某辦公樓用電能耗數(shù)據(jù)的分析
一個(gè)建筑工程項(xiàng)目從設(shè)計(jì)開始到竣工完成為止,電氣設(shè)計(jì)師通常會(huì)比較關(guān)注,;而建筑工程項(xiàng)目一旦交付使用后,,對(duì)于此項(xiàng)目的后續(xù)運(yùn)行工作,設(shè)計(jì)師一般都很少去了解,。原來的設(shè)計(jì)與實(shí)際的使用到底有多大距離,,原來設(shè)計(jì)中所選擇的設(shè)備容量是大了、還是小了等問題,,設(shè)計(jì)師關(guān)注不多,。一般是運(yùn)行中出現(xiàn)了問題,使用單位才會(huì)通知原設(shè)計(jì)師到現(xiàn)場(chǎng)處理問題,。這正是大多數(shù)設(shè)計(jì)師比較欠缺的地方,建筑工程項(xiàng)目的后續(xù)跟蹤服務(wù),、設(shè)計(jì)師多到現(xiàn)場(chǎng)去了解設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況,,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,并進(jìn)行分析,、歸納與總結(jié),,對(duì)于以后的設(shè)計(jì)工作是很有幫助的。
筆者近日收集到了某單位辦公樓電氣設(shè)備的一些運(yùn)行數(shù)據(jù),,通過整理,、分析,發(fā)現(xiàn)了一些有趣的問題,,或許對(duì)以后類似的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)會(huì)有些許幫助,。
通常做法
電氣的設(shè)計(jì)過程中,,一般是通過負(fù)荷計(jì)算來確定10(20)/ 0.4 kV變配電設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格及其他相關(guān)的電氣參數(shù),。而負(fù)荷計(jì)算方法有多種,,通常用得較多的是單位指標(biāo)估算法、需要系數(shù)法,、二項(xiàng)式法等,。
對(duì)于民用建筑的電氣設(shè)計(jì),負(fù)荷計(jì)算一般采用需要系數(shù)法和單位指標(biāo)法,。而單位指標(biāo)法又通常用在建筑工程項(xiàng)目的可行性研究及方案階段,;另外,還可以利用單位指標(biāo)法來對(duì)已完成的設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)算,,并判斷設(shè)計(jì)指標(biāo)是否合理,。需要系數(shù)法則常常用于建筑工程項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)和施工圖階段。
對(duì)于辦公建筑,,用電負(fù)荷的構(gòu)成通常是照明(含插座)用電負(fù)荷,、動(dòng)力(水泵、風(fēng)機(jī),、電梯等)用電負(fù)荷,、空調(diào)用電負(fù)荷及特殊用電負(fù)荷這4大類。其中的特殊用電負(fù)荷中,,可能有廚房用電負(fù)荷及小型計(jì)算機(jī)房的用電負(fù)荷等,。
在設(shè)計(jì)階段,空調(diào)及動(dòng)力用電負(fù)荷基本上可以根據(jù)相關(guān)專業(yè)提供的設(shè)計(jì)資料來確定,,照明用電負(fù)荷也可以根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來確定大致的負(fù)荷容量,,而插座、特殊用電負(fù)荷一般難以估算準(zhǔn)確,,通常會(huì)根據(jù)其建筑規(guī)模,、檔次及大致的使用需求等來估算用電負(fù)荷的容量。以上這些工作做完后,,還可以通過單位指標(biāo)法來進(jìn)行檢驗(yàn),,設(shè)計(jì)師通過基本判斷,確認(rèn)是在負(fù)荷指標(biāo)范圍內(nèi)以后,,便可以開始動(dòng)手繪圖了,。
在空調(diào)冷水機(jī)組采用電動(dòng)壓縮機(jī)制冷時(shí),對(duì)于辦公建筑變壓器配置容量指標(biāo),,業(yè)內(nèi)比較權(quán)威的參考資料中,,有如下指標(biāo):
a.《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第4版),≥ 130 VA / m2。
