上海某绿色办公建筑机电系统运行管理案例分析

绿色建筑的绿色系统由各类部品、设备、设施与智能化软件组成，具有全生命期的特征，其功能、经济收益、非经济的效果和收益的实现不仅需要科学的设计，还需要精心的规划与执行，以谋求实现当初立意的目标。作为建筑内主要耗能设备，机电系统仅空调能耗就占总能耗地50%~60%，采取正确的运营管理手段可有效降低机电系统的能耗，具有巨大的节能潜力。

本文选取上海某获得绿色建筑运行标识三星级的办公建筑为典型案例，对其机电系统运行管理现状进行调研、分析，评价其能耗水平、分析其用能特点，指出该建筑机电系统设计和运行管理的不合理因素，提出相应的节能降耗措施，为其他建筑绿色设计和管理提供案例参考。

1、建筑概况

该建筑位于上海，2014年10月获得三星级绿色建筑设计标识，2016年2月竣工并投入使用，2017年11月获得三星级绿色建筑运行标识。用地面积8205㎡，总建筑面积43244.82㎡，建筑高度33.3m，地上7层，地下2层，容积率为2.70，建筑密度66.50%。建筑结构为钢筋混凝土结构，外立面采用玻璃幕墙和干挂石材。西面玻璃幕墙选用6mm+1.14PVB+6mm（Low-E）+19mm百叶+6m m钢化夹胶中空玻璃，其余面玻璃幕墙选用6 mm+1.14PVB+6 mm（Low-E）+12A+6mm钢化夹胶中空玻璃。

1.1 室内外设计参数

该建筑所在地上海市室外空调设计参数为冬季–1.2℃、74%，采暖度日数1 691；夏季34.6℃，夏季通风室外计算相对湿度为69%，空调度日数为164。室内设计参数见表1。

表1室内设计参数

1.2 空调冷热负荷情况

该建筑玻璃幕墙各向窗墙比为东向0.61，南向0.73，西向0.57，北向0.75；屋面传热系数为0.46 W/（㎡·K），幕墙传热系数2.26 W/(㎡·K)，遮阳系数SC=0.27，可开启面积比9.6%。按GB 50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的规定，对该建筑冬夏季空调负荷进行逐时计算，结果显示该建筑供暖热负荷指标为62.28 W/㎡，空调制冷负荷指标为109.43 W/㎡。

1.3 冷热源系统

该建筑的空调冷冻水和热水由虹桥商务区能源站提供，机房内设换热站与能源站提供的冷热水进行换热后提供空调和生活热水，其中集中能源站采用4台1454 kW烟气热水型溴化锂冷水机组、一个蓄冷量为106MWh的蓄冷水槽以及8台7043kW电动离心式冷水机组进行供冷；采用4台供热量为9.3MW的燃气（油）两用热水锅炉进行供热。一次侧冷源供水温度为 5.5~6.5℃，供回水温度差为7~8℃；二次侧供回水温度为7/14℃。一次侧热源供水温度为110~95℃，供回水温度差为50~35℃；二次侧供回水温度为60/50℃。

1.4 空调水系统

空调水系统采用二管制二次泵变流量水系统，通过板式换热器与能源站提供的空调水进行换热并提供建筑所用的空调冷热水。空调冷冻水、空调热水的供、回水总管各与机房的分水器和集水器连接，在夏、冬二季分别向二次侧提供空调冷水和空调热水。通过启闭分水器和集水器相关阀门，进行夏冬二季工况转换。

本项目二次侧共设置3台额定换热量1 800 kW的供冷系统板式换热器、4台（3用1备）单级单吸卧式离心泵，额定流量为220m³/h，额定扬程为35m；3台额定换热量1300kW的供热系统板式换热器，4台（3用1备）单级单吸卧式离心泵，额定流量为110m³/h，额定扬程为30m。

1.5 空调末端系统

该建筑主要功能区域采用风机盘管+新风系统顶送顶回方式，由于空间层高较高，采用高静压风机盘管确保冬季气流组织效果。经处理的新风直接送入房间内，新风空调箱机组设在楼层机房内。风机盘管和新风空调箱根据负荷计算结果进行匹配设计，型号较多，本文不逐一列举。

1.6 其他系统

该建筑屋顶规划安装分布式光伏发电系统，共安装光伏发电板293块，占地投影面积625㎡，安装发电量73.87kWh。

照明采用高光效荧光灯和节能灯。

2、建筑机电系统运行管理现状

该建筑根据GB/T 50314—2006《智能建筑设计标准》对商务办公建筑智能化标准要求，设置了综合布线系统、楼宇自控系统和能耗监测系统。其中楼宇自控系统主要对建筑内的通风、空调、水泵等设备进行自动控制；能耗监测系统根据配电系统形式和建筑功能分区设置了分项计量系统，在变电所低压出线柜对照明插座配电干线、空调配电干线、动力用电干线、特殊用电干线回路设置数字式电能表计；对照明系统、空调系统、通风风机、电梯以及动力系统进行分区分项计量，并对各个子系统进行细化分项计量。

2.1 空调风系统

由于该建筑所在城区采用能源站集中供能方式，因此对供暖空调系统的控制主要体现在风系统和水系统两方面。

采用热回收式新风机组回收利用室内排风能量，共采用11台热回收式新风机组，总排风量占总新风量的62.4%，制冷工况显热回收效率为60%，制热工况显热回收效率为65%。机组主要在冬季及夏季室内外温差较大时进行排风热回收，过渡季节新风通过旁通管道直接送入室内。经计算，该项目排风热回收机组全年能节省210 156.36 kWh电量，合计年节约成本180 104元，该设备的投资为412 500元，设备的投资回收期为2.29年。

2.2 空调水系统

每层回水干管上均安装静态平衡阀门，作为一次水力平衡调试手段，以均匀平衡水系统的流量。所有空调末端均设置电动调节阀，可根据室内负荷调节水流量。风机盘管系统可根据室内负荷和热舒适要求自由启停末端开关。同时水泵根据末端负荷变化可变频调节水流量。借助系统中的智能装置，工作人员只需记录水泵的开关机、运行时间及运行参数，以便于观察水泵的性能，到转季季节值班工程师根据反馈的数据通知阀门转季。实际运行时水泵的耗电输冷比为0.022072044，耗电输热比为0.006867364。

2.3 空调末端系统

新风系统采用新风需求控制，可根据区域内的二氧化碳浓度调节空调系统的新风量。项目主要功能房在二氧化碳浓度达到400 ppm，新风机会变频开启，使室外的新鲜空气通过过滤，紫外杀菌消毒，利用空调水的余热进行热或冷的二次回收，将新鲜空气