某商業(yè)建筑DeST模擬與負(fù)荷計(jì)算及運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比

張家瑤 高瑞凱

(安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230022)

0 引言

近年來(lái)我國(guó)能源消耗持續(xù)增長(zhǎng)，其中建筑能耗中的公共建筑能耗是重要組成部分，大型公共建筑單位建筑面積折合電耗為70 kWh/(m2·年)～300 kWh/(m2·年)，商業(yè)綜合體建筑是大型公共建筑中的典型高能耗建筑，研究商業(yè)建筑冷熱源選型配置及運(yùn)行情況，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)發(fā)展具有重大意義。

1 項(xiàng)目概況

該商業(yè)建筑位于安徽省合肥市，建筑地下2層，地上7層，地下建筑面積34 000 m2，地上建筑面積為62 000 m2；建筑總面積為96 000 m2，空調(diào)面積約50 000 m2，建筑高度42.66 m。地下1層為超市，地下2層為機(jī)械停車(chē)庫(kù)，地上1層～6層均為商場(chǎng)，7層為電影院。

2 負(fù)荷計(jì)算及機(jī)組選型

采用鴻業(yè)負(fù)荷6.0對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，可得夏季設(shè)計(jì)日最大負(fù)荷時(shí)為16:00，總冷負(fù)荷8 788 kW，夏季冷指標(biāo)175 W/m2；最小負(fù)荷時(shí)為22:00，總冷負(fù)荷8 644 kW。由此可見(jiàn)，對(duì)于商業(yè)綜合體建筑，在設(shè)計(jì)日設(shè)計(jì)人數(shù)條件下全天負(fù)荷隨時(shí)間變化波動(dòng)極小。由于商業(yè)建筑空調(diào)負(fù)荷多為新風(fēng)及人員負(fù)荷，該部分負(fù)荷隨著工作日、周末及節(jié)假日變化波動(dòng)較大，考慮到運(yùn)行靈活性，設(shè)計(jì)選用1臺(tái)600RT及2臺(tái)900RT變頻離心冷水機(jī)組；建筑總熱負(fù)荷3 450 kW，冬季空調(diào)面積約45 000 m2(-1層超市部分冬季不制熱)，熱指標(biāo)76 W/m2，選擇兩臺(tái)1 800 kW換熱器。

3 DeST模擬與負(fù)荷計(jì)算比對(duì)

采用DeST-C建模進(jìn)行全年負(fù)荷模擬，DeST建筑模型詳見(jiàn)圖1。

取5月15日～9月15日為制冷季，共123 d繪制制冷季營(yíng)業(yè)時(shí)段負(fù)荷變化曲線詳見(jiàn)圖2，冷負(fù)荷最大值出現(xiàn)在8月23日下午18:00時(shí)，為9 279 kW。該項(xiàng)目配置的冷水機(jī)組總制冷量為8 370 kW，從DeST模擬出的冷負(fù)荷來(lái)看，大于機(jī)組配置的僅為12 h，滿足規(guī)范要求。

制冷季室外干球溫度變化曲線見(jiàn)圖3。

對(duì)空調(diào)單個(gè)制冷季負(fù)荷率匯總分析，可得制冷季的負(fù)荷率分布如下(見(jiàn)表1)：

表1 制冷季冷負(fù)荷的負(fù)荷率分布表

空調(diào)負(fù)荷率為76%～100%的運(yùn)行時(shí)間為170 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的11%；

空調(diào)負(fù)荷率為61%～75%的運(yùn)行時(shí)間為194 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的12.6%；

空調(diào)負(fù)荷率為36%～60%的運(yùn)行時(shí)間為461 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的30%；

空調(diào)負(fù)荷率為25%～35%的運(yùn)行時(shí)間為172 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的11.2%；

空調(diào)負(fù)荷率為0%～25%的運(yùn)行時(shí)間為531 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的34.5%；

空調(diào)負(fù)荷率大于100%的運(yùn)行時(shí)間為12 h，占制冷季空調(diào)運(yùn)行時(shí)間的0.7%。

空調(diào)負(fù)荷率不大于60%的時(shí)間占制冷季空調(diào)總運(yùn)行時(shí)段的75%，機(jī)組選型配置滿足使用需求且能夠達(dá)到靈活調(diào)節(jié)的目的。根據(jù)相關(guān)設(shè)備廠家的選型報(bào)告，變頻離心機(jī)組在30%～60%運(yùn)行時(shí)效率最高，60%～70%及30%以下時(shí)效率次之，但均高于設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行效率，該選型配置下機(jī)組大部分工作時(shí)段都可在高效區(qū)進(jìn)行運(yùn)行，有良好的節(jié)能效果。

4 DeST模擬與運(yùn)行數(shù)據(jù)比對(duì)

該項(xiàng)目于2018年9月30日進(jìn)行試營(yíng)業(yè)，項(xiàng)目建成投入使用后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行了回訪，由于現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)安裝問(wèn)題始終未能供電，僅有人工抄表記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，此處僅摘取記錄表中某一周市政熱網(wǎng)熱表讀數(shù)，見(jiàn)表2，并對(duì)相同日期下DeST模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行截取，模擬結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表2 某一周市政熱網(wǎng)熱表讀數(shù) GJ

表3 相同日期DeST模擬熱負(fù)荷數(shù)據(jù) kW·h

根據(jù)DeST模擬，供暖季某一周耗熱量為2.07×105kW·h，項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行記錄耗熱量為2.95×105kW·h，模擬估算值與實(shí)際運(yùn)行值略有偏差。考慮到截取時(shí)段包含12月12日前后，商場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模促銷(xiāo)活動(dòng)，導(dǎo)致客流量明顯偏大，新風(fēng)負(fù)荷增加，同時(shí)促銷(xiāo)活動(dòng)時(shí)營(yíng)業(yè)時(shí)間也略有延長(zhǎng)，所以導(dǎo)致運(yùn)行總能耗較平時(shí)偏高，同時(shí)也不排除氣象條件差異較大的可能。

2018年冬季供暖季，第一次抄表為2018年12月8日155.4 GJ，最后一次抄表為2019年2月9日6 607 GJ，共63 d，一次側(cè)表計(jì)用熱量為6 451.6 GJ，合1.792×106kW·h；統(tǒng)計(jì)12月8日～2月9日營(yíng)業(yè)時(shí)段DeST模擬熱負(fù)荷數(shù)據(jù)，得總耗熱量約為1.79×106kW·h，63 d供暖季項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)與模擬估算值基本吻合，可見(jiàn)DeST模擬對(duì)建筑物全年能耗估算具有很好的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目基于鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，并運(yùn)用DeST模擬計(jì)算全年負(fù)荷，分析負(fù)荷分布情況，對(duì)冷熱源選型結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，機(jī)組選型配置滿足使用需求且能夠達(dá)到靈活調(diào)節(jié)的目的，大部分工作時(shí)段都可在機(jī)組高效區(qū)進(jìn)行運(yùn)行，有良好的節(jié)能效果。同時(shí)，采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，與模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)設(shè)備選型合理、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，由本項(xiàng)目模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)的比較可以看出，利用DeST模擬對(duì)建筑物全年能耗估算、分析負(fù)荷分布情況、制定系統(tǒng)全年運(yùn)行預(yù)案具有很好的指導(dǎo)意義。