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择要

以上海地域某办公建设为例，基于EnergyPlus能耗模仿，讨论了围护构造本能提拔温暖通空调系统优化这2条节能技艺门路对夏热冬冷地域办公建设低沉供暖空调度年能耗的灵验性。结束阐明：围护构造本能提拔的节能潜力较小，经济性较差；纯真抬高围护构造保温隔热本能并不能保证低沉建设年耗冷量，应归纳剖析整年供热供冷能耗断定围护构造优化盘算参数。暖通空调系统优化的节能潜力较大，经济性较好；与基准计划比拟，欺诈天然冷源降和气举动节能2项技艺法子后整年耗冷量、耗热量可离别低沉34.59%和23.43%,年供热供冷费可低沉29.78%。

关键词

建设能耗办公建设夏热冬冷地域技艺门路供暖空调度能

做家

曹荣光1董书芸2宋孝春1何海亮1周鹏3

（1.华夏建设盘算探索院有限公司2.华夏地铁工程征询有限负担公司3.山东省滨州市策划盘算探索院有限公司）

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引言

跟着城镇化的连接推动，华夏建设总量连接增进，在—年期间，办公建设以20亿m2的增进量居种种大众建设绝对增进量之首，况且其增量跟着消息、金融等学问浓密型资产的陆续进展仍将连接补充。办公建设对室内处境的请求高，为了寻找安宁的办公处境和做事效率，办公建设的供暖空调欺诈率远高于别的建设。建设能耗将在较永劫间内坚持刚性增进趋向，建设节能被觉得是华夏实行年碳排放达峰目方向关键。跟着办公建设范围总量及动力耗费的陆续增进，办公建设供暖空调系统节能降耗已成为建设节能的要紧一环。

低沉供暖空调系统整年能耗的技艺门路紧要有2条：一是提拔围护构造的保温隔热本能，采取被迫式法子低沉供暖空调负荷；二是优化供暖空调系统，尽或者多地欺诈太阳能、风能、地热能等可复活动力及室外天然冷源等，同时巩固举动节能，采取积极式法子提拔系统能效，低沉供暖空调系统整年能耗。

供暖空调系统能耗与建设所处室外景象前提瓜葛很大。我国夏热冬冷地域紧要包罗经济发财的长江流域，该地域人丁密度大，办公建设数目大、能耗高。该地域景象特点为夏令盛暑，冬日湿冷，气温日较差小；建设热工盘算法则为务必知足夏令防热请求，合适分身冬日保温。夏热冬冷地域办公建设夏令有空调需要，冬日有供暖需要。

本文的探索宗旨为夏热冬冷地域的办公建设，以上海地域适合大众建设节能盘算准则的某办公建设为例，基于EnergyPlus能耗模仿，讨论围护构造本能提拔温暖通空调系统优化这2条节能技艺门路对该地域办公建设低沉供暖空调度年能耗的灵验性，在“双碳”宗旨后台下为该地域办公建设将来进一步低沉供暖空调能耗技艺门路的取舍供给参考。

1建设概略示例建设如图1所示，为超高层办公建设及裙房，总建设面积m2，此中空调区建设面积m2，建设高度.5m。

1.1围护构造参数

遵循盘算图纸，统计建设围护构造各紧要部位参数，如表1所示。遵循GB—《大众建设节能盘算准则》对夏热冬冷地域办公建设围护构造的热工盘算请求，紧要围护构造部位的传热系数取值以下：外墙0.60W/（m2·K），外窗1.80W/（m2·K），屋面0.40W/（m2·K）。太阳得热系数SHGC（东、南、西向/北向）为0.24/0.30。

1.2室内空气盘算参数

建设室内空气盘算参数取值以下：空调期，温度26℃，相对湿度50%，比焓53.3kJ/kg；供暖期，温度20℃，相对湿度30%，比焓31.3kJ/kg；新风量30m3/（人·h）。

