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山西省建筑能效测评工作所遇问题探讨

2015-04-21

山西建筑 2015年32期
关键词:煤耗热源能效

郭 克 锋

(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)

山西省建筑能效测评工作所遇问题探讨

郭 克 锋

(山西省建筑科学研究院,山西 太原 030001)

针对实际能效测评工作中PKPM建筑能效测评软件不适合山西省建筑用能特点的情况进行了研究,并结合能效测评工作中的种种问题,提出了相关的解决方案,最后论述了建立适宜山西省建筑能效测评技术体系的可能性。

能效测评,技术体系,软件模块

0 引言

目前山西省开展能效测评工作主要依据的标准是JGJ/T 288—2012建筑能效标识技术标准,我省地方标准已经作废。但在实际能效测评工作中,发现了大量的需要根据山西省地方建筑节能实际工作需要进行细化和变化的部分。

以用能系统为例,我省目前以大规模的集中供热系统为主,但国家级的能效测评软件却以区域锅炉作为主要热源;我省大量应用的溴化锂吸收式热泵系统,在测评软件中基本没有体现等,因此建立适宜我省的建筑能效测评技术体系势在必行。

1 能效测评软件模拟不足之处

目前我省能效测评采用的是中国建筑科学研究院研制的PKPM

建筑能效测评软件,该软件是根据《民用建筑能效测评标识技术导则》编制的。

1.1 居住建筑软件模块

在软件模拟过程中存在以下几个问题:

1)模型建立过程中,不采暖阳台有两种建模方式,一种是把阳台当做房间来建模,一种是利用布置阳台命令来建模,第二种方式是默认阳台保温做在阳台里侧的墙上,由于既有建筑改造阳台保温都是在阳台外侧的墙上做的,故只能采用第一种方式,由于把阳台视为房间,计算建筑面积、窗墙比和体形系数时都参与了计算,与实际的节能设计计算有些偏差。

2)参数设置依据为设计文件,如外窗的传热系数、保温材料的导热系数,有些参数设计文件里没有提及时,标识建筑和参照建筑按节能设计依据的标准取同一值,如锅炉运行效率、循环水泵耗电输热比。

3)参与供暖能耗计算的发电煤耗每年都会变动,2014年国家统计局发布的发电煤耗为0.318 kg/kWh,软件中比对建筑的发电煤耗取0.415 5 kg/kWh,由于这个数据无法修改,如果只把标识建筑的发电煤耗改了,会加大热源耗电量,降低建筑相对节能率,所以标识建筑这个数据与比对的值一致。

4)比对建筑循环水泵的耗电输热比(EHR)取标准限值,由于能效测评针对的是单栋建筑,无单独热源,室外主干线长度不好统计,故耗电输热比无法计算,表1为不同热负荷下,给定管网长度,建筑物末端为散热器采暖系统的情形下EHR限值如表1所示。

表1 建筑物末端为散热器采暖系统EHR限值

由表1可以看出,EHR值较小,热负荷小于2 000 kW,400 m≤∑L≤1 500m时,EHR值在0.006 2~0.007 626之间变动,变化幅度为23%;热负荷不小于2 000 kW, 400 m≤∑L≤1 500m时,EHR值在0.005 4~0.006 642之间变动,变化幅度为23%。

以太重南组团1号楼为例,建筑面积为5 509.9 m2,实际建筑累计热负荷为311 689 kWh,EHR取0.007 626,热源折算耗电量为23.31 kWh/m2,循环水泵能耗为0.18 kWh/m2,EHR取0.006 2,循环水泵能耗为0.14 kWh/m2,总能耗变化幅度为0.17%,变化很小,所以在软件模拟中EHR取0.007 626。

1.2 公共建筑软件模块

公共建筑软件模拟过程中存在以下几个问题:

1)同严寒和寒冷地区居住建筑模块,参数设置依据为设计文件,如外窗的传热系数、保温材料的导热系数,有些参数设计文件里没有提及时,标识建筑和参照建筑按节能设计依据的标准取同一值,如锅炉运行效率、循环水泵耗电输热比。

2)软件中标识建筑冷热源种类很少,热源只有锅炉、市政和热泵,冷源只有水冷离心机组和水冷螺杆机组,而实际建筑中冷热源种类很多,有空气源热泵机组、多联式空调(热泵)机组,溴化锂吸收式冷(温)水机组等,对于软件中没有冷热源的建筑计算能耗时,根据软件计算出来的四个负荷段分配的冷热负荷算出机组能耗,水泵能耗通过手算出来,两者相加即得出全年供暖空调能耗。

