上海公共建筑能耗现状及节能潜力分析
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此外, 有 11. 5% 的建筑使用 复合能源。如 用电力 和煤 气, 电力和燃油, 电力和蒸汽( 集中供热) 结合驱动冷热源机 组。机组的组合方 式有: 离 心式 + 直 燃 型吸 收 式, 螺杆 式 ( 离心式) + 蒸汽双效溴化锂吸 收式机 组+ 燃 油锅炉 ( 集中 供热) 。
复合能源是一个发展趋势。第一可以保证大楼空调安 全稳定地运行, 一般将吸收式机组用来应付基 本负荷, 将电 动机组用来应付高峰负荷或突发负荷。万一有一路能源供 应出问题, 还可以用 另一路能 源应急。 第二可 以有效地 缓 解电力供应的昼夜峰谷差和燃气供应的季节峰谷差。第三 可以最大限 度地利用能源 价格的优 惠政策, 例 如昼夜 电价 差和冬夏燃气价差, 从而降低物业设施管理成 本。 3 上海建筑能耗现状
济、金融和贸易中心, 努力成为国际一流城市。新建筑如雨 后春笋般拔 地 而起。如 果以 8 层 以上 的建 筑作 为 高层 建 筑, 则 10 年 间上 海高 层建 筑的 幢数 增 长了 十几 倍。截 至 1996 年底, 上海已有高层建筑 1 904 幢, 建筑面 积达 2 740 万 m2[ 1] 。
暖通空调 HV& AC
专题研讨 13
上海公共建筑 能耗现状及节能潜力分析
同济大学 龙惟定 天津大学 胡 欣
潘毅群 范存养 许 雷
提要 根据上海地区办公楼、商办楼、宾馆和商厦能耗调研的数据, 对上海公共建筑空调 能耗的现状作了评价。认为上海建筑用能水平较低, 用能不尽合理。提出用系统能量效率比 用单位面积平均一次能耗量作为建筑节能的评价指标更为合理。
Abs t r ac t Ac c or di ng t o t he a ud it da t a of e ne r gy c onsumpt i on i n of f i c e, ho t el and c omme rc ia l bui l d ings , a ss es s es t he ener gy c ons umpt i on s i t ua t io n of ai r c ond i t i oning sy s t ems i n l a rg e bui l di ngs of S hanghai . P o int s out t hat t he l ev el of bui l di ng e ner gy us e i s l ower and t he us e of ener gy i n s ome as pe c t s is unr eas onab le. P r opo se s us ing t he sy s t em e ne rg y e f f i c ie nc y a s a n inde x in as se s sme nt of bui l di ng ener gy c o ns er v at i on, whi c h i s b el i eve d t o b e mor e r at i onal t han t he annua l a ve ra ge pr i mar y ener gy c o ns ump t i on v al ue per uni t a re a.