1.3室外空气盘算参数

上海地域室外景象参数依照EnergyPlus景象数据库采选，起源为CSWD（ChineseStandardWeatherData）。空调期为每年的4月1日至10月15日，合计d。空调期室外逐时温度、逐时比焓离别见图2、3。由图2看来，在空调期的多个功夫段，室外气温低于室内盘算值（26℃），此时室内向室外扬热，这阐明巩固围护构造保温并不能连接低沉围护构造冷负荷。由图3看来，在空调期的多个功夫段，室外比焓低于室内盘算值（53.3kJ/kg），此时也许经过大批欺诈室外新风，充足欺诈天然冷源低沉空调负荷。供暖期为每年的12月1日至次年的3月1日，合计90d。供暖期室外逐时温度、逐时比焓离别见图4、5。也许看出，供暖期室外气和气室外比焓根底全数低于室内盘算值，这阐明巩固围护构造保温及保持建设最小新风量也许连接低沉供暖能耗。

1.4别的能耗盘算关联参数

室内照明功率密度：9.0W/m2；电气做战功率密度：15.0W/m2；人员密度：8m2/人（按空调面积计）。该办公建设空调系统逐时开启率见表2。在做事日08：00—18：00个别上班功夫，空调系统全数开启；周末（节沐日）末尾做战开机率为30%；夜晚19：00—07：00，空调系统平衡开机率为10%。

1.5供暖空调系统盘算

1）空调冷热负荷。遵循GB—《民用建设供暖透风与空气调度盘算标准》中列出的上海地域室外盘算参数盘算该办公楼的空调盘算冷热负荷，结束见表3。2）冷热源。空调冷源采取水冷式电制冷冷水机组，制冷机房位于地下2层，配置3台冷水机组，单台制冷量为kW（rt）；同时配置响应冷水泵、冷却水泵、冷却塔等附庸做战。冷却塔配置于裙屋宇面。冷水机组供给的冷水供回水温度为6℃/12℃；冷却水供回水温度为32℃/37℃。空调供暖热源采取3台燃气真空开水汽锅，单台容量kW，盘算供回水温度60℃/45℃，汽锅热效率90%；汽锅房位于地下1层，同时配置响应开水泵、补水定压系统等附庸做战。3）末尾空调系统。该办公楼内大众大空间房间如首层进口大厅、多功效厅、餐厅等采取双风机全空气变风量空调系统，过渡时令可敞开空召回风，欺诈崭新风降温。全空气空调系统盘算总新风量为m3/h，盘算总送风量为m3/h。每层的大众地域走道、小会议室、小办公室、开敞办公空间等房间采取风机盘管加新风系统，新风机组设转轮式全热热回收，齐集设于空调机房内。新风系统盘算总新风量为m3/h。过渡时令崭新风运转时的总风量为全空气系统总送风量和新风系统总新风量之和：m3/h+m3/h=m3/h。

1.6动力代价

1）电力。电力代价实行峰谷分时电价，峰时段为06：00—22：00，谷时段为22：00—06：00。电价分夏令和非夏令两部：7—9月为夏令，峰时电价为0.元/（kW·h），谷时电价为0.元/（kW·h）；别的9个月为非夏令，峰时电价为0.元/（kW·h），谷时电价为0.元/（kW·h）。2）天然气。天然气低位热值为kJ/m3，代价为3.87元/m3。2低沉供暖空调度年能耗的技艺门路

