基于節(jié)能評(píng)估的商住樓建筑能耗分析

徐建業(yè) 曾 理 林勝華 李上志

(溫州建正節(jié)能科技有限公司，浙江 溫州 325000)

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基于節(jié)能評(píng)估的商住樓建筑能耗分析

徐建業(yè) 曾 理 林勝華 李上志

(溫州建正節(jié)能科技有限公司，浙江 溫州 325000)

民用建筑節(jié)能評(píng)估工作利國利民，從社會(huì)效益看，控制了項(xiàng)目總能耗；從建設(shè)單位看，控制了整體造價(jià)；從消費(fèi)者看，宜居程度得到了保障。從溫州生態(tài)園某商住樓項(xiàng)目實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)和當(dāng)下主流建筑技術(shù)手段、科學(xué)分析手段，實(shí)踐低碳城市建設(shè)，供業(yè)內(nèi)同行參考。

民用建筑，節(jié)能評(píng)估，商住樓，可再生能源利用，優(yōu)化設(shè)計(jì)

0 引言

溫州民用建筑節(jié)能評(píng)估工作開展已經(jīng)有6年時(shí)間，期間對(duì)于我市建筑節(jié)能設(shè)計(jì)水平的提高、可再生能源應(yīng)用的促進(jìn)、綠色建筑發(fā)展的推進(jìn)發(fā)揮了重要作用。在2015年，溫州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)還開通了“溫州市民用建筑節(jié)能評(píng)估管理信息系統(tǒng)”，施行了《溫州市民用建筑項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估實(shí)施細(xì)則》，進(jìn)一步規(guī)范了溫州市節(jié)能評(píng)估文件專家評(píng)審會(huì)議，強(qiáng)化了節(jié)能評(píng)估審查意見落實(shí)[1-3]。本文通過溫州生態(tài)園某商住樓項(xiàng)目的節(jié)能評(píng)估工作實(shí)踐，介紹相關(guān)的能耗分析研究經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)目效果圖見圖1。

1 項(xiàng)目主要節(jié)能(節(jié)水、節(jié)材等)技術(shù)

1.1建筑

本工程居住建筑部分平面布局呈南北通透，開窗恰當(dāng)，過渡季節(jié)前后風(fēng)壓差良好，有利于形成穿堂風(fēng)。公共建筑部分裙房區(qū)域部分房間開窗不佳，建議增設(shè)外窗或機(jī)械排風(fēng)，改善內(nèi)部通風(fēng)散熱。

場(chǎng)地風(fēng)速：氣流從東南偏東側(cè)進(jìn)入，沿項(xiàng)目建筑與現(xiàn)在建筑繞流，場(chǎng)地內(nèi)形成良好的通風(fēng)風(fēng)道，風(fēng)道最大風(fēng)速2.4 m/s出現(xiàn)在最南側(cè)樓宇東部、最西側(cè)樓宇南側(cè)。場(chǎng)地活動(dòng)中心區(qū)域內(nèi)氣流通暢。場(chǎng)地內(nèi)最高風(fēng)速小于5 m/s，行人處于舒適狀態(tài)。

場(chǎng)地風(fēng)壓：受東南側(cè)現(xiàn)有建筑影響，項(xiàng)目建筑場(chǎng)地整體處于負(fù)風(fēng)壓狀態(tài)，區(qū)域內(nèi)最大正風(fēng)壓在2.2 Pa左右，出現(xiàn)在最東側(cè)樓宇外部；最大負(fù)風(fēng)壓在-2.1 Pa左右，出現(xiàn)在最東側(cè)樓宇靠內(nèi)部分；場(chǎng)地內(nèi)氣流壓差較大，容易形成氣流，對(duì)過渡季風(fēng)環(huán)境起正面影響。

熱環(huán)境(熱島)：距地1.5 m高度人行區(qū)域處，受太陽位置影響，太陽陰影位于項(xiàng)目建筑東側(cè)，場(chǎng)地內(nèi)氣溫呈東熱西涼的分布狀態(tài)，大部分項(xiàng)目建筑東側(cè)區(qū)域氣溫在35 ℃，未出現(xiàn)明顯熱島。

