郭克鋒

(山西省建筑科學研究院，山西太原 030001)

山西省大型商場建筑能耗特點分析

郭克鋒

(山西省建筑科學研究院，山西太原 030001)

根據(jù)山西省大型商場建筑供暖及空調形式，選取典型建筑開展了建筑能耗分析工作，依據(jù)軟件模擬與實測能耗數(shù)據(jù)分別探討了典型大型商場建筑能耗特點，解析了軟件模擬與實測能耗數(shù)據(jù)的偏差及原因，研究了大型商場建筑節(jié)能空間，進一步提出了大型商場建筑能效提升策略。

大型商場建筑，能耗，節(jié)能空間，能效提升

1 概述

大型公共建筑能耗特別是大型商場建筑其建筑能耗是普通建筑能耗的10倍～20倍，且存在著大量的浪費，根據(jù)相關統(tǒng)計資料，其使用能耗已經遠遠超出設計能耗;目前住建部雖已經針對大型公共建筑能耗極高的現(xiàn)狀出臺了一系列管理制度，但在我省依然是建筑節(jié)能工作的薄弱環(huán)節(jié)之一。

2 山西省大型商場建筑能耗特點

按照公共建筑的使用功能可將其分為辦公建筑、旅館建筑、商場建筑、體育文化娛樂醫(yī)療等類型，大型商場建筑，其建筑內人員流動、照明系統(tǒng)及設備布置密度不同，特別是其建筑管理運行水平差異導致全年建筑消耗能源總量差距。根據(jù)大型商場建筑照明、設備、空調系統(tǒng)冷熱源差異，選擇表1所列建筑進行能耗分析，實現(xiàn)山西省大型商場建筑典型類型及供暖空調方式建筑能耗數(shù)據(jù)的比較。

表1 典型商場建筑選取對象表

2.1 大型商場建筑能耗結構

大型商場建筑能耗可區(qū)分為兩類，一是建筑物本體熱工性能及采取措施達到一定室內舒適程度所需要的供暖空調的能耗，通風空調能耗分三部分:冷熱源能耗、末端設備能耗和輸送系統(tǒng)設備能耗;二是建筑物功能性需求能耗系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、動力設備及辦公設備等，如圖1所示。

圖1 大型商場建筑能耗結構示意圖

依據(jù)提供的能耗報告，山西省大型商場建筑能耗的用能主要為電、氣、水能及熱力等，包括照明、設備、動力、空調等多個系統(tǒng)，為便于能耗數(shù)據(jù)分析，進行能耗系數(shù)折算(如表2所示)。

表2 能耗折算系數(shù)

2.2 大型商場建筑能耗特點

商場類建筑營業(yè)時間每天長達12 h以上，全年營業(yè)，多采用中央空調系統(tǒng)對商場溫度、濕度進行控制，能量傳輸距離長、能量轉換設備多，因此此類建筑單位面積能耗居高不下。

小店區(qū)購物中心，總建筑面積31 714.19 m2，主要為餐飲、百貨、辦公和庫房。全部采用集中式中央空調系統(tǒng)，空調系統(tǒng)冬夏兩用，系統(tǒng)冷熱水由空調機房溴化鋰直燃機組供給。美特好濱河購物廣場，總建筑面積22 800m2，主要為超市，庫房，餐飲、百貨和辦公等區(qū)域，全部采用集中式中央空調系統(tǒng)，空調系統(tǒng)冬夏兩用，冬季熱源為電加熱鍋爐，夏季為風冷式冷水模塊機組。

依據(jù)山西美特好小店區(qū)購物中心、山西美特好二號店(濱河購物廣場)能耗數(shù)據(jù)(見表3)，淺析商場建筑用能特點:

1)根據(jù)建筑能耗數(shù)據(jù)，可知二號店(濱河購物廣場)單位建筑面積供暖能耗明顯高于小店區(qū)購物中心，制冷能耗明顯低于后者，這是由于二者冷熱源末端調控水平導致，前者熱源采用電加熱鍋爐、冷源采用水冷機組，后者冷熱源采用溴化鋰直燃機組。

表3 商場建筑能耗數(shù)據(jù)表 kWh/(m2·年)

同時，表明合理選擇冷熱源系統(tǒng)，即使建筑功能、商場布置、空調系統(tǒng)及施工水平相近，冷熱源的選擇影響建筑節(jié)能效果。

2)商場建筑空調制冷供暖能耗隨季節(jié)波動。建筑空調制冷能耗高于空調供暖能耗，后者高于過渡季節(jié)能耗;照明、設備等能耗基本全年穩(wěn)定(見圖2)。

3)大型商場建筑能耗中，空調系統(tǒng)能耗所占比例最大，達到40%左右，其次為照明系統(tǒng)(見圖3)。選取建筑屬于大型超市，其食物冷鏈設備長期不間斷工作，導致測評建筑設備能耗高于一般商城建筑。

圖2 山西美特好小店區(qū)購物中心、濱河購物廣場能耗分布圖

圖3 濱河購物廣場及小店區(qū)購物中心各系統(tǒng)能耗比例

2.3 大型商場建筑軟件模擬及實測數(shù)據(jù)偏差分析及對策分析

大型商場建筑軟件模擬及實測數(shù)據(jù)偏差除居住建筑所描述原因外(詳見《山西省居住建筑能耗特點初步解析》)，還具有其特殊的一些原因，分析如下:

