綠色建筑的節能改造方案
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該科技大廈設計資料、前期資料、施工過程資料、產品及設備的檢驗報告等各項資料保存較為完備，從設計上來看，滿足北京市當年施行的各項標準。按照北京市地方標準DB11/T825-2011《綠色建筑評價標準》進行逐條分析。節能一直是建筑行業的重點，也是實現綠色建筑的關鍵，根據大廈用能情況的分析，大廈的用能系統具有較大的改造空間，因此對科技大廈的綠色建筑節能改造，以節能改造為主，同時兼收經濟效益，本文將詳細闡述。
2對現有系統的節能分析及改造意見
通過查閱圖紙及相關資料，大廈的總體能耗不能滿足《綠色建筑評價標準》北京市地方標準DB11/T825-2011中條款的要求，且制冷機組的性能系統與能效比也較標準中低。下文將對大廈的用能情況及空調機組進行詳細分析，并提出適宜的改造方案。
2.1大樓的主要能耗組成
通過對圖1和圖2的比較，可以得出該大廈和北京典型公共建筑的能源組成的采暖空調能耗方面基本一致，照明和其他項，數據偏差較大。這是由于大廈只對研究總院的照明電耗有數據統計，而將外租戶的照明電耗計入其他未做具體統計；此外，本大廈是以科研為主的辦公樓，實驗儀器和設備較多，這部分用電都計入其他。
2.2照明系統分析
照明系統的研究對象是該大廈的科研辦公區域，以下涉及到的照明電耗不包括出租戶區域。大廈照明主要分為室外照明和室內照明，由于室外照明已大部分安裝LED燈，節能空間不大，不予考慮，重點關注室內燈光照明。室內主要區域（辦公區）的燈光照明以熒光燈為主，走廊、衛生間采用節能燈，大堂采用金屬鹵化物燈。通過兩周的實際調研，對調研結果進行統計計算，得出金隅科技大廈（除出租戶）照明電耗的匯總表。目前大廈的長明燈現象較為嚴重（達81%），且這種現象主要集中于辦公區，常明燈無形中浪費了大量的能源，治理這種現象一是通過行為節能，倡導人走燈關等節能行為，更有效的辦法是對照明系統進行節能改造。基于大廈的基本情況，針對上述問題對照明系統提出兩種改造方案。①將熒光燈換成LED燈；②改變控制方式，對辦公區的照明系統進行線路改造，充分利用自然采光，如靠窗的區域為一個控制區，在晴天10：00~15：00時可以關閉這個區域的燈；對走廊和廁所區域，采用紅外線感應器進行按需控制。
2.3空調系統能耗分析
為了研究該大樓的空調系統，于2012年7月5日~12日對大樓空調系統（空調冷凍水系統、冷卻水系統以及相應設備和供冷管路）進行調查統計，分析并提出相應的節能措施。
2.3.1空調系統主要設備組成
通過圖3、圖4比較可得，夏季空調季辦公樓空調系統的主要設備耗電的模擬值與實際值的分布比較基本一致。對大樓的空調系統進行計算機模擬是可行的，數據是具有參考價值的。冷機的電耗所占比重最大，其次是冷凍泵，最后是風機。這說明冷機高效運行對空調系統能耗影響很大。
2.3.2大廈空調系統分析
a.冷凍水、冷卻水系統對空調冷凍水系統和冷卻水系統的進回水溫度進行實際數據統計。冷凍水系統存在“大流量小溫差”的現象。冷卻水系統運行在合理范圍內。b.冷凍水循環泵該大廈的空調冷凍水系統中，有兩臺同型號的冷凍泵，其中每臺冷凍泵的性能參數見表3所示。但是，目前空調系統在實際運行過程中，只開啟一臺冷凍泵。通過以上三種冷凍泵選型方法比較分析（見表3）可以得出，循環冷凍水泵的流量可以選擇為280m3/h，根據冷源端損失10mH2O，末端空調設備損失10mH2O~15mH2O，故水泵揚程約為25mH2O，水泵揚程選為0.25MPa。水泵的流量和揚程為初選方案，后期應進一步對空調水系統檢測來確定水泵的流量和揚程。c.冷機分析本大樓空調系統的冷源是兩臺螺桿式多機頭壓縮機冷水機組（1392kW/臺），但是在日常運行過程中，通常情況下，開一臺冷水機組即可滿足負荷要求。通過對機組實際運行觀察以及計算機模擬分析，有53%的時間機組處于部分負荷率為10%~60%工況下高效運行，而還有11%的時間機組處于超滿負荷運轉，這樣對機組的壽命影響很大。圖5是計算機模擬和數據統計分析。可選用一臺小容量（600kW~700kW）螺桿式機組和一臺大容量（1400kW~1500kW）離心式機組。由于機組的制冷范圍較廣，一般可以超過額定制冷量的10%，因此，兩臺機組組合的極限制冷量為2310kW，可以滿足極端工況下空調負荷。由于現在尚未對機組進行進一步相關檢測，改造方案的可行性有待論證。
2.3.3提高空調系統性能降低能耗的改造方案
因水力平衡可在系統已安裝的設備中進行調節得以解決，所以不予贅述。重點是對冷凍水泵的選型進行節能分析。針對上文對空調系統的分析，提出兩種循環水泵改造方案以降低系統能耗，提高機組能效，第一種方案是在一臺循環冷凍水泵上安裝變頻器；第二種方案是將原先的泵換成一臺小泵（30kW,，280m3/h，0.25MPa），另一臺循環冷凍水泵（45kW，320m3/h，0.32MPa）在負荷需求量大時才開啟使用。方案一是對泵加變頻器來節省水泵能耗；方案二是增加一臺小容量的冷凍泵，原先的泵在空調高峰負荷時以備用。方案一的初投資較方案二大，節省費用較方案二少，回收期較方案二長。但是，以上兩種方案所得數據為理論模擬值，最終方案需要進一步對水系統進行檢測分析和參考工程實際經驗才能得出。
3結論
對該科技大廈做的節能分析，采用了實際調研和軟件模擬相結合的方法，通過對建筑能耗和空調系統能耗進行系統分析，得出以下結論：照明系統的改造可選擇更換LED燈及控制線路改造兩種方式，但是鑒于燈具更換初投資較高，回收期長，控制方式改造更具優勢。對于空調系統，可以從水泵和機組入手。對水泵可以加變頻裝置或更換適宜的泵，但這兩種方案的可行性有待于進一步檢測和實際工程經驗的驗證。至于機組的改造，由于機組自身的特殊性，改造要與設備廠家進行深度溝通，本文不予研究討論。對空調系統的水力平衡，可通過原有管路裝置對各支路進行平衡調節。通過軟件模擬，發現了設計中存在的一些設備選型過大的問題，同時可以采用軟件模擬方法，對暖通空調設計中設備選型以及空調系統形式進行優化設計，使空調系統在適宜的工況下運行，設備（水泵、風機等）在其高效區運行。節能后的收益還是比節能前要大得多，因此在不考慮其他條件的前提下，綠色建筑是未來市場所需求的，有利于經濟、社會、環境發展。
作者：游俊單位：北京建筑材料檢驗中心建材環保事業部節能檢測室
