商业综合体电能管控设计要点浅析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年3月7期   作者:王宇
[导读] 中国城市的“商业综合体”最早起源于上个世纪80年代,发展于20世纪初,伴随人们物质文件与精神文化的需求,
        王宇
        天津鲁能广宇房地产开发有限公司、天津、 300381

        摘要:中国城市的“商业综合体”最早起源于上个世纪80年代,发展于20世纪初,伴随人们物质文件与精神文化的需求,演变至今已经历了多次的更迭,是将城市中商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱等城市生活空间的三项以上功能进行组合,并在各部分间建立一种相互依存、相互裨益的能动关系,从而形成一个多功能、高效率、复杂而统一的综合体[1]。在“30、60”背景下,商业综合体碳排放治理已刻不容缓。本文基于天津某商业综合体案例,重点阐述在前期规划设计方面的电能管控要点,意在探索出一条商业综合体的减碳降耗之路。
        关键词:碳中和 商业综合体 电能管控
        引言
        为适应经济社会快速发展需要,推进能源全面、协调、可持续发展,坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,在面对气候变化、环境风险挑战、能源资源约束等日益严峻的全球问题时,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。《中共中央关于制定国民经济和社会发展十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确提出要加快推动绿色低碳发展,推进清洁生产,发展环保产业,推进重点行业和重要领域绿色化改造,推动能源清洁低碳安全高效利用,降低碳排放强度。作为能源碳排放的重点治理领域,根据国际能源署对于全球建筑领域用能及排放的核算结果,2018年全球建筑业建造和建筑运行相关的终端用能占全球能耗的35%,二氧化碳排放占全球总二氧化碳排放的39%。[2]其中,作为功能复合、资源集约、交通便捷、系统复杂的建筑群,商业综合体又是建筑领域能耗最高的一种建筑形态。
一.项目基本情况
1.项目建筑与供电系统情况
        本文中所提到的商业综合体以天津地区某商业综合体为研究主体,该项目于2018年建成,由“商业、写字楼、酒店、沿街商业”四个业态组成。项目总建筑面积39万平米。其中,商业建筑面积16万平米,地上1-6层、地下1层为商业经营楼层,地下2-3层为停车场;写字楼建筑面积10平米,地上1-35层为写字楼楼层,地下2-3层为停车场;酒店建筑面积8万平米,地上1-4层为经营区域,地下2层为停车场;沿街商业建筑面积5万平米,地上1-3层为经营区域,地下2层为停车场。
        项目商业、写字楼均自持,酒店及沿街商业部分出售,共设置红号站10座,主要为商业、写字楼、酒店、沿街商业等业态供电。商业由5座35/0.4kV(红号)变电站供电,写字楼由3座35/0.4kV(红号)变电站供电,酒店由1座35/0.4kV(红号)变电站供电,高供高计,均为双路供电;沿街商业(部分自持)供电电源均接自商业主站低压回路。变电站总设计容量37200kVA,变压器容量包含800kVA、1000kVA、1250kVA、2000kVA、2500kVA五种,均为干式三相变压器。
2.项目用电耗能情况
        根据2019年该项目能源数据统计,项目全年用电共计3540万千瓦时,日均9.9万千瓦时。其中,商业用电共计2355万千瓦时,其中商户用电1412万千瓦时,公区用电943万千瓦时;写字楼用电共计220万千瓦时,其中商户用电30万千瓦时,公区用电190万千瓦时;酒店及沿街商业合计全年用电965万千瓦时。

表2.3 2019年写字楼业态全年能耗统计

        由上述数据表明,6月至9月为全年用电高峰,用电尖峰出现在7月,1月至5月、10月至12月用电量相对平稳。关于用电高峰,商业红号变电站表现较为突出,其原因为商业红号变电站下设的两个35kV制冷站,在夏季产生了用电负荷高峰,主机运行至9月调节运行模式,用电负荷逐渐下降,直至10月制冷站停冷,仅保留办公用电及商业经营用电;11月起开始供暖,空调系统伴随室外温度降低而逐渐启动,用电量逐步上升。
3.项目能源分布分析
        根据近一年的能源统计分析,该项目的能源分布情况有以下特点:
        (1)商场的商户、动力、照明用电占比远远高于写字楼,是商业综合体中用电量最高的业态。
        (2)商户租户用电量占比较高,动力占比其次,照明占比最少,但商户租户能源费归于成本,公区能耗归于费用,自持物业更应该关注自持公区的能耗情况。
        (3)在动力能耗方面,空调能耗占动力总能耗的45%以上,锅炉房及排油烟风机用电占总能耗30%,其余为消防、电梯等能耗。
        (4)在照明能耗方面,考虑到公区照度影响商业经营品质,因此一般不对公区照明进行大范围节能管控,但对后场照明做管控要求。

