节能建筑的能耗及运行费用模拟计算分析
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够有一个正确的认识 。该办公楼属在建工程 ,在设 计过程中考虑使用节能围护结构及可再生能源系 统 。本文的结论也为其设计工作提供了一些依据 。
第 5A 期
李雅昕 ,等 :节能建筑的能耗及运行费用模拟计算分析
21
2 夏热冬冷地区节能建筑案例分析
本文以江苏省江阴地区某部队办公楼为例进行 模拟计算分析 。
能网
Simulation Analysis of Energy Consumption and Operating Cost
节 about Energy2saving Buildings 筑 LI Ya2xin , ZHANG Xu ,LIU Jun
( Heating Ventilating Air Conditioning and Gas Institute , Tongji University , Shanghai 200092 , China)
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建筑科学
第 22 卷
此建筑节能措施主要包括两部分的内容 :围护
结构的优化和能源系统的合理应用 。围护结构的优
化即指通过能耗模拟综合分析 ,采取各种有效节能
途径 ,从建筑整体上降低建筑的采暖和空调能耗[4] 。
能源系统的合理应用即指因地制宜进行冷热源优化
选择 ;根据建筑类别 、气候特点和可再生能源的可利
虑。
用了可再生能源 —地源热泵作为冷热源系统 ,本文
网 采用 BIN 法对其进行运行费用的模拟计算 。其中 , 能 风冷热泵 COP 为 216 ,地源热泵 COP 为 317 。电价参
照江阴地区时价 015 元ΠkWh 。计算结果如图 3 所
筑节 示。
源世界—w—ww中.c国hi建 图 3 三种方案的运行费用比较
源系统方面进行节能措施后 ,节能率只有 1413 % ; 在围护结构与能源系统方面进行节能措施后节能率 达到 3918 %。本文模拟的节能建筑并未采用照明
能产生的影响 。 节能建筑地源热泵系统相对于基准建筑风冷热
泵系统节能率为 :η4 = 3918 %。此节能率全面反应 了建筑节能技术的影响 ,这里包括围护结构的优化
节能技术 ,若采用此技术 ,其节能率将基本满足《公 共建筑节能设计标准》( GB 5018922005) 中对上海的 节能率 4113 %的要求 。
和能源系统的合理应用两部分 。但是其值低于建筑
(下转第 26 页)
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建筑科学
第 22 卷
个供 热 季 中 , 散 热 器 散 热 量 占 到 了 总 供 热 量 的 级利用方案的经济性有更加明显的体现 。从两条曲
代表 城市
照明能耗 节能率
Π%
围护结构对 HVAC 设备 采暖空调能 一次能节能率
总节能率
耗节能率Π%
Π%
Π%
耗 ,将它作为 100 %。再将这“基准建筑”按节能设
哈尔滨
10
23. 7
17. 3
49. 1ຫໍສະໝຸດ 计标准的规定进行参数调整 ,包括围护结构 、暖通空
北京
10
22. 5
17. 1
49. 7
调 、照明参数 ,计算其全年的暖通空调和照明能耗 ,
第 22 卷第 5A 期 2006 年 11 月
[ 文章编号 ]100228528 (2006) 05A220203
建 筑 科 学
BUILDING SCIENCE
Vol122 ,No15A Nov. 2006
节能建筑的能耗及运行费用模拟计算分析
李雅昕 ,张 旭 ,刘 俊 (同济大学 暖通空调与燃气研究所 ,上海 200092)
η1 = 1414 %。造成两种建筑负荷产生差值的原因即 为围护结构热工性能的差异 。如果使用相同的能源 系统 ,对此建筑而言 ,其节能率不可能超过 1414 %。
(m2 ·℃) 的六个工况全年能耗 。如图 2 所示 。 可以看出即使当传热系数达到 015WΠ(m2 ·℃)
时 ,全年能耗为 1027212kW ,相对于 2147WΠ(m2 ·℃)
[ 摘 要 ] 本文分析了节能建筑规范中提出的“节能 50 %”的概念 ,应用 BIN 法对江阴地区某办公楼进行能耗及运行费用
的模拟计算分析 ,得出节能率应因地区 、气候等因素差异而有所不同 ,不能单纯应用“节能 50 %”的指标 。
[ 关键词 ] 节能建筑 ;BIN ;能耗模拟 ;运行费用 [ 中图分类号 ] TU111. 19 + 5 [ 文献标识码 ] A
办 公 楼 建 筑 面 积 为 5000m2 , 墙 体 面 积 为
节 c) 普通办公室电器设备功率 :20WΠm2 。
2500m2 ,外窗面积为 625m2 。