本工程建筑平面布局有利于自然采光，建筑各朝向均設(shè)有外窗或玻璃外門，主要功能房間均能充分利用自然光。本項(xiàng)目由于綠化面積有限，地下室未設(shè)置采光井。

建筑造型上，基本要素簡約，無大量裝飾性構(gòu)件。個(gè)別樓宇存在部分裝飾性構(gòu)件，但所占比例較低，未超過綠色建筑的限值要求。

1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱系統(tǒng)

本工程體形系數(shù)基本良好，項(xiàng)目組對(duì)部分商住樓提出了優(yōu)化意見，力圖減少外表面積。

項(xiàng)目的公共建筑與居住建筑的窗墻面積比均在合理的控制范圍內(nèi)，外窗采用斷熱鋁合金普通中空玻璃和斷熱鋁合金低輻射中空玻璃，基本合理、經(jīng)濟(jì)。

項(xiàng)目外墻采用保溫系統(tǒng)基本采用了外保溫系統(tǒng)結(jié)合內(nèi)外保溫系統(tǒng)，保溫材料選擇無機(jī)保溫砂漿、屋面選擇擠塑聚苯板、居住部分的分戶墻、樓梯間隔墻和分戶樓板保溫材料選擇無機(jī)保溫砂漿，符合工程的實(shí)際需求。

項(xiàng)目組對(duì)各部位構(gòu)造進(jìn)行驗(yàn)算及核實(shí)，并根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行材料比較優(yōu)化，有針對(duì)性的提出完善意見、改善措施和圍護(hù)結(jié)構(gòu)建議節(jié)能計(jì)算書。

1.3結(jié)構(gòu)

本工程結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)布置基本合理、經(jīng)濟(jì)。大部分主樓采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，一幢為24層高層采用框架—核心筒結(jié)構(gòu)，位移角，位移比，剛度比，剪重比等指標(biāo)均控制在規(guī)范規(guī)定的合理范圍內(nèi)。部分主樓剪力墻布置、剪力墻厚度可以進(jìn)一步優(yōu)化，使得結(jié)構(gòu)雙向的側(cè)向剛度基本接近，受力更合理，造價(jià)經(jīng)濟(jì)。

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本合理經(jīng)濟(jì)。頂板在主樓范圍內(nèi)板厚偏大，可以優(yōu)化?；A(chǔ)采用機(jī)械鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，基本合理。項(xiàng)目組建議采用樁底后注漿工藝，提高單樁承載力，減少樁混凝土含量，節(jié)約樁基造價(jià)。

內(nèi)外填充材料采用輕質(zhì)的材料，合理。可以減輕結(jié)構(gòu)自重，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面尺寸和樁基礎(chǔ)的造價(jià)，達(dá)到減少工程造價(jià)和節(jié)材的目的。主樓采用了高強(qiáng)鋼筋、高強(qiáng)混凝土。剪力墻、柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45～C30，但部分主樓梁板和地下室主樓以外混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C40，偏高，建議優(yōu)化。

1.4暖通

根據(jù)空調(diào)使用特點(diǎn)，公共建筑的辦公、餐飲辦法采用制冷劑直接蒸發(fā)熱泵型多聯(lián)空調(diào)機(jī)組,商鋪采用分體空調(diào)，以滿足運(yùn)行的靈活性及節(jié)能性。

本工程設(shè)計(jì)選用的制冷劑直接蒸發(fā)熱泵型多聯(lián)空調(diào)機(jī)組,分體空調(diào)為高能效比的產(chǎn)品。機(jī)組容量已根據(jù)負(fù)荷計(jì)算選擇，可滿足節(jié)能要求。已設(shè)置可變冷媒流量空調(diào)機(jī)組根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)冷媒流量，可降低機(jī)組耗電量。

