建設工程節能評估中主要設備能耗預測計算

胡 敏

(六安職業技術學院，安徽 六安 237008)

建設工程節能評估中主要設備能耗預測計算

胡 敏

(六安職業技術學院，安徽 六安 237008)

結合工程實例，對建筑工程節能評估中電梯、空調、無負壓供水系統、變壓器等主要設備能耗的預測計算方法進行了研究，統計了各項設備的能耗量，為建筑工程的節能評估提供參考。

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0 引言

國務院《大氣污染防治行動計劃》(國發[2013]37號)文件中明確指出：未通過能評的項目，不得批準開工建設，不得提供土地，不得提供貸款支持，不得供電供水。這表示國家將加大新建項目節能評估和審查約束力度，從而充分發揮其源頭控制作用，讓能評制度在完成節能目標和能源消費總量控制的同時，也為大氣污染防治做出應有貢獻。我國建筑能耗約占整個社會能耗的30%，其中樓宇年電力消費總量占全國總消耗10%，能源費用超過800億元，加強建筑節能迫在眉睫。

《固定資產投資項目節能評估工作指南》(2014年修訂本)中要求建設項目節能評估報告從八個方面進行論證，其中項目建設方案節能評估為報告中的重要內容，主要能耗設備節能評估為報告中的核心內容。建設工程項目主要供用能系統包括供配電系統、空調系統、通風系統、供水系統和天然氣供應系統。電力耗能設備主要是電梯、供水、空調、通風、室內電器、照明、變壓器等。本文結合工程實例論述建設工程項目中主要設備能耗預測計算的方法。

1 項目概況

本項目為房地產開發項目，總建筑面積106 960 m2(包括地下車庫11 960 m2)，項目建設內容包括1號、2號樓24層，1層、2層為小型商業，3層～24層為住宅；3號樓24層，1層、2層為配套用房，3層～24層為住宅；4號樓18層，1層、2層架空，3層～18層為住宅；5號、6號樓5層為購物廣場以及附屬設施。

2 項目電梯能耗計算

本項目電梯12部，自動扶梯10部。按照GB 50016—2006建筑設計防火規范7.4.10的要求高層住宅選擇中速電梯(v=1.5 m/s)，自動扶梯選擇低速電梯(v=1.0 m/s)。

按照GB/T 10058—2009電梯技術條件的附錄A提供的電梯能耗預測計算模型估算電梯耗電量。本項目擬選用達到節能要求的VVVF永磁同步無齒輪曳引機電梯。

電梯能耗計算式為：

Eelevator=(K1×K2×K3×H×F×P)/(V×3 600)+Estandby

(1)

其中，Eelevator為電梯使用一年能耗，kWh；K1為驅動系統系數，K1=1.6(交流調壓調速驅動系統時)，K1=1.0(VVVF驅動系統時)，K1=0.6(帶能量反饋的VVVF驅動系統時)；K2為平均運行距離系數，K2=1.0(2層時)，K2=0.5(單梯或兩臺電梯并聯多余2層時)，K2=0.3(3臺及以上的電梯群控時)；K3為轎內平均載荷系數，K3=0.35；H為最大運行距離，m；F為年啟動次數，一般在100 000～300 000之間；P為電梯的額定功率，kWh，且:

P=P1×P0

(2)

其中，P1為與平衡系數相關的系數，P1=1.0(平衡系數為50%時)，P1=0.8(平衡系數為40%時)；P0=(0.5×額定載重量×額定速度×gn)/(1 000×ns×ng×nm)；ns為懸掛效率，默認值ns=0.85；ng為傳動效率，ng=0.75(蝸輪蝸桿傳動系統時)，ng=1.0(VVVF驅動系統時)；nm為電動機效率，nm=0.75(交流調壓調速驅動系統時)，nm=0.85(VVVF驅動系統時)；gn為標準重力加速度，為9.81 m/s2；V為額定速度，m/s；Estandby為一年內待機總能耗，kWh，一年內待機總能耗按電梯使用一年能耗的5%估算。

根據式(2)計算本項目電梯的額定功率P，詳見表1。

表1 項目電梯額定功率計算

根據式(1)計算項目電梯年耗電量為5.301×104kWh。

3 項目空調能耗計算

本項目空調用電量估算方法是根據建筑面積確定空調安裝功率，再根據經驗數據確定空調的運行時間和負荷系數，依據安裝功率、運行時間、負荷系數的乘積得出耗電量。按照DB 34/1466—2011安徽省居住建筑節能設計標準和DB 34/1467—2011安徽省公共建筑節能設計標準,空調計算期應為當年6月15日～8月31日，共計78 d；采暖計算期應為當年 12月1日～次年2月28日，共計90 d。

3.1 住宅空調能耗

根據《民用建筑空調設計》表2-71，住宅類空調冷負荷指標為150 W/m2，安裝空調設備的面積約占總建筑面積的80%，能效比按3.4計算，本項目住宅建筑面積37 752.5 m2，則空調設備制冷功率約為1 332.44 kW，制熱功率以制冷功率的1.2倍計算。夏季空調耗電按平均6 h，需要系數0.6，冬季采暖空調耗電按平均6 h，需要系數0.6。

