天津生态城公屋展示中心全套电气施工图纸张

EnergyView能源管理系统整体解决方案xx生态城项目目录第一章概述1第二章设计基础数据4第三章太阳能光伏发电系统4第四章建筑能耗数据采集及分析4第五章建筑能耗分配控制策略4第六章能耗控制策略4第七章Energyview节能管理系统4第一章概述随着社会的发展,能源问题已经成为制约国民经济发展的重要因素,我国已经将节约资源作为一项基本国策。在我国的能源消费主体中,建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已经达到27.6%，建筑节能任重道远。一、零能耗建筑的定义零能耗建筑是指应用到现场和用可再生能源的能量来运作的建筑，使一年中现场产生能量的净额等于建筑所必须的能源净额。由于一年里不同时间段，建筑物所需能量与通过现场光伏发电产生的能量二者并不一致，因此，零能耗建筑只有与电网交换能量才能达到净能量的平衡。建筑运行总是优先使用自身可再生能源提供的能量，不足部分则从城市电网获取，并通过双向式净电电表计量，此时的建筑用电量为正。当可再生能源产生的能量高于建筑运行所需的能量时，多余的能量输送回电网，此时的建筑用电量为负。一年下来，如果正负电量抵消，则该栋建筑就是零能耗建筑，所以零能耗建筑其实是净零能耗建筑。二、工程概况xx生态城是中国、新加坡两国政府战略性合作项目，是继苏州工业园之后两国合作的新亮点。生态城市的建设显示了中新两国政府应对全球气候变化、加强环境保护、节约资源和能源的决心，为资源节约型、环境友好型社会的建设提供积极的探讨和典型示范。xx生态城公屋建设有限公司新建的xx生态城公屋展示中心工程，建设地点位于xx市xx生态城15号地公屋项目内。用地范围南侧为公屋项目，西北侧为和畅路，东北侧为和风路。本工程总用地0.809hm2，总建筑面积3467m2，其中地上两层3013m2，地下一层454m2，建筑总高度15m。建筑功能一部分为公屋展示、销售；另一部分为房管局办公和档案储存。机电设备机房位置：消防水池、消防水泵房、制冷制热机房及新风机房、空调机房、储能电池间等设于地下一层；弱电机房兼计算机房、网络布线机房、消防控制室等设于首层；逆变器室及配电间、消防水箱间等设于二层。建筑物屋顶设置光伏发电电池板和太阳能集热板。本工程的设计目标为零能耗的绿色公共建筑。通过被动式设计使建筑物耗能达到合理的极限，通过主动式设计提高设备能源使用效率，xx生态城公屋展示中心应用了一系列先进的节能降耗技术节能设备，配备了太阳能光伏发电、智能照明系统、节水灌溉系统、智能开窗系统、组合式空调系统、地源热泵技术等，通过被动的建筑设计和设备采用以及主动的节能管理方案和措施的设计规划，达到建筑物能耗降低的极限，打造生态城绿色公共建筑的典范。三、被动式零能耗技术选择被动式低能耗建筑的设计理念和技术核心是尽可能利用自然条件和环境，减少或不用化石能源，通过采取高效的节能措施，提高建筑物的保温性和气密性，减少室内热（冷）量的散失，并利用可再生能源实行采暖和制冷。其中地源热泵技术为先进的绿色能源技术，作为本项目的被动式零能耗的技术选择路线，其特点如下述。3.1地源热泵地源热泵是利用地下浅层地热资源，既能供热，又能制冷的一种环保型空调系统。它的工作原理是利用埋在土壤里的水循环管道，通过热泵机组的运转，冬天把地下的热能“取”出来向室内供热。夏天把地下的冷“取”出来向室内供冷。如果“冷”“热”的程度达不到要求，就用热泵机组“制冷”或“制热”，以满足需求。3.2地源热泵技术特点环保：使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；不需使用冷却塔，没有外挂机，不向周围环境排热，没有热岛效应，没有噪音；不抽取地下水，不破坏地下水资源。一机三用：冬季供暖、夏季制冷以及全年提供生活热水。使用寿命长：使用寿命20年以上，是分体式或窗式空调器的2~4倍。全电脑控制，性能稳定，可以电话遥控，可以进行温湿度控制和新风配送。3.3地源热泵优点3.3.1地源热泵技术属可再生能源利用技术，地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。3.3.2地源热泵属经济有效的节能技术地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。3.3.3地源热泵环境效益显著地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上。该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。3.3.4地源热泵一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。3.3.5地源热泵空调系统维护费用低在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。3.4地源热泵缺点当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，会受到当地地下水资源的制约，实际上地源热泵并不需要开采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不会对水质产生污染。四、太阳能光伏发电技术太阳能建筑的发展目标是充分利用太阳能满足建筑能源需求，降低建筑对于常规能源的消耗，光伏电池组件可以制成一种新型的建筑材料用于建筑物的屋顶或幕墙，成为建筑物的有机组成部分，光伏电池所产生的直流电，既可提供建筑自身需求，达到原地发电原地使用，从而实现建筑物的零能耗的目的，也可以通过逆变器转换为交流电并网到城市电网，对城市电网具有削峰填谷的作用。