建筑节能

北京市大型商场用能现状与主要节能策略

作者:清华大学 魏庆芃,张晓亮,王远,王鑫,江亿 更新日期:09-01-28 点击:

摘要:本文从统计数据和实测结果出发,总结北京市大型商场这类建筑的能耗现状及用能特点。并针对空调系统这一商场节能重点,分析空调箱风机变频、充分利用新风这一免费冷源、以及避免冷热不均等主要节能策略的效果。

背 景:大型商场作为公共建筑中的一种,由于建筑面积大、客流密度和各种照明、电器密度高,多采用中央空调系统对商场温度、湿度进行控制,能量传输距离长、能 量转换设备多,以用电为主,冬季采暖耗热量很小。大型商场一般每天运行12个小时以上、全年基本没有节假日,因此,与其他大型公共建筑或中小型商场相比, 大型商场单位面积耗电密度高、全年总耗电量大,节能潜力巨大,因此是研究重点。
下图为宾馆饭店、办公写字楼和商场等三类大型公共建筑的年耗电量多样本散点图(数据来自中国建筑能耗信息网http://bdb.dest.com.cn/)。



1 各类大型公共建筑年耗电量散点图

      由图1可以看到,在相同建筑面积下,商场类建筑的年电耗远高于其他几类大型公共建筑。对宾馆饭店、商场、写字楼办公楼三种类型建筑年电耗数据值进行单位面 积的平均值比较,如图2所示。可以看出,商场类建筑单位面积全年耗电量接近200kWh/m2.a,几乎是宾馆饭店和办公写字楼的两倍。



2 不同类型建筑单位面积平均全年耗电量

北京市商场用能现状
总电耗分析

      北京市大型商场耗能、特别是耗电量大、密度高,因此,近年来科研机构、节能管理部门多大型商场进行了多次的能耗调查。例如,清华大学对北京市十个大型商场 的能耗调查结果如图3所示[1]。可以看出,各商场相互之间用电量差异较大,单位建筑面积全年总耗电量为210~370kW.h,电耗高的商场用电量是电 耗低的商场的近两倍。



3 清华大学对北京市大型商场耗电量调查结果


       2005年初,对北京市13家大型商场进行了调查,得到其单位面积总耗电量和全年用水量数据如图4所示。



4 2005年大型商场能耗调查比较


      同样可以看出,所调查的各商场相互之间用电量差异较大,单位建筑面积全年总耗电量在140~285kWh之间,电耗高的商场用电量仍然可以达到电耗低的商 场两倍左右。用水量差异更为明显,从5吨到30吨不等。上述差异表示北京市大型商场存在着巨大的节能潜力。

分项电耗分析
      对于商场来讲,空调系统和照明系统是其能源消耗比重最大的两部分。调查得到北京市各大型商场的各用电设备系统耗电量的份额如图5所示。其中,空调系统所占比重最大,达到50%;其次为照明系统,电耗达40%;其余10%为电梯。


          
5 商场各环节耗电比例                    6 所调查商场各类照明灯具总安装功率比例

      大型商场的照明系统耗电量主要与各种灯具的安装比例有关。图6给出2005年初调查各商场中各类照明灯具的总安装功率比例。
      可以看出,大型商场照明系统普遍采用节能灯和荧光灯加电子镇流器作为光源。但是某些柜台由于陈列商品的需要,增强了一些照度极高的其他类型灯具,这样就造成了室内照明强度和功耗密度的增加,也增加了空调负荷。

空调系统分项电耗
      商场空调系统的能耗大主要由其负荷状况决定。一些商场建筑的围护结构采用玻璃幕墙等热量易穿透材料构建,通过围护结构进入室内的冷负荷十分巨大;由于商品 展示等要求,室内照明及商品照明负荷大,而且持续时间长;此外,商场人员密集,来自人体的全热负荷成为商场空调系统负荷的一个很重要部分。商场建筑的热湿 负荷密度大,导致商场空调系统夏季开始运行日期相对于其他建筑空调需提前,而且,由于大型商场内区大、室内发热量高,冬季甚至也需要供冷。因此其空调系统 能耗比重较大。
调查中各大型商场的空调系统各设备耗电份额如图7所示。



7 商场空调系统各设备耗电比例