建筑节能

天津某大型商场建筑用能现状与节能改造途径探讨

信息来源:天津城市建设学院 作者:王晓璇 张志刚 殷洪亮更新日期:09-08-21 点击:

摘要:本文从统计数据和实测结果出发,总结天津市某大型商场建筑的能耗现状及用能特点;根据检测中发现的问题,探讨了相应的节能改造途径。

  大型商场属公共建筑中的一种,它的特点是建筑面积大、客流密度高、各种照明电器密度高以及中央空调系统运行时间长(一般每天12个小时以上以及全年基本没有节假日),因此,与政府办公建筑、宾馆饭店、办公写字楼、综合性商务楼等大型公共建筑相比,大型商场单位面积耗电密度高、全年总耗电量大,具有巨大的节能潜力[1]。本文通过对天津某大型商场的调研和实地检测,分析了该建筑的用能特点,并探讨了节能改造措施。

  1 商场概况

  1.1建筑概况

  该大型百货商场建于1998年,位于最繁华的商业地段,日平均客流量约为18800人次。建筑物朝向东南,建筑总面积45349平方米,属砖混结构,地下一层,地上九层。墙体厚度240mm无外保温,屋面为平行现浇混凝土屋顶,外窗为单层钢窗,为了美观该商场建筑还采用了大量的玻璃幕墙。地下一层为制冷机房、水泵间和空调机房,另外在各楼层也设有设备间,楼顶设有水箱、冷却塔、排风机等设备。

  冬季采暖为市政管网集中供热,采暖系统形式为双管上供上回式。夏季制冷采用三台约克水冷离心式冷水机组(两用一备),额定制冷量为2637kW,功率为430kW。与制冷机配套使用的有4台冷冻水循环泵(三用一备)和4台冷却水循环泵(三用一备),均为SB-X型卧式单级双吸离心泵,额定流量为625m3/h,额定扬程33 mH2O,额定功率为75 kW,无变频。制冷系统形式为全空气空调系统,共选用YX型组合式空调器13台,其中一台YX-10型组合式空调器位于地下室,向地下一层供冷,其额定风量为100000m3/h,功率为37 kW,其它空调器均为YX-8型,额定风量为80000m3/h,功率为37 kW,分布于各楼层中。

  2 单位面积电耗

  根据现场调研和实地检测得出该商场近三年的年单位面积电耗如图1所示;根据数据统计年单位面积平均电耗为172 kWh,年单位面积的平均费用为152元;根据消费帐单统计该商场每年的能源消耗费用近千万元,其中电力消耗最多(一般在700万元/年左右),因此采用适当的方法节能降耗,不仅可以节约大量能源,缓解用能压力,而且可降低商场经营成本。

  3 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(如图4)。通过调研和实测得到该大型商场的各用电设备系统耗电量的份额如图2所示。其中照明系统和空调系统耗能最大。

  商场照明与其他类型建筑照明有所不同,它包括商场室内照明,柜台照明,夜晚景观照明,照度大且持续时间长。该商场的四周货架基本阻挡了自然光的进入,无法利用自然光,室内照明虽然采用节能灯具,但是耗电量仍然很大。

  商场空调系统的冷负荷主要来源于三方面:围护结构冷负荷、照明负荷和人体负荷。该商场建筑的围护结构采用了玻璃幕墙,如东南面墙的窗墙比高达0.6,同时外墙和屋顶无外保温,这样通过围护结构进入室内的冷负荷十分巨大;其次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,使照明负荷相对其它建筑要大;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要提前,一般从5月到10月份,其中一年中最热的7、8月份电耗最大(如图3),因此空调系统能耗比重较大。

  4 检测中发现的问题

  在对该大型商场的实地检测中,发现很多问题,这些问题同样普遍存在于其他大型公共建筑中,其中主要问题如下:

  1.空调制冷系统在满负荷情况下运行只占20-30%,在70-80%的时间是在部分负荷下运行的。当室外温度和湿度都较高时,运行一台冷水机组就能满足商场温度和湿度的要求,而商场有三台同样大小的冷水机组,有两台长期处于停机状态,因此冷水机组选择过大,造成一定的资源浪费。

  2.该建筑围护结构无外保温,其保温隔热性能有待进一步提高。

  3.在对商场各层排风口温度和湿度的检测中发现排风温度较低,一般在27℃左右,排风带走的冷量损失较大。

  4.冷却塔污垢较多,没有及时清理,对冷却效果造成一定影响。

  5.该空调系统新风利用不合理,运行时没有根据室外气象的变化而进行相应地运行调节。

  6.在对商场各层送回风口温度的检测中,发现有的送风口温度偏高,有的噪声很大,商场中出现了各功能区温度分布不均的现象,原因是送风口空气流动不畅通,管理人员没有对风系统做定期的检修。

  7.某些柜台为了达到视觉效果增加了很多照度极高的灯具,这样就造成了室内照明强度和功耗密度的增加,照明负荷也相应的增加。

  5 节能改造措施的探讨