绿色能源与传统能源利用的比较示意图见图1.1。图1.1绿色能源与传统能源比较示意图太阳能光伏发电系统的运行方式可分为两类。即：独立运行和并网运行。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区。由于必须有蓄电池储能装置，所以整个系统的造价很高。图1.2独立运行的光伏发电系统示意图而在有公共电网的地区。经供电部门许可，光伏发电系统可与电网连接，采用并网运行方式。本项目按照并网发电考虑设计。太阳能并网发电技术简介太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。与离网太阳能发电系统相比，并网发电系统具有以下优点：（1）利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。（2）所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达３５％一４５％，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。（3）光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高、增加“卖点”。（4）分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。（5）可起调峰作用。联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。并网发电系统的原理及组成:太阳能电池发电系统是利用光生伏打效应原理制成的，它是将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。它主要由太阳能电池方阵和逆变器两部分组成。如下图所示:白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或将太阳能所发出的电经过并网逆变器直接为交流负载供电。图1.3并网发电原理图（1）太阳能电池组件一个太阳能电池只能产生大约0.5伏的电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把太阳能电池连接成组件。太阳能电池组件包含一定数量的太阳能电池，这些太阳能电池通过导线连接。如一个组件上，太阳能电池的数量是36片，这意味着一个太阳能组件大约能产生17伏的电压。通过导线连接的太阳能电池被密封成的物理单元被称为太阳能电池组件，具有一定的防腐、防风、防雹、防雨的能力，广泛应用于各个领域和系统。当应用领域需要较高的电压和电流而单个组件不能满足要求时，可把多个组件组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。（2）直流/交流逆变器将直流电变换成交流电的设备。由于太阳能电池发出的是直流电，而一般的负载是交流负载，所以逆变器是不可缺少的。逆变器按运行方式，可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统，为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统将发出的电能馈入电网。逆变器按输出波形又可分为方波逆变器和正弦波逆变器。太阳能电池组件性能比较目前市场上主要使用的太阳能电池有如下几大类：单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池。图1.4太阳能电池板不同种类的太阳能电池的转化效率各有差别，下表1.1是中国能源研究会和国家节能投资公司共同发布的《我国新能源与可再生能源的产业化发展研究》中太阳能光伏发电报告中的有关各种太阳能电池光电转换效率的对比表：表1.1中国各种太阳电池实验室研究的最高效率类型最高效率(％)面积(cm22)单晶硅电池14-151010(实用型型)多晶硅电池12-131010(实用型型)非晶硅电池8.61010从上表中不难发现，相同面积的不同种类太阳能电池中单晶硅电池的光电转换效率最高，同时单晶硅太阳能电池技术目前已经较成熟，商用化历史最长，本项目太阳能并网发电系统选择单晶硅太阳能电池方为发电组件。第二章设计基础数据一、设计依据：1.1《xx生态城绿色建筑评价标准》J11468-20091.2《xx生态城绿色建筑设计标准》J11548-20101.3《xx生态城绿色建筑评价技术细则》（xx市城乡建设和交通委员会2009年9月18日颁布）1.4《绿色建筑评价标准》GB/T50378-20061.5《BCAGreenMarkVersionNRB/4.0》（新加坡GreenMark绿色建筑评价标准）1.6《LEED2009FORNC》（美国LEED绿色建筑评估体系）1.7《公共建筑节能设计标准》GB50189-20051.8《xx市公共建筑节能设计标准》DB29-153-2005由于本建筑需要申报中新生态城绿建白金奖、国家绿建三星级、新加坡GreenMark白金奖、美国LEED白金奖，因而本项目需要满足以上四项标准的设计及建造的规定要求，达到零能耗建筑的目标。二、设计基础条件：2.1建筑使用功能：档案存储、办公及展示。2.2建筑使用人数：60人。办公设备按照业主提供的设备清单进行设计2.3建筑使用时间：档案存储、普通办公部分、外窗口办公按照全年260天工作日计，公屋展示、银行按照全年242天工作日计。2.4设备开启时间：照明：工作日早上8：30至下午17：30；办公设备开启时间按照业主提供的各设备使用时间来确定。