共建 筑 的 空调 冷 热 源
方式 及 所 使用 的 各 种
能源 品 种 的百 分 比 见
表 1。
图 3 上海 200 幢高层建筑的用途分布
根 据 对 这 200 幢
大楼的统计, 平均 的空 调装 机冷 量为 127 W / m2。 和日 本
的情况相比, 在东京 213 幢高层建筑中的调查结果表明, 空 调平均装机冷 量为 112. 8 W / m2 。就是 说, 上海 的 平均 空 调装机冷量比东京 要大 12. 6% 。上 海的 夏季 干球 温度 比 东京平均高 1 , 而湿球温度基本相同, 见表 2。
14 专题研讨
1998 年第 28 卷第 6 期
面。1996 年上海的建筑耗能占总能耗的比例为 13. 2% , 比
1994 和 1995 年分别增加了 0. 8 和 1 个百分点。 以往, 上海的 电力 供需 矛盾 一直 较突 出。1996 年, 上
海电力工业年发电 量为 428. 64 亿 kWh, 全市 共消 耗电 力
围护结构的选材比较讲究 , 除 了注重 外观外 也考虑 其热特 性, 这也能在一定 程度上减小空调装机冷量。
另外, 为了追求最 大效益, 上海 的高层 建筑功 能复 杂, 往往将办公、公寓 、商场、餐 饮、娱乐等多种设施集中在一幢
高层建筑之中。这在东京是较少见的。又由于某些高层建
筑有多个业主, 以 致将空调 系统也 分割开。高 层建筑 建成 后由于资产转 让、功能 转换, 也 会造 成能 源使 用上 的 不合 理。一般而言, 国内的 空调设 计很少 像日本那 样做仔 细的 负荷计算。设计人员套用习惯俗成的指标高估和冒估的风
1 . 07的 修 正系 数。根 据 比较 计算 , 日 本HASS11 2- 1 993
表 1 空调冷热源方式统计
驱动 冬季热源 能源
建筑 比例 数量
夏季冷源
建筑 比例 数量
油 燃油锅炉 区域供热 DH 直燃式机组
70
锅炉-吸收式机组
18 46. 0 DH- 吸收式机组
4
直燃式机组
热电联产( 燃油)
Keywo rds buil d ing ener gy ef f i c i enc y , a i r c o nd it io ni ng, ener gy c ons umpt i on
1 概述 1992 年小平同志视察南方之后, 上海的 城市建设 以令
全世界惊叹 的速度迅速发 展, 浦 东的开 发开放 又给了 上海 前所未有的机 遇。上海 将自 己的 发 展目 标定 位在 国际 经
明, 由 于 上 海 房 地 产 市 场 发 展相 对滞 后, 新 建 建 筑 的 出 租出售率 较低, 因 此, 建筑 耗
能尚未形成气候。
图 1 上海和全国的电力
另一 方 面, 上 海 的 夏 季
消费弹性系数
高峰 日用 电 量 逐 年 攀 升, 日
供电的峰谷 差也逐年拉大( 见图 2) , 可以认为, 夏季高 峰用 电量的形成主要来自于建筑耗能( 特别是空调 耗能) 。
上海地区高层建筑的空 调冷源 以电动 式制冷 机组( 包 括离心式、螺杆 式和 往复式) 为 最多, 占 53% , 其次 是空 气 热源热泵, 占 25% , 吸收式机组( 包括蒸汽 双效、直 燃型) 占 17. 7% ; 空调热源 以燃 油锅 炉( 包 括集 中供 热) 为最 多, 占 44% , 其次是空气热源 热泵, 占 30% , 电锅炉 占 10. 5% , 直 燃式机组( 燃油或气) 占 9. 3% , 燃煤锅炉仅占 2. 5% 。
新建公共建筑一般都设有中央空调、电梯 、消防等现代 建筑设备。另外, 一些旧 有公共 建筑在 改建或 装修中也 增 加了中央空 调系统。规模 较小的 银行、商店、饭店、娱乐 场 所和营业性办公室中柜式 空调的 普及率 几乎达百 分之百。 截至 1996 年底, 上海 城市居民住宅中每百户已拥有家用空 调器 50 台, 有的还在向一户多台发展。这些都给上海的能
27 27 26
标准实际上还是偏安 全的。由此 看来, 在空调 负荷计 算这 一环节上, 上海高 层建筑的设计冷量普遍偏大。
上海的高层建筑空调装机冷量根据建筑面积的大小也
有所 不 同。在 我 们 的 调
