PDF《上海公共建筑 能耗现状及节能潜力分析》

上海公共建筑 能耗现状及节能潜力分析 同济大学 龙惟定 潘毅群 范存养 许雷天津大学 胡欣提要 根据上海地区办公楼、 商办楼、 宾馆和商厦能耗调研的数据 ,对上海公共建筑空调 能耗的现状作了评价.

认为上海建筑用能水平较低 ,用能不尽合理.提出用系统能量效率比 用单位面积平均一次能耗量作为建筑节能的评价指标更为合理. 关键词 建筑节能 空调 能耗 An a l ysis of e n erg y c o ns u m p ti o n st a tus a n d e n erg y effi c i e n c y p ot e nti a ls i n c o m m erc i a l b uil di n gs of Sh a n g h a i By Long Weiding , Pan Y iqun , Fan Cunyang , Xu Lei and Hu Xin Abs t r a c t Ac c o r di ng t o t he a udi t d a t a of e ne r g y c ons ump t i on i n of f i c e , ho t e l a nd c omme r c i a l buil di ngs , a s s e s s e s t he e ne r g y c ons ump t i on s i t ua t i on of a i r c ondi t i oni ng s ys t e ms i n l a r g e buil di ngs of S ha ngha i . P oi nt s out t ha t t he l e ve l of buil di ng e ne r g y us e i s l ow e r a nd t he us e of e ne r g y i n s ome a s p e c t s i s unr e a s ona bl e. P r op os e s us i ng t he s ys t e m e ne r g y e f f i c i e nc y a s a n i nd e x i n a s s e s s me nt of buil di ng e ne r g y c ons e rva t i on , whi c h i s b e li e ve d t o b e mo r e r a t i ona l t ha n t he a nnua l a ve r a g e p rima r y e ne r g y c ons ump t i on va lue p e r uni t a r e a . Ke yw o r ds buil di ng e ne r g y e f f i c i e nc y , a i r c ondi t i oni ng , e ne r g y c ons ump t i on 龙惟定 ,男,1946 年11 月生 ,工学硕士 ,教授 ,系主任

200092 上海市赤峰路

71 号同济大学南校区 (021)

65980595 E2mail : icetju @ online. sh. cn 收稿日期 :1998 -

02 -

08 1 概述

1992 年小平同志视察南方之后 ,上海的城市建设以令 全世界惊叹的速度迅速发展 ,浦东的开发开放又给了上海 前所未有的机遇.上海将自己的发展目标定位在国际经 济、 金融和贸易中心 ,努力成为国际一流城市.新建筑如雨 后春笋般拔地而起.如果以

8 层以上的建筑作为高层建 筑 ,则

10 年间上海高层建筑的幢数增长了十几倍.截至

1996 年底 ,上海已有高层建筑

1 904 幢 ,建筑面积达

2 740 万m2 [1 ] . 新建公共建筑一般都设有中央空调、 电梯、 消防等现代 建筑设备.另外 ,一些旧有公共建筑在改建或装修中也增 加了中央空调系统.规模较小的银行、 商店、 饭店、 娱乐场 所和营业性办公室中柜式空调的普及率几乎达百分之百. 截至

1996 年底 ,上海城市居民住宅中每百户已拥有家用空 调器

50 台 ,有的还在向一户多台发展.这些都给上海的能 源供应尤其是电力供应带来沉重的压力. 另一方面 ,上海又是一个能源匮乏的城市 ,所需的一次 能源大多由其他省市输入.上海与全国一样 ,能源结构中 原煤所占比重很大 , 八五 期间约占总能耗的

69 % ,1995 年全市用煤量为

3 523 万t.因此 ,煤炭的运输挤占了上海 铁路和海运的大量运力. 与全国的情况相同 ,上海的能源消费主要还在工业方 ・

3 1 ・ 暖通空调 HV&

AC 专题研讨 面.1996 年上海的建筑耗能占总能耗的比例为 13.

2 % ,比1994 和1995 年分别增加了 0.