b.《全國民用建筑工程技術(shù)措施 電氣》(2009),,50 ~ 100 VA / m2,。
c.國標(biāo)圖集19DX101 - 1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》,對(duì)于一,、二類辦公建筑變壓器容量節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo)限定值:110 VA / m2,;目標(biāo)值:70 VA / m2。
某辦公樓的設(shè)計(jì)(部分)
工程概況
XX市某公司2016年新建辦公樓,,建筑高度23.9 m,,辦公樓地上實(shí)測(cè)面積 25 163.55 m2,辦公樓配套地下室面積10 838 m2,,合計(jì)36 001.55 m2,。變壓器的裝機(jī)容量為2×1 000 kVA。XX市位于XX,,屬于典型的夏熱冬冷地區(qū),。
本項(xiàng)目用電負(fù)荷包括了4大類:照明(插座)、空調(diào),、動(dòng)力和特殊用電負(fù)荷,。其中的特殊用電主要是公司的職工廚房、餐廳和計(jì)算機(jī)房用電負(fù)荷,。而空調(diào)采用的是中央空調(diào)系統(tǒng),,分為兩部分:2 ~ 3層采用水源熱泵多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)(2層局部采用風(fēng)冷熱泵多聯(lián)機(jī)系統(tǒng));地下室及1層,、4 ~ 7 層采用風(fēng)冷熱泵多聯(lián)機(jī)系統(tǒng),。空調(diào)用電負(fù)荷總裝機(jī)容量為1.27 MW,。
用電總能耗分布情況
從該辦公樓能耗平臺(tái)收集到的2018年全年用電總能耗數(shù)據(jù)(如圖1所示):用電總耗能為3 230.9 MWh,,其中空調(diào)系統(tǒng)為1 871.2 MWh,動(dòng)力100.7 MWh,,照明能耗 828.6 MWh,,特殊用電 430.4 MWh,。從上面的數(shù)據(jù)分析中,,可以看出,空調(diào)系統(tǒng)用電占比達(dá)到57.91 %,。
全年空調(diào)系統(tǒng)用電能耗情況
該辦公樓全年空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行情況:4月和10月主機(jī)系統(tǒng)處于停機(jī)狀態(tài),,但仍有少量的末端在工作(風(fēng)機(jī)盤管開啟),其他月份每天的工作時(shí)間為8:30 ~ 22:00,??照{(diào)系統(tǒng)2018年的能耗情況如圖2所示。
從圖2全年各月空調(diào)的耗能情況可以看出,,只有7,、8兩個(gè)月的耗能比較大,,這與XX市炎熱的夏季有關(guān)。查XX市2018年全年氣象資料,,從每月平均氣溫(如圖3所示)可以看出,,7月、8月兩個(gè)月的月平均氣溫在35 ℃ 左右,,空調(diào)系統(tǒng)的用電能耗比較高,;4月、10月兩個(gè)月的月平均氣溫在24℃左右,,比較舒適,,不需要開空調(diào),空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)處于停運(yùn)狀態(tài),。
空調(diào)系統(tǒng)用電各月占總能耗的情況
從全年總用電能耗分布情況來看,,空調(diào)系統(tǒng)年平均占比為57.91 %,而每個(gè)月空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比卻不盡相同,,主要還是與當(dāng)?shù)氐臍鉁剡x自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 變化有關(guān),。空調(diào)系統(tǒng)各月能耗占比情況如圖4所示,。
從圖4可以看出,,除3月和11月,其他各月份(4月和10月停主機(jī)未計(jì)入)空調(diào)系統(tǒng)用電能耗,,均超過了總能耗的50 %,。也就是說,本棟辦公建筑主要能耗為空調(diào)系統(tǒng),。
數(shù)據(jù)分析
從上面案例的數(shù)據(jù)可以看出,,本棟辦公建筑單位指標(biāo)變壓器的裝機(jī)容量為55.6 VA / m2,小于國標(biāo)圖集19DX101 - 1中目標(biāo)值的要求,,說明本棟大樓的電氣設(shè)計(jì)是節(jié)能的,。
