辦公樓節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

楊守勝 上海拜耳技術(shù)工程有限公司 上海化學(xué)工業(yè)區(qū)目華路F3地塊 201507

辦公樓節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

楊守勝 上海拜耳技術(shù)工程有限公司 上?；瘜W(xué)工業(yè)區(qū)目華路F3地塊 201507

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,能源問(wèn)題也越發(fā)的迫切。倡導(dǎo)“低碳生態(tài)、科技節(jié)能”的建筑思想已經(jīng)引起了人們的高度重視,在保證用電質(zhì)量和用電安全的情況下,節(jié)約電能、降低能耗、提高經(jīng)濟(jì)效益,是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。筆者介紹了一個(gè)辦公樓在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用地源熱泵系統(tǒng)、熱水供應(yīng)系統(tǒng)、LED 照明燈具、太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù),實(shí)現(xiàn)零碳排放目標(biāo)。

地?zé)嵩?；太?yáng)能；照明；節(jié)能設(shè)計(jì)；零碳排放

1 概況

青島在建外資化工項(xiàng)目，按業(yè)主要求，對(duì)位于廠區(qū)西南邊的一幢建筑面積為1200平方米的二層辦公建筑，推行環(huán)保節(jié)能設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)做到二氧化碳零排放。該建筑主要包含敞開(kāi)的辦公室、獨(dú)立辦公間、實(shí)驗(yàn)室、淋浴房、收發(fā)室、會(huì)議室等。

1.1 建筑物總體概況

1.2 設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)

2 設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

地源熱泵是利用了地球土壤所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的冷暖空調(diào)系統(tǒng)。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對(duì)的均衡。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是一種從地下土壤資源中提取熱量的高效、節(jié)能、環(huán)保、再生的供熱（冷）系統(tǒng)。該系統(tǒng)是成熟的熱泵技術(shù)、暖通空調(diào)技術(shù)配套地質(zhì)勘察技術(shù)于一體，在相對(duì)穩(wěn)定的土壤溫度下高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是由末端（室內(nèi)空氣處理末端等）系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)和地下埋管系統(tǒng)三部分組成。為用戶供熱時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)從地溫中提取低品位熱能，通過(guò)電能驅(qū)動(dòng)的地溫?zé)岜弥醒肟照{(diào)主機(jī)（熱泵）“泵”送到高溫?zé)嵩矗詽M足用戶供熱需求。為用戶供冷時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)將用戶室內(nèi)的余熱通過(guò)地源熱泵主機(jī)（制冷）轉(zhuǎn)移到地溫中，以滿足用戶制冷需求。

下圖為地源熱泵系統(tǒng)原理框圖（圖1）。

圖中，地埋管系統(tǒng)回水管中的循環(huán)水通過(guò)循環(huán)水泵進(jìn)入機(jī)組并進(jìn)行能量提取后進(jìn)入地埋管進(jìn)水管。機(jī)組提取地埋管系統(tǒng)循環(huán)水的低位能量并將其聚變?yōu)楦呶荒芰?，然后輸送給冷暖水循環(huán)系統(tǒng)(用戶末端)。整個(gè)系統(tǒng)僅消耗電能，無(wú)任何污染。由于地埋管系統(tǒng)循環(huán)水循環(huán)使用無(wú)損耗也不提取地下水，因此也不會(huì)造成地層沉降。

設(shè)計(jì)選用一臺(tái)（E M ）HRHH0512制冷量/制熱量：161.7/166.0Kw ；

輸入功率(冷/熱): 36.0/44.4Kw

制冷工況：空調(diào)進(jìn)出水溫度12/7℃，冷凝器側(cè)進(jìn)出水溫度30/35℃

制熱工況：空調(diào)進(jìn)出水溫度40/45℃，蒸發(fā)器側(cè)進(jìn)出水溫度12/7℃

室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)參照國(guó)家規(guī)范設(shè)計(jì)，使用風(fēng)機(jī)盤(pán)管側(cè)送風(fēng)或頂送風(fēng)。

室外利用土壤為冷熱源，采取垂直地埋管方式，地下?lián)Q熱器選用垂直換熱器。地埋管孔取深60m，孔距6m，垂直管DN32，孔徑110mm，HDPE100聚乙烯管陣分布。

圖1

2.2 熱水供應(yīng)