三、室内外空调系统设计参数空调系统室外设计参数表2.1空调系统室外设计参数空调系统室外设计计参数夏季冬季空调室外计算干球球温度31.4℃空调室外计算干球球温度-10℃空调室外计算湿球球温度26.4℃空调室外计算相对对湿度62%通风室外计算温度度28℃供暖室外计算温度度-8室外平均风速4.4m/s通风室外计算温度度-4℃大气压力100.47KPPa室外平均风速6m/s大气压力102.66KPPa主导风向NE最大冻土深度59cm空调系统室内设计参数表2.2空调系统室内设计参数空调室内设计参数数房间名称室内温度室内相对湿度新风量换气次数允许噪声标准人员密度℃%夏季冬季夏季冬季m3/h.p次/时dB办公2620603030—456m2/人或按照照座位数量会议室2620603030—40按照座位数量银行2620603030—456m2/人接待洽谈2620603030—40按照房间座位数量量贵宾厅2620603030—40按照房间座位数量量物业管理2620603030—45按照房间座位数量量值班室2620603030—452人/间传达室2620603030—451人/间服务间26206530202452人/间档案库262045301.1次换气/hh1400档案制作2620603030—40按照房间座位数量量多媒体2620603030—456m2/人公屋展示大厅2620653020—4530人公屋交易大厅2720653020—4520人交易大厅2720653020—4538人大厅2718653020—4510人热水间2718———5—0卫生间2718———10—0走廊2718—————50m2/人制冷机房—≮5———4—0空调机房—≮5—————0消防泵房—≮5———3—0弱电机房兼消防控控制室26206030—3—2人/间计算机房26206030—3—1人/间网络布线机房≯35≮5———3—0逆变器室及配电间间3015———5—0电池间2815———5—0四、建筑围护结构节能设计参数表2.3建筑维护结构节能设计参数表xx市公共建筑节节能设计登记记表工程名称工号建筑面积（m2）屋顶透明部分与屋屋顶总面积之比≤0..2xx生态城公屋展展示中心2010-25443467--体形系数≤0.4400.22窗墙比≤0.700围护结构部位传热系数W/(mm3.K)选用作法传热系数数K体形系数≤0.3300.30<体形系系数≤0.440屋面≤0.55≤0.450.12外墙（包括非透明明幕墙）≤0.60≤0.500.19底面接触室外空气气的≤0.60≤0.500.41架空或外挑楼板非采暖空调房间与与采暖空调≤1.50≤1.50隔墙0.68房间的隔墙或楼板板、变形缝楼板1.23外墙（包括透明幕幕墙）传热系数K综合遮阳系数Sww传热系数K综合遮阳系数Sww选用外墙传热系数数K选用外墙遮阳系数数Sw同一朝向外窗（包包括透明幕墙墙）窗墙面积比≤0..2≤3.50--≤2.00--西1.40北11.40西0.36北00.380.20<窗墙面面积比≤0..30≤3.00--≤2.50--东1.40东0.360.30<窗墙面面积比≤0..40≤2.70≤0.70≤2.30≤0.70男1.40南0.350.40<窗墙面面积比≤0..50≤2.30≤0.60≤2.00≤0.600.50<窗墙面面积比≤0..70≤2.00≤0.50≤1.80≤0.50屋顶透明部分≤2.70≤0.50≤2.70≤0.50----周边地面、非周边边地面；采暖暖、空调地下下室外墙（与与土壤接触的的墙）热阻R[(m2..K)/W]]选用作法热阻R≥1.50--/--/11.64以上的设计参数将作为能耗管理平台实施控制策略的参考依据。第三章太阳能光伏发电系统一、负荷分类及容量：（1）负荷等级根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006的相关规定：消防用电设备、应急照明、消防控制室等消防负荷属三级负荷。其余用电负荷亦为三级负荷。（2）市电供电电源为提高供电可靠性，自市政电网引来两路380/220V低压电源。一路主电源提供整个建筑的用电需求，供电容量约为190kW;另一路为消防设备提供备用电源,供电容量约为69kW。二、太阳能光伏发电系统及与市电并网运行系统xx属于暖温带地区，年平均气温为11.5℃；通过国家气象局最近10年的日照统计数据得到，xx的年均日射量为4.073kWh/m2、年日照时间为2778小时、年平均日照率为63%。装设光伏并网发电系统的区域主要包含：屋顶弧形架构区、屋顶东西两侧三角区、建筑东南侧停车棚和西南侧停车棚顶部。采用高转换效率太阳能电池组件，单板功率为195Wp，总装机容量302.25kWp，总发电量约308.60MWh/年。太阳能光伏发电与市电并网运行，多余的光伏电能能反馈到市电电网。设置有648kW的锂电池储能装置，用于平滑光伏馈电功率，并为较重要负荷提供备用电源。本项目作为零能耗建筑，光伏发电全年的发电量应大于负荷能耗的10%以上。但xx属华北地区季节差异较大，夏季及春秋季，光伏发电量大于负荷用电量；冬季，光伏发电量小于负荷用电量。通过光伏发电系统的并网技术措施，即可实现从电网取电，也可向电网馈电的并网形式。即：夏季及春秋季多余的电量馈向电网，冬季从电网取电。综合一年的光伏发电总量大于建筑能耗的总量，从而真正实现零能耗建筑。在此并网系统中，主要依据两方面来确定蓄电池的容量，一方面为智能控制系统工作站、计算机网络设备、服务器及对外窗口办公计算机提供2小时的应急电源，另一方面为了稳定光伏发电上网的相对恒功率输出的需要，两者取需要电池较大的容量，最终确定为648kWh。三、并网光伏系统的效率分析1.光伏阵列效率η1:光伏阵列在1000W/㎡太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比.