷季空調運行時間的11.2%；

空調負荷率為0%～25%的運行時間為531 h，占制冷季空調運行時間的34.5%；

空調負荷率大于100%的運行時間為12 h，占制冷季空調運行時間的0.7%。

空調負荷率不大于60%的時間占制冷季空調總運行時段的75%，機組選型配置滿足使用需求且能夠達到靈活調節的目的。根據相關設備廠家的選型報告，變頻離心機組在30%～60%運行時效率最高，60%～70%及30%以下時效率次之，但均高于設備滿負荷運行效率，該選型配置下機組大部分工作時段都可在高效區進行運行，有良好的節能效果。

4 DeST模擬與運行數據比對

該項目于2018年9月30日進行試營業，項目建成投入使用后，對現場運行情況進行了回訪，由于現場流量計安裝問題始終未能供電，僅有人工抄表記錄運行數據，此處僅摘取記錄表中某一周市政熱網熱表讀數，見表2，并對相同日期下DeST模擬數據進行截取，模擬結果詳見表3。

表2 某一周市政熱網熱表讀數 GJ

表3 相同日期DeST模擬熱負荷數據 kW·h

根據DeST模擬，供暖季某一周耗熱量為2.07×105kW·h，項目實際運行記錄耗熱量為2.95×105kW·h，模擬估算值與實際運行值略有偏差?？紤]到截取時段包含12月12日前后，商場進行大規模促銷活動，導致客流量明顯偏大，新風負荷增加，同時促銷活動時營業時間也略有延長，所以導致運行總能耗較平時偏高，同時也不排除氣象條件差異較大的可能。

2018年冬季供暖季，第一次抄表為2018年12月8日155.4 GJ，最后一次抄表為2019年2月9日6 607 GJ，共63 d，一次側表計用熱量為6 451.6 GJ，合1.792×106kW·h；統計12月8日～2月9日營業時段DeST模擬熱負荷數據，得總耗熱量約為1.79×106kW·h，63 d供暖季項目實際運行數據與模擬估算值基本吻合，可見DeST模擬對建筑物全年能耗估算具有很好的指導意義。

5 結語

本項目基于鴻業負荷計算進行設計選型，并運用DeST模擬計算全年負荷，分析負荷分布情況，對冷熱源選型結果進行校驗，機組選型配置滿足使用需求且能夠達到靈活調節的目的，大部分工作時段都可在機組高效區進行運行，有良好的節能效果。同時，采集運行數據，與模型預測數據進行比對，確認設備選型合理、系統運行狀態良好，由本項目模擬數據與實際運行數據的比較可以看出，利用DeST模擬對建筑物全年能耗估算、分析負荷分布情況、制定系統全年運行預案具有很好的指導意義。