商業(yè)建筑用電能耗及能源節(jié)約的研究

胡建軍

摘要：商業(yè)建筑因其自身特點，存在著電能消耗過大的現象，因此，對商業(yè)建筑電能消耗及能源節(jié)約進行研究，具有非常重要的意義。本文實選取廣州某大廈為例，從商業(yè)建筑的用電能耗特點出發(fā)，分析和對比不同月份、不同用電設備的用電數據。結合氣候特點對室內外環(huán)境造成的影響，總結商業(yè)建筑的用電能耗特點。分析研究用電現狀后，從建筑物實際運營管理模式出發(fā)，提出了節(jié)能設計和設備選型的節(jié)能方案，為商業(yè)建筑的用電節(jié)能工作提出科學性和實際性建議。

關鍵詞：商業(yè)建筑;用電能耗;能源節(jié)約

我國建筑在建設過程中能源浪費比較嚴重，再加上近些年工程建設數量快速增加，造成建筑耗能總量居高不下。因此，國家出臺政策，大力推進綠色建筑，以期達到節(jié)約能源的目的。在此情況下，各大地產開發(fā)商也積極響應國家政策，從項目建設的各個環(huán)節(jié)積極減小能耗，提高能源的使用率，盡最大可能減少建筑的能耗損失。從目前我國的發(fā)展情況來看，減少建筑工程建材的浪費，不僅是社會經濟發(fā)展的需要，而且是維持大自然生態(tài)平衡的需要。然而建筑工程在建設過程中涉及的耗能類別非常多，實現建筑的節(jié)能并不是一件簡單的事情。在所有耗能類別中，電能消耗所占的比例最大，由此可見降低建筑能源消耗的重要工作之一就是優(yōu)化建筑電氣設計。因此，對耗能較高的商業(yè)建筑用電能耗進行研究，無論對綠色建筑的發(fā)展還是對國家社會經濟的發(fā)展，都具有非常重要的理論意義和現實意義。

一、商業(yè)建筑用電能耗特點分析

在我國，大型商業(yè)建筑的結構特點和能耗特點非常鮮明，單體建筑的層面積偏大，并且設計結構非常復雜，運營過程中各類用電設備也繁多。相對于其他類型的大型公共建筑，商業(yè)建筑的用電能耗非常大。本文以廣州某大廈為例。

（一）系統龐大

廣州某大廈建筑總面積高達近3萬㎡，對于用電的需求量非常大，并且電氣系統的各類系統都比較龐大。

（二）功能復雜

廣州某大廈在功能上包含的種類較多，比較復雜。不僅包括寫字樓辦公、餐飲，還包含附屬樓宇名店城商業(yè)街、健身活動中心、職工餐廳等。同時，在進行電氣設計時，還需要考慮到項目中包含的各類智能監(jiān)控、安防系統等。諸多的功能，使得其用電耗能較大。

（一）建筑概況

本文研究對象為廣州某大廈，總建筑面積近3萬m2，大廈1-3樓外墻結構采用玻璃幕墻和混凝土墻的形式。4-20層是辦公寫字樓，人流量較大，因此照度設計等級高，空調負荷大;1層、2是餐飲，只有在用餐時間人流量大，因此照度設計等級低，空調負荷僅在用餐時間加大;附屬樓名店城商場，全年365天營業(yè)，全天營業(yè)時間為10：00-22：00，節(jié)假日期間會超過12h。廣州屬于海洋性亞熱帶季風氣候，以溫暖多雨、光熱充足、夏季長、霜期短為特征。全年平均氣溫21.9為攝氏度，一年中最熱的月份是7月、8月，月平均氣溫達28.7℃。

（二）建筑用電能耗的采集和分析

商業(yè)建筑能耗可分為兩類，一是建筑物本體，維持室內熱舒適程度在一定范圍內，所需要的供冷空調的能耗及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設備能耗;二是建筑物營業(yè)過程中的功能性需求能耗系統，包括照明插座系統、供排水系統、電梯系統、動力設備及辦公設備等。能耗分項計量技術分為三步：分項計量數據的采集、數據的傳輸與存儲、數據的統計分析。