二.商业综合体在规划设计阶段的电能管控要点
        商业综合体建筑减排路径主要包括当地电网碳排放因子下降,安装自身可再生能源利用设备,用能低碳化改造,绿电购买及建筑节能。[3]基于商业综合体项目建筑体量大、组合形态复杂、电能耗量高的特点,本文认为应该对商业综合体的供电系统及用能设备进行深入研究,从供电系统的设计入手,着眼于公区降耗,探索行之有效减碳路径。商业综合体的供电系统自规划设计到常规化运维,大致可以分为三个阶段,即规划设计阶段、施工建设阶段、常规化运营阶段,其中规划设计阶段至关重要,主要任务包括结合项目概况及物业管理特点,制定项目的供电方案,确定合理的电力系统架构、供电计量方式、供电等级(直变、阶梯变)、变电站位置、设计负荷及相关节能设备的应用设计等。
        
1.关于地方政策
        项目获取后,要第一时间与当地电力公司接洽,了解电费及电力报装相关政策要求。大多数地方都会有节能相关的优惠政策,比如设置冰蓄冷系统可在夏季适用蓄冰电价;采用电能替代方式供暖,可在冬季适用蓄热电价等。
2.关于设计提资
        除了按照设计规范开展供电设计外,在前期设计阶段还应该与商业管理部门进行沟通,充分了解招商入驻需求与市场情况,适当调整用电负荷设计标准,合理考虑系统裕量。在预留电量方面特别要指出的是,伴随商业的不断发展,招商商户的入驻工程条件往往是高于设计院的原始设计标准的。过于倾向商户出的电力需求,容易导致项目整体电量冗余,增加建设成本,造成不必要的能源浪费;而不满足商户入驻的电力需求,对招商洽谈又造成一定影响。如何平衡商户需求和成本把控是需要招商和设计共同努力的。
        通过对比和调查,本文在电站设计、公区设计和设备功能等方面总结了以下经验供参考:
?电站设计:
        (1)电站的选址应尽可能集中,系统考虑缩短供电半径,减少电能损耗
        (2)变压器容量应有预留部分余量,用于运营期电力增容,但余量不宜过大
        (3)如果项目设置超过两座红号变电站,则应尽可能设置互为备用的供电回路,便于停电检修期间的不间断供电
        (4)红号变电站内必须设置具备远传功能的抄表系统,相关回路编号与现场一一对应,极大减少后期人工抄表的困难
?公区设计:
        (1)公区尽可能设置分路照明,开闭回路零活处置,达到节能的目的
        (2)后场通道照度不需过高,应根据点位设置,区分重点区域和普通区域
        (3)车库应设置感应照明,对停车冷热区采取不同运行模式
        (4)室外照明与楼体泛光应纳入BA系统一并控制
?设备功能:
        (1)写字楼空调应具备分层控制功能,避免能源浪费
        (2)排油烟风机应设置变频器,并具备与商户后厨的联动功能
        (3)电梯应具备变频功能、梯控功能、司机专用功能
总结
        伴随着“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,在新时期新背景下,市场正悄然发生着巨大的变革。在地产行业,倡导绿色生活方式,推动清洁能源发展,进一步探寻减碳降耗的新出路已在各大企业中形成共识。毫无疑问,我们正处在一个高速发展的新时代,经历着百年未有的大变革,基于当前市场存量较大的商业综合体,走上绿色发展道路,真正有效地实现减碳降耗,我们的依然有很大的提升空间。
参考文献
[1]张伟,赵向标,汪守军. 城市商业综合体 规划设计与运营管理[M].中国建筑工业出版社,2018
[2]中国建筑节能年度发展研究报告[M].中国建筑工业出版社,清华大学建筑节能研究中心, 2020
[3]刘烨,燕达,郭偲悦.商业综合体建筑减排路径分析方法研究[J].建筑节能,2020,48(11):106-110
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