筑 东西两立面的面积为 225m2 ;南北立面的面积 建 为 1025m2 ;东西窗户面积为 25m2 ,南北窗户面积为 t 28715m2 。
国 ne (3) 计算过程中相关参数的设定 : 中 . a) 普通办公室照明功率密度值 :11WΠm2 。 — gb b) 人员密度 :0106 人Πm2 。根据文献[3 ]中对于 a 一般办公室的人员密度的规定为 0110 人Πm2 ,而此 能源ht世tp界:/—/www.chin 建筑为部队建筑 ,使用人员较少 ,根据部队提供资
采暖系统的年运行费用 cr 等于单位热量成本 5 结 论
∑ 乘以系统年度总热负荷 ,即 cr = ch × Qh 。对于
对于该工程而言 ,水源热泵方案的初投资比燃
水源热泵方案来说 ,整个供热季的供热量一部分是 气锅炉高出 90 万元 ,但由于采用了地热水两级利用
由散热器散出的 ,一部分是由热泵供给的 。如前所
< 1. 0 < 0. 7
基准建筑构件名称
300mm 钢筋混凝土剪力墙 普通保温屋面
基准建筑传热系数 KΠ(WΠ(m2·℃) ) 2. 47 1. 36
外窗
3mm + 12mm + 3mm 双层中空玻璃
3. 1
< 4. 7
网 普通单层玻璃
6. 4
(2) 建筑模型
能 料 ,选取 0106 人Πm2 的人员密度 。
211 模拟计算所需输入参数设置 (1) 围护结构的热工性能 该建筑的围护结构的热工性能设置如表 2 所
示。
表 2 围护结构的热工性能
类别
外窗 屋顶
节能建筑构件名称
300mm 加气混凝土自保温 喷涂聚氨酯硬泡体屋面
节能建筑传热系数 KΠ(WΠ(m2·℃) ) 0. 716 0. 608
传热系数限值 [2 ] KΠ(WΠ(m2·℃) )
为了进行节能对比分析和探讨围护结构对建筑 节能的贡献 ,在模拟中引入基准建筑作为对比建筑 。 212 模拟计算结果分析
(1) 建筑能耗模拟分析结果比较 本文首先采用 BIN 法对两种建筑的全年能耗进 行模拟计算 ,计算内容包括围护结构负荷 、人员 、设 备 、照明负荷以及新风负荷三部分 ,结果如图 1 所 示。
中 . [ Keywords] energy2saving building ;BIN ;energy consumption simulation ;operating cost
—— nagb 1 引 言 界 hi 目前 ,建筑节能正在我国如火如荼的进行着。
世 .c 我国所颁布实施的多个建筑节能设计标准 ,都把节 w 能 50 %作为节能目标 。所谓“节能 50 %”,是以 20 源 ww 世纪 80 年代改革开放初期建造的建筑作为比较能 能 / 耗的基础 ,称为“基准建筑”。“基准建筑”的围护结 :/ 构 、暖通空调设备及系统 、照明设备的参数 ,都按当 p 时情况选取 ,在保持与目前标准规定的室内环境参 htt 数相同的条件下 ,计算其全年的暖通空调和照明能
应根据具体的地点与气候等因素的变化而变化 。在 《公共建筑节能设计标准》( GB 5018922005) 中 ,确定 了恰当的能够代表 80 年代水平的基准建筑参数 。 由此得出的节能率见表 1[1] 。可以看出 ,不同的地 点确定的节能率不一样 ,不是一个固定值 ,节能率必 须与地点相结合 。
表 1 执行公共建筑标准后的节能率
网 述 ,它们的单位热成本分别是 chr = 011277 元ΠkWh , 能 chp = 011702 元ΠkWh 。整个供热季热泵机组的供热 节 ∑ 量为 Qhp = 1285830kWh ,总供热量余下的那部分 筑 热量 Qhr = 1022118kWh 是由散热器负担的 ,可按照
44 %。这说明原有系统散热器的辅助采暖大大降低 线与坐标横轴各自围成的面积来看 ,水源热泵系统
了热泵机组的能耗 ,过渡季节独立承担了室内负荷 , 的年运行费用仅为燃气锅炉年运行费用的 63 % ,因
推迟了热泵开启的时间 。
为两者的供热季总负荷相同 ,所以水源热泵方案的
4 年运行费用的计算
单位热成本不到锅炉方案单位热成本的三分之二 。
用性选择具体的可再生能源利用技术[5] 。
(3) 节能建筑的经济性分析
图 2 围护结构传热系数对全年能耗的影响
此办公楼在采用节能型围护结构的同时 ,亦采
时的 1225790kW 的全年能耗 , 其能耗 降 低 率 仅 为
1612 %。因此要想达到“节能 50 %”的效果 ,应该从 围护结构 、能源系统 、照明设施三方面加以综合考
上海
10
13. 0
16. 6
41. 3
应该为调整前的 50 %。这就是“节能 50 %”的内涵 。 广州
11
10. 5
11. 9
38. 0
然而 ,目前有些厂家错误的理解“节能 50 %”的 全国平均 10
17. 4
16. 2
44. 4
概念 ,将这一目标随意的加入到空调系统的经济性 分析中去 ,造成了对客户的误导 。
