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1、重庆市大型商场能耗调研分析重庆大学 陈进军 张建波 四川大学 龙恩深摘要：通过对重庆市30家大型商场进行实地能耗调研，选择其中9家具有代表性的商场进行能耗分析，从建筑本体、用能系统及运行管理三个方面分析商场用能情况及能耗特性；研究了商场空调设备功率构成比例及设备选型对能耗的影响,并针对各用能系统进行了节能分析。关键词：商场 能耗 设备选型 节能0 背景大型商场作为公共建筑的一种，由于建筑面积大、用能设备多、人流密度大、使用时间长等特点，因此与其他公共建筑相比单位面积能耗密度高，全年耗电量大，节能潜力巨大1。根据统计的数据显示重庆市大型商场2006年总耗电量约为96745万千瓦，折合标煤33.8
2、6万吨。如果按节能50%标准计算，其年节能潜力为16.93万吨，占重庆市年节能指标的8.9%2。图1为重庆市各类型公共建筑年节能潜力占全市年节能指标百分比，从图1可以看出有效开展公共建筑节能工作能解决重庆市年节能指标的23.1%2，可见建筑节能工作对“十一五”提出的节能降耗20%指标有重要意义；同时可以发现公共建筑中商场建筑年节能潜力最大，因此应重点加以研究。图2为重庆市主要类型公共建筑的年能耗密度，从图2可以看出大型商场年能耗密度为354.56 kWh/ (m2a)2，比其他类型公共建筑高出很多，因此是公共建筑节能设计及改造的重点研究对象。图1 重庆市各类型公共建筑年节能潜力占全市年节能指标
3、的百分比图2 重庆市主要类型公共建筑的年能耗密度1 重庆市大型商场能耗状况1.1总能耗分析重庆市直辖以来，经济发展迅速，大型商场数量较以前有了很大程度的增加，估计全市商场建筑面积约为272.86万平方米2，而其能耗密度又非常之大，因此其耗电量是十分巨大的。为此，2007年重庆市建筑节能协会对全市30家大型商场进行了能耗调查，图3为其中具有代表性的9家商场2006年单位面积耗电量数据。图3 重庆市9家大型商场2006年单位面积耗电量调研数据从图3可以看出，各商场之间用电量差异较大。建筑年能耗密度在288.9kWh/ (m2a)448.8kWh/ (m2a)之间不等,平均值为371.9kWh/ (
4、m2a)，最大值是最小值的1.7倍之多。经调研发现各商场能耗不同的原因主要有：（1) 受人流密度、地理位置和营业状况的影响很大，造成不同商场的能耗相差较大。（2) 商场围护结构热工性能和系统设计上的差异，导致空调设备容量不同。（3) 商场管理部门采取的节能管理措施不同，有一些对系统进行了优化，而有些却没有。2007中国建筑节能年度发展研究报告指出我国商场类建筑年能耗密度为200kWh/ (m2a)300kWh/ (m2a)1，而重庆市商场建筑年能耗密度平均值为371.9kWh/ (m2a)，大大超出此范围，可见其节能潜力巨大。1.2 商场能耗结构商场能耗主要由空调系统、照明系统及动力系统三大部
5、分构成，其中空调系统和照明系统占较大的比重。由于目前大多数商场没有实施用能分项计量，对各用能系统的能耗数据无法取得，因此调查只得到各商场各用能设备总安装功率比例，如图4所示。图4 各商场各用能设备总安装功率比例从图4可以看出空调系统设备安装功率占总功率的70，其中制冷机组占46%，水泵和末端设备各占12%，可见空调系统在商场能耗中占有很大的比重。在此基础上我们可以分析商场各用能设备的能耗比例，由于商场空调设备开启时间比照明、动力设备少，按全年空调设备开启9个月估算，空调系统能耗占商场全年总能耗的比例约为60%，照明、动力系统能耗比例分别约为30%和10%。由于照明、动力系统在商场中耗能比较稳定
6、，而空调系统用能影响因素则极其复杂，所以重点研究空调系统能耗特性对商场节能具有重要的意义。1.3 空调系统能耗特性分析商场空调能耗主要由其负荷状况及空调设备的使用状况决定。建筑负荷的影响因素较多，主要有室外气象参数、室内温湿度设定值、建筑围护结构热工性能、新风比例、室内人流密度及用能设备密度等。在这些因素中，较其他建筑不同的一是商场建筑围护结构一般都使用大面积的玻璃幕墙，玻璃门。然而调查中发现，玻璃幕墙热工性能较差，同时也没有设置合理的外遮阳设施，空调开启期间门也是敞开的，没有设置合理的门帘等设施，这都导致建筑负荷大大增加，从而导致能耗也大大增加。二是商场建筑人流密度大，因而新风比例的选取对其
7、负荷的影响也格外关键。新风比例过大则会导致负荷急剧增加。研究表明，在人流密度及商场照明等因素不变的情况下，若将新风标准从10m3/(h人)提高到20m3/(h人)，总冷负荷将增加30%3；比例过小则会影响室内空气品质，使人体产生不舒适的感觉。因此，在商场建筑设计及空调设计阶段应充分合理处理好建筑围护结构热工性能、外遮阳设计、新风比例的问题。空调设备的使用状况主要由设备的选型大小、能效比以及运行管理决定。调查显示各商场空调设备能效比大体相当，但是设备选型大小及运行管理水平则参差不齐。由于空调系统的设备能耗以制冷机组能耗为主,而冷源设备的选取即冷源设备装机容量与空调工程设计冷负荷的匹配是提高空调系