2.1节能降耗技艺门路

影响供暖空调度年能耗的要素也许区分为围护构造本能温暖通空调系统能效两方面要素，围护构造本能方面包罗窗墙面积比、窗户传热系数、墙体传热系数等影响要素，暖通空调系统能效方面包罗空调系统型式、室内参数设定等影响要素。为了剖析供暖空调度年能耗对上述单个影响要素或归纳几个影响要素的敏锐性，本文创建了8个对照如案，见表4。为了归纳剖析对照上述影响供暖空调度年能耗的要素，本文畴昔述盘算计划（实行GB—《大众建设节能盘算准则》）做为基准计划，编号为计划0。在围护构造本能提拔方面拟定了4个对照计划，编号为1-1~1-4：比拟如案0，计划1-1仅将窗墙面积比减小20%，减小了窗户面积，增大了墙得体积，由于窗户的传热系数个别比墙体大，因此此计划整个抬高了围护构造的保温隔热本能。比拟如案0，计划1-2仅将窗户传热系数减小20%，巩固了窗户的保温隔热本能。比拟如案0，计划1-3仅将墙体传热系数减小20%，巩固了墙体的保温隔热本能。比拟如案0，计划1-4归纳了计划1-1~1-3的节能法子，整个巩固了围护构造的保温隔热本能。在暖通空调系统优化方面拟定了3个对照计划，编号为2-1~2-3：比拟如案0，计划2-1将末尾空调系统由原盘算的”风机盘管加新风系统”全数改成”全空气空调系统”，盘算新风量稳固，总新风量为m3/h+m3/h=m3/h；更正部份的送风量为m3/h，总送风量为m3/h+m3/h=m3/h。过渡时令崭新风运转时的室外新风量相对补充了m3/h-m3/h=m3/h，空调建设面积按m2计，单元面积送风量由4.8m3/h补充至17.3m3/h，为计划0的3.58倍，大大补充了过渡时令欺诈的室外天然冷源量。比拟如案0，计划2-2将夏令室内温湿度参数调度为27℃、60%，温度抬高1℃，相对湿度补充10%；冬日室内温湿度参数调度为18℃、30%，温度低沉2℃，相对湿度坚持稳固。计划2-2经过调度室内空调参数设定值来模仿人的调度举动对供暖空调能耗的影响；夏令跟着室内温湿度设定值的抬高，空调系统也许更多地欺诈室外新风降温；冬日跟着室内温度设定值的低沉，也许低沉热负荷，裁减供暖能耗。比拟如案0，计划2-3归纳了计划2-1和2-2的节能法子，空调系统也许更多地欺诈室外新风降温，充足欺诈室外天然冷源。本文经过盘算上述各计划的供暖空调度年能耗，以计划0做为基准计划，别的计划离别与其施行对照剖析，断定各节能降耗技艺门路的灵验性，为该地域办公建设低沉供暖空调能耗技艺门路的取舍供给参考。

2.2基准计划的整年能耗

EnergyPlus软件紧要用于建设能量特点模仿与负荷盘算，它汲取了DOE-2和BLAST软件的好处，并具备良多新的功效。遵循本文第1章列出的建设消息参数，采取EnergyPlus9.5.0软件施行整年能耗模仿。基准计划（计划0）的供冷能耗以下：最大冷负荷.83kW，空调面积冷目标89.0W/m2；总供冷量.03万kW·h，单元面积供冷量71.72kW·h/m2；总耗电量.95万kW·h，单元面积耗电量16.26kW·h/m2；总花费81.36万元，单元面积花费12.85元/m2。各项每日盘算结束见图6~8。基准计划（计划0）的供暖能耗以下：最大热负荷.90kW，空调面积热目标43.2W/m2；总供热量.44万kW·h，单元面积供热量16.18kW·h/m2；总耗度量11.38万m3，单元面积耗度量1.80m3/m2；总耗电量0.85万kW·h，单元面积耗电量0.13kW·h/m2；总花费44.68万元，单元面积花费7.06元/m2。各项每日盘算结束见图9~12。

2.3优化计划的整年能耗

遵循本文第1章列出的建设消息参数及各计划的盘算参数，采取EnergyPlus9.5.0软件对上述优化计划1-1~1-4、计划2-1~2-3施行整年能耗模仿，各计划供冷整年运转参数见表5，供暖整年运转参数见表6，整年总运转费见表7。

2.4节能降耗技艺门路对照

2.4.1供冷工况

空调供冷工况下各计划的运转参数对照见表5，犹以下紧要论断：1）盘算冷负荷方面，与计划0比拟，除计划2-1外，别的优化计划均能低沉盘算冷负荷。在室外盘算前提下，围护构造保温隔热本能的抬高裁减了外界传入室内的热量，低沉了盘算冷负荷；室内盘算温湿度参数的抬高减小了室外盘算前提下的室表里温差和比焓差，低沉了盘算冷负荷。2）整年供冷量方面，与计划0比拟，计划1-2、计划1-3的整年供冷量补充。减小窗户和墙体的传热系数，即使也许低沉室外盘算前提下的冷负荷，但也同时裁减了室外温度低于室内温度时室内向室外的散热量（见图2），两相对照，该项宗旨年供冷量反而补充。巩固围护构造保温隔热本能并不能保证低沉整年供冷量。空调系统优化盘算关于整年供冷量影响很大。比拟如案0，包罗全数围护构造节能法子的计划1-4的整年供冷量仅低沉了3.37%，而仅经过采取全空气系统抬高整年天然冷源欺诈量的计划2-1低沉了4.95%。比拟如案0，经过末尾空调参数的调度，计划2-2的整年供冷量低沉了24.39%；归纳空调系统体例和末尾空调参数的调度，计划2-3的整年供冷量低沉了34.59%。空调系统优化盘算和运转具备较大的节能潜力。3）供冷工况下，围护构造优化盘算的经济性较差，空调系统优化盘算的经济性较好。简洁剖析冷源系统的年供冷费支拨，围护构造优化的投资大、收益小，空调系统优化盘算的投资小、收益大。