查对象 中, 最小 的高 层建 筑 建 筑 面 积 有 12 800 m2, 最大的近 29 万 m2。 图 4 是分建筑面积的空 调装机冷量统 计。
上海的建筑能耗现状可 以用几 句话来 概括: 用能水 平 不高, 用能效率较低, 节能观念落后, 节能潜力很大。
笔者对上海 9 幢办 公楼 和商 办楼 的全 年能 耗 作了 调 查, 结果见表 3。
表 3 上海 9 幢办公 楼和商办楼的全年能耗调查
图 2 上海的高峰用电量和供电峰谷差 ( 1998~ 2000 年数字为预测值)
2 上海的公共建筑空调系统现状 在公共建筑能耗中, 空调能耗占了最大比 例。因此 , 建
筑节能的主要对象是空调节能。
笔者曾对上海 200 幢高层建筑作过调查[ 2] 。这 200 幢 高层的用途分布见图 3。
这 200 幢 高 层 公
图 4 建筑面积与冷源冷量的关系
从图 5 可 以发 现, 建
筑面积 越大, 单 位面 积空
调冷 量 越 小。这 是 因
为大面积的 高层 建筑
中各部分空 调使 用情
况差 异 很 大, 也 就 是
说有较大的 负荷 参差
率, 高 峰 冷 量 并 不 是 将各部分和 各房 间的
高峰负 荷 简 单地 叠
图 5 建筑面积与单位面积冷量的关系 加。大 面积 高层 建筑 投资 额 较 大, 因 此 对
405. 26 亿 kWh, 其 中城乡居民 生活用电 约 34. 80 亿 kW h。 基本上达到平衡。上海的电力消费弹性系数低于全国水平
( 见图 1) 。这 说 明上 海 的 产
业结 构调 整 取 得 了 成 效, 一 些新兴的 低能 耗、知识 密集、
附加值高 的产业 成为 上海 经
济发展的 增长 点。同 时也 说
关键词 建筑节能 空调 能耗
Anal ysi s of energy consumption status and energy effi ciency potenti als i n commercial buildings of Shanghai
By Long Weiding, Pan Yiqun, Fan Cunyang, Xu Lei and Hu Xin
14 8. 5 13. 7 3. 5 1
气 直燃式机组 燃气锅炉 热电联产
7. 5
直燃式机组
7 7. 8 热电联产( 燃气)
1
7. 5 0. 5 4. 0
电 电锅炉
21
电动式制冷机
空气热源热泵 60. 5 43. 7 空气热源热泵
分体式或 VRV 6
分体式或 VRV
106. 5 50 6
82. 3
煤 燃煤锅炉
险较小。尽管一些已投运的建筑证明实际负荷大大低于估
算( 在调查中发现某些 大楼的 空调装 机冷量 即使在 最热的 天气也只使用一半左右) , 但设计人员还是宁可相信估算的
暖通空调 HV& AC
专题研讨 15
结果。设计 中很少考虑节 能措施, 个别 设计人 员甚至套 用 现成设计, 造成能量 使用很不 合理。这 些都是 造成上海 建 筑装机冷量高于东京的原因。
5 2. 5
注: 由于有些建筑采用复合能源, 建筑物的数量以 0. 5 计算。
表 2 上海与东京空调设计条件的比较
下列不保证率下的
下列不保证率下的
设计干球温度/ 平均日较差 设计湿球温度/
1% 2. 5% 5%
wk.baidu.com
1% 2. 5% 5%
上 海 34 33 32
9
27 27 27
东 京 33 32 31
8
源供应尤其是电力供应带来沉重的压力。 另一方面, 上 海又是一个能源匮乏的城市, 所需的一次
能源大多由其他省市 输入。上海 与全国 一样, 能源结 构中 原煤所占比重很 大, 八 五 期间 约占 总能 耗的 69% , 1995 年全市用煤量为 3 523 万 t 。因此 , 煤炭的运输挤 占了上海 铁路和海运的大量运力。
气象条件的差异导致上海建筑围护结构传热负荷和新
风负荷各比东京增加 12% 左右。但在 大型公共 建筑( 尤其 是高层建筑) 中, 围护结构导热负荷在总负荷中所占份额很 小, 即使加上新风负荷, 估计上海建筑的总负荷仅比东京大