光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括:组件匹配损失:对于精心设计、精心施工的系统,约有4%的损失；太阳辐射损失:包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失,取值5%；偏离最大功率点损失:如温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度等.取值4%；直流线路损失:按有关标准规定,应小于3%。得:η1=96%×95%×96%×97%=85%2.逆变器的转换效率η2:◆逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比对于本项目所选逆变器，取η2=97.5%.系统的总效率等于上述各部分效率的乘积:η=η1×η2=85%×97.5%=82.875%四、各方阵发电量计算1）发电量=电池板功率×电池板数量×峰值日照时数×天数×系统效率×遮挡系数电池板功率=195Wp系统效率=0.82875遮挡系数=有遮挡组件每天日照时数/无遮挡组件每天日照时数2）方阵定义：西侧三角：A区钢结构中间：B区东侧三角：C区钢结构南部：D区钢结构北部：E区西侧三角楼梯顶：F区主建筑西南侧车棚：车棚一主建筑东南侧车棚：车棚二3）各方阵参数（1）西侧三角（A区）发电量计算组件数量：287块195Wp单晶容量：55.965kW铺装方式：平铺组串方式：17串15并+16串2并逆变器选择：KSG-10K（10kW）6台（2）西侧三角楼梯顶（F区）发电量计算组件数量：16块195Wp单晶容量：3.12kW铺装方式：沿建筑物走向铺装，斜度：-20°，方位角：45°组串方式：16串1并逆变器选择：KSG-10K（10kW）1台（与A区16串2并共用一台）（3）钢结构中间（B区）发电量计算组件数量：264块195Wp单晶，容量：51.48kW铺装方式：平铺组串方式：17串12并+15串4并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）5台（4）西侧三角（CC区）发电量量计算组件数量：3066块195Wpp单晶容量：59.677kW铺装方式：平铺组串方式：17串串18并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）6台（5）钢结构南部部（D区）发电量量计算组件数量：2200块195Wpp单晶容量：42.9kkW铺装方式：平铺组串方式：11串串20并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）4台（6）钢结构北部部（E区）发电量量计算组件数量：1100块195Wpp单晶容量：21.455kW铺装方式：平铺组串方式：11串串10并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）2台（7）主建筑西南南侧车棚（车车棚一）发电电量计算组件数量：2311块195Wpp单晶容量：45.0445kW铺装方式：斜度113º，方方位角39º组串方式：15串串12并+17串3并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）4台（8）主建筑东南南侧车棚（车车棚二）发电电量计算组件数量：1166块195Wpp单晶容量：22.622kW铺装方式：斜度99º，方位位角45º组串方式：15串串4并+14串4并逆变器选择：KSSG-10KK（10kW）2台4）月发电量和月月日均发电量量计算考虑到周围高层建建筑遮挡，取取遮挡系数00.9，考虑虑到组件衰减减，取衰减系系数0.9，月发电量和和月日均发电电量统计见下下表。表3.1各月月月发电量、月月日均发电量量总体数据统统计表月份月发电量(Wh))月日均发电量（WWh）一月165036033.72532374.33134二月215005699.56741398.99503三月294459922.83949870.77365四月340313166.561134377..219五月372451444.491201456..274六月327441722.691091472..423七月303042022.66977554.99244八月285132611.99919782.66447九月259715555.38865718.55127十月224311611.83723585.88655十一月156684022.81522280.00938十二月142373199.65459268.3376全年发电量总和3085967004.2各月详细光伏发电电统计数据参参见附件一。表3.2太阳阳能月发电量量柱形图表3.3太阳能能月日均发电电量柱形图根据xxx地区的日照照情况，结合合项目太阳能能光伏电池板板的设置位置置和面积，得得出的每月月月发电量和每每月月日均发发电量，可以以看出，三月月至八月属于于发电高峰期期，月发电量量约大于299MWh，最最高峰在五月月，达到377MWh。十十一、十二、一一月属于发电电低谷期，不不足17MWWh，十二月月最低为144MWh。二二月、九月、十十月属于发电电量平均段，在在20~255MWh范围围内。下一章章将根据用电电量情况与发发电量对比，得得出项目是否否实现零能耗耗的目标。第四章建筑能能耗数据采集集及分析一、建筑能耗数据据采集能耗监管基础平台台负责对底层层的数据进行行采集、监控控和管理。其其它各子系统统都是构建在在该数据平台台基础之上的的。采用能耗耗分项计量统统计，评估不不同类型的用用电情况，提提供比对和决决策，形成能能耗节约和能能耗管理的策策略，达成零零能耗建筑的的要求。下图图是能耗监控控平台的结构构图。