基于能耗監測平臺校園建筑節能潛力初探

金超強

摘要：本文基于重慶大學耗監測平臺和實際測試數據對教學樓、綜合樓、圖書館和行政樓的照明節能潛力、建筑在非使用時間內的節能潛力以及空調系統的節能潛力進行挖掘。通過對數據的分析可知，通過對照明燈具的替換可節約9%～27.2%的建筑能耗。另外，校園建筑在非使用時間內的能耗占建筑總能耗的5%～25%不等，具有一定的節能潛力。校園建筑的空調系統通過溫度設定等也可帶來一定的節能量。鑒于以上的節能潛力的分析，可為以后校園建筑的節能改造及其節能量的核算提供有力支撐。

關鍵詞：建筑節能；照明；非使用時間；空調系統；節能潛力

引言：近年來，我國城鎮化高速發展，快速的城鎮化又帶動了建筑業的持續發展。因此，我國建筑業的規模不斷擴大，建筑能耗總量也隨之上升。2012年，中國的建筑能耗占世界建筑總能耗的16%。在2000年到2012年期間，建筑能耗增長了37%，若按此趨勢繼續發展下去，2050年的建筑總能耗將比2012年增長70%。2014年我國建筑面積總量約561億㎡，其中公共建筑面積107億m㎡，公共建筑能耗（不含北方供暖）為2 35億tce，占建筑總能耗的27%。

自1999年實施高等教育大擴招以來，高等院校規模不斷擴大。截至2015年，全國各類高等教育在學總規模達到3647萬人，高等教育毛入學率達到40.0%，與此同時全國共有普通高等學校和成人高等學校達2852所。建筑規模的擴大以及教學設施的增多導致高校能耗不斷攀升。近年來，伴隨著節能減排的呼聲，校園節能也成為了國家建筑節能方面的重點工作之一。

本文依據重慶大學能耗監測平臺，并針對燈具替換、空調系統以及建筑在非使用時間內的節能潛力進行了分析，具體的校園建筑及其參數如表1所示：

1燈具替換的節能潛力

有研究表明，用LED節能燈替代普通的熒光燈，其節能量可達22%～58 3%。為了研究校園建筑燈具替換所帶來的節能量，現選取了A區第二教學樓、第八教學樓、B區第二綜合樓的部分常用的燈具類型進行照明電耗測試。此次單燈功率測試屬于短期測量，測試時間約為1周。根據監測平臺能耗數據及對應的燈具數量計算燈具替換的節能率，其計算結果如表2所示：

由表2所示，燈具替換的實際節能率在44.12%～68%之間。有研究表明公共建筑中的照明能耗約占建筑總能耗的20%～40%，因此，結合照明燈具替換的節能率可得，用LED節能燈替代普通燈具可帶來約9%～27.2%的建筑能耗。由此可見，在校園建筑中，照明燈具替換的節能潛力較大。

2校園建筑在非使用時間內的節能潛力

在教學工作及學習活動結束后，無用照明（無人燈）的使用浪費、設備（教學設備、電腦、電扇）空開空轉、待機（電腦、飲水機、顯示器等）功耗浪費等現象經常發生。因此，為了探明建筑在非使用時間內的能耗情況，現針對能耗監測平臺上教學樓、綜合樓、圖書館及行政樓2016年的能耗數據進行分析。

2.1教學樓

教學類建筑的使用時間為7：00-23：00，現針對教學樓在使用/非使用時間內進行能耗分析。通過對A區第二教學樓、A區第五教學樓、A區第八教學樓以及B區第二綜合樓的數據進行分析可知，教學類建筑在使用時間內能耗大致為總能耗的85%，而在非使用時間內的能耗約為總能耗的15%。其中非使用時間內的能耗主要包括設備的待機能耗和設備因未關閉而一直運行的能耗。具體各建筑2016年的總能耗及在使用時間內和非使用時間內的能耗百分比如表3所示。

由表3可知，若能通過智能控制手段使得建筑在非使用時間內基本無能源消耗，則可以看出，教學類建筑在非使用時間內的節能潛力較大。

2.2綜合樓

A區經管學院和B區第一綜合樓的使用時間分別7：00-23：00和非使用時間23：00-次日7：00。通過統計分析得到A區經管學院和B區第一綜合樓在使用時間內能耗分別占總能耗的89.20%和80.97%，而在非使用時間內能耗分別占總能耗的10.20%和19.03%，其具體總能耗值分別為44863.18 kW·h和82657.60kw·h。由此可以看出，綜合樓在非使用時間內也有一定的節能空間。

2.3圖書館

圖書館的使用時間為8：00-22：00，針對其使用時間和非使用時間內的能耗進行分析得出B區圖書館在使用時間內的能耗和非使用時間內的能耗分別占總能耗的94.40%和5.60%。在2016年內其在非使用時間內的能耗總量達8039.94 kw·h，其節能潛力一般。

2.4行政樓

行政樓的使用時間為8：00-20：00，針對其使用時間和非使用時間內的能耗進行分析。通過對監測平臺數據的進一步分析得出，A區行政樓在使用時間內的能耗和非使用時間內的能耗分別占總能耗的74.41%和25.59%。在2016年行政樓在非使用時間內的能耗為35966.25 kW.h?？梢娦姓窃诜鞘褂脮r間內的能耗也具有較大的節能潛力。

3空調系統的節能潛力

通過調研可知，在教學樓、綜合樓、圖書館和行政樓在冬季空調設定溫度在28℃左右，而夏季空調設定溫度在20℃左右。而一般室內是設計溫度為冬季18℃，夏季26℃。重慶大學劉猛等對居住建筑進行了空調能耗模擬，模擬結果得出在夏熱冬冷地區供冷季空調設定溫度每升高2℃，相應的空調能耗降低2 0%；而在供暖季，空調設定溫度每降低2℃，相應的空調能耗降低21%。由此可以看出通過嚴格地控制室內空調設定溫度，能夠帶來的節能量是相當可觀的。另外，對于教學類建筑，在白天教室無人的情況下，空調依舊運行，造成了其不必要的浪費。因此若能對空調系統的控制進行相應的改造，那么其所能帶來的節能量也相當可觀。

4結論

綜上，通過對教學樓、綜合樓、圖書館和行政樓的能耗分析，可以得出以下結論：

（1）各類建筑現有的燈具均為一般的熒光燈，若用LED節能燈將其替換，則會帶來一定的節能效果。

（2）各類建筑在非使用時間內的節能潛力較大，若通過對其供電回路進行智能化控制，即可帶來一定的節能效果：

（3）在空調季內，若對空調運行進行智能化控制或者空調設定溫度的控制，則其節能效果相當可觀。