基于能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)校園建筑節(jié)能潛力初探

金超強(qiáng)

摘要：本文基于重慶大學(xué)耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)樓、綜合樓、圖書館和行政樓的照明節(jié)能潛力、建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的節(jié)能潛力以及空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力進(jìn)行挖掘。通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析可知，通過對(duì)照明燈具的替換可節(jié)約9%～27.2%的建筑能耗。另外，校園建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗占建筑總能耗的5%～25%不等，具有一定的節(jié)能潛力。校園建筑的空調(diào)系統(tǒng)通過溫度設(shè)定等也可帶來一定的節(jié)能量。鑒于以上的節(jié)能潛力的分析，可為以后校園建筑的節(jié)能改造及其節(jié)能量的核算提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；照明；非使用時(shí)間；空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能潛力

引言：近年來，我國(guó)城鎮(zhèn)化高速發(fā)展，快速的城鎮(zhèn)化又帶動(dòng)了建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。因此，我國(guó)建筑業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑能耗總量也隨之上升。2012年，中國(guó)的建筑能耗占世界建筑總能耗的16%。在2000年到2012年期間，建筑能耗增長(zhǎng)了37%，若按此趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展下去，2050年的建筑總能耗將比2012年增長(zhǎng)70%。2014年我國(guó)建筑面積總量約561億㎡，其中公共建筑面積107億m㎡，公共建筑能耗（不含北方供暖）為2 35億tce，占建筑總能耗的27%。

自1999年實(shí)施高等教育大擴(kuò)招以來，高等院校規(guī)模不斷擴(kuò)大。截至2015年，全國(guó)各類高等教育在學(xué)總規(guī)模達(dá)到3647萬人，高等教育毛入學(xué)率達(dá)到40.0%，與此同時(shí)全國(guó)共有普通高等學(xué)校和成人高等學(xué)校達(dá)2852所。建筑規(guī)模的擴(kuò)大以及教學(xué)設(shè)施的增多導(dǎo)致高校能耗不斷攀升。近年來，伴隨著節(jié)能減排的呼聲，校園節(jié)能也成為了國(guó)家建筑節(jié)能方面的重點(diǎn)工作之一。

本文依據(jù)重慶大學(xué)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，并針對(duì)燈具替換、空調(diào)系統(tǒng)以及建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的節(jié)能潛力進(jìn)行了分析，具體的校園建筑及其參數(shù)如表1所示：

1燈具替換的節(jié)能潛力

有研究表明，用LED節(jié)能燈替代普通的熒光燈，其節(jié)能量可達(dá)22%～58 3%。為了研究校園建筑燈具替換所帶來的節(jié)能量，現(xiàn)選取了A區(qū)第二教學(xué)樓、第八教學(xué)樓、B區(qū)第二綜合樓的部分常用的燈具類型進(jìn)行照明電耗測(cè)試。此次單燈功率測(cè)試屬于短期測(cè)量，測(cè)試時(shí)間約為1周。根據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)能耗數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的燈具數(shù)量計(jì)算燈具替換的節(jié)能率，其計(jì)算結(jié)果如表2所示：

由表2所示，燈具替換的實(shí)際節(jié)能率在44.12%～68%之間。有研究表明公共建筑中的照明能耗約占建筑總能耗的20%～40%，因此，結(jié)合照明燈具替換的節(jié)能率可得，用LED節(jié)能燈替代普通燈具可帶來約9%～27.2%的建筑能耗。由此可見，在校園建筑中，照明燈具替換的節(jié)能潛力較大。

2校園建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的節(jié)能潛力

在教學(xué)工作及學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，無用照明（無人燈）的使用浪費(fèi)、設(shè)備（教學(xué)設(shè)備、電腦、電扇）空開空轉(zhuǎn)、待機(jī)（電腦、飲水機(jī)、顯示器等）功耗浪費(fèi)等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。因此，為了探明建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗情況，現(xiàn)針對(duì)能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)上教學(xué)樓、綜合樓、圖書館及行政樓2016年的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.1教學(xué)樓