8 和1个百分点. 以往 ,上海的电力供需矛盾一直较突出.1996 年 ,上 海电力工业年发电量为 428.

64 亿kWh ,全市共消耗电力 405.

26 亿kWh ,其中城乡居民生活用电约 34.

80 亿kWh. 基本上达到平衡.上海的电力消费弹性系数低于全国水平 图1上海和全国的电力 消费弹性系数 (见图 1) .这说明上海的产 业结构调整取得了成效 ,一 些新兴的低能耗、 知识密集、 附加值高的产业成为上海经 济发展的增长点.同时也说 明 ,由于上海房地产市场发 展相对滞后 ,新建建筑的出 租出售率较低 ,因此 ,建筑耗 能尚未形成气候. 另一方面 , 上海的夏季 高峰日用电量逐年攀升 ,日 供电的峰谷差也逐年拉大(见图 2) ,可以认为 ,夏季高峰用 电量的形成主要来自于建筑耗能(特别是空调耗能) . 图2上海的高峰用电量和供电峰谷差 (1998~2000 年数字为预测值)

2 上海的公共建筑空调系统现状 在公共建筑能耗中 ,空调能耗占了最大比例.因此 ,建 筑节能的主要对象是空调节能. 笔者曾对上海

200 幢高层建筑作过调查[2 ] .这200 幢 高层的用途分布见图 3. 图3上海

200 幢高层建筑的用途分布 这200 幢高层公 共建筑的空调冷热源 方式及所使用的各种 能源品种的百分比见 表1. 根据对这

200 幢 大楼的统计 ,平均的空调装机冷量为

127 W/ m2 .和日本 的情况相比 ,在东京

213 幢高层建筑中的调查结果表明 ,空 调平均装机冷量为 112.

8 W/ m2 .就是说 ,上海的平均空 调装机冷量比东京要大 12.

6 %.上海的夏季干球温度比 东京平均高

1 ℃,而湿球温度基本相同 ,见表 2. 气象条件的差异导致上海建筑围护结构传热负荷和新 风负荷各比东京增加

12 %左右.但在大型公共建筑 (尤其 是高层建筑) 中 ,围护结构导热负荷在总负荷中所占份额很 小 ,即使加上新风负荷 ,估计上海建筑的总负荷仅比东京大

3 %~4 %.按照日本空气调和・ 卫生工学会

1993 年颁布的 设计标准 《冷热负荷简易计算法 ( HASS

112 - 1993) 》 [3 ] ,上 海的空调负荷只需在用东京气象条件计算的基础上乘以

1 . 07的修正系数 . 根据比较计算 ,日本 HASS112 -

1993 表1空调冷热源方式统计 驱动 能源 冬季热源 建筑 数量 比例 夏季冷源 建筑 数量 比例 油 燃油锅炉 区域供热 DH 直燃式机组

70 18

4 46.

0 锅炉2吸收式机组 DH2吸收式机组 直燃式机组 热电联产(燃油)

14 8.

5 3.

5 1 13.

7 气 直燃式机组 燃气锅炉 热电联产 7.

5 7

1 7.

8 直燃式机组 热电联产(燃气) 7.

5 0.

5 4.

0 电 电锅炉 空气热源热泵 分体式或 VRV

21 60.

5 6 43.

7 电动式制冷机 空气热源热泵 分体式或 VRV 106.

5 50

6 82.

3 煤 燃煤锅炉

5 2.

5 注 :由于有些建筑采用复合能源 ,建筑物的数量以 0.

5 计算. 表2上海与东京空调设计条件的比较 下列不保证率下的 设计干球温度/ ℃

1 % 2.

5 %

5 % 平均日较差 下列不保证率下的 设计湿球温度/ ℃

1 % 2.

5 %

5 % 上海34

33 32

9 27

27 27 东京33

32 31

8 27

27 26 标准实际上还是偏安全的.由此看来 ,在空调负荷计算这 一环节上 ,上海高层建筑的设计冷量普遍偏大. 上海的高层建筑空调装机冷量根据建筑面积的大小也 图4建筑面积与冷源冷量的关系 有所不同.在我们........