【摘要】 隨著經(jīng)濟水平的提高，能源供需矛盾越演越烈。建筑能耗是我國終端能耗的重要組成部分，建筑節(jié)能在節(jié)能減排工作中必須發(fā)揮重大作用。大型公共建筑單位面積能耗極高，是建筑能耗的高密度領域。降低大型公建的能源消耗、提高能源利用率，成為亟需解決的問題。因此，研究大型公共建筑的節(jié)能管理具有非常強烈的現(xiàn)實意義。論文對國內(nèi)外關于建筑能耗調(diào)查與統(tǒng)計、大型公共建筑節(jié)能管理及節(jié)能改造評價的研究文獻進行了梳理，結合我國大型公共建筑能耗現(xiàn)狀及特點，總結出了目前我國大型公共建筑節(jié)能管理存在的問題。在此基礎上，設計了某國際博覽中心運營期節(jié)能管理方案。首先分析了節(jié)能技術體系，重點介紹了熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)、地源熱泵技術以及太陽能光伏電板三類節(jié)能技術在國博項目中的應用。隨后提出了運用BIM技術對建筑能耗進行統(tǒng)計分析，這是建筑能耗統(tǒng)計的一種新方法、新思路。論文對國博建筑熱工性能、照明系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)進行了能耗測算與分析，提出了相應的設計建議。數(shù)據(jù)表明，某國博能耗量巨大，需要安裝能耗監(jiān)測系統(tǒng)進行實時監(jiān)控與管理。因此，論文也對能耗監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信息、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)架構等進行了研究。最后，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，論文從政府和企業(yè)作為建筑節(jié)能參與主體的不同角度出發(fā)，分別提出了節(jié)能政策建議和企業(yè)節(jié)能管理措施。論文對推動我國建筑節(jié)能工作，特別是大型公共建筑節(jié)能工作具有指導意義，也在建筑節(jié)能理論方面做了一些貢獻。但該國博運營期節(jié)能管理效果還有待實踐驗證。

1    緒論

顯而易見，建立科學的統(tǒng)計制度，有利于了解公共建筑能耗狀況。盡管相關科研院所對公共建筑能耗單獨進行過統(tǒng)計，但由于缺乏成熟的統(tǒng)計方法，使得統(tǒng)計項目簡單，采暖、空調(diào)、照明等能耗無法分類精確測量，各地統(tǒng)計的能耗也不具備借鑒性。因此，建立一套完善科學的建筑能耗分項統(tǒng)計方案迫在眉睫。無論分析節(jié)能潛力、制定節(jié)能目標，還是落實節(jié)能責任，分解節(jié)能目標，抑或測算碳排放、開展節(jié)能量考核和交易，都必須以能耗數(shù)據(jù)為依據(jù)。因此，借助于 BIM 技術統(tǒng)計所得的建筑能耗數(shù)據(jù)，可以建立數(shù)學模型，對已有的公共建筑節(jié)能管理方案進行優(yōu)化。重點在于對能源利用的優(yōu)化。即根據(jù)建筑能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對建筑用能進行合理組合控制，利用能源市場競爭和價格優(yōu)勢，在建筑物采用多種能源的情況下，根據(jù)能源市場與價格的波動，在實現(xiàn)建筑能耗需求的基礎上，最大程度地利用好能源價格，也實現(xiàn)降低運行成本的效果。
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2 我國大型公共建筑能耗現(xiàn)狀分析

2.1 我國公共建筑能耗現(xiàn)狀
我國一般公共建筑和大型公建筑的除采暖外平均能耗水平與發(fā)達國家和地區(qū)相比，如表2-6所示�？梢园l(fā)現(xiàn)，我國大型公共建筑能耗幾倍于一般公共建筑，其除采暖外能耗與英國商業(yè)辦公樓的平均水平相當，低于日本和美國的能耗。目前，我國大型公共建筑的總量約為 1 億座，我國單位面積耗電量在 100~300  kWh/m2•a ，于 20 世紀90年代后，其面積比例約占公共建筑總量的 5%左右，且大型公共建筑在公建中的比例還在增加，這是因為一方面，新建公建中大型公建的比例不斷提高，檔次也越來越高，如各地政府大樓、高檔文化建筑、高檔交通設施和高檔寫字樓等；另一方面，筆耕文化傳播，既有公共建筑相繼大型改造，由普通公建升級為大型公建，導致能耗大幅度增加。

 

