胡 敏

(六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 六安 237008)

建設(shè)工程節(jié)能評(píng)估中主要設(shè)備能耗預(yù)測(cè)計(jì)算

胡 敏

(六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 六安 237008)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)建筑工程節(jié)能評(píng)估中電梯、空調(diào)、無負(fù)壓供水系統(tǒng)、變壓器等主要設(shè)備能耗的預(yù)測(cè)計(jì)算方法進(jìn)行了研究，統(tǒng)計(jì)了各項(xiàng)設(shè)備的能耗量，為建筑工程的節(jié)能評(píng)估提供參考。

建設(shè)工程，節(jié)能，評(píng)估，設(shè)備

0 引言

國務(wù)院《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(國發(fā)[2013]37號(hào))文件中明確指出：未通過能評(píng)的項(xiàng)目，不得批準(zhǔn)開工建設(shè)，不得提供土地，不得提供貸款支持，不得供電供水。這表示國家將加大新建項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查約束力度，從而充分發(fā)揮其源頭控制作用，讓能評(píng)制度在完成節(jié)能目標(biāo)和能源消費(fèi)總量控制的同時(shí)，也為大氣污染防治做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。我國建筑能耗約占整個(gè)社會(huì)能耗的30%，其中樓宇年電力消費(fèi)總量占全國總消耗10%，能源費(fèi)用超過800億元，加強(qiáng)建筑節(jié)能迫在眉睫。

《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估工作指南》(2014年修訂本)中要求建設(shè)項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估報(bào)告從八個(gè)方面進(jìn)行論證，其中項(xiàng)目建設(shè)方案節(jié)能評(píng)估為報(bào)告中的重要內(nèi)容，主要能耗設(shè)備節(jié)能評(píng)估為報(bào)告中的核心內(nèi)容。建設(shè)工程項(xiàng)目主要供用能系統(tǒng)包括供配電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和天然氣供應(yīng)系統(tǒng)。電力耗能設(shè)備主要是電梯、供水、空調(diào)、通風(fēng)、室內(nèi)電器、照明、變壓器等。本文結(jié)合工程實(shí)例論述建設(shè)工程項(xiàng)目中主要設(shè)備能耗預(yù)測(cè)計(jì)算的方法。

1 項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目，總建筑面積106 960 m2(包括地下車庫11 960 m2)，項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括1號(hào)、2號(hào)樓24層，1層、2層為小型商業(yè)，3層～24層為住宅；3號(hào)樓24層，1層、2層為配套用房，3層～24層為住宅；4號(hào)樓18層，1層、2層架空，3層～18層為住宅；5號(hào)、6號(hào)樓5層為購物廣場(chǎng)以及附屬設(shè)施。

2 項(xiàng)目電梯能耗計(jì)算

本項(xiàng)目電梯12部，自動(dòng)扶梯10部。按照GB 50016—2006建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范7.4.10的要求高層住宅選擇中速電梯(v=1.5 m/s)，自動(dòng)扶梯選擇低速電梯(v=1.0 m/s)。

按照GB/T 10058—2009電梯技術(shù)條件的附錄A提供的電梯能耗預(yù)測(cè)計(jì)算模型估算電梯耗電量。本項(xiàng)目擬選用達(dá)到節(jié)能要求的VVVF永磁同步無齒輪曳引機(jī)電梯。

電梯能耗計(jì)算式為：

Eelevator=(K1×K2×K3×H×F×P)/(V×3 600)+Estandby

(1)

其中，Eelevator為電梯使用一年能耗，kWh；K1為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系數(shù)，K1=1.6(交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))，K1=1.0(VVVF驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))，K1=0.6(帶能量反饋的VVVF驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))；K2為平均運(yùn)行距離系數(shù)，K2=1.0(2層時(shí))，K2=0.5(單梯或兩臺(tái)電梯并聯(lián)多余2層時(shí))，K2=0.3(3臺(tái)及以上的電梯群控時(shí))；K3為轎內(nèi)平均載荷系數(shù)，K3=0.35；H為最大運(yùn)行距離，m；F為年啟動(dòng)次數(shù)，一般在100 000～300 000之間；P為電梯的額定功率，kWh，且:

P=P1×P0

(2)