1)大型商場建筑供暖及空調能耗涵蓋內容不一致。大型商場建筑模擬空調能耗僅包括空調水系統(tǒng)能耗，而實測數(shù)據(jù)為空調水系統(tǒng)及風系統(tǒng)之和，空調風系統(tǒng)末端受建筑功能、運行時間及個人舒適度影響必然導致水系統(tǒng)處于部分負荷狀態(tài)下運行，這是兩者數(shù)據(jù)差異原因之一。

2)大型商場建筑全年能耗涵蓋內容不一致。大型商場建筑模擬全年能耗僅包括供暖、空調機照明負荷，而實測數(shù)據(jù)還包括照明系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、動力設備及辦公設備等負荷，導致兩者數(shù)據(jù)偏差。

3)大型商場建筑能耗易受人為因素影響。大型商場建筑空調能耗與系統(tǒng)優(yōu)化水平、運行管理策略水平、建筑內設備散熱、人流密度及個人舒適度緊密相關;且大型商場建筑多采用空調系統(tǒng)功能分區(qū)設置，循環(huán)泵變流量運行，照明自控同時通過嚴格的制度強化個人節(jié)能意識，導致空調負荷隨季節(jié)室外溫度及用戶使用習慣波動，軟件模擬無法精確刻畫各能耗系統(tǒng)設備運行細節(jié)，這是導致兩者數(shù)據(jù)差異的一個原因。

2.4 大型商場建筑能效提升策略

根據(jù)相關資料，相同體量民用建筑單位面積能耗從小到大依次為居住建筑、辦公建筑、旅館建筑、商場建筑，見表4?？芍笮蜕虉鼋ㄖ淠芎膹姸葹槠胀ńㄖ?倍～20倍，節(jié)能潛力巨大。

表4 不同類型民用建筑能耗表

大型商場建筑能耗復雜，建筑物空調、照明、設備、動力能耗性質不同，如空調系統(tǒng)能耗不但決定于運行方式和物業(yè)管理水平，在很大程度上也與建筑使用者節(jié)能意識有關?？照{系統(tǒng)及照明系統(tǒng)能耗占公共能耗的主要部分，則公共建筑從兩者入手，提出了運行管理的節(jié)能措施。

1)大型商場建筑照明系統(tǒng)節(jié)能。

a.優(yōu)化系統(tǒng)設計，明確照明負荷，多利用自然光;

b.采用節(jié)能燈，降低高壓鈉燈、金屬鹵化物、無極燈的使用率;可能的情況下盡量采用LED光源;

c.減少非必要照明時間和照明強度，優(yōu)化照明控制策略。

2)大型商場建筑空調系統(tǒng)節(jié)能。

空調系統(tǒng)能耗約占大型商場建筑總能耗的35%～45%，節(jié)能潛力最大。

a.優(yōu)化建筑熱工設計，建筑圍護結構傳熱產生的冷熱負荷占有很大比例，嚴格執(zhí)行節(jié)能標準;

b.合理設計及優(yōu)化空調系統(tǒng)，例如地源熱泵機組的利用、分布式水冷模塊機組調峰運行、空調水系統(tǒng)可變頻運行及空調風系統(tǒng)始末端可控，既可根據(jù)負荷調控新風量又可以適應室內個人的需求;

c.合理的設備選型，避免過大的“安全余量”，與實際運行需求不符，導致設備長期低效運行;并可采取一定的能量回收裝置;

d.加強能耗監(jiān)測措施及手段。

3)運行管理節(jié)能。

a.制定合理的運行管理制度;

b.增強個人節(jié)能意識;

c.提高能源管理系統(tǒng)的智能化程度。

3 結語

1)商場建筑空調制冷供暖能耗隨季節(jié)波動。建筑空調制冷能耗高于空調供暖能耗，后者高于過渡季節(jié)能耗;照明、設備等能耗基本全年穩(wěn)定。

2)大型商場建筑能耗中，空調系統(tǒng)能耗所占比例最大，達到40%左右，其次為照明系統(tǒng)。

3)空調能耗三環(huán)節(jié)“冷熱源—管網(wǎng)輸配—末端”緊密相關。

4)由于樣本數(shù)量偏少，項目實施時間短，數(shù)據(jù)的代表性可能存在一定偏差，尚須進一步研究及總結。

Analysis on energy consum ption characteristics of Shanxi large shopping malls

Guo Kefeng

(Shanxi Construction Science Research Institute，Taiyuan 030001，China)

According to the heating and air conditioning form of Shanxi large shoppingmalls building，selected the typical architecture to make building energy efficiency analysis，based on software simulation and measured data energy consumption distribution discussed the consumption characteristics of typical large shoppingmalls building，discussed the deviation and reasons of software simulation and measured energy consumption data，researched the energy saving space of large shoppingmalls building，further proposed the energy efficiency promotion strategy of large shoppingmalls buildings.

large shoppingmalls building，energy consumption，energy saving space，energy efficiency promotion

TU201.5

A

1009-6825(2015)29-0197-03

2015-08-05

郭克鋒(1980-)，男，工程師