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1、公共建筑耗冷量指标体系与合理值推荐清华大学建筑节能研究中心 肖贺1 谢俊骏 魏庆芃摘要：公共建筑实际耗冷量是综合反映建筑本体特点、系统设计优劣与实际运行情况的重要 指标。然而，现在的公共建筑实际耗冷量由于计量的差异，普遍存在比较尺度与标准不明确 的问题。本文根据 30 栋公共建筑实际耗冷量的计量或测试数据，总结提炼出了评价公共建 筑实际耗冷量的指标体系，并且给出了指标合理值的建议。同时，比较了北京、香港和美国 三栋办公楼的“标准日”逐时耗冷量的特点和差异。关键词：耗冷量 公共建筑 实测数据1 前言公共建筑实际耗冷量是综合反映建筑本体特点、系统设计优劣与实际运行情况的重要指 标。通过对建筑物实际
2、耗冷量的分析，不仅可以比较得出其在同类建筑中的位置，更可以通 过较为详细的耗冷量拆分，进一步发现人员用能模式或空调系统的运行问题。而且，结合空 调系统耗电量，又可以计算得出系统与设备性能指标，进而为空调系统的深入节能诊断指明 方向，对症下药。然而，由于建筑实际场地或计量手段的限制，只有少量公共建筑进行了全年逐时耗冷量 的计量，更多的则是通过全年典型月或典型周的手持式自计议记录，甚至是典型工况下的单 点测试来了解判断建筑物的实际耗冷量水平。这就造成了在比较实际耗冷量时尺度不清晰与 标准不明确的问题。为了解决这个问题，本文根据 30 多个公共建筑实际耗冷量的计量或测 试数据，总结提炼出了评价公共建
3、筑实际耗冷量的指标体系，并且给出了指标合理值的建议。 2 公共建筑实际耗冷量指标体系公共建筑实际耗冷量指标体系包括四个尺度的评价指标（见图 1.1）。尺度一为建筑瞬时 耗冷量（W/mJ,对于没有冷量计量手段的建筑，可以获得单点工况的测试值；而对于具有 冷量计量的建筑，也可由全年累计耗冷量平均得到，此值是建筑耗冷特点的瞬间捕捉。尺度 二是全年累计耗冷量（kWh.a或kWh/（tf.a）,描述建筑全年耗冷总量。尺度三是逐月累计 耗冷量，包括逐月累计值与月逐日耗冷量分布，目的在于观察建筑耗冷量随时间变化的总体 特征。尺度四是全年“标准日”冷量矩阵，是基于逐时冷量计量数据计算而得的，对建筑耗 冷量最细
4、化的描述，由于也面向瞬时特点，故可以与最粗略的尺度一进行同一层次的比较， 实现了四个耗冷量尺度的统一。1 肖贺，女， 1986 年 2 月，在读硕士研究生，清华大学建筑节能研究中心 401 室，100084。邮箱：xiao-,电话：（010）6277 5553。尺度1全年平均逐时耗 冷量（W/近）尺度1典型工况瞬时耗 冷量（W/近）图1.1 公共建筑耗冷量指标体系示意图2.1 尺度一：瞬时耗冷量各地区各类型建筑最热月瞬时冷量Itf12010080604020110.3101.7京1H5Q533H5Q京43匕4si607SHOOHH2EH11H44H7tn H*深5Q63政府办公楼办公楼北京深圳
5、商场+办公楼商场 酒店图2.1 19栋公共建筑典型工况瞬时耗冷量实测值在调研测试的30栋建筑当中，19栋建筑在当地最热月的典型工况下测试了建筑物瞬时 耗冷量。图2.1根据建筑物类型及地域进行分类，同时给出了各地相应类型建筑物的瞬时耗 冷量指标推荐值或平均值，如表2.1表2.3所示。表2.1北京地区调研建筑瞬时冷负荷（W/E）与指标推荐值建筑类型建筑编号瞬时耗冷量（W/说）北京地区瞬时冷负荷推荐值（W/说）政府办公楼BJT34.2802办公楼BJ-345.31102BJ-438.92 中国建筑节能年度发展报告2009，清华大学建筑节能研究中心，附录四BJ-521酒店BJ-232.148.2BJ-
