大型商场建筑能耗调查与研究

大型商场建筑能耗调查与研究

摘要：本文通过对南通市商场建筑能耗进行调查和分析，总结了南通市大型商场这类建筑的能耗现状及用能特点。并针对南通市大型商场建筑耗能现状，分别从围护结构、系统运行管理和系统设计三个方面阐述了南通市大型商场建筑能耗偏高的主要原因。

关键词：建筑能耗围护结构运行管理系统设计

1 概述

随着南通市经济飞速发展，重庆公共建筑也保持了高速发展，而伴随着能源消耗与浪费问题也较为突出。在南通市既有公共建筑中，其中99％为高耗能建筑；在新建建筑中95％以上仍属于高耗能建筑。南通市公共建筑量大面广，建筑能耗惊人，如果不实施建筑节能，将对南通市的能源供应和环境保护造成巨大压力，并制约着南通市经济的发展。

1.1调查组织安排

为了促进南通市整个节能工作的开展，有效的分解“十一五”节能降耗20％这一指标，为南通市有效的开展既有建筑的改造做出基础工作，由南通市人大城环委牵头组织了此次对南通市现有公共建筑的能耗调查，并成立了专门的调查小组。调查对象以全市的大型公共建筑为主；调查人员由两个团队组成，一是能耗调查专家组，二是在校从事节能方面课题的博士生、高年级的硕士研究生；调查方式采取集中调查和重点调查相结合的方式进行。

1.2 南通市公共建筑能耗现状

下图为宾馆、办公写字楼、文广、车站、医院和商场六类大型公共建筑2001～2006年耗电量密度变化曲线。

图1 2001～2006年年耗电量密度变化曲线

由图1可以看到，在单位建筑面积下，商场类建筑的年耗电密度明显高于其他几类大型公共建筑。并在这6年中能耗呈逐年上升趋势，由此可见，随着商场面积的不断增加，总体的上涨不可避免，节能改造是势在必行。

如图2所示，与宾馆、办公写字楼、文广、车站和医院五种类型建筑年电耗数据值进行单位面

积的平均值比较，可以看出，商场类建筑年单位面积耗电量接近250kWh/m2.a，远远高出了其他五类公共建筑的年耗电密度。

图2 各类型公共建筑年耗电量密度

2 南通市商场建筑能耗状况

大型商场建筑作为公共建筑中的一种，其特点为建筑面积大、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，冬季采暖耗热量小；运行时长为12个小时以上、全年基本没有节假日、能耗受人们的消费习惯影响巨大。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。

2.1 能耗总体状况

图3给出了南通市十个大型商场2006年的年耗电密度数据统计。

图3 2006年大型商场建筑年耗电密度统计

可以看出，①各商场相互之间用电量差异较大，单位建筑年能耗密度在213.28kWh/㎡·a～448.77kWh/㎡·a之间。

②最大值是平均值的1.3倍，而最小值只有平均值的60%；最大值与最小值之间相差接近2倍。

2.2 逐月能耗状况

图4为这十个大型商场建筑2006年逐月耗电变化曲线。从图中可知：

①商场每月电量呈现出季节性变化，6月～10月是用电高峰期，其中峰值在8月前后出现；在11月~3月期间用电量较低，但部分商场在这期间能耗有小幅波动。

②商场能耗波动非常明显，波动最大的商场其最大值与最小值之间相差4倍之多，而对这种波

动影响最大的则是空调系统，照明及动力等其他能耗一年四季是只有少许变化，这就导致空调机组大多数情况下都在部分负荷下运行，能源浪费巨大。

上述差异可知，由于技术、设备和管理方面的原因，南通市商场建筑能耗水平存较大差异，存在巨大的节能潜力。

图4 2006年南通市商场逐月耗电变化曲线

3 南通市大型商场耗能特点及主要原因

南通市大型商场能耗巨大的原因较多，问题较复杂，其中的主要原因涉及建筑设计及围护结构、系统运行管理和系统设计三个方面。

3.1 建筑设计及围护结构情况

建筑总体负荷与各围护结构的热工性能成正相关。改善公共建筑的围护结构对减低空调负荷，减少设备容量，降低空调系统运行能耗起着重要作用。根据调查结果显示，建设单位往往过多地考虑节省一次投资，而忽视运行上的节能。下表1为商场建筑围护结构形式统计数据。

表1 南通市商场建筑围护结构形式统计

从上表可以看出：①大多数商场建筑围护结构未考虑节能措施，所有的商场建筑均未做外墙保温，只有21％的商场屋面做了外保温。

②对窗体和玻璃幕墙的材料选择都很差，有61％的建筑选择的保温性能很差的铝合金窗，这就导致现有窗户和玻璃幕墙传热系数普遍偏大，空气渗透严重。南通市既有商场建筑围护结构的保温环节十分薄弱。

就建筑设计来讲，由于商场的特殊性，业主为达到很好的外观效果，有75%的商场建筑使用了玻璃幕墙，然而只有30%的建筑使用了传热系数低的Low-e中空玻璃，并且没有外窗或不能开启，也没有任何的遮阳措施；多数调查建筑以“箱体”形式为主，通风性能差，大量内区造成能量消耗巨大；同时，商场为了达到好的宣传效果来吸引消费者，在外部又加入了大幅的广告，从而严重影响了室内采光，导致照明负荷加大和空调负荷加大的双重浪费。

另外，由于商场建筑在设计时，没有考虑到春秋季大量引入新风的措施来降低室内热负荷，这

也是导致商场建筑春秋两季能耗居高不下的关键原因。

3.2 运行管理现状

公共建筑整体运行管理水平的高低直接决定着建筑整体能源利用水平。在本次调研对象中，建筑物运行管理有些是专门的物业管理公司来进行；有些建筑由自己的工程部门来进行。图5为南通市商场建筑运行管理方式统计。

3.2.1 节能管理制度

建筑物运行管理水平的高低主要取决于物业管理管理公司及人员专业技术水平。因此提高公共建筑物业管理公司及人员在节能方面的知识是公共建筑节能环节中的重要组成部分。表2为商场建筑的节能管理制度建设情况。

表2 商场建筑的节能管理制度建设情

从表中反映出节能管理制度主要存在以下几个方面的问题：

①有不到50％的运行管理人员参与过节能培训和节能制度的制定，直接导致在管理过程中技术水平低和缺少标准的指导。

②只有35％的单位建立了节能档案，所以很多管理人员没有原始资料的指导，对系统在不同时段下了运行情况缺少了解，导致了管理人员缺乏经验和疏忽，间接的导致能源损失。

3.2.2 空调系统运行管理

表3 商场建筑空调系统运行管理情况

表3为商场建筑空调系统运行管理情况统计。从表中反映出节能管理制度主要存在以下几个方面的问题：