用電能耗情況分析
本項(xiàng)目投入使用以來,每月用電設(shè)備的能耗變化隨空調(diào)系統(tǒng)的投入情況而變化,,全年最高負(fù)荷出現(xiàn)在7 ~ 8月份,,也是變壓器負(fù)載率最高的兩個(gè)月,2018年全年用電總能耗情況如圖5所示,。
圖5中,,辦公樓2018年各月份的用電能耗與空調(diào)系統(tǒng)用電能耗情況基本是相對(duì)應(yīng)的。由此可見,,空調(diào)系統(tǒng)是辦公類建筑的耗能大戶,。
如果不考慮空調(diào)系統(tǒng)的用電能耗情況,2018年整棟辦公樓的用電能耗情況如圖6所示,全年的用電能耗基本穩(wěn)定,。從圖6可以看出,,除2月和10月的月能耗少于100 MWh外,其他月份均超過100 MWh,,基本處于一個(gè)穩(wěn)定的水平,。2月份的能耗最少,是因?yàn)?月份處在春節(jié)長假期間,,用電設(shè)備基本處于關(guān)機(jī)狀態(tài),;10月份有國慶黃金周(還是有部分人在加班)。
空調(diào)系統(tǒng)月平均實(shí)際投入情況
從圖2空調(diào)系統(tǒng)能耗情況分析,,2018年空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際投入率,,基本上是根據(jù)全年各月份氣溫變化而有較大的差異。筆者通過每月空調(diào)系統(tǒng)的用電能耗情況及實(shí)際投入運(yùn)行的大致時(shí)間,,折算出空調(diào)系統(tǒng)每月平均的實(shí)際投入率,,如圖7所示。
從圖7可以看出,,空調(diào)系統(tǒng)的投入率最高的月份還是7月和8月,,也就是氣溫最高的兩個(gè)月,其他月份的月均投入率均不是很高,,全年只有4個(gè)月時(shí)間的投入率超過了50 %,。
變壓器月平均負(fù)載率
通過對(duì)辦公樓2018年全年用電能耗數(shù)據(jù)分析,折算出各月份變壓器實(shí)際運(yùn)行時(shí)負(fù)荷的大致負(fù)載率,,如圖8所示,。
從圖8可以很直觀地看出,2018年全年變壓器月平均負(fù)載率的變化情況,,基本上也是隨空調(diào)系統(tǒng)投入率的變化而變化的,,可見辦公樓空調(diào)系統(tǒng)對(duì)辦公樓的能耗變化起決定性的作用。在長沙這樣的冬冷夏熱地區(qū),,最熱的月份(7 ~ 8月)變壓器的負(fù)載率可以達(dá)到設(shè)計(jì)的最大值,,其他時(shí)間均在61 % 及以下。
幾點(diǎn)參考建議
通過對(duì)上面的圖表及數(shù)據(jù)分析,,盡管一年的數(shù)據(jù)不能完全反映全部的真實(shí)情況,,特別是在2018年中,沒有出現(xiàn)極端的氣候天氣,,但是,,還是大致可以給以后的設(shè)計(jì)提供一些參考:
a.對(duì)于冬冷夏熱地區(qū),在空調(diào)系統(tǒng)采用電動(dòng)壓縮機(jī)制冷時(shí),,辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)用電負(fù)荷占比在50 % 左右,,部分辦公樓建筑將超出50 %,。
b.冬冷夏熱地區(qū)的辦公建筑,變壓器的負(fù)載率根據(jù)氣溫的變化而變化,,其中在炎熱的夏季將達(dá)到設(shè)計(jì)的最大值,其他時(shí)間基本上在60 % 及以下,。
c.在辦公建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段,,電氣設(shè)計(jì)師可以根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷情況,來確定變壓器的大致裝機(jī)容量,,這里是在空調(diào)系統(tǒng)采用電動(dòng)壓縮機(jī)制冷,,用電負(fù)荷提供的資料要求比較準(zhǔn)確為前提條件。
d.建筑電氣設(shè)計(jì)師要多收集設(shè)計(jì)項(xiàng)目后續(xù)的運(yùn)行數(shù)據(jù)與資料,,并加以分析,,以便將設(shè)計(jì)做得更好。
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