（三）建筑典型月用電能耗的分析

根據能耗分項計量的方法，針對用電量最小月、最大月、中等月，分別選取典型季節(jié)的2月、8月份來作對比，分別對不同性質的設備用電情況進行分項統計。2月份該建筑總用電為242.44萬kW·h，其中照明插座及商場用電占44%，中央空調系統停機。冬季耗電量明顯較低，這是由于該建筑冬季無需供冷和供暖，所以用電量明顯下降。8月份用電高達730.92萬kW·h，是2月份的三倍用電量。

（四）該大型商場建筑的用電現狀

本文通過對廣州某大廈2019年的實際用電數據進行分析和處理，得出該大型商場目前的用電現狀，表現如下：

1、中央空調系統的用電能耗隨著季節(jié)的變化，表現出較大的差異，而其他用電設備系統的用電能耗相對比較穩(wěn)定。

2、該大廈的用電特點是，每年的1-4月和11-12月至用電量最少，5-10月炎熱的夏季用電量最多，其中6、7、8、9月用電量最大，4、11月溫和的過渡季用電量中等，用電曲線圖如下：

在季節(jié)變化的典型月份中最大用電量的分項設備分別是中央空調、照明插座及商場商業(yè)用電，分別占該典型月份總用電量的67%、63%。

3、在2019年中，該大廈的全年平均能耗指標是237W·h/（m2·a），與天津市的大型商場類建筑的能耗指標（平均值為211.26kW·h/（m2·a））進行對比，處于平均水平。與重慶的能耗密度平均值222.48kW·h/（m2·a）相比，處于一個水平。與北京的能耗密度平均值216kW·h/（m2·a）[8]相比，基本持平。這與當地經濟狀況、氣候條件、人口密度、調研年份和所取樣本有關，但可反映出大致情況。

三、商業(yè)建筑節(jié)能方案分析

（一）節(jié)能設計

商業(yè)建筑的電氣設計在根據建筑的實際情況進行最合理供電方案的同時，還要確保人性化的節(jié)能設計，以滿足現代社會的綠色建筑設計要求。這樣對于運行時間上差別較大的負荷，需要對它們進行錯峰設計，以便降低建筑供電系統的裝機容量。對于季節(jié)有選擇性的負荷，也需要進行特殊設計。中央空調的機組搭配，離心機組與螺桿機組進搭配，在夜晚以及每年的4月、11月供冷負載較小時，可以使用螺桿機組進行供冷，夏季及供冷需求量較大時使用離心機組供冷。再比如空調負荷一般在夏季使用，而冬季節(jié)不使用，就需要對空調機組單獨的變壓器，這樣做主要是減少春秋季節(jié)變壓器空載對電能的不必要損耗。對沒有季節(jié)性要求的符合，比如說商業(yè)建筑內的電梯、扶梯等，這些需要進行采用永磁同步電機變頻控制，以減少電能的損耗。對大面積需要照明的場所在設計過程中也要進行節(jié)能控制，比如車庫、室外夜景照明、環(huán)境景觀照明等，都可以采用定時開關或者亮度控制方式，節(jié)能電能使用。

（二）設備安裝與選型

商業(yè)建筑進行電氣設計時，對于變壓器的選擇也是非常重要的，在滿足投入成本的前提下，最好選用節(jié)能型的干式變壓器。建筑內的一般照明燈具選用節(jié)能型的熒光燈、節(jié)能筒燈等。除了這些，變電所的選址也最好是接近負荷中心，特別是距離制冷機房較近，主要是為了便于制冷機房和變電所的管理。消防控制室和監(jiān)控室在設計時也盡可能地距離較近，同樣是為了方便管理。

結語：本文對廣州某大廈建筑進行實地調研，通過能耗分項計量的方式采集到該大型商場建筑的用電能耗數據，并對全年和典型月份的能耗數據進行分析，得出了該大型商場建筑的節(jié)能方案，從而提高了該商場的能源利用率。

參考文獻：

[1]龍惟定.我國大型公共建筑能源管理的現狀與前景[J].暖通空調，2017，（4）：19-23.

[2]楊璐，嚴永紅.重慶商場類建筑能耗調查與節(jié)能設計分析[J].重慶大學學報，2015，（8）：33-36.

[3]江億.我國建筑能耗狀況及有效的節(jié)能途徑[J].暖通空調，2015，35（8）：64.

[4]清華大學建筑節(jié)能研究中心，大型公建節(jié)能“新政”（之八）——大型公建用電分項計量與實時分析系統我國建筑能耗狀況及有效的節(jié)能途徑[J].建設科技，2017，（18）：24-27.