3% ~ 4% 。按照日本空气调和 卫生工学会 1993 年颁布的 设计标准 冷热负 荷简易计算法( HA SS 112- 1993) [ 3] , 上 海的空调负荷只 需在 用东 京气 象条 件计 算的 基础 上乘 以
与全国的情况相同, 上海的 能源消 费主要 还在工 业方
龙惟定, 男, 1946 年 11 月生, 工学硕士, 教授, 系主任 200092 上海市赤峰路 71 号同济大学南校区 ( 021) 65980595 E-m ail: icet ju @ online. sh. cn 收稿日期: 1998- 02- 08
复合能源是一个发展趋势。第一可以保证大楼空调安 全稳定地运行, 一般将吸收式机组用来应付基 本负荷, 将电 动机组用来应付高峰负荷或突发负荷。万一有一路能源供 应出问题, 还可以用 另一路能 源应急。 第二可 以有效地 缓 解电力供应的昼夜峰谷差和燃气供应的季节峰谷差。第三 可以最大限 度地利用能源 价格的优 惠政策, 例 如昼夜 电价 差和冬夏燃气价差, 从而降低物业设施管理成 本。 3 上海建筑能耗现状
济、金融和贸易中心, 努力成为国际一流城市。新建筑如雨 后春笋般拔 地 而起。如 果以 8 层 以上 的建 筑作 为 高层 建 筑, 则 10 年 间上 海高 层建 筑的 幢数 增 长了 十几 倍。截 至 1996 年底, 上海已有高层建筑 1 904 幢, 建筑面 积达 2 740 万 m2[ 1] 。
暖通空调 HV& AC
专题研讨 13
上海公共建筑 能耗现状及节能潜力分析
同济大学 龙惟定 天津大学 胡 欣
潘毅群 范存养 许 雷
提要 根据上海地区办公楼、商办楼、宾馆和商厦能耗调研的数据, 对上海公共建筑空调 能耗的现状作了评价。认为上海建筑用能水平较低, 用能不尽合理。提出用系统能量效率比 用单位面积平均一次能耗量作为建筑节能的评价指标更为合理。
Abs t r ac t Ac c or di ng t o t he a ud it da t a of e ne r gy c onsumpt i on i n of f i c e, ho t el and c omme rc ia l bui l d ings , a ss es s es t he ener gy c ons umpt i on s i t ua t io n of ai r c ond i t i oning sy s t ems i n l a rg e bui l di ngs of S hanghai . P o int s out t hat t he l ev el of bui l di ng e ner gy us e i s l ower and t he us e of ener gy i n s ome as pe c t s is unr eas onab le. P r opo se s us ing t he sy s t em e ne rg y e f f i c ie nc y a s a n inde x in as se s sme nt of bui l di ng ener gy c o ns er v at i on, whi c h i s b el i eve d t o b e mor e r at i onal t han t he annua l a ve ra ge pr i mar y ener gy c o ns ump t i on v al ue per uni t a re a.
共建 筑 的 空调 冷 热 源
方式 及 所 使用 的 各 种
能源 品 种 的百 分 比 见
表 1。
图 3 上海 200 幢高层建筑的用途分布
根 据 对 这 200 幢
大楼的统计, 平均 的空 调装 机冷 量为 127 W / m2。 和日 本
的情况相比, 在东京 213 幢高层建筑中的调查结果表明, 空 调平均装机冷 量为 112. 8 W / m2 。就是 说, 上海 的 平均 空 调装机冷量比东京 要大 12. 6% 。上 海的 夏季 干球 温度 比 东京平均高 1 , 而湿球温度基本相同, 见表 2。
14 专题研讨
1998 年第 28 卷第 6 期
