姜颖霞
北京五合国际工程设计顾问有限公司 100089
【摘 要】 随着低碳节能理念的不断推行，作为主要建筑类型的办公建筑，如何降低能耗以成为如今必要的思考。本文选取北京某一办公建筑，利用eQUEST软件对其能耗进行模拟分析，并与美国ASHRAE标准进行分析对比，确定节能措施。为以后的节能设计提供参考。
【关键词】基准建筑；能耗模拟；节能措施
Energy Simulation and Analysis of Beijing Office building based on ASHRAE standard
Abstract: With the continuous implementation of low-carbon concept, office building as the main type of buildings, how to reduce energy consumption has become a necessary consideration. We select an office building in Beijing area, uses eQuest to simulate its energy consumption, and compares it with ASHRAE standard to obtain energy saving measures. Provides a reference for future energy-saving design.
Keywords baseline building; energy consumption Simulation; energy saving measures
0 引言
绿色建筑又称节能建筑，是综合运用现代建筑科技、生态科学以及各种现代科学技术的有效成果，建设具有舒适、高效、节能、低碳排放的特点，并充分体现人文、环保、持续、经济、实用等原则的建筑[1]。习总书记指出能源低碳发展关乎人类未来，中国高度重视能源低碳发展。国家住房与城乡建设部也颁布了《公共建筑节能设计标准》明确要求公共建筑节能率不应低于GB50189-2015，明确要求公共建筑节能率不应低于50%。
本文以北京某办公楼为对象，针对办公楼进行模拟，通过eQUEST模拟得到建筑全并与参照建筑对比，在北京地区气候条件影响下，研究建筑位置、围护结构、窗墙比、建筑内部因素等对建筑能耗的影响［2］，得到北京地区办公建筑耗能情况，并提出了节能措施。
1 模型及参数设定
1.1 建筑模型
本次研究对象选取北京某办公建筑，该建筑为新建综合性办公楼，地上14层，地下4层，建筑总面积约7.5万㎡，其中地上建筑面积约为4.8万㎡。地下功能主要为餐厅厨房、汽车库，首层为餐厅、大堂、银行，其余为办公楼。建筑使用功能类型齐全。建筑用电主要包括：中央空调系统用电、照明用电及办公设备用电和其他用电。
1.2 主要参数设定
（1）气象条件
本项目地处北京，属于寒冷地区，该地区的空调用室外气象参数如表所示。
表1-1 北京市空调用室外气象参数
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（数据来源：中国建筑热环境专用气象数据）
根据中国建筑气候分区可知，模拟所需气象数据由中国建筑气象数据收集提供，如图1-1所示。
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图1-1 北京地区室外干球温度和露点温度全年变化曲线
（2）建筑热工参数
基准模型采用美国ASHRAE标准规定的最低限值的建筑设计参数。设计模型的建立就是基于设计方提供的各项设计参数。具体的热工参数设置见下表：
表1-2 围护结构热工参数设置
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（3）室内参数设置
本项目主要功能房间的参数设置如下：
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2 负荷模拟结果分析
分析是通过对主要活动区域的空调负荷进行对比，分析主要参数对建筑能耗的影响，分析结果如下：
表2-1 模拟计算结果分析
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从以上模拟结果可以看出，设计方案峰值负荷相对基准建筑较高。
1．设计模型的累积冷负荷较基准模型约高22.0万kW，累积热负荷较基准模型低122.2万KW。
2．模拟结果显示：设计模型的冷负荷指标为89.0W/m2，基准模型的冷负荷指标为86.9W/m2；
3 建筑综合节能率计算
3.1 空调分区和参数设置
本项目设计按照办公建筑作息时间进行设置，此外，根据北京地区供暖周期确定采暖时间为11月15日-次年3月15日。通过模拟分析不同空调系统、高效空调设备对建筑能耗的影响，预测建筑节能潜力[3-4]。
建筑和参照建筑空调系统性能参数设置详见表3-1。
表3-1 空调系统基本信息
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3.2 各分项用电情况对比分析
为了能够定量的说明空调系统的节能性，分别对基准模型和设计模型输入空调系统后进行全年8760个小时的实时运行的能耗模拟，下图为两种模型的全年能耗的对比情况。
（1）全年分项能耗饼图
基准模型中耗电的各系统分别为照明、设备、制冷机、水泵、风机和冷却塔，各部分耗电比例如下图所示：
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图3-1 基准建筑用电情况 图3-2 设计建筑用电情况
其中空调系统和照明的耗电量最大，空调系统的耗电包括制冷机、冷却塔、水泵和风机的耗电总和，基准建筑空调系统耗电占到了总耗电量的58%，设计模型耗电量占总耗电量的53%。
（2）全年分项能耗条形图对比分析
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图3-3 各分项用电、用气对比分析
（1）本项目采用高效节能灯具，从上述图中可知，照明用电设计模型小于基准模型；
（2）本项目冷机采用变频控制，同时冬季冷机停用，冷塔免费供冷，因此，冷机耗电量相对于基准模型较小。
4 总结
（1）可优化外围护结构材料，外窗玻璃可采用双Low-e玻璃，窗框及窗体加封密封保温材料，既能减少两侧空气流通气密性差导致的传热，又能减少外窗两侧由温差导致的传热。屋顶在保证防风防雨及光照辐射的前提下，可用聚苯板或一些新型材料，能有效抵抗夏季光照辐射并在冬季阻止室内热量散失[5]。
（2）选择更适合项目特点的空调系统，可优先考虑风机盘管加新风系统，控制更灵活，更节能；美国项目主要考虑舒适性，大部分空调系统选择VAV变风量系统。
（3）提高机组部分负荷性能（IPLV），建筑物的空调负荷是变化的，冷、热源所要提供的冷、热量在大多数情况下都小于设计最大负荷，冷（热）水机组在部分负荷下工作的效率都小于机组额定负荷运行时的效率。所以，在选择冷、热源设备时，应该重视机组的部分负荷性能；
（4）优化冷却塔、冷却水泵的配置。冷却塔采用变流量风机根据逐时的负荷变化情况适时调整流量以减少实际运行中的能耗；
参考文献：
[1] 谢秉正.绿色智能建筑工程技术［Ｍ］.南京：东南大学出版社.2007：1-2
[2] 2005 ASHRAE Handbook—Fundamentals (SI)Energy Estimating and Modeling Methods
[3] 张文杰．基于能耗模拟的公共建筑节能潜力分析［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012
[4] 王浩．基于能耗模拟技术的建筑外围护节能优化研究［Ｄ］．武汉：武汉科技大学，2015
[5］李慧星，张然，冯国会，等.严寒地区近零能耗建筑与常规建筑空调能耗模拟对比分析［J］. 建筑节能，2015，43（6）：10-12.