中國移動深圳信息大廈LEED認證能耗分析

黃榮杰，肖雅靜，陳益明，朱惠斌

(1.中國移動通信集團廣東有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000；2.深圳市建筑科學研究院股份有限公司，廣東 深圳 518049)

1 引言

LEED認證系統[1](Leadership in Energy & Environmental Design Building Rating System)是由美國綠色建筑委員會(the US Green Building Council 簡稱USGBC)制訂的可持續建筑標準，于2003年開始在美國推行。由于其實踐性良好、市場接受度高等特點，近年來在國際上發展迅速，已成為世界各國發展綠色建筑評估標準的范本。

能耗指標是評估建筑物的綠色性能時最重要的指標之一，僅能耗分析一項在LEED評估中占到約1/6的分值。 建筑在規劃、設計過程中進行能耗分析，對建筑物的節能效益優化起到顯著作用。中國移動深圳信息大廈作為綠色建筑的踐行者，充分利用能耗分析技術，采用eQUEST軟件建模，對建筑整體能耗組成和指標進行全面分析，并在LEED認證中取得良好成績，對綠色建筑能耗分析起到較好的示范性及指導性作用。

2 項目概況

中國移動深圳信息大廈項目位于深圳市福田中心區的CBD區域，位于深南大道與金田路交匯處的東北角，地理位置優越。項目建筑面積約10.32萬m2，建筑高度為180 m，由主樓和副樓組成，主要功能是辦公用途。圖1和圖2分別為項目建筑效果圖和建成后的實景圖。

中國移動深圳信息大廈在規劃、設計、建設、運營全過程中，全面貫徹落實綠色建筑發展理念，目前已取得國家綠色建筑設計評價標識二星級認證，國家綠色建筑運行評價標識二星級認證以及美國LEED認證金級認證。“節能”作為綠色建筑評估體系的重要考核指標，中國移動深圳信息大廈采用了高效圍護結構、控制窗墻比、高效冷源機組、節能照明系統等一系列節能措施。

圖1 中國移動深圳信息大廈建筑效果

圖2 中國移動深圳信息大廈實景照片

3 綠色建筑認證情況

中國移動深圳信息大廈于2013年1月獲得中國綠色建筑設計標識★★星級，2016年6月獲得LEED金級正式認證，目前已經投入運營使用。圖3為項目所獲得的國家綠色建筑二星設計標識、LEED金級認證證書。

4 能耗模擬概述

LEED與國標GB/T 50378《綠色建筑評價標準》[2]的最大差異之處在于，LEED更側重于結果和量化，而國標更側重于措施和手段。因此，在LEED認證中，需要整合建筑的各項系統綜合能效表現，進行全面的量化分析。LEED基準模型和設計模型依據ASHRAE Standard 90.1-2007[3]的附錄G設定。

建筑綜合能耗由采暖系統、空調系統、熱水系統、照明系統及其他設備系統的能耗組成。其他設備系統通常由插座、辦公設備、電梯系統、廚房炊具等組成[4]。LEED官方認可的建筑能耗分析軟件包括DOE-2、eQUEST、IES、Energy Plus等。其中eQUEST基于DOE-2和Energy Plus開發，簡化二者的能耗計算核心，屬于界面友好型軟件，適合用于工程計算，故LEED認證通常采用eQUEST作為能耗分析軟件[5]。

eQUEST能耗計算軟件運用動態計算方法計算建筑的能耗及各個組件的影響因素，采用一種正向思維計算出室內溫度以及室內得熱量進而計算出負荷與耗電量[6]。圖3為中國移動深圳信息大廈在eQUEST中的3D模型。

圖3 中國移動深圳信息大廈eQUEST物理模型

建筑能耗分析首先從負荷分析入手，將建筑負荷參數作為輸入條件建模。輸入參數由以下6塊組成：圍護結構、窗墻比、新風、人員、照明、設備。中國移動深圳信息大廈的主要輸入參數見表1～3。

表1 中國移動深圳信息大廈圍護結構主要設計參數

表2 中國移動深圳信息大廈主要功能空間照明和設備輸入參數

表3 中國移動深圳信息大廈暖通空調系統主要冷源設計參數

4 能耗表現分析

LEED認證中的能耗模擬分析需要綜合考慮建筑朝向因素，故基準模型需要分別扭轉0°、90°、180°、270°來計算綜合能耗。圖4～6展示了中國移動深圳信息大廈建筑全年8760 h的逐時冷熱負荷模擬計算結果，圖5為基準模型和設計模型的全年能耗對比圖，每一項上的百分比分別為設計模型在該項上較基準模型的降低幅度。由結果分析可知，本項目全年建筑綜合節能率為20.14%。對能耗降低幅度做出貢獻的方面依次為：風機-室內、制冷、照明、風機-車庫、光伏發電、水泵、冷卻塔、室外照明、采暖。而建筑扭轉角度除了對制冷能耗略有影響外，對其他類型能耗幾無影響。

圖4 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗占比

由圖5可以看出，建筑綜合能耗占比最大的三塊為設備能耗、制冷能耗、照明能耗。其中除設備能耗設計模型和基準模型必須保持一致外，影響制冷能耗的圍護結構熱工性能、空調系統能效比以及室內新風、人員、照明設備熱負荷均可以通過技術措施進行技能優化，照明能耗可通過減小照明功率密度以及增加天然光調節措施來優化。

圖6展示了建筑能耗的逐月變化趨勢，從2～7月呈逐步遞增的關系，6～9月建筑能耗量較大，隨后能耗逐漸降低，這是由于空調系統季節性使用變化。10月份的陡降是由于國慶7天長假期間，大樓各系統處于關閉狀態。本項目位于夏熱冬暖地區，空調系統中的制冷、風機、水泵、冷卻塔能耗在夏季達到峰值，在冬季由于室內人員和照明設備負荷，制冷能耗降低但仍然存在。

圖5 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗占比

圖6 中國移動深圳信息大廈全年綜合能耗逐月分析

經統計，設計建筑全年綜合能耗值為10507068 kW·h，基準建筑為13157096 kW·h，則其建筑節能2650027.75 kW·h/a，節能率為20.14%。由于深圳市峰谷電價，設計建筑全年電費為1057.90萬元，基準建筑全年電費為1274.66萬元，全年節費216.76萬元/a，節費率為17.01%。 對比分析可知，中國移動深圳信息大廈采用的高效圍護結構、控制窗墻比、高效冷源機組、節能照明系統等一系列節能措施取得了顯著的節能效益，且光伏發電量抵消了設計建筑全年能耗的2.74%，最終輔助本項目獲得LEED金級認證，起到了很好的節能示范作用。

6 結語

中國移動深圳信息大廈采用一系列節能措施，成功獲得LEED金級認證。從能耗分析的角度來看，要獲得更高的節能率，需要提高圍護結構的熱工性能，采用更高效的空調設備和照明設備，以及增加可再生能源使用率。本項目建筑綜合能耗節能20.14%，節約了17.01%，取得了顯著的節能效益和經濟效益，對綠色建筑能耗分析有良好的示范作用和借鑒意義。