面。1996 年上海的建筑耗能占总能耗的比例为 13. 2% , 比
1994 和 1995 年分别增加了 0. 8 和 1 个百分点。 以往, 上海的 电力 供需 矛盾 一直 较突 出。1996 年, 上
海电力工业年发电 量为 428. 64 亿 kWh, 全市 共消 耗电 力
围护结构的选材比较讲究 , 除 了注重 外观外 也考虑 其热特 性, 这也能在一定 程度上减小空调装机冷量。
另外, 为了追求最 大效益, 上海 的高层 建筑功 能复 杂, 往往将办公、公寓 、商场、餐 饮、娱乐等多种设施集中在一幢
高层建筑之中。这在东京是较少见的。又由于某些高层建
筑有多个业主, 以 致将空调 系统也 分割开。高 层建筑 建成 后由于资产转 让、功能 转换, 也 会造 成能 源使 用上 的 不合 理。一般而言, 国内的 空调设 计很少 像日本那 样做仔 细的 负荷计算。设计人员套用习惯俗成的指标高估和冒估的风
1 . 07的 修 正系 数。根 据 比较 计算 , 日 本HASS11 2- 1 993
表 1 空调冷热源方式统计
驱动 冬季热源 能源
建筑 比例 数量
夏季冷源
建筑 比例 数量
油 燃油锅炉 区域供热 DH 直燃式机组
70
锅炉-吸收式机组
18 46. 0 DH- 吸收式机组
4
直燃式机组
热电联产( 燃油)
Keywo rds buil d ing ener gy ef f i c i enc y , a i r c o nd it io ni ng, ener gy c ons umpt i on
1 概述 1992 年小平同志视察南方之后, 上海的 城市建设 以令
全世界惊叹 的速度迅速发 展, 浦 东的开 发开放 又给了 上海 前所未有的机 遇。上海 将自 己的 发 展目 标定 位在 国际 经
明, 由 于 上 海 房 地 产 市 场 发 展相 对滞 后, 新 建 建 筑 的 出 租出售率 较低, 因 此, 建筑 耗
能尚未形成气候。
图 1 上海和全国的电力
另一 方 面, 上 海 的 夏 季
消费弹性系数
高峰 日用 电 量 逐 年 攀 升, 日
供电的峰谷 差也逐年拉大( 见图 2) , 可以认为, 夏季高 峰用 电量的形成主要来自于建筑耗能( 特别是空调 耗能) 。
上海地区高层建筑的空 调冷源 以电动 式制冷 机组( 包 括离心式、螺杆 式和 往复式) 为 最多, 占 53% , 其次 是空 气 热源热泵, 占 25% , 吸收式机组( 包括蒸汽 双效、直 燃型) 占 17. 7% ; 空调热源 以燃 油锅 炉( 包 括集 中供 热) 为最 多, 占 44% , 其次是空气热源 热泵, 占 30% , 电锅炉 占 10. 5% , 直 燃式机组( 燃油或气) 占 9. 3% , 燃煤锅炉仅占 2. 5% 。
新建公共建筑一般都设有中央空调、电梯 、消防等现代 建筑设备。另外, 一些旧 有公共 建筑在 改建或 装修中也 增 加了中央空 调系统。规模 较小的 银行、商店、饭店、娱乐 场 所和营业性办公室中柜式 空调的 普及率 几乎达百 分之百。 截至 1996 年底, 上海 城市居民住宅中每百户已拥有家用空 调器 50 台, 有的还在向一户多台发展。这些都给上海的能
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标准实际上还是偏安 全的。由此 看来, 在空调 负荷计 算这 一环节上, 上海高 层建筑的设计冷量普遍偏大。
上海的高层建筑空调装机冷量根据建筑面积的大小也
有所 不 同。在 我 们 的 调
查对象 中, 最小 的高 层建 筑 建 筑 面 积 有 12 800 m2, 最大的近 29 万 m2。 图 4 是分建筑面积的空 调装机冷量统 计。
上海的建筑能耗现状可 以用几 句话来 概括: 用能水 平 不高, 用能效率较低, 节能观念落后, 节能潜力很大。
笔者对上海 9 幢办 公楼 和商 办楼 的全 年能 耗 作了 调 查, 结果见表 3。
表 3 上海 9 幢办公 楼和商办楼的全年能耗调查
图 2 上海的高峰用电量和供电峰谷差 ( 1998~ 2000 年数字为预测值)