2.4.2供暖工况

供暖工况下各计划的运转参数对照见表6，犹以下紧要论断：1）盘算热负荷方面，与计划0比拟，除计划2-1外，别的优化计划均能低沉盘算热负荷。在室外盘算前提下，围护构造保温隔热本能的抬高裁减了室内热损失，低沉了盘算热负荷；室内盘算温度的低沉减小了室外盘算前提下的室表里温差，低沉了盘算热负荷。2）整年供热量方面，与计划0比拟，除计划2-1外，别的优化计划均能低沉年供热量。在供暖期室外温度根底全数低于室内温度（见图4），因而巩固围护构造保温隔热本能和低沉室内盘算温度均能低沉热负荷，低沉年供热量。在供暖期由于室外比焓根底全数低于室内比焓（见图5），空调系统采取最小新风量运转，计划0和计划2-1的年供热量相等。巩固围护构造保温隔热本能也许低沉整年供热量。空调系统优化盘算关于整年供热量影响很大。比拟如案0，包罗全数围护构造节能法子的计划1-4的整年供冷量仅低沉13.19%；而经过末尾空调参数的调度，计划2-2的整年供热量低沉了23.43%。空调系统优化盘算具备较大的节能潜力。3）供暖工况下，围护构造优化盘算的经济性较差，空调系统优化盘算的经济性较好。简洁剖析热源系统的年供热费支拨，围护构造优化的投资大、收益小，空调系统优化盘算的投资小、收益大。

2.4.3整年总运转费

各计划整年总运转费对照见表7，犹以下紧要论断：1）围护构造优化盘算的经济性较差。遵循表1，该项目围护构造总面积为.59m2，按投资补充30元/m2计，计划1-4需补充投资.83万元，每年仅节用花费8.80万元，静态投资回收期达14.19a，投资经济性差。2）空调系统优化盘算运转的经济性较好。在根底不补充系统投资的情状下，仅经过系统优化运转，计划2-3年节用花费37.53万元，具备较好的经济效力。3

论断

1）夏热冬冷地域办公建设，在现行GB—《大众建设节能盘算准则》的根底上持续抬高围护构造保温隔热本能，并不能保证低沉建设年耗冷量。关于详细工程能否采取此项技艺法子低沉供暖空调度年能耗，应连合建设使努力能和本地室外景象参数施行整年能耗模仿评价，经技艺经济剖析后施行计划。

2）夏热冬冷地域办公建设，经过空调系统优化盘算和运转具备较大的节能潜力。空调系统在盘算中应尽可能采取全空气系统以抬高过渡时令新风量，充足欺诈天然冷源降温；在运转中应遵循人们的自己安宁需要，及时调度室内空调参数的设定值，夏令跟着室内温湿度设定值的抬高，空调系统也许更多地欺诈室外新风降温；冬日跟着室内温度设定值的低沉，也许低沉热负荷，裁减供暖能耗。

3）裁减室内灯光做战发烧量、增设行动外遮阳及采取环保高效冷热源系统等技艺法子是低沉建设冷热需要、抬高系统能效、裁减碳排放的灵验门路，一样合用于夏热冬冷地域办公建设。综上，在“双碳”宗旨后台下，夏热冬冷地域办公建设将来进一步低沉供暖空调能耗的技艺门路，应首选空调系统的优化盘算和运转，抬高冷热源系统能效，充足欺诈室外天然冷源降和气举动节能；同时连合低沉室内灯光做战发烧量、增设行动外遮阳等技艺法子，低沉建设冷热需要。本文引用格式：曹荣光，董书芸，宋孝春，等．夏热冬冷地域办公建设低沉供暖空调能耗的技艺门路［Ｊ］．暖通空调，，52（1）：81-87．

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