設(shè)計(jì)要求為員工提供日常洗浴用熱水，要求定時(shí)供水，定時(shí)增壓補(bǔ)水，用水時(shí)間為1小時(shí)，每天供應(yīng)40℃以上熱水7噸設(shè)。設(shè)計(jì)考慮使用太陽(yáng)能熱水器。太陽(yáng)能系統(tǒng)安裝在浴室樓頂，水箱放在屋面上，控制系統(tǒng)擬放在二樓樓梯間邊設(shè)備間內(nèi)，水箱淋浴龍頭高度差約2米，共有12個(gè)龍頭。

實(shí)際采用皇明公司JPS-30TX21-33°型三高集熱站、CMS智控系統(tǒng)（包括傳感器）、水箱等主要設(shè)備；在屋面安裝JPH-50TT18-33°型三高集熱站14組型，總集熱面積為106.4m2，采用1個(gè)7噸水箱。在不低于年日均輻照量Jt＝13325KJ/m2，太陽(yáng)保證為0.55的條件下，分別能提供溫升32℃（18℃～50℃）的熱水7噸，不足部分以及在太陽(yáng)輻照不好時(shí)由輔助電加熱系統(tǒng)保證終端用水需求。自動(dòng)上下水、溫差循環(huán)、定時(shí)管路增壓、防凍循環(huán)與加熱、高溫?cái)嗬m(xù)循環(huán)等智能控制功能由皇明公司配套。

2.3 照明

嚴(yán)格按照《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)>>(GB50034—2004)，執(zhí)行綠色照明理念，設(shè)計(jì)時(shí)選用庫(kù)柏公司生產(chǎn)的LED高效節(jié)能燈，采用就地控制與區(qū)域控制相結(jié)合的技術(shù)，實(shí)際照明功率密度驗(yàn)算值為：辦公室與實(shí)驗(yàn)室為7.5W/m2，其他區(qū)域?yàn)?.5W/m2。

2.4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

按照由于業(yè)主提出零碳排放設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)時(shí)考慮安裝一套60KW太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)原理圖及原理如圖2。

白天系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能電池板陣列電壓，達(dá)到設(shè)定值時(shí)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行；并網(wǎng)逆變器將太陽(yáng)能電池陣列所提供的直流電轉(zhuǎn)換為與系統(tǒng)并網(wǎng)接點(diǎn)電氣特性一致的交流電給負(fù)荷使用，在沒(méi)有太陽(yáng)照射下或夜晚時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到太陽(yáng)能電池陣列的輸出在設(shè)定值以下時(shí)，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行，負(fù)載改由市電提供電力。60KW太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量推算如圖3。

3 總結(jié)

該辦公樓通過(guò)在設(shè)計(jì)階段采用先進(jìn)的地?zé)岜每照{(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水供應(yīng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)選用高效節(jié)能環(huán)保燈具，綠色環(huán)保外墻材料等高新技術(shù)產(chǎn)品，密切聯(lián)合克萊門(mén)特中央空調(diào)、皇明太陽(yáng)能、日本京瓷太陽(yáng)能等高新技術(shù)企業(yè)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)其零碳排放目的。目前該項(xiàng)目已完成大部分設(shè)計(jì)工作，土建施工已全面展開(kāi)，具體能耗指標(biāo)與技術(shù)性能評(píng)價(jià)待項(xiàng)目最終完成后進(jìn)行。

圖2

圖3

[1]江億主編.超低能耗建筑技術(shù)及應(yīng)用.中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 2005.3

[2]徐春霞主編 .建筑節(jié)能和環(huán)保應(yīng)用技術(shù).中國(guó)電力出版社. 2006.8

[3]建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn). GB50034-2004

[4]公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).GB50189-2005

[5]克萊門(mén)特中央空調(diào)、皇明太陽(yáng)能、日本京瓷太陽(yáng)能等公司產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)

With the rapid development of the society and economy, energy problem is becoming much more urgent. The construction idea of "low-carbon ecology and energy-saving technology" has been highly paid attention to.Under the condition to keep the electricity quality and safety,it is urgent to reach the goals to conserve energy,lower power consumption and enhance economic efficiency.The paper did some research on the an office building’s design with the technology of geothermal heat pump system ,hot water supply system, LED lighting & grid-connected photovoltaic system, to carry out the goal of zero carbon dioxide release.

Geothermal heat resource；solar energy；lighting；energy saving design；zero carbon dioxide release

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.005.008

楊守勝，男，1995年畢業(yè)于武漢紡織工學(xué)院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)，國(guó)家注冊(cè)電氣工程師，主要從事電氣設(shè)計(jì)與施工管理工作。