1.5電氣與智能化

本工程在1層設(shè)1個(gè)公用2個(gè)專用變電所，各布置4臺(tái)變壓器，共12臺(tái)，總?cè)萘繛?2 020 kVA，各變壓器負(fù)荷率0.64～0.70，功率因素0.92左右。其各變壓器容量單位指標(biāo)均有點(diǎn)超標(biāo)，但在電力部門要求范圍內(nèi)。另外，各公/專變供電線路至各樓配電小間距離較合適，最長約145 m，未超過最大供電半徑，位置基本合理。

樓內(nèi)主要用電設(shè)備采用放射式配電，一般照明等用電設(shè)備采用放射與樹干相結(jié)合的配電方式。系統(tǒng)選擇基本合理、可行。電氣設(shè)備基本上采用最新節(jié)能型低損耗型，如電力變壓器SCB11型，半導(dǎo)體式指示燈，電子數(shù)顯表，高效節(jié)能燈及三基色節(jié)能燈等。

各建筑的樓梯間、走道等公共部位照明應(yīng)明確采用紅外節(jié)能自熄開關(guān)；地下室、辦公、商業(yè)走道照明采用照明智能控制系統(tǒng)。電氣設(shè)備(包括電梯采用智能群控和節(jié)假日控制模式)采用合理的節(jié)能運(yùn)行方式、控制要求等。

本工程辦公、商業(yè)已設(shè)分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)，且設(shè)智能分項(xiàng)計(jì)量系統(tǒng)，在控制室對(duì)低壓各回路、各場(chǎng)所、各用電設(shè)備進(jìn)行分析計(jì)量，以利于電能管理，科學(xué)決策。

1.6給排水

本工程生活給水系統(tǒng)采用分區(qū)供水，5層及5層以下生活用水由市網(wǎng)直供，以充分利用市網(wǎng)的供水余壓。已合理選擇供水裝置規(guī)格型號(hào)以保證水泵在高效段運(yùn)行。

建筑物內(nèi)不同用水單位、不同用水性質(zhì)的用戶均分別設(shè)置分戶用水計(jì)量設(shè)施進(jìn)行用水計(jì)量以控制用水。加壓供水的分區(qū)內(nèi)底部若干層支管設(shè)置穩(wěn)壓減壓閥控制用水點(diǎn)供水壓力不超過0.20 MPa。

衛(wèi)生潔具均已選用節(jié)水型產(chǎn)品，公共衛(wèi)生間洗手盆采用感應(yīng)龍頭，小便斗采用感應(yīng)式?jīng)_洗閥，蹲便器配置延時(shí)自閉式?jīng)_洗閥，坐便器沖洗水箱容積取6 L。

地下室設(shè)有雨水回收蓄水池和設(shè)備處理用房，收集屋面雨水用于室外景觀和綠化用水。

2 創(chuàng)新要點(diǎn)

商住樓項(xiàng)目的特點(diǎn)在于，既要考慮居住建筑的能耗情況，還要考慮項(xiàng)目內(nèi)公共建筑的能耗情況，以及可再生能源的落實(shí)，這牽涉到需要明確項(xiàng)目功能的實(shí)際需求，否則建設(shè)就等同于浪費(fèi)。

項(xiàng)目組通過多次與建設(shè)單位交流功能、多次與設(shè)計(jì)單位交流平面布置、反復(fù)與主管部門溝通、還有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘探，可再生能源的立體化利用方案最終得以確定為在居住建筑部分設(shè)置空氣源熱泵熱水系統(tǒng)、在公共建筑部分設(shè)置太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。

2.1太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

考慮可再生能源在本項(xiàng)目中的運(yùn)用和屋面全年太陽輻射總量圖，結(jié)合本項(xiàng)目功能分析，在高層辦公屋面設(shè)約300 m2并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。按投資1.2萬元/kW計(jì)算，約需30萬元左右。本工程光伏電站安裝量約1.3 m×1.9 m=2.47 m2×119塊=294 m2×150 kWh/m2=44 100 kWh，約14.5 tce。電源采用直發(fā)直用，主要供地下1層、2層車庫照明及1層～22層公共場(chǎng)所使用。光伏發(fā)電系統(tǒng)和公共電網(wǎng)之間設(shè)置隔離裝置，并網(wǎng)處設(shè)置專用的并網(wǎng)低壓開關(guān)箱，并具備自動(dòng)檢測(cè)功能和并網(wǎng)切斷保護(hù)功能。