2 上海的公共建筑空调系统现状 在公共建筑能耗中, 空调能耗占了最大比 例。因此 , 建
筑节能的主要对象是空调节能。
笔者曾对上海 200 幢高层建筑作过调查[ 2] 。这 200 幢 高层的用途分布见图 3。
这 200 幢 高 层 公
图 4 建筑面积与冷源冷量的关系
从图 5 可 以发 现, 建
筑面积 越大, 单 位面 积空
调冷 量 越 小。这 是 因
为大面积的 高层 建筑
中各部分空 调使 用情
况差 异 很 大, 也 就 是
说有较大的 负荷 参差
率, 高 峰 冷 量 并 不 是 将各部分和 各房 间的
高峰负 荷 简 单地 叠
图 5 建筑面积与单位面积冷量的关系 加。大 面积 高层 建筑 投资 额 较 大, 因 此 对
405. 26 亿 kWh, 其 中城乡居民 生活用电 约 34. 80 亿 kW h。 基本上达到平衡。上海的电力消费弹性系数低于全国水平
( 见图 1) 。这 说 明上 海 的 产
业结 构调 整 取 得 了 成 效, 一 些新兴的 低能 耗、知识 密集、
附加值高 的产业 成为 上海 经
济发展的 增长 点。同 时也 说
关键词 建筑节能 空调 能耗
Anal ysi s of energy consumption status and energy effi ciency potenti als i n commercial buildings of Shanghai
By Long Weiding, Pan Yiqun, Fan Cunyang, Xu Lei and Hu Xin
14 8. 5 13. 7 3. 5 1
气 直燃式机组 燃气锅炉 热电联产
7. 5
直燃式机组
7 7. 8 热电联产( 燃气)
1
7. 5 0. 5 4. 0
电 电锅炉
21
电动式制冷机
空气热源热泵 60. 5 43. 7 空气热源热泵
分体式或 VRV 6
分体式或 VRV
106. 5 50 6
82. 3
煤 燃煤锅炉
险较小。尽管一些已投运的建筑证明实际负荷大大低于估
算( 在调查中发现某些 大楼的 空调装 机冷量 即使在 最热的 天气也只使用一半左右) , 但设计人员还是宁可相信估算的
暖通空调 HV& AC
专题研讨 15
结果。设计 中很少考虑节 能措施, 个别 设计人 员甚至套 用 现成设计, 造成能量 使用很不 合理。这 些都是 造成上海 建 筑装机冷量高于东京的原因。
5 2. 5
注: 由于有些建筑采用复合能源, 建筑物的数量以 0. 5 计算。
表 2 上海与东京空调设计条件的比较
下列不保证率下的
下列不保证率下的
设计干球温度/ 平均日较差 设计湿球温度/
1% 2. 5% 5%
wk.baidu.com
1% 2. 5% 5%
上 海 34 33 32
9
27 27 27
东 京 33 32 31
8
源供应尤其是电力供应带来沉重的压力。 另一方面, 上 海又是一个能源匮乏的城市, 所需的一次
能源大多由其他省市 输入。上海 与全国 一样, 能源结 构中 原煤所占比重很 大, 八 五 期间 约占 总能 耗的 69% , 1995 年全市用煤量为 3 523 万 t 。因此 , 煤炭的运输挤 占了上海 铁路和海运的大量运力。
气象条件的差异导致上海建筑围护结构传热负荷和新
风负荷各比东京增加 12% 左右。但在 大型公共 建筑( 尤其 是高层建筑) 中, 围护结构导热负荷在总负荷中所占份额很 小, 即使加上新风负荷, 估计上海建筑的总负荷仅比东京大
3% ~ 4% 。按照日本空气调和 卫生工学会 1993 年颁布的 设计标准 冷热负 荷简易计算法( HA SS 112- 1993) [ 3] , 上 海的空调负荷只 需在 用东 京气 象条 件计 算的 基础 上乘 以
与全国的情况相同, 上海的 能源消 费主要 还在工 业方
龙惟定, 男, 1946 年 11 月生, 工学硕士, 教授, 系主任 200092 上海市赤峰路 71 号同济大学南校区 ( 021) 65980595 E-m ail: icet ju @ online. sh. cn 收稿日期: 1998- 02- 08