3)对于冷热源为溴化锂吸收式冷(温)水机组的建筑,机组100%负荷下COP=3.3左右,而比对建筑冷源为冷水机组,机组100%负荷下COP=4.7左右,这样比较下来的话可能出现标识建筑能耗大于比对建筑,相对节能率为负值的情形。

2 建立适宜我省的能效测评技术体系

鉴于我国气候区域跨度较大,地方用能特点各异,JGJ/T 288—2012建筑能效标识技术标准并不适宜于我省建筑能耗用能特点,需要建立自己的能效测评技术体系,编制相关地方标准和软件,并根据实际情况及时进行修编和补充。

2.1 居住建筑能效测评软件模拟宜对建筑耗热量展开

我省住宅楼小区供暖系统普遍为区域集中供热或市政集中供热,建筑供暖能耗集中于“供暖热源→管网输送→建筑末端”三个环节,如图1所示。

1)单体建筑能效测评软件模拟中,供暖热源应与锅炉房及热力站换热效率相匹配,以静态效率评判动态效率,软件设置存在一定误差;以管网输送效率及耗电输热比计算单体建筑管网水泵单位能耗有失偏颇;而建筑末端耗热量基于限值及设计值模拟,误差较小。

2)以太重兴业投资发展有限公司宿舍区为例,新建建筑设计执行65%设计标准,可其热源无法更改,则能效测评不可能达到65%节能要求,这对大批量的成熟小区内新建建筑能效测评有失公允。

3)能效测评软件模拟设置中,市政热力热源设置为管网入口处,换热效率为1,忽略热源厂供热及其市政管网输送效率,造成区域集中及市政集中供热能耗基准差压,变相减少建筑供暖能耗。

4)《建筑能耗标准》征求意见稿中,其建筑供暖能耗与管网输送效率分开约束,亦说明只对建筑本身耗热量进行评判有一定的可取性。

建议能效测评软件模拟宜对标识建筑及比对建筑耗热量测评,而对管网输送效率及热源换热效率宜在实测评估中加大检测力度,确保符合设计要求。

2.2 能效测评宜将能耗最终归一至一次能源

建筑能效测评将所有能耗最终归一至电耗,按此执行导致如下测评误差:

1)根据国家统计局发布的能源统计数据,参与供暖能耗计算参数发电煤耗逐年下降,目前,依据2014年国家发布发电平均煤耗小于0.318 kgce/kWh,而软件能耗模拟发电煤耗取0.415 5 kgce/kWh,两者差异较大,将此值代入能耗计算系统,进一步引发系统性误差(见表2)。

表2 假设建筑发电平均煤耗引入的系统性误差

2)根据国家统计局发布的能源统计数据,目前我国能源结构进一步优化,采取综合措施稳步压减煤炭消费,2014年能源消费中煤炭消费量下降2.9%,原油消费量增长5.9%,天然气消费量增长8.6%,以发电煤耗进行折算至电耗与我国目前能源趋势大相径庭。

3)我国地域辽阔,各省份能源消费状况千差万别;各省市热源种类、品位及能源转化效率存在一定差别,以全国统计发电平均煤耗进行折算,既不能体现各省市能耗基准差异,也不能真实反映各省市节能减排量。

4)《建筑能耗标准》征求意见稿中明确指出,供暖能耗一律约束至一次能耗,单位为kgce/(m2·年);而建筑能耗(除供暖能耗外)一律约束至电耗,单位为kWh/(m2·年)。

建议能效测评宜将能耗最终归一至一次能源即标准煤,可直接看出建筑能耗增减走势,消除采用发电平均煤耗而导致的能耗系统计算误差。

2.3 宜增加公共建筑空调水系统检测内容

从公共建筑能效实测数据分析,水泵能耗占到空调水系统的20%~35%,而测评标准没有表明水系统为必检项,建议如居住建筑,对耗电输冷(热)比效率加大检测力度,确保符合设计要求。

3 结语

1)目前我省能效测评地标已经作废,主要依据标准为JGJ/T 288—2012建筑能效标识技术标准。但在实际能效测评工作中,其并不适合我省建筑能效测评工作的开展。

2)目前我省能效测评采用的PKPM建筑能效测评软件与我省地方能效测评实际工作还有一定的功能差距。

3)初步探讨了建立我省的能效测评技术体系的可能性,并提出相关技术细则。

On exploration for problems in architectural energy efficiency measurements in Shanxi Province

Guo Kefeng

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

The paper researches some inappropriate adoption of PKPM architectural energy efficiency software in Shanxi in its measurement, points out related solutions by combining with problems in the energy efficiency measurement, and indicates the possibility to establish the architectural energy efficiency measurement technique in Shanxi.

energy efficiency measurement, technical system, software modeling

1009-6825(2015)32-0181-03

2015-09-05

郭克锋(1980- ),男,工程师

TK012

A

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