其中，P1為與平衡系數(shù)相關(guān)的系數(shù)，P1=1.0(平衡系數(shù)為50%時(shí))，P1=0.8(平衡系數(shù)為40%時(shí))；P0=(0.5×額定載重量×額定速度×gn)/(1 000×ns×ng×nm)；ns為懸掛效率，默認(rèn)值ns=0.85；ng為傳動(dòng)效率，ng=0.75(蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí))，ng=1.0(VVVF驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))；nm為電動(dòng)機(jī)效率，nm=0.75(交流調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))，nm=0.85(VVVF驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí))；gn為標(biāo)準(zhǔn)重力加速度，為9.81 m/s2；V為額定速度，m/s；Estandby為一年內(nèi)待機(jī)總能耗，kWh，一年內(nèi)待機(jī)總能耗按電梯使用一年能耗的5%估算。

根據(jù)式(2)計(jì)算本項(xiàng)目電梯的額定功率P，詳見表1。

表1 項(xiàng)目電梯額定功率計(jì)算

根據(jù)式(1)計(jì)算項(xiàng)目電梯年耗電量為5.301×104kWh。

3 項(xiàng)目空調(diào)能耗計(jì)算

本項(xiàng)目空調(diào)用電量估算方法是根據(jù)建筑面積確定空調(diào)安裝功率，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定空調(diào)的運(yùn)行時(shí)間和負(fù)荷系數(shù)，依據(jù)安裝功率、運(yùn)行時(shí)間、負(fù)荷系數(shù)的乘積得出耗電量。按照DB 34/1466—2011安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和DB 34/1467—2011安徽省公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),空調(diào)計(jì)算期應(yīng)為當(dāng)年6月15日～8月31日，共計(jì)78 d；采暖計(jì)算期應(yīng)為當(dāng)年 12月1日～次年2月28日，共計(jì)90 d。

3.1 住宅空調(diào)能耗

根據(jù)《民用建筑空調(diào)設(shè)計(jì)》表2-71，住宅類空調(diào)冷負(fù)荷指標(biāo)為150 W/m2，安裝空調(diào)設(shè)備的面積約占總建筑面積的80%，能效比按3.4計(jì)算，本項(xiàng)目住宅建筑面積37 752.5 m2，則空調(diào)設(shè)備制冷功率約為1 332.44 kW，制熱功率以制冷功率的1.2倍計(jì)算。夏季空調(diào)耗電按平均6 h，需要系數(shù)0.6，冬季采暖空調(diào)耗電按平均6 h，需要系數(shù)0.6。

則：空調(diào)制冷年耗電量：

1 332.44×78×6×0.6=37.41×104kWh。

空調(diào)供暖年耗電量：

1 332.44×1.2×90×6×0.6=51.81×104kWh。

住宅空調(diào)年耗電量為：

37.41×104kWh+51.81×104kWh=89.22×104kWh。

3.2 商場(chǎng)空調(diào)能耗

本項(xiàng)目商場(chǎng)采用風(fēng)冷熱泵空調(diào)機(jī)組。根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》、CJJ 34—2002城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范，選擇冷負(fù)荷指標(biāo)180 W/m2,熱負(fù)荷指標(biāo)100 W/m2。依據(jù)GB 19577—2004冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級(jí)選擇能效比，制冷能效按3.4，制熱能效按2.6計(jì)算。商場(chǎng)建筑面積43 014 m2，按空調(diào)面積占建筑面積的60%計(jì)算。可得空調(diào)機(jī)組的冷負(fù)荷值4 645.51 kW,熱負(fù)荷值2 580.4 kW。夏季空調(diào)耗電按平均10 h，需要系數(shù)按0.7計(jì)算。冬季采暖空調(diào)耗電按平均10 h，需要系數(shù)按0.7計(jì)算。

則：空調(diào)制冷年耗電量：4 645.5÷3.4×78×10×0.7=74.60×104kWh；空調(diào)供暖年耗電量：2 580.4÷2.6×90×10×0.7=62.53×104kWh；商場(chǎng)空調(diào)年耗電量為：74.60×104kWh+62.53×104kWh=137.13×104kWh。

3.3 空調(diào)總能耗

小型商業(yè)、地下商業(yè)長廊、公建空調(diào)能耗，因篇幅原因不再具體計(jì)算，計(jì)算方法同上。小型商業(yè)空調(diào)年耗電量29.81×104kWh，地下商業(yè)長廊空調(diào)年耗電量24.47×104kWh，公建空調(diào)年耗電量2.33×104kWh。

