某国际博览中心运营期间的能耗统计、检测与节能管理研究

发布时间：2014-12-22 14:41

 

【摘要】 随着经济水平的提高，能源供需矛盾越演越烈。建筑能耗是我国终端能耗的重要组成部分，建筑节能在节能减排工作中必须发挥重大作用。大型公共建筑单位面积能耗极高，是建筑能耗的高密度领域。降低大型公建的能源消耗、提高能源利用率，成为亟需解决的问题。因此，研究大型公共建筑的节能管理具有非常强烈的现实意义。论文对国内外关于建筑能耗调查与统计、大型公共建筑节能管理及节能改造评价的研究文献进行了梳理，结合我国大型公共建筑能耗现状及特点，总结出了目前我国大型公共建筑节能管理存在的问题。在此基础上，设计了某国际博览中心运营期节能管理方案。首先分析了节能技术体系，重点介绍了热电冷联供系统、地源热泵技术以及太阳能光伏电板三类节能技术在国博项目中的应用。随后提出了运用BIM技术对建筑能耗进行统计分析，这是建筑能耗统计的一种新方法、新思路。论文对国博建筑热工性能、照明系统及空调系统进行了能耗测算与分析，提出了相应的设计建议。数据表明，某国博能耗量巨大，需要安装能耗监测系统进行实时监控与管理。因此，论文也对能耗监测系统的监测信息、系统功能、系统架构等进行了研究。最后，根据这些数据，论文从政府和企业作为建筑节能参与主体的不同角度出发，分别提出了节能政策建议和企业节能管理措施。论文对推动我国建筑节能工作，特别是大型公共建筑节能工作具有指导意义，也在建筑节能理论方面做了一些贡献。但该国博运营期节能管理效果还有待实践验证。

1    绪论

显而易见，建立科学的统计制度，有利于了解公共建筑能耗状况。尽管相关科研院所对公共建筑能耗单独进行过统计，但由于缺乏成熟的统计方法，使得统计项目简单，采暖、空调、照明等能耗无法分类精确测量，各地统计的能耗也不具备借鉴性。因此，建立一套完善科学的建筑能耗分项统计方案迫在眉睫。无论分析节能潜力、制定节能目标，还是落实节能责任，分解节能目标，抑或测算碳排放、开展节能量考核和交易，都必须以能耗数据为依据。因此，借助于 BIM 技术统计所得的建筑能耗数据，可以建立数学模型，对已有的公共建筑节能管理方案进行优化。重点在于对能源利用的优化。即根据建筑能耗统计数据，对建筑用能进行合理组合控制，利用能源市场竞争和价格优势，在建筑物采用多种能源的情况下，根据能源市场与价格的波动，在实现建筑能耗需求的基础上，最大程度地利用好能源价格，也实现降低运行成本的效果。
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2 我国大型公共建筑能耗现状分析

2.1 我国公共建筑能耗现状
我国一般公共建筑和大型公建筑的除采暖外平均能耗水平与发达国家和地区相比，如表2-6所示。可以发现，我国大型公共建筑能耗几倍于一般公共建筑，其除采暖外能耗与英国商业办公楼的平均水平相当，低于日本和美国的能耗。目前，我国大型公共建筑的总量约为 1 亿座，我国单位面积耗电量在 100~300  kWh/m2•a ，于 20 世纪90年代后，其面积比例约占公共建筑总量的 5%左右，且大型公共建筑在公建中的比例还在增加，这是因为一方面，新建公建中大型公建的比例不断提高，档次也越来越高，如各地政府大楼、高档文化建筑、高档交通设施和高档写字楼等；另一方面，笔耕文化传播，既有公共建筑相继大型改造，由普通公建升级为大型公建，导致能耗大幅度增加。

 