图4.1能耗监控平平台接口架构构图能耗监控平台提供供开放的接口口方式，集成成底层监控数数据，底层子子系统提供通通信协议的格格式和数据读读取内容，监监控子系统及及参数如下：：变配电监控子系统统：照明监控子系统；；微网监控子系统：：能量监测子系统：：地源热泵监控子系系统；光伏发电子系统；；BAS楼宇监控子子系统；二、电源监测及计计量在市电电电源入户处设设置双向电能能表，分别计计量市电供电电及向市电网网馈电的电能能。通过对各部分光伏伏的监控及多多功能仪表的的设置，实时时监测各部分分电源的电能能质量及发电电量。设后台台监控主机并并远传至弱电电机房。所有第三方设备的的通信接口均均按RS-4485，通讯讯协议Moddbus、1103规约考考虑；分别对对房管局及公公屋展示两部部分用电分区区域计量；根根据建设部关关于分项计量量技术导则要要求，分别对对照明插座、空空调、电开水水器等负荷分分项计量；根根据各专业要要求，设置冷冷热水水表、中中水水表和空空调、采暖冷冷热计量装置置并远传至弱弱电主机房。建筑能耗分析是进进行建筑节能能诊断及能源源管理的必要要手段,为了更好的的做好建筑节节能工作,我们必须详详细掌握建筑筑的各种能耗耗,并通过对对这些能耗进进行分析来发发现建筑用能能所存在的问问题,为以后的的节能管理提提供依据。建建筑用电量分分项计量模型型结构图见图图4.2。建筑能耗分析思路路如下:(1)根据用能能设备构成建建立分项计量量系统以掌握握各设备的具具体能耗状况况;(2)通过采集集的各用能设设备的分项数数据得出分析析比例结果;;(3)参照同类类建筑各系统统设备的能耗耗比例确定设设备能耗的合合理性;(4)调查建筑筑能耗的负荷荷情况及能源源的流失途径径;(5)针对流失失途径.找到相应应的节能管理理和节能改进进措施。建筑的电能消耗主主要是指暖通通系统、照明明系统、动力力系统、各种种电器等方面面的能耗。在掌握了建筑的各各种用电设备备后，我们通通过安装分项项计量系统来来对各主要用用电设备进行行分项计量，如如进行空调系系统、照明系系统、动力系系统的分项计计量等，得到到各主要用电电回路或系统统设备能耗的的构成比例，同同时还可以计计算出单位面面积能耗比例例关系和人均均能耗比例关关系,再与同类类建筑平均能能耗比例进行行比较,我们就可可以找到各用用电设备能耗耗情况，为节节能管理提供供依据。我们必须再深入挖挖掘,通过对建建筑能耗的流流失途径进行行分析以从中中找到建筑能能源浪费的根根源，确保该该建筑是超低低能耗建筑，从从而实现零能能耗建筑的目目标。图4.2建筑用用电量分项计计量模型三、建筑用电量分分析我们通过安装分项项计量系统来来对各主要用用电设备进行行分项计量，如如进行空调新新风系统、照照明系统、办办公设备类、风风机类、冷热热机组系统、其其他的分项计计量等，得到到各主要用电电回路或系统统设备能耗。根据对本项目的用用电设备的梳梳理，考虑各各种类型设备备的需要系数数，并按照同同时系数为00.7考虑，每每月的工作日日天数参照22012年。供暖期为每年111月15日至至次年3月115日共计四四个月，空调调制冷期为每每年5月1日日至9月300日共计五个个月。过度季季有部分制冷冷需求，办公公类设备、制制冷季冷机及及末端按照上上班时间运行行，供暖季冷冷热机组244小时运转，VVRF机组全全天候运行。照明按照上班时段段运行，实际际上照明功率率还有往下浮浮动的余量，因因为照明还需需要根据实际际外部环境照照度调整照明明灯具的亮度度，这样情况况目前无法预预测，只能根根据实际运行行后实测数据据反馈修正。变频泵一类也会在在实际运行后后，根据实测测数据修正，应应该会小于预预测用电量。最终预测后数据如如下表4.11所示。表4.1各类别别用电设备逐逐月及年耗电电量统计预测测表各类别用电设备年年耗电统计表表（Wh）类别一月二月三月四月五月六月照明2220183..002742579..003003777..002350782..002873178..002611980..00办公设备2570251..253175016..253477398..752721442..503326207..503023825..00风机98532.000121716.00088872.00034776.000127512.000115920.000空调新风5273318..406110630..404888262..403152217..606907622..406386688..00冷热机组108627966.00134187488.008266907..251437723..005271651..004792410..00其他4055100..003857700..004130700..003943800..004118100..003969000..00月用电量250801800.65294263899.65238559177.40136407411.10226242700.90208998233.00类别七月八月九月十月十一月十二月照明2873178..003003777..002742579..002350782..002873178..002742579..00办公设备3326207..503477398..753175016..252721442..503326207..503175016..25风机127512.000133308.000121716.00034776.00085008.000121716.000空调新风7147190..407378224..006617721..602971516..804690828..806197452..80冷热机组5271651..005511271..505032030..501437723..007907476..50134187488.00其他4118100..004130700..003981600..004067700..003994200..004105500..00月用电量228638388.90236346799.25216706633.35135839400.30228768988.80297610122.05年用电量总计2699183555.35逐月各类型设备的的用电量预测测数据柱形图图见图4.33，全年各类类型用电设备备占比关系见见图4.4..从图中看出出，冷机和空空调类耗电占占到56%的的比例，是建建筑的耗能大大户，照明占占据12%比比例，这两类类设备根据使使用功能和习习惯，结合运运营实际，可可以找到节能能的途径，有有节能挖潜的的空间。其中照明、办公设设备类、其他他设备用电属属于固定耗能能部分，冷热热机组、空调调新风类随季季节变化耗电电量变化较大大，过度季耗耗电较少，供供暖季耗电最最多，空调制制冷季耗电较较多。图4.3各类别别设备逐月分分类用电量预预测统计图4.4各类别别设备全年分分类用电量占占比预测四、发电量与耗电电量的对比逐月的的发电量和耗耗电量的对比比表、逐月的的月日均发电电量和月日均均耗电量的对对比表见表44.2。表4.2：逐月发发电量与耗电电量对比、月月日均发电量量与耗电量对对比表发耗电比较表（WWh）一月二月三月四月五月六月用电量250801800.65294263899.65238559177.4136407411.1226242700.9208998233发电量165036033.72215005699.56294459922.83340313166.56372451444.49327441722.69月发电量/用电量量65.80%73.07%123.43%249.48%164.62%156.67%工作日平均用电量量1475304..7441401256..651037213..8757818.9951028375..951044991..15平均日发电量532374.33134741398.99503949870.773651134377..2191201456..2741091472..423月日均发电量/用用电量36.09%52.91%91.58%149.69%116.83%104.45%七月八月九月十月十一月十二月用电量228638388.9236346799.25216706633.35135839400.3228768988.8297610122.05发电量303042022.66285132611.99259715555.38224311611.83156684022.81142373199.65月发电量/用电量量132.54%120.64%119.85%165.13%68.49%47.84%工作日平均用电量量1039265..4051027594..751031936..35754663.3351039859..0361417191..05平均日发电量977554.99244919782.66447865718.55127723585.88655522280.00938459268.3376月日均发电量/用用电量94.06%89.51%83.89%95.88%50.23%32.41%逐月发发电量与耗电电量对比折线线图如图4..5所示，可可以看出，三三月~十月之之间的太阳能能发电量超过过建筑的耗电电量，而一月月、二月、十十一月、十二二月发电量不不足以供应建建筑的耗电量量，需要自市市电补充。其其中十二月的的发电量不足足耗电量的一一半，从全年年维度来看，全全年的太阳能能发电量为33085966704.11782Whh，全年的的建筑设备耗耗电量为26699183355.355Wh，全全年的发电量量超过耗电量量的约14%%，如果能够够并网运行，采采用双向取电电、送电，则则可以达成零零能耗建筑的的目标。图4.5逐月发发电量与耗电电量对比图图4.6逐月月月日均发电量量与耗电量对对比图逐月日均发电量与与耗电量对比比折线图如图图4.6，可可以看出与逐逐月发电耗电电对比趋势一一致，但是也也有不同，即即三月、八月月、九月、十十月的月日均均发电量略有有不足，不能能完全满足耗耗电量的需求求。月发电量与用电量量占比关系见见图4.7，月月日均发电量量占据耗电量量的百分比见见图4.8，可可以看出一月月、十二月是是发电量低谷谷，由于是采采暖期，是用用电量的高峰峰，所以这两两个月的月日日均发电量仅仅占用电量的的35%左右右，远远不能能满足用电需需求，需要取取自市电的补补充。二月、十一月这两两个月的月日日均发电量占占用电量的550%左右，也也不能满足用用电需求，需需要取自市电电的补充。其其他月份发电电量基本能满满足用电量需需求，基本达达成零能耗的的要求。图4.7逐月月月发电量与用用电量占比关关系图4.8逐月月月日均发电量量与用电量占占比关系第五章建筑能能耗分配控制制策略第六章能耗控控制策略一.空调通风节节能控制策略略1.暖通专业业实现“零能能耗”的技术术路线：1.1.通过被动动技术减少冷冷、热负荷和和供热、供冷冷量，主要体体现在：合理确定室内设计计标准；改善围护结构热工工性能；强化自然通风，减减少供冷时间间。1.2通过主动动技术提高HHAVC系统统能效，主要要体现在：采用高温冷水热泵泵机组，提高高机组COPP，较常规地地源热泵机组组制冷COPP可由5.00提高至7..0左右，降降低能耗约440%左右。制冷、热机组均选选用环保冷媒媒。采用变风量，变水水量控制，减减少空调系统统能耗。空调调用户侧水泵泵、地源侧水水泵均采用变变频控制，节节约运行能耗耗。新风机组组及组合式空空调机组风机机均采用变频频控制，节约约运行能耗。采用温湿度独立分分空技术，实实现高温冷水水供热，大幅幅提高制冷机机组COP。中央空调系统采用用楼宇自控系系统，系统管管理。水泵及风机额定效效率大于700%。所有设备均选用低低噪声设备，室室内运转设备备选用小容量量低转速，降降低设备噪声声级，风机盘盘管选用直流流无刷风机。所有水泵、空调通通风设备均采采用减震基础础。风、水管道采用弹弹性吊架，与与运转设备之之间均采用柔柔性连接。1.3利用可在在生能源，减减少一次化石石类能源消耗耗。2.暖通专业实实现“零能能耗”的详细细分析项目：：2.1采用CFFD模拟手段段，指导坑道道风设计，可可减少此部分分供冷能耗约约10%。2.2采用能耗耗模拟软件，指指导建筑围护护结构热工性性能参数的确确定，相对比比二步节能，降降低围护结构构传热系数约约75%。3.设计方案：：3.1本工程采用用的空调冷、热热源形式：地地源热泵耦合合太阳能光热热系统+溶液液调湿系统++VRF高温冷水地源热泵泵机组夏季为为建筑提供116℃/211℃的冷水作作为建筑冷源源，冬季为建建筑提供422℃/37℃℃热水作为建建筑热源；供冷及供热初/末末期系统可实实现跨机组供供冷、热，即即：关闭制冷冷、热主机，用用户侧水直接接进入土壤换换热器。供热季，太阳能光光热系统通过过间接换热方方式提升系统统地源侧进入入机组水温，提提高机组COOP；供冷季季，可以实现现利用系统排排热加热生活活热水系统。同时可以在系统跨跨机组运行的的同时开启与与太阳能热水水系统的耦合合，实现节能能最大化。溶液调湿新风机组组在为建筑提提供新风的同同时，夏季消消除系统湿负负荷，冬季作作为新风机组组为建筑提供供新风。对于部分需24小小时供冷、热热的电气房间间及室内要求求无“水隐患患”的档案库库采用VRFF机组全年为为其供冷、供供热。3.2空调冷、热热源站房位置置：作为空调调冷、热源的的制冷、热机机房设于建筑筑地下室。3.3空调冷、热热负荷：空调计算总冷负荷荷为193kkW，、建筑筑面积冷指标标为55W//m^U2^^U；高温冷冷水地源热泵泵机组负担冷冷负荷1755kW；VRRF负担冷负负荷18kWW。空调计算总热负荷荷为173..5KW，、建建筑面积热指指标为49..6W/m^^U2^U。高高温冷水地源源热泵机组负负担热负荷1168kW；；VRF负担担热负荷5..5kW。3.4空调冷、热热源系统：概概念、主要设设备、系统形形式本工程采用的高温温冷水地源热热泵系统是以以岩土体为低低温热源，由由热泵机组、浅浅层地热能交交换装置组成成的产生空调调高温冷水、热热水的系统。由由于其夏季蒸蒸发器出水温温度的提高，较较常规机组的的供冷COPP提高约400%。系统可可以实现：主主机夏季供冷冷、冬季供热热、过渡季供供冷/热。本工程选用的冷、热热源形式为地地源热泵耦合合太阳能光热热系统，属于于可再生能源源利用，具有有节能环保的的意义。本工程选用双机头头高温冷水地地源热泵机组组1台，机组组制冷量为1175kW，制制热量1688kW。空调系统设计供回回水温度：空调工况类型供冷工况供热工况用户侧16℃/21℃42℃/37℃地源侧35℃/30℃5℃/8℃本工程冷、热负荷荷指标为：冷冷负荷指标555W/m22；热负荷指指标49.66W/m2。3.5空调末端端系统：交易大厅、大厅、公公屋交易大厅厅：采用单区变风量全全空气空调系系统，送风机机变频；空气处理设备为组组合式空气处处理机；气流组织形式为：：一支风道沿沿敷设于地垄垄墙层送风管管道，通过地地板、夹壁墙墙下/侧下送送风口送入室室内，一支沿沿送风竖井，通通过设置于吊吊顶内的送风风管道室，侧侧/下送风口口送入室内，回回风经设置于于大厅夹壁墙墙的回风百叶叶、地垄墙层层的回风管道道回至组合式式空调机组内内；空调系统所需新风风由统一设置置的溶液调湿湿新风机组提提供；空调冷、热水由制制冷、换热机机房经空调水水系统分别送送至各空气处处理机。小开敞房间：采用干式风机盘管管加新风系统统，风机盘管管为直流无刷刷型，风机盘盘管暗装于吊吊顶内，送风风经散流器//线形风口顶顶送或条形风风口侧送，回回风由吊顶回回风口、回风风箱至风机盘盘管。新风机组集中设置置。新风经溶溶液调湿新风风机组处理后后，经集中新新风竖井及各各层水平新风风管道独立送送入室内。各新风管道分支均均安装定风量量调节器，与与室内CO^^L2^L传传感器联动以以保证新风量量的实时按需需分配；新风由集中采新风风竖井引入，新新风采风口由由建筑专业统统一进行装饰饰处理；空调冷、热水由制制冷换热机房房经空调水系系送至新风机机组及各干式式风机盘管系系统；建筑给水系统为溶溶液调湿机组组提供水源。部分电气特殊房间间及室内要求求无“水隐患患”的档案库库：采用VRF室内机机。VRF室外机设置置于屋顶。3.6通风系统：：机械通风系统：所有公共卫生间设设集中式机械械排风系统，排排风量等于公公共卫生间体体积10次//h换气。所有设备用房设集集中式机械排排风系统。自然通风系统：有有外窗房间：：采用开窗方方式实现自然然通风的目的的。共享大厅：因无采采用开窗自然然通风的条件件，在设计中中采用了自然然通风装置，具具体做法为：：在过渡季通通过设置于建建筑室外的采采风口及设置置于建筑室内内的地垄墙层层，将室外自自然风引入室室内，通过屋屋顶天窗的电电动开启，将将室内负荷排排出室外。在在室外温度为为18℃时，基基本可保证室室内较舒适环环境。此设施施的设置不仅仅可以在过渡渡季提高共享享大厅的舒适适度，在供冷冷季室外温度度较低时，可可以关闭大厅厅空气调节系系统开启该通通风设置，在在保证室内舒舒适的环境下下，减少空调调系统能耗，实实际起到了延延长过渡季时时间的作用。3.7采暖系统统：公屋展示大厅及卫卫生间、设备备用房：考虑虑与建筑装修修、装饰的结结合，均采用用低温散热器器采暖系统，供供回水温度442℃/377℃。其他房间：除以上上房间外，其其他设置采暖暖系统的房间间均采用地板板辐射采暖系系统，供回水水温度42℃℃/37℃。