則：空調制冷年耗電量：

1 332.44×78×6×0.6=37.41×104kWh。

空調供暖年耗電量：

1 332.44×1.2×90×6×0.6=51.81×104kWh。

住宅空調年耗電量為：

37.41×104kWh+51.81×104kWh=89.22×104kWh。

3.2 商場空調能耗

本項目商場采用風冷熱泵空調機組。根據《實用供熱空調設計手冊》、CJJ 34—2002城市熱力網設計規范，選擇冷負荷指標180 W/m2,熱負荷指標100 W/m2。依據GB 19577—2004冷水機組能效限定值及能源效率等級選擇能效比，制冷能效按3.4，制熱能效按2.6計算。商場建筑面積43 014 m2，按空調面積占建筑面積的60%計算?？傻每照{機組的冷負荷值4 645.51 kW,熱負荷值2 580.4 kW。夏季空調耗電按平均10 h，需要系數按0.7計算。冬季采暖空調耗電按平均10 h，需要系數按0.7計算。

則：空調制冷年耗電量：4 645.5÷3.4×78×10×0.7=74.60×104kWh；空調供暖年耗電量：2 580.4÷2.6×90×10×0.7=62.53×104kWh；商場空調年耗電量為：74.60×104kWh+62.53×104kWh=137.13×104kWh。

3.3 空調總能耗

小型商業、地下商業長廊、公建空調能耗，因篇幅原因不再具體計算，計算方法同上。小型商業空調年耗電量29.81×104kWh，地下商業長廊空調年耗電量24.47×104kWh，公建空調年耗電量2.33×104kWh。

空調總能耗:89.22×104+137.13×104+29.81×104+24.47×104+2.33×104=282.96×104kWh。

4 項目無負壓供水設備能耗計算

項目生活給水水源以市自來水公司管網達標水質為水源，采用加壓和無塔變頻供水系統進行運作，通過供水管網供給且水質符合國家《生活飲用水衛生標準》要求，自來水廠的水壓能滿足本地塊商業用水和3層、4層住宅用水。5層以上采用變頻無負壓供水，依據GB 50015—2003建筑給水排水設計規范、市政管網水壓、項目建筑的初步設計等，高層建筑生活給水系統應豎向分區，本項目二次加壓恒壓變頻給水分區：5層～11層由A區變頻無負壓給水設備供水，設備服務戶數154戶；12層～18層由B區變頻無負壓給水設備供水，設備服務戶數148戶；19層～24層由C區變頻無負壓給水設備供水，設備服務戶數80戶。

表2 項目供水設備年耗電量計算表

項目每個分區最低衛生器具配水點處的靜水壓力不大于0.35 MPa，每戶水表前壓力不小于0.1 MPa。經初步計算，項目需要無負壓供水設備的供水分區設計流量、揚程等技術參數及設備參數，詳見表2。供水能耗計算對于各區變頻無負壓供水設備按每天用水高峰及中峰時段16 h，啟動2臺泵；低峰時段8 h，啟動1臺泵計算。參考《民用建筑電氣需要系數表》各個時段啟動泵的負荷需要系數平均按0.7計算。本項目供水設備年能耗為18.91×104kWh。

5 項目變壓器能耗計算

依據JGJ/T 16—2008民用建筑電氣設計規范、安徽省工程建設地方標準DB 34/T 1469—2011居住區供配電系統技術規范，項目建筑用電負荷估算詳見表3。

表3 項目用電負荷量計算

依據安徽省工程建設地方標準DB 34/T 1469—2011居住區供配電系統技術規范，為確保供電電壓質量，滿足生活用電需求，應在變壓器低壓母線側安裝無功自動補償裝置，并在高峰負荷時，配電變壓器低壓側功率因數應達到0.95以上。則變壓器計算負荷最低為4 892.84 kVA。擬配置7臺1 000 kVA的SCB11系列干式變壓器，變壓器負載率為70%。

表4 變壓器損耗量計算

本項目變壓器年電能損耗量(A)：A=n[PnT+Pk(β)2t]。

其中，n為變壓器臺數；T為變壓器運行小時數，不計停電時間，h；Pn為變壓器空載耗損，kW；Pk為變壓器負載耗損，kW；β為變壓器負載率；t為最大負荷損耗小時數，取t=3 000 h。初步估算，本項目年變壓器損耗量為17.85×104kWh。變壓器損耗量計算見表4。

[1] 國家發改委[2010]6號，固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法[S].

[2] 皖發改環資[2011]18號，關于印發《安徽省實施固定資產投資項目節能評估和審查暫行管理辦法》細則的通知[Z].

[3] DB 34/1466—2011，安徽省居住建筑節能設計標準[S].

[4] DB 34/1467—2011，安徽省公共建筑節能設計標準[S].

[5] JCJ 134—2010，夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準[S].

[6] JGJ/T 16—2008，民用建筑電氣設計規范[S].

[7] GB 50015—2003，建筑給水排水設計規范[S].

The main equipment energy consumption prediction and calculation in construction engineering energy saving evaluation

Hu Min

(Liu’anVocationalTechnicalInstitute,Liu’an237008,China)

Combining with the engineering example, this paper researched the prediction and calculation method of elevator, air conditioning, non negative pressure water supply system, transformer and other main equipments energy consumption in construction engineering energy saving evaluation, calculated the energy consumption of each equipment, provided reference for energy consumption prediction of building engineering.

construction engineering, energy saving, evaluation, equipment

2015-06-28

胡 敏(1966- )，女，高級工程師，注冊監理工程師

1009-6825(2015)25-0189-02

TU201.5

A