某酒店建筑節(jié)能診斷實(shí)例探討論文
摘要：本文通過對某酒店建筑的用電與用氣數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、現(xiàn)場調(diào)查、圖紙核查和必要的測試，分別對建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等進(jìn)行現(xiàn)狀性能調(diào)研，對診斷建筑的能源利用狀況和系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)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(guān)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(xué)管理和服務(wù)的方法，對用能單位建筑各項(xiàng)設(shè)施設(shè)備的使用效率、消耗水平和能源利用的經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行客觀考察，對用能單位建筑能源利用狀況進(jìn)行定量分析，對建筑能源利用效率、消耗水平、能源經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效果進(jìn)行審計(jì)、監(jiān)測、診斷和評價(jià)，從而發(fā)現(xiàn)建筑節(jié)能的潛力。
1項(xiàng)目概述
1.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)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?yàn)槟媳背颍?0層，地下2層，地上28層。建筑總面積為34966m2，總高度99.55m。運(yùn)行時(shí)間為全天24小時(shí)運(yùn)行，全年運(yùn)行365天。建筑主入口設(shè)置在南向，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，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(nèi)遮陽、無外遮陽。根據(jù)《民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》以及參看《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)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(jìn)行計(jì)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(shè)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(guān)的記錄，根據(jù)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中賓館建筑照明開關(guān)的時(shí)間表與賓館建筑電器設(shè)備使用率，計(jì)算出其每天照明用電時(shí)間為8.4h，按全年365天計(jì)算。根據(jù)燈具總功率與運(yùn)行時(shí)間計(jì)算出建筑全年照明能耗約為908087.88kWh。
2）空調(diào)系統(tǒng)。
在該建筑的空調(diào)制冷設(shè)備中，裝備有2臺(tái)型號分別為開利30HXC350B、30HXC300B的螺桿式水冷冷水機(jī)組作為集中式空調(diào)系統(tǒng)的制冷主機(jī)部分，為滿足建筑空調(diào)主機(jī)冷凍水和冷卻水的需要，建筑共裝備4臺(tái)空調(diào)冷凍泵、4臺(tái)空調(diào)冷卻泵和2臺(tái)冷卻塔；制熱設(shè)備中，裝備有1臺(tái)型號為EQV-H1001AG的真空熱水機(jī)組，配套有2臺(tái)熱水泵。大樓4~28層采用風(fēng)機(jī)盤管+獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，1~3層使用多聯(lián)機(jī)。通過對建筑設(shè)備統(tǒng)計(jì)，除去備用的2臺(tái)冷卻水泵和2臺(tái)冷凍水泵，可知建筑空調(diào)用電設(shè)備配電功率制冷時(shí)為1044.907kW、制熱時(shí)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(tái)型號為SCR10-10/0.4、容量為1000kVA的變壓器為建筑用電設(shè)備供電。主要內(nèi)容包括照明干線、預(yù)留景觀照明、預(yù)留燈飾照明、廚房用電、洗衣機(jī)用電、監(jiān)控設(shè)備工作電源、車庫照明、消防控制室工作電源、應(yīng)急照明、室內(nèi)消防水泵等工作電源、給排水裝置及熱水機(jī)房工作電源、熱水機(jī)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(jì)，電價(jià)按0.51元/kWh計(jì)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(fèi)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(dá)到最大，冬季在12月份達(dá)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(yùn)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(jì)（缺1月份數(shù)據(jù)），氣價(jià)按1.57元/m3計(jì)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(fèi)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(dá)到最大，其次是2月份與12月份，該建筑有1臺(tái)真空熱水機(jī)組，全年24小時(shí)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(huì)直接影響生活熱水的使用，故初步判斷這幾個(gè)月的用氣量下降與賓館的入住率相關(guān)。
2建筑用能系統(tǒng)測算分析
2.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，通過權(quán)衡判定該建筑的全年能耗不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2.2照明系統(tǒng)
根據(jù)《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[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(yīng)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(dá)到建筑節(jié)能的要求。故建議對餐廳的燈具進(jìn)行相應(yīng)的改造。
2.3空調(diào)系統(tǒng)
集中空調(diào)系統(tǒng)使用的是型號為30HXC350B與30HXC300B開利螺桿機(jī)組，其總額定制冷量為2262kW，機(jī)組總功率為464kW。根據(jù)相關(guān)規(guī)定核查其空調(diào)系統(tǒng)性能系數(shù)。通過核查機(jī)組運(yùn)行記錄，分別計(jì)算出1#、2#機(jī)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(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]（GB50736-2012）對于空調(diào)冷凍水、冷卻水供回水溫差5℃的規(guī)定。根據(jù)運(yùn)行記錄的數(shù)據(jù)表明，系統(tǒng)供回水溫差過小，在運(yùn)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(fèi)，因此建議更換變頻水泵，根據(jù)末端用戶負(fù)荷調(diào)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(yùn)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(gè)時(shí)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(biāo)準(zhǔn)》[3]（JGJ.T177-2009）中11.2.2中對于三相電流之間偏差超過15%時(shí)，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(diǎn)滿足三相電流之間偏差超過15%的要求，有較多的點(diǎn)存在超過或者遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(diǎn)滿足三相電流之間偏差超過15%的要求，大多數(shù)點(diǎn)都超過15%的限制要求。綜上可以得出，在分析的三個(gè)時(shí)間段內(nèi)，該建筑1、2#變壓器三相電流存在不平衡的現(xiàn)象。
3結(jié)論
1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻、屋面的熱工性能滿足夏熱冬冷地區(qū)相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；外窗為單框Low-E中空斷熱橋塑鋼窗，有內(nèi)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(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是其傳熱系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差距不大，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行節(jié)能改造。
2）照明燈具。
根據(jù)計(jì)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(jì)算，若將餐廳的燈具進(jìn)行改造，使其照明功率密度剛好滿足標(biāo)準(zhǔn)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(diào)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(jī)組的檢修，這會(huì)導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行問題和影響空調(diào)的及時(shí)檢修。通過巡視空調(diào)的使用，發(fā)現(xiàn)存在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)開著門窗的問題，建議加強(qiáng)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(yùn)行。建議將定頻水泵更換為變頻水泵，提高空調(diào)的運(yùn)行效率，使空調(diào)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)節(jié)能。通過計(jì)算，制冷系統(tǒng)運(yùn)行過程中冷凍水溫差在2.5℃之下占有近1/2的時(shí)間，則相應(yīng)的末端用戶冷負(fù)荷占設(shè)計(jì)冷負(fù)荷的50%之下占有近1/2的時(shí)間，則在末端設(shè)計(jì)溫差下，實(shí)際末端用戶需要的冷凍水量為設(shè)計(jì)時(shí)總冷凍水量的50%，當(dāng)冷凍水泵采用變頻時(shí)，流量減少1/2時(shí)，水泵功率減少87.5%。相應(yīng)的對于冷卻水泵采用變頻，也會(huì)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(yán)重不平衡。建議對供配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，經(jīng)過初步計(jì)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(diào)節(jié)裝置，以解決三相不平衡造成的電能損耗和用電設(shè)備的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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