低低温地板辐射射采暖系统管管材采用耐热热聚乙烯(PPE-RT))，分配器部部分集中设置置，分配器回回水管道设置置铜制球阀，供供水管道设置置电热阀，与与室内温度传传感器连动，实实现实时分室室按需供热。4.暖通专业业自动控制要要求4.1空调制冷冷与供热系统统采用群控方方式实现系统统自动运行与与调节，体现现为：根据预设定程序自自动决定空调调制冷与供热热系统的工作作状态，即：：制冷/供热热。在制冷工作状态时时，实现以下下功能：无论工作在何种工工况，制冷系系统能根据机机组运行中的的实测负荷率率，辅之以由由总回水温度度判断的负荷荷变化趋势，自自动决定冷机机的压缩机投投入或退出。根据以下要求实现现制冷系统的的安全运行：：制冷系统的启动顺顺序为：用户户侧循环泵、地地源侧循环泵泵启动→高温温冷水地源热热泵机组自动动启动。制冷系统的关闭顺顺序为：关闭闭制冷主机→→延时五分钟钟→关闭用户户侧循环泵、地地源侧循环泵泵。蒸发器进水管，冷冷凝器进水管管均设水流开开关，实现机机组保护。根据“等运行时间间原则”自动动均衡机组压压缩机运行时时间，延长其其使用寿命。在供热工作状态时时，实现以下下功能：A.据预设定程序序自动实现热热泵机组的开开启。B.供热系统能根根据机组运行行中的实测负负荷率，辅之之以由总回水水温度判断的的负荷变化趋趋势，自动决决定热泵机组组的投入或退退出。C.根据以下要求求实现制热系系统的安全运运行：供热系统的启动顺顺序为：用户户侧循环泵、地地源侧循环泵泵启动→高温温冷水地源热热泵机组自动动启动。供热系统的关闭顺顺序为：关闭闭制冷主机→→延时五分钟钟→关闭用户户侧循环泵、地地源侧循环泵泵。根据“等运行时间间原则”自动动均衡机组压压缩机运行时时间，延长其其使用寿命。气候补偿，即：根根据室外温度度采样值，动动态设定二次次水供水温度度。4.2系统部分分负荷工况下下的调节：系统采用一次泵变变流量系统，机机组蒸发器、冷冷凝器支持变变流量工况运运行，机组压压缩机变频运运行，当系统统采用质调节节时，开启分分集水器连通通管道上的电电动调节阀，根根据压差传感感器调节阀门门开启度。4.3地源热泵泵主机：地源热泵主机应具具有根据根据据负荷需求自自动加载、卸卸载压缩机功功能，并同时时实现压缩机机变频运行。4.4冷、热水水循环泵系统统：恒定水系统最不利利环路资用压压差，辅之以以供回水温差差控制，实现现对循环水泵泵的变频控制制。在保证压压差设定值的的前提下，水水泵额定效率率≮70%，水水泵变频器的的选取，应保保证变工况运运行时，水泵泵的效率大于于60%，以以保证水泵长长期工作在高高效状态点，以以实现节能的的目的。4.5地源热泵泵耦合太阳能能系统：此部分控制应由楼楼宇集中控制制实现。控制应能完成以上上要求：自动控制太阳能光光热系统的投投入、退出；；太阳能光热系统的的投入应在对对容积式换热热器内水温度度、系统负荷荷监测、预测测后通过计算算实施，计算算约束条件为为：至少应能能保供热季系系统回水温度度维持10度度以上并连续续运行1小时时以上，若不不能保证以上上条件，则关关闭太阳能光光热系统接入入，容积式换换热器继续蓄蓄热，直到满满足条件，再再接入太阳能能光热系统。在完成以上计算决决定太阳能光光热系统投入入的前提下，同同时联动水泵泵变频控制器器，实现水泵泵变频，以保保证系统“大大温差、小流流量”运行。在太阳能光热系统统投入后，应应根据混水后后的温度传感感器调节电动动两通阀的开开启度。4.6补水及加加药系统：启动或调节补水泵泵以恒定水系系统定压点压压力；4.7组合式空空调处理机组组：现场DDC控制，DDDC控制器器的通信协议议应符合楼宇宇控制系统要要求；根据回风温度，实实现空调送风风机的变频调调速运行；表冷盘管回水管设设具备冷、热热模式转换的的动态平衡电电动调节阀，根根据回风温度度，调节冷、热热水流量；以上控制风机优先先，即：动态态平衡电动调调节阀处于常常开状态，仅仅当风机转速速达到下限值值时，进行调调节；所有空气过滤器及及风机设压差差报警。4.8溶液调湿湿新风机组：：现场DDC控制，DDDC控制器器的通信协议议应符合楼宇宇控制系统要要求。盘管回水管设具备备冷、热模式式转换的动态态平衡电动调调节阀。根据据送风温度，调调节冷、热水水流量。根据送风相对湿度度，控制机组组加湿/除湿湿能力。新风机变频运行，系系统采用定静静压控制法进进行送风量控控制，在新风风系统干管最最远新风支路路前设置管道道静压传感器器，通过管道道静压调节新新风机组风机机的转速，新新风管设定风风量调节器，通通过室内COO^L2^LL浓度调节新新风量，从而而达到节能的的目的。表冷器设防冻开关关，实现盘管管的防冻控制制，即：达到到防冻控制温温度时，使动动态平衡电动动调节阀全开开同时关闭风风机与新风进进风阀。所有空气过滤器及及风机设压差差报警。新风进风阀与风机机连锁。4.9风机盘管管：风机盘管风机为直直流无刷型。风机盘管配有独立立温控器，温温控器应具有有冷、热模式式转换功能。风机盘管回水管设设具有断电复复位功能的动动态平衡电动动两通阀，风风量根据回风风管设置的温温度传感器自自动调节。风机盘管的温度控控制通过灯控控系统实现..4.10地板辐辐射采暖系统统：分配器各分支供水水管安装电热热阀，根据室室内温度传感感器关闭/开开启阀门，温温控器应具有有冷、热模式式转换功能，以以实现供冷季季地板辐射供供冷的可能性性。4.11低温散散热器系统散热器供水管均安安装自立式温温控阀，根据据感温孢对温温度的感应调调节阀门开度度，以满足设设定温度。二、照明节能控控制策略1.照明系统实实现“零能耗耗”的技术路路线：1.1室内照度度标准表1室内各部位位照度标准及及控制策略由于本建筑需要申申报中新生态态城绿建白金金奖、国家绿绿建三星级、新新加坡GreeenMaark白金奖奖、美国LEEED白金奖奖，因而本表表中的照度标标准值是集成成了四个标准准指标的最高高要求。1.2照明设计计原则照明设计原则是