6、630.2表2.2深圳地区调研建筑瞬时冷负荷（W/E）与指标平均值建筑类型建筑编号瞬时耗冷量（W/说）深圳地区瞬时耗冷量平均值（kWh/ （皿a）政府办公楼SZ-252.241.5SZ-330.7办公楼SZ-42929商场+办公楼SZ-153.853.8商场SZ-5110.3106SZ-7101.7表2.3上海地区调研建筑瞬时冷负荷（W/E）与指标平均值建筑类型建筑编号瞬时耗冷量（W/说）上海地区瞬时耗冷量平均值（kWh/ （tf.a）商场+办公楼SZ-232.337.5SZ-351.4SZ-440.3SZ-625.82.2 尺度二：全年累计耗冷量建筑物耗冷量除与瞬时强度相关，更与供冷设备运行
7、时间密切相关，因此，对于具有冷 量表的建筑，全年累计耗冷量（kWh/ （曲a）可以在年的尺度更全面的反应建筑物耗冷情 况。30栋调研建筑中只有少数建筑安装了冷量表，全年累计耗冷量见表2.4。北京地区政府 办公楼全年累计耗冷量指标为4290 kWh/（tf.a）而商务办公楼为78120 kWh/（tf.a）表2.4部分建筑全年累计耗冷量（kWh/（ tf.a）建筑类型办公楼酒店编号BJ-3BJ-4BJ-5SZ-1SZ-3BJ-2全年累计冷量7234.131.4134.454.658.82.3 尺度三：逐月耗冷量由于不同地区的气候呈现明显的月变化特点，因此各地的供冷时间存在较大差异，这点 无法通过
8、“全年累计耗冷量”体现。对于不同地区的建筑，可通过比较全年逐月累计耗冷量（kWh.mth或kWh/ （tf.mth）分布比较供冷时间与相对应月份的耗冷强度。而对于某栋建 筑来说，也可通过更深入一层的逐月日累计耗冷量（kWh.day或kWh/ （tf.day）观察逐日 供冷强度与运行作息特点。2.4 尺度四：“标准日”逐时耗冷量对于具有全年逐时耗冷量数据的建筑，除可获取上述三个尺度的耗冷量数据外，还有更 丰富的信息蕴藏在逐时数据当中。比如建筑本身月、周、日的运行模式特点、耗冷量强度， 以及建筑之间的差异等等。但是由于数据量庞大，在进行逐时尺度的比较时，需要规范比较 数据的处理方法，尽量去除由于典
9、型日选取的差异带来的对结果的影响。因此，建议通过“标 准日”逐时耗冷量方法计算并比较不同地区建筑相同时刻建筑物耗冷量。标准日”逐时耗冷量构造方法：1) A A ,A ,12,A T121 12其中 A 为逐月“标准日”耗冷量数列； i2） A a, 1 k 31,0 j 23ikj 1 24是该月各天j时刻的算术平均值；其中为第i月“标准亍逐时耗冷量,10090807060爱50403020一 二一AooA7C03nvll图2.2北京某办公楼平均日逐时耗冷量（W/E）180160140120 10080604020*4月亠5月*6月一7月8月OU0002004OU6008Ou ATOUA2oo
10、oHOO6OU.09X0UA0OUA23）由此构造出的矩阵 A a 即为每栋建筑“全年逐月标准日耗冷量”矩阵。 ikj 12 24应用此矩阵，可以统计比较各地区不同建筑平均供冷小时数差异，也便于较准确的与只 有单点工况瞬时耗冷量的建筑进行比较。同时，也更利于计算运行模式特点差异。比如，图 2.2題2.4分别计算了 BJ-7 （北京办公楼）、US-2 （美国办公楼）、HK-1 （香港商场办公楼 区域）的“全年逐月标准日耗冷量”，图中较粗实线表示各建筑8月份的“标准日”耗冷量+ 6月 一7月8月-9月图2.3美国某校园办公楼平均日逐时耗冷量（W/E）70403020o1X1月-2月*3月4月-5月
11、亠6月7月8月Qd7Qd8Qd9QdA7-OTOC-I OTