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1、美国校园建筑能耗案例分析 夏建军 美国某校园建筑概况 位于美国东部，常青藤名校 总建筑面积约132万平方米，约150幢校园建筑 12个学院 建筑类型为办公建筑，实验室，教学楼,学生宿舍楼，图书馆和医院 美国某校园建筑概况 新老建筑结合，大部分老建筑经过改造，增加了保温，更换设备； 部分建筑为美国Leed金级或银级建筑 许多新型建筑节能措施在校园建筑中得到应用，如墙体外保温，双层玻 璃幕墙，低辐射玻璃，辐射采暖，变频装置，自然采光，节能灯具等 美国某校园用能概况 集中式冷源供全校所有建筑空调制冷需求（平均COP为5.05） ； 市政蒸汽公司提供250psi高压蒸汽用于冬季采暖和空调用； 校园总用
2、电40%为购买风力发电量 校园集中冷站校园蒸汽管网风力发电 美国某校园空调系统概况 全空气系统居多，大部分建筑采用末端带再热的变风量系统， 实验楼和图书馆部分区域采用定风量系统+末端再热，宿舍楼采 用风机盘管加新风系统； 大部分空调箱具有新风利用经济器，排风热回收； 风机和水泵多采用变频控制或者入口导叶阀控制； 所有的系统都采用闭环控制，系统自动运行，管理人员很少干预 ； 控制系统监控 控制中心 控制中心通过计算机，可以对全校的冷冻水及蒸汽系统进行控制， 同时约50%的校园建筑，已经实现远程计算机控制，可以对设定值、风机启 停进行控制； 并且，控制系统记录3个月的历史数据，每十分钟一个数据点。
3、这为节能诊断 带来了很大的便利。 空调系统控制界面 空调箱的控制 VAV末端再热水系统控制集中冷站控制 空调箱设定参数控制 历史数据控制界面 控制中心的历史曲线界面可调出数据进行进一步分析 作为试点工程，一幢学 生宿舍实现了能耗的时 时监控 1.建筑和冷冻站用电逐年增加； 2.集中冷战耗电量占总量 912% ； 3.集中冷站COP5.05; 1.校园内94 栋建筑平均电耗 231kWh.a/m2 ； 2.不同种类建筑电耗 差别显著. 校园建筑总电耗 校园2006年全年冷热量消耗 美国某校园建筑 热量：1.02GJ/m2.a; 冷量: 0.84GJ/m2.a 世界上同类型建筑 东京 热量：0.4
4、3GJ/m2.a; 冷量: 0.45GJ/m2.a 上海 热量：0.36GJ/m2.a; 冷量: 0.4GJ/m2.a Annual average heat consumption 1.28GJ.a/m2 Annual average electricity consumption 184.69 kWh.a/m2 美国同类型校园建筑能耗比较 不同气候区域电耗和热量比较 北京清华大学建筑能耗 AverageCollege buildingLaboratoryDormitoryOffice Upenn23121548387- U.S.A185178435102200 Tsinghua683310
5、0-76.2 不同类型建筑能耗比较 Figure Comparison between different types （Unit：kWh.a/m2） 能耗偏大原因分析 连续运行、从不间断，如照明、通风、空调等系统的设备； 空调系统末端再热，导致严重的冷热抵消； 风机电耗过高，VAV系统值得商榷； 完全依赖自控系统全自动运行，但传感器、执行器故障频发，疏于维护。 系统连续 运行 末端冷热抵消 Summer 22 17 21 14 20 带末端再热的 变风量箱 冷机供冷: 264kW 末端再热: 228kW 传感器、执行器故障导致能耗增加 Building Automation System n
6、eeds lots of sensors or controllers as an input/output data, but sensors of temperature, humidity, air volume,CO2 concentration, etc. are not reliable. Example: Economizer failure due to wrong Example: Economizer failure due to wrong measurement of outside air / return air state.measurement of outsi
7、de air / return air state. Preheat coil 传感器、执行器故障导致能耗增加 Preheat valve leakage Preheat valve leakage causes severe steam and chilled water wasting causes severe steam and chilled water wasting CO2 sensors failure CO2 sensors failure causes severe steam and chilled water wasting causes severe steam an
8、d chilled water wasting 气候 建筑物设计与围护结 构 建筑环境与设备系统 建筑物运行管理者的操作 建筑物使用者的调节和参与 建筑物室内环境控制要求 影响建筑能耗的主要因素 建筑物使用者的调节和参与：开窗通风的影响 引导人员参与照明控制，人走关灯； 根据设计标准降低照明设计功率和照度 改变建筑物室内环境控制要求 Time Supply Water Temp. (deg C)10.110.010.09.69.6 Return Water Temp.(deg C)14.514.214.213.513.4 Flow Rate (m3/h)419402402374373 Cool
9、ing Load (kW)2150.91969.81969.81701.71653.6 Reduced Percent (%)-8.4%8.4%20.9%23.1% Time Supply Water Temp. (deg C)8080.280.180.380.1 Return Water Temp. (deg C)7576.376.176.576.4 Flow Rate (m3/h)130120120110110 Heating Load (kW)758.3546560487.7474.8 Reduced Percent (%)-22%20%30.3%32.2% 冷量降低23% 热量降低32
10、% 建筑节能应以能耗数据为依据 建筑能耗出现的巨大差异的原因，并非在于该建筑物是否采用了先进的节能 设备，多少节能技术与措施，而更多的在于建筑物所提供的室内环境和要求 不同，建筑运行管理者的操作不同，建筑使用者或居住者的调节不同 纯机械论，“人定胜天”？根据理想状况设计需求？；过度依赖于“高科技”系统 设备等来实现建筑节能不符合中国国情 “天人合一”根据自然条件调整需求，提倡绿色节约生活模式，根据节约生活 模式开发对应技术手段 总结 本门课程学习到此结束 请您尽快完成“课程作业”，并定期进行自测，巩固学 习效果。 为了更好的改进课程，请您配合完成“课程评估”。 如您对课程内容有任何疑问，请提交您的问题至“答疑库 ”或发送问题至教务管理邮箱ycxt4 ， 将由相应老师为您做出解答，同时也可以登录“学员论坛”交 流讨论。 如有其它疑问，请您及时点击网络平台在线咨询，或拨打 咨询热线。 祝您学习愉快！