2.2  大型公共建筑能耗特點
近年來，多位學者專家在全國各地進行了公共建筑能耗的統(tǒng)計與分析，對不同類型的建筑能耗特征進行了分類，但是，根據(jù)這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，還是可以看出其具有一定的共性�？偨Y如下： 1、公共建筑的能源消耗種類以電力為主，只有少數(shù)建筑如醫(yī)院、酒店、飯店等會消耗少量燃料油作為各種蒸汽鍋爐的燃料；同時，能源結構也具有一定的復雜性，如何根據(jù)能耗需求進行合理的、高效的能源結構設計，也是一項新興的課題。 2、在消耗的電力資源當中，中央空調(diào)電能消耗占各公共建筑全年電力消耗總量的比重比其他用電系統(tǒng)大，最大比重可達 65. 04%，最低為25. 55%。 3、辦公設備、照明系統(tǒng)、電梯、消防水泵等各系統(tǒng)消耗的電力占全年電力消耗總量的比重較小，且相對保持穩(wěn)定。

3  某國際博覽中心節(jié)能技術分析 ....................................24

 

 3.1  工程背景 ......................................24

 3.2  節(jié)能技術體系 ...............................................28

3.3 熱電冷聯(lián)供系統(tǒng) .............................................34

 3.4 地源熱泵技術..............................................38

3.5  太陽能光伏電板 .......................................42

 4  某國際博覽中心能耗統(tǒng)計與管理 ......................................47

4.1 基于 BIM 技術的分項能耗統(tǒng)計 ............................47

 4.2  能耗監(jiān)測系統(tǒng)設計 ............................................59

5  結論與展望 ............................................74

 5.1  結論 ............................................74

 5.2  展望 ......................................75

4 某國際博覽中心能耗統(tǒng)計與管理

4.1 基于 BIM 技術的分項能耗統(tǒng)計
水冷式集中供冷中央空調(diào)系統(tǒng)的組成為：離心機+水冷式螺桿機、冷卻水泵、冷卻塔、冷凍水泵、風機盤管以及管路系統(tǒng)。其優(yōu)點為：1）在技術上較成熟，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定可靠；2）大面積、冷負荷較大的場所運行費用低（全負荷運行時性能系數(shù)高，部分負荷運行時性能系數(shù)低）；3）專業(yè)人員管理，能及時發(fā)現(xiàn)和處理問題；4）可取消冷卻塔，采用中水回用后的生態(tài)水池提供冷卻水。 其缺點為：1）投資造價高；2）日常保養(yǎng)費用高，需配置專業(yè)的操作人員；3）全年運行費用高。

4.2 能耗監(jiān)測系統(tǒng)設計
適用于單體建筑的能耗監(jiān)測平臺，可對建筑和企業(yè)的耗電系統(tǒng)、設備進行分類、分項、分設備計量；同時對各耗電系統(tǒng)、設備實施在線監(jiān)測、實時計量、及時匯總、分項分設備動態(tài)發(fā)布能耗信息；建立網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)，為科學管理、合理考評、提高能源使用效率、嚴格控制能源成本提供科學依據(jù)，通過能耗系統(tǒng)的精細化管理手段來提高建筑的能源管理水平。系統(tǒng)構架以內(nèi)部局域網(wǎng)為主要媒介，對用能建筑、用能系統(tǒng)、主要用能設備進行監(jiān)測，構建可靠性強、效率高、共享度高的能耗數(shù)據(jù)庫，建立能耗監(jiān)測、統(tǒng)計、公示平臺。
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5  結論與展望

5.1  結論
本文在國內(nèi)外關于建筑能耗調(diào)查與統(tǒng)計、大型公共建筑節(jié)能管理及節(jié)能改造評價理論研究的基礎上，結合我國大型公共建筑能耗現(xiàn)狀及特點，總結了目前我國大型公共建筑節(jié)能管理的問題。在此基礎上，對某國際博覽中心運營期節(jié)能管理進行了研究。分析了其節(jié)能技術體系。隨后運用 BIM 技術對建筑進行了能耗測算與分析，提出了相應的設計建議。數(shù)據(jù)表明，國博能耗量巨大。據(jù)此，提出了節(jié)能措施方案。本文為推動我國建筑節(jié)能工作，特別是大型公共建筑節(jié)能工作提供了有力的理論基礎和技術支撐體系，為我國的節(jié)能減排事業(yè)做出了一定的理論貢獻。

5.2 展望
本文研究了國博運營期的節(jié)能管理，提出了一些有用的方法，能夠為同類建筑節(jié)能管理提供一定的指導作用。但是，由于研究時間與研究資料的限制，也存在了一些問題，希望在以后的研究中能夠得到重視和解決。 1、太陽能光伏電板作為近年來得到青睞的可再生能源利用技術，具有很高的節(jié)能效率，但是同時造價極高。因此，在節(jié)能效率與經(jīng)濟成本之間如何選擇與平衡，是一個很重要的問題，會直接影響到太陽能光伏電板的應用與否。所以，太陽能光伏電板應用的經(jīng)濟效益分析是進一步研究的一個方向；由此發(fā)散思維，考察地源熱泵等節(jié)能技術的節(jié)能效益也將是以后研究的熱點所在。
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本文編號：10811