2.2  大型公共建筑能耗特点
近年来，多位学者专家在全国各地进行了公共建筑能耗的统计与分析，对不同类型的建筑能耗特征进行了分类，但是，根据这些统计数据，还是可以看出其具有一定的共性。总结如下： 1、公共建筑的能源消耗种类以电力为主，只有少数建筑如医院、酒店、饭店等会消耗少量燃料油作为各种蒸汽锅炉的燃料；同时，能源结构也具有一定的复杂性，如何根据能耗需求进行合理的、高效的能源结构设计，也是一项新兴的课题。 2、在消耗的电力资源当中，中央空调电能消耗占各公共建筑全年电力消耗总量的比重比其他用电系统大，最大比重可达 65. 04%，最低为25. 55%。 3、办公设备、照明系统、电梯、消防水泵等各系统消耗的电力占全年电力消耗总量的比重较小，且相对保持稳定。

3  某国际博览中心节能技术分析 ....................................24

 

 3.1  工程背景 ......................................24

 3.2  节能技术体系 ...............................................28

3.3 热电冷联供系统 .............................................34

 3.4 地源热泵技术..............................................38

3.5  太阳能光伏电板 .......................................42

 4  某国际博览中心能耗统计与管理 ......................................47

4.1 基于 BIM 技术的分项能耗统计 ............................47

 4.2  能耗监测系统设计 ............................................59

5  结论与展望 ............................................74

 5.1  结论 ............................................74

 5.2  展望 ......................................75

4 某国际博览中心能耗统计与管理

4.1 基于 BIM 技术的分项能耗统计
水冷式集中供冷中央空调系统的组成为：离心机+水冷式螺杆机、冷却水泵、冷却塔、冷冻水泵、风机盘管以及管路系统。其优点为：1）在技术上较成熟，产品质量比较稳定可靠；2）大面积、冷负荷较大的场所运行费用低（全负荷运行时性能系数高，部分负荷运行时性能系数低）；3）专业人员管理，能及时发现和处理问题；4）可取消冷却塔，采用中水回用后的生态水池提供冷却水。 其缺点为：1）投资造价高；2）日常保养费用高，需配置专业的操作人员；3）全年运行费用高。

4.2 能耗监测系统设计
适用于单体建筑的能耗监测平台，可对建筑和企业的耗电系统、设备进行分类、分项、分设备计量；同时对各耗电系统、设备实施在线监测、实时计量、及时汇总、分项分设备动态发布能耗信息；建立网络化管理系统，为科学管理、合理考评、提高能源使用效率、严格控制能源成本提供科学依据，通过能耗系统的精细化管理手段来提高建筑的能源管理水平。系统构架以内部局域网为主要媒介，对用能建筑、用能系统、主要用能设备进行监测，构建可靠性强、效率高、共享度高的能耗数据库，建立能耗监测、统计、公示平台。
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5  结论与展望

5.1  结论
本文在国内外关于建筑能耗调查与统计、大型公共建筑节能管理及节能改造评价理论研究的基础上，结合我国大型公共建筑能耗现状及特点，总结了目前我国大型公共建筑节能管理的问题。在此基础上，对某国际博览中心运营期节能管理进行了研究。分析了其节能技术体系。随后运用 BIM 技术对建筑进行了能耗测算与分析，提出了相应的设计建议。数据表明，国博能耗量巨大。据此，提出了节能措施方案。本文为推动我国建筑节能工作，特别是大型公共建筑节能工作提供了有力的理论基础和技术支撑体系，为我国的节能减排事业做出了一定的理论贡献。

5.2 展望
本文研究了国博运营期的节能管理，提出了一些有用的方法，能够为同类建筑节能管理提供一定的指导作用。但是，由于研究时间与研究资料的限制，也存在了一些问题，希望在以后的研究中能够得到重视和解决。 1、太阳能光伏电板作为近年来得到青睐的可再生能源利用技术，具有很高的节能效率，但是同时造价极高。因此，在节能效率与经济成本之间如何选择与平衡，是一个很重要的问题，会直接影响到太阳能光伏电板的应用与否。所以，太阳能光伏电板应用的经济效益分析是进一步研究的一个方向；由此发散思维，考察地源热泵等节能技术的节能效益也将是以后研究的热点所在。
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本文编号：10811