空調(diào)總能耗:89.22×104+137.13×104+29.81×104+24.47×104+2.33×104=282.96×104kWh。

4 項(xiàng)目無負(fù)壓供水設(shè)備能耗計(jì)算

項(xiàng)目生活給水水源以市自來水公司管網(wǎng)達(dá)標(biāo)水質(zhì)為水源，采用加壓和無塔變頻供水系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作，通過供水管網(wǎng)供給且水質(zhì)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求，自來水廠的水壓能滿足本地塊商業(yè)用水和3層、4層住宅用水。5層以上采用變頻無負(fù)壓供水，依據(jù)GB 50015—2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范、市政管網(wǎng)水壓、項(xiàng)目建筑的初步設(shè)計(jì)等，高層建筑生活給水系統(tǒng)應(yīng)豎向分區(qū)，本項(xiàng)目二次加壓恒壓變頻給水分區(qū)：5層～11層由A區(qū)變頻無負(fù)壓給水設(shè)備供水，設(shè)備服務(wù)戶數(shù)154戶；12層～18層由B區(qū)變頻無負(fù)壓給水設(shè)備供水，設(shè)備服務(wù)戶數(shù)148戶；19層～24層由C區(qū)變頻無負(fù)壓給水設(shè)備供水，設(shè)備服務(wù)戶數(shù)80戶。

表2 項(xiàng)目供水設(shè)備年耗電量計(jì)算表

項(xiàng)目每個(gè)分區(qū)最低衛(wèi)生器具配水點(diǎn)處的靜水壓力不大于0.35 MPa，每戶水表前壓力不小于0.1 MPa。經(jīng)初步計(jì)算，項(xiàng)目需要無負(fù)壓供水設(shè)備的供水分區(qū)設(shè)計(jì)流量、揚(yáng)程等技術(shù)參數(shù)及設(shè)備參數(shù)，詳見表2。供水能耗計(jì)算對(duì)于各區(qū)變頻無負(fù)壓供水設(shè)備按每天用水高峰及中峰時(shí)段16 h，啟動(dòng)2臺(tái)泵；低峰時(shí)段8 h，啟動(dòng)1臺(tái)泵計(jì)算。參考《民用建筑電氣需要系數(shù)表》各個(gè)時(shí)段啟動(dòng)泵的負(fù)荷需要系數(shù)平均按0.7計(jì)算。本項(xiàng)目供水設(shè)備年能耗為18.91×104kWh。

5 項(xiàng)目變壓器能耗計(jì)算

依據(jù)JGJ/T 16—2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范、安徽省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 1469—2011居住區(qū)供配電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，項(xiàng)目建筑用電負(fù)荷估算詳見表3。

表3 項(xiàng)目用電負(fù)荷量計(jì)算

依據(jù)安徽省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)DB 34/T 1469—2011居住區(qū)供配電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，為確保供電電壓質(zhì)量，滿足生活用電需求，應(yīng)在變壓器低壓母線側(cè)安裝無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，并在高峰負(fù)荷時(shí)，配電變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.95以上。則變壓器計(jì)算負(fù)荷最低為4 892.84 kVA。擬配置7臺(tái)1 000 kVA的SCB11系列干式變壓器，變壓器負(fù)載率為70%。

表4 變壓器損耗量計(jì)算

本項(xiàng)目變壓器年電能損耗量(A)：A=n[PnT+Pk(β)2t]。

其中，n為變壓器臺(tái)數(shù)；T為變壓器運(yùn)行小時(shí)數(shù)，不計(jì)停電時(shí)間，h；Pn為變壓器空載耗損，kW；Pk為變壓器負(fù)載耗損，kW；β為變壓器負(fù)載率；t為最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，取t=3 000 h。初步估算，本項(xiàng)目年變壓器損耗量為17.85×104kWh。變壓器損耗量計(jì)算見表4。

[1] 國家發(fā)改委[2010]6號(hào)，固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查暫行辦法[S].

[2] 皖發(fā)改環(huán)資[2011]18號(hào)，關(guān)于印發(fā)《安徽省實(shí)施固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查暫行管理辦法》細(xì)則的通知[Z].

[3] DB 34/1466—2011，安徽省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] DB 34/1467—2011，安徽省公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] JCJ 134—2010，夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] JGJ/T 16—2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[7] GB 50015—2003，建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

The main equipment energy consumption prediction and calculation in construction engineering energy saving evaluation

Hu Min

(Liu’anVocationalTechnicalInstitute,Liu’an237008,China)

Combining with the engineering example, this paper researched the prediction and calculation method of elevator, air conditioning, non negative pressure water supply system, transformer and other main equipments energy consumption in construction engineering energy saving evaluation, calculated the energy consumption of each equipment, provided reference for energy consumption prediction of building engineering.

construction engineering, energy saving, evaluation, equipment

2015-06-28

胡 敏(1966- )，女，高級(jí)工程師，注冊(cè)監(jiān)理工程師

1009-6825(2015)25-0189-02

TU201.5

A