牛曉哲

（山西同隆路橋建筑工程有限公司， 山西 太原 030000）

0 引言

城市現(xiàn)代化與城鎮(zhèn)化的加快，使得人們對生活品質(zhì)的需求開始隨著建筑服務(wù)品質(zhì)的提升而不斷提高。建筑領(lǐng)域內(nèi)，智能化開始逐漸進(jìn)入人們的視野，現(xiàn)代化建筑在滿足人們多樣化需求的同時，建筑能耗也開始不斷增加。為減少電力、熱力方面的能源消耗，同時達(dá)到保護(hù)環(huán)境、減少污染的目的，有必要針對當(dāng)今條件下，建筑設(shè)施內(nèi)部的機電設(shè)備進(jìn)行節(jié)能設(shè)計優(yōu)化，以達(dá)到充分利用能源的目。本文以某建筑項目為背景，通過對多種節(jié)能方案進(jìn)行對比，從而確定最佳設(shè)計方案，實現(xiàn)機電項目節(jié)能的目標(biāo)。

1 項目概況

本建筑項目為某星級酒店，建筑面積 53752.66m2，建筑結(jié)構(gòu)形式為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)。該建筑地下2層，地上20層 ，建筑高度102.7m。地上部分主要為酒店及會議接待廳，地下部分為配套服務(wù)及停車場。

2 節(jié)能方案設(shè)計

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

該項目熱工為冬冷夏熱地區(qū)，依據(jù)《公共監(jiān)護(hù)節(jié)能設(shè)計規(guī)范》及《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》要求，該項目圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能應(yīng)該滿足甲類要求。外墻采用玻璃幕墻及干掛石材，保濕材料采用不燃巖棉保溫板，設(shè)計厚度50mm。室內(nèi)保溫采用110mm擠塑聚苯板。

2.2 暖通空調(diào)

該項目暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的原則為綠色、環(huán)保、低碳、節(jié)能，本工程空調(diào)冷源系統(tǒng)設(shè)計縮載位置為地下二層制冷機房內(nèi)，由于該項目內(nèi)含有以酒店、會議餐廳、娛樂健身，不同場所的需求差異較大。并且該建筑內(nèi)冷負(fù)荷較大，運行能耗較大；因該建筑的使用目的為酒店，受入住率的影響，滿負(fù)荷運行的時間相對較少 該項目對空調(diào)系統(tǒng)的總體要求既能滿足節(jié)能要求，還要具有較強的應(yīng)變能力。參照有關(guān)建筑內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，通過模擬軟件Dest-C對圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量模擬，得出了本項目夏季最大冷負(fù)荷為4281.11Kw，冬季為2280.59kw。

3 不同方案對比研究

結(jié)合該酒店設(shè)計特點、冷暖系統(tǒng)設(shè)計需求及所在地區(qū)的氣候特征，本文設(shè)計三種空調(diào)冷源系統(tǒng)進(jìn)行對比研究依次為常規(guī)水制冷空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷制冷系統(tǒng)、燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)。

(1)常規(guī)水制冷空調(diào)

此種制冷方法為當(dāng)前最為普遍制冷系統(tǒng)之一，目前水制冷技術(shù)已經(jīng)較為成熟，該方法以福利昂作為制冷劑，經(jīng)末端空調(diào)送至目標(biāo)區(qū)域。通過對該酒店確定常規(guī)制冷系統(tǒng)采用10KV高壓離心式冷水機組，冷凍水回水溫度為7/12℃。

（2）冰蓄冷制冷系統(tǒng)

該系統(tǒng)的工作原理是通過冰水來降溫，利用相變進(jìn)行冷量存儲，冰蓄冷的介質(zhì)為冰，該系統(tǒng)一般由制冰、蓄冰以及供冷三個系統(tǒng)來組成。這種系統(tǒng)主要由基制冷主機、雙工況制冷主機、不銹鋼蓄冷槽、冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵、釋放冷循環(huán)泵、供冷板式換熱器、冷蓄冷制冷空調(diào)。該項目中蓄冷設(shè)計周期24h，依據(jù)電價情況 ，低谷電段為晚十點至早八點，蓄冰設(shè)計時段為零點至早六點。

(3)冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)

這種系統(tǒng)是以天然氣為主要燃料。推動燃?xì)廨啓C或內(nèi)燃機發(fā)電，再利用發(fā)電余熱向用戶供冷或熱的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)。通過對能源梯級利用，提高系統(tǒng)能源利用率。該系統(tǒng)以冷熱定電，首先可以滿足空調(diào)制冷制熱負(fù)荷的要求，來設(shè)計本系統(tǒng)的燃?xì)獍l(fā)電機組裝機容量和溴化鋰吸收式制冷機組的裝機容量。

4 多方案效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

冰蓄冷系統(tǒng)是利用峰谷電價差，減少了用電高峰期用電，從而降低了整個制冷系統(tǒng)的運行費用。常規(guī)制冷方式用電方式?jīng)]變化，費用沒有降低，三聯(lián)供電系統(tǒng)則費用相對更多。但冷熱電三聯(lián)系統(tǒng)無需增加額外采暖設(shè)備籍科媽祖取暖負(fù)荷要求，因此節(jié)約了取暖費用：

⑴節(jié)約電量

三聯(lián)系統(tǒng)中設(shè)計發(fā)電量3000KW，供冷季勻行時間為2952h，電量單價按0.7792元/kw計算 ，三聯(lián)供電系統(tǒng)的發(fā)電量經(jīng)濟(jì)效益為 R1=0.7793×3000×2952=690.15萬元

⑵節(jié)省供暖效益

該建筑總供熱量為2280.59kw，按燃?xì)馊握l鍋爐配備2臺循環(huán)泵，所需設(shè)備購置費用R2=90萬元

⑶消費者支付意愿

該酒店空調(diào)制冷系統(tǒng)支付意愿表現(xiàn)在消費者為追求更好的生活環(huán)境二自愿支付的費用，按單價10元/m2，一個季度為4個月，建筑面積53752.66 m2，R3=10×

4×53752.66=215萬元

4.2 外部性與綠色建筑財政補貼

綠色建筑不僅節(jié)約了能源，對新型材料及技術(shù)進(jìn)行了探索使用，帶動多行業(yè)發(fā)展，同時創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益 ，因此具有正的外部性。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、財政部對經(jīng)過審核備案且滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的二星級以上綠色建筑獎勵標(biāo)準(zhǔn)為45元/m2，三星級為80元/m2。該項目屬于二星標(biāo)識相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，三種方案補貼收益為53752.66*45=241.88萬元。

4.3 環(huán)境效益

環(huán)境效益既有正效益也有負(fù)效益，建筑行業(yè)對能源消耗方面勢必會造成環(huán)境污染。綠色建筑空調(diào)冷源系統(tǒng)的環(huán)境效益以煤作為衡量指標(biāo)，從而轉(zhuǎn)為 CO2排放量。假設(shè)全年用電行能為Q煤的熱值為8.14Kwh/kg，則節(jié)煤量S為

(1)耗能量

(4)環(huán)境效益

單位噸位煤所排碳量為0.69t，CO2排放量為2.54t，按單位CO2排放平均價格為59.74元/t，則環(huán)境效益R=S1×2.54×59.57/1000,由此可得三種方案環(huán)境效益依次為15.93W元、18.26萬元、15.93萬元。

綜上所述，三種方案總收益為R=R1+R2+R3+R4+R5,通過對三種方式進(jìn)行全壽命周期效益計算，可得表1

表1 各方案效益

由此可見，該綠色建筑項目在空調(diào)設(shè)備在效益方面的對比情況，采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的方案有利于提高該建筑經(jīng)濟(jì)環(huán)境方面的效益。

5 結(jié)論

本文通過對某綠色建筑項目機電安裝工程概況的簡略描述，依據(jù)實際工程特點針對該工程項目的節(jié)能方案進(jìn)行了確定，從而設(shè)計出三種空調(diào)方案。并分別對三種方案通過經(jīng)濟(jì)效益、外部性與綠色建筑財政補貼、環(huán)境效益三方面進(jìn)行對比，最終確定出冷熱電三聯(lián)供方案的總體效益最為滿意。