教學(xué)類建筑的使用時(shí)間為7：00-23：00，現(xiàn)針對(duì)教學(xué)樓在使用/非使用時(shí)間內(nèi)進(jìn)行能耗分析。通過對(duì)A區(qū)第二教學(xué)樓、A區(qū)第五教學(xué)樓、A區(qū)第八教學(xué)樓以及B區(qū)第二綜合樓的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，教學(xué)類建筑在使用時(shí)間內(nèi)能耗大致為總能耗的85%，而在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗約為總能耗的15%。其中非使用時(shí)間內(nèi)的能耗主要包括設(shè)備的待機(jī)能耗和設(shè)備因未關(guān)閉而一直運(yùn)行的能耗。具體各建筑2016年的總能耗及在使用時(shí)間內(nèi)和非使用時(shí)間內(nèi)的能耗百分比如表3所示。

由表3可知，若能通過智能控制手段使得建筑在非使用時(shí)間內(nèi)基本無能源消耗，則可以看出，教學(xué)類建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的節(jié)能潛力較大。

2.2綜合樓

A區(qū)經(jīng)管學(xué)院和B區(qū)第一綜合樓的使用時(shí)間分別7：00-23：00和非使用時(shí)間23：00-次日7：00。通過統(tǒng)計(jì)分析得到A區(qū)經(jīng)管學(xué)院和B區(qū)第一綜合樓在使用時(shí)間內(nèi)能耗分別占總能耗的89.20%和80.97%，而在非使用時(shí)間內(nèi)能耗分別占總能耗的10.20%和19.03%，其具體總能耗值分別為44863.18 kW·h和82657.60kw·h。由此可以看出，綜合樓在非使用時(shí)間內(nèi)也有一定的節(jié)能空間。

2.3圖書館

圖書館的使用時(shí)間為8：00-22：00，針對(duì)其使用時(shí)間和非使用時(shí)間內(nèi)的能耗進(jìn)行分析得出B區(qū)圖書館在使用時(shí)間內(nèi)的能耗和非使用時(shí)間內(nèi)的能耗分別占總能耗的94.40%和5.60%。在2016年內(nèi)其在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗總量達(dá)8039.94 kw·h，其節(jié)能潛力一般。

2.4行政樓

行政樓的使用時(shí)間為8：00-20：00，針對(duì)其使用時(shí)間和非使用時(shí)間內(nèi)的能耗進(jìn)行分析。通過對(duì)監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析得出，A區(qū)行政樓在使用時(shí)間內(nèi)的能耗和非使用時(shí)間內(nèi)的能耗分別占總能耗的74.41%和25.59%。在2016年行政樓在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗為35966.25 kW.h。可見行政樓在非使用時(shí)間內(nèi)的能耗也具有較大的節(jié)能潛力。

3空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力

通過調(diào)研可知，在教學(xué)樓、綜合樓、圖書館和行政樓在冬季空調(diào)設(shè)定溫度在28℃左右，而夏季空調(diào)設(shè)定溫度在20℃左右。而一般室內(nèi)是設(shè)計(jì)溫度為冬季18℃，夏季26℃。重慶大學(xué)劉猛等對(duì)居住建筑進(jìn)行了空調(diào)能耗模擬，模擬結(jié)果得出在夏熱冬冷地區(qū)供冷季空調(diào)設(shè)定溫度每升高2℃，相應(yīng)的空調(diào)能耗降低2 0%；而在供暖季，空調(diào)設(shè)定溫度每降低2℃，相應(yīng)的空調(diào)能耗降低21%。由此可以看出通過嚴(yán)格地控制室內(nèi)空調(diào)設(shè)定溫度，能夠帶來的節(jié)能量是相當(dāng)可觀的。另外，對(duì)于教學(xué)類建筑，在白天教室無人的情況下，空調(diào)依舊運(yùn)行，造成了其不必要的浪費(fèi)。因此若能對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制進(jìn)行相應(yīng)的改造，那么其所能帶來的節(jié)能量也相當(dāng)可觀。

4結(jié)論

綜上，通過對(duì)教學(xué)樓、綜合樓、圖書館和行政樓的能耗分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）各類建筑現(xiàn)有的燈具均為一般的熒光燈，若用LED節(jié)能燈將其替換，則會(huì)帶來一定的節(jié)能效果。

（2）各類建筑在非使用時(shí)間內(nèi)的節(jié)能潛力較大，若通過對(duì)其供電回路進(jìn)行智能化控制，即可帶來一定的節(jié)能效果：

（3）在空調(diào)季內(nèi)，若對(duì)空調(diào)運(yùn)行進(jìn)行智能化控制或者空調(diào)設(shè)定溫度的控制，則其節(jié)能效果相當(dāng)可觀。