8、统能效比的关键4。再者其他设备的选取也是以制冷机组的选型大小为基础的,因此我们主要分析了各商场年能耗密度与单位面积冷机功率之间的关系,如图5所示图5 商场年能耗密度与单位面积冷机功率之间的关系从图5可以看出，所选商场单位面积冷机功率在25W/m21一八 W/m2之间，平均值为68W/m2；同时可以定性的得出建筑能耗密度与单位面积冷机功率呈正比例关系。各商场单位面积冷机功率之间存在巨大的差异说明其中必然有选型不合理的商场。调研发现大多数商场建筑在空调设计阶段，由于设计人员对建筑负荷计算的偏差或出于保险的考虑，装机容量选择过大，这就必然导致系统配置过大，使主机和系统整体放大，设计的先天不足埋下了建
9、筑能耗巨大浪费的隐患。同时冷机容量大小间接决定了空调系统其他耗能设备的选型,如果冷机功率过大,一方面会造成其他设备功率过大,使设备长期处于低效工作状态点,造成能源的大量浪费即所谓的“大马拉小车”；另一方面，若建筑围护结构热工性能不佳（如玻璃幕墙传热系数过大）或人为操作（如空调期间开门窗）导致建筑物出现能源浪费黑洞，此时冷机容量配置合理则耗其所有，再大的容量配置也可以不知不觉的被消耗掉。因此，合理的选择制冷机组的容量对空调系统的节能有着至关重要的作用。2 重庆商场建筑节能浅析2.1 围护结构节能商场建筑围护结构的显著特征就是使用了大面积的玻璃幕墙，而导致夏季室内空调能耗较大的主要原因是从玻璃幕墙
10、进入室内的大量太阳辐射热。这说明商场建筑节能在围护结构方面应重点解决大面积玻璃幕墙带来的热对流，太阳辐射热等问题。因此玻璃幕墙的热工性能应尽可能的好，同时合理的外遮阳设施也是十分有必要的。2.2 照明系统节能照明系统能耗主要受照明设备功率及设备使用时间影响，因此其节能途径主要有两个方面。一是节能灯具的使用，在满足照度的前提条件下采用高效节能型照明产品，不仅能降低照明系统的能耗，而且也能减少空调系统的能耗5。二是照明系统控制方式的自动化、智能化，采取合理的自控方式能大大降低照明系统的 同时又不对室内光环境需求产生不良影响。2.3 空调系统节能空调系统的能耗主要由冷热源系统、水系统、风系统的能耗构
11、成，其中冷热源系统能耗占有较大比例。针对本次调研所发现的商场空调系统存在的问题，笔者提出一些建议以供探讨：1) 合理选择冷机容量及台数，提高冷热源效率；2) 选择合理的室内空调运行参数；3) 提高空调系统的自动化、智能化程度；4) 充分利用自然冷源。2.4运行管理节能大型商场建筑多采用集中空调系统，具有结构复杂、设备众多、用能相对集中、能耗水平高，弹性相对大的特点，对它的节能运行管理应从制度和技术方面双管齐下。制度方面，在对空调系统的能耗进行独立计量甚至分项计量的基础上，对空调系统用能状况进行审计以确定整体节能潜力的大小，同时确定管理节能的潜力大小，进而采用定额管理、合同管理、目标管理等措施，
12、对运行管理者进行约束和激励，达到管理节能的目的；技术方面，节能技术的运用才是具体管理措施实施的工具，因此，还应对运行管理人员、运行操作人员进行专业节能培训，使之掌握正确的节能理念和有效的节能技术。3 结论（1）重庆市公共建筑年节能潜力占全市年节能指标的23.1%，对“十一五”节能降耗20%指标的完成有重要意义。（2）重庆市商场建筑面积约272.86万平方米，平均能耗密度为371.9kWh/ (m2a)，最大值是最小值的1.7倍之多，节能潜力巨大，是公共建筑节能设计及改造的重点研究对象。（3）空调系统是商场建筑的耗能大户，约占建筑总能耗的60%。建筑总能耗与单位面积冷机功率呈正比例关系，合理选择
13、冷机容量是空调系统节能的关键。建筑能耗影响因素极其复杂，节能工作任道重远，还有大量工作有待继续深入研究。参考文献：1 清华大学建筑节能研究中心.2007中国建筑节能年度发展研究报告M.北京：中国建筑工业出版社,20072 重庆市建筑节能协会专家委员会.重庆市现有公共建筑能耗调查报告R3 樊金花.大中型商场空调新风量取值与节能问题分析J.山西建筑,2003，29(一八):96-974 杨李宁,付祥钊.重庆办公建筑夏季空调工程设计能效比调查研究J.2007,35(7):8-115 王丹，严永红.重庆主城区大中型商场照明现状浅析J.灯与照明，2005,29(4):8-1012.30.202201:3401:34:2122.12.301时34分1时34分21秒12月. 30, 2230 十二月 20221:34:21 上午01:34:212022年12月30日星期五01:34:21