項(xiàng)目組同時(shí)建議在本小區(qū)周邊道路，室外場(chǎng)地周邊道路，布置室外照明LED光源庭園燈、及太陽能風(fēng)能互補(bǔ)室外LED燈，兩種燈具間隔布置。LED光源庭園燈為35 W，間隔20 m～25 m一只；太陽能風(fēng)能互補(bǔ)LED路燈，為25 W，間隔15 m～20 m一只。共布置約70只～80只路燈(其中二者各占一半)，可滿足室外道路照明需要，同時(shí)每年可節(jié)省電能約0.5萬度，折2 tce。

2.2空氣源熱泵熱水系統(tǒng)

結(jié)合高層住宅屋面全年太陽輻射量分析和住宅屋面構(gòu)架造型特性，確定逆6層設(shè)置太陽能熱水系統(tǒng)條件限制不適合采用太陽能熱水系統(tǒng)，改為空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，并同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收。因此本工程熱水設(shè)計(jì)年能耗等發(fā)生變化，原設(shè)計(jì)年熱水能耗：4.187×40 317.4×(60-10)×1/3 600×0.33=773.71 tce，其中住宅逆6層熱水能耗：4.187×(12 877.2×1.1-11 037.6)×(60-10)×1/3 600×0.33=60.01 tce，采用空氣源熱泵熱水系統(tǒng)，取全年平均能效比取2.5，則可節(jié)省能耗為：60.01×(2.5-1)/2.5=36.0 tce。

3 結(jié)語

通過民用建筑節(jié)能評(píng)估，根據(jù)該項(xiàng)目內(nèi)所含功能房間不同，并根據(jù)耗電量、耗氣量統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出整個(gè)項(xiàng)目總能耗[4]，可再生能源的利用減少了36 tce的能耗，本項(xiàng)目的節(jié)能設(shè)計(jì)每年節(jié)約標(biāo)煤2 486 tce，判定該項(xiàng)目能耗比較合理，符合導(dǎo)則要求。

[1] 曾 理.溫州市推進(jìn)綠色建筑工作的現(xiàn)狀、問題及對(duì)策研究[D].湘潭:湘潭大學(xué),2016.

[2] 萬志美,曾 理,邱舒婷,等.溫州某綜合體建筑節(jié)能評(píng)估案例分析[J].節(jié)能與環(huán)保,2016(10):68-70.

[3] 萬志美,曾 理,葉銀霖,等.溫州婁橋某醫(yī)療建筑節(jié)能評(píng)估案例分析[J].建筑節(jié)能,2017,45(5):134-136，147.

[4] 徐建業(yè),曾 理,邱舒婷,等.溫州濱江CBD片區(qū)某公共建筑節(jié)能評(píng)估案例分析[J].安徽建筑,2016,23(6):15-16，74.

Studyonenergyconsumptionofcommercialandresidentialbuildingsbasedonenergyefficiencyassessment

XuJianyeZengLiLinShenghuaLiShangzhi

(WenzhouJianzhengEnergyTechnologyCo.,Ltd,Wenzhou325000,China)

Assessment for energy efficiency of civil buildings is one of the country’s construction. From the social perspective, it control the total energy consumption of the project. From the construction unit perspective, it control the overall cost. From the consumer perspective, the degree of livability has been protected. This paper take the Wenzhou Ecological Park Project as example, combined with the current mainstream construction techniques and scientific analysis to research low-carbon city construction methods for industry peer reference.

civil buildings, energy-saving assessment, business-living building, renewable energy utilization, design optimization

TU201.5

A

1009-6825(2017)27-0148-02

2017-07-14

徐建業(yè)(1982- )，男，高級(jí)工程師; 曾 理(1980- )，男，高級(jí)工程師; 林勝華(1962- )，男，高級(jí)工程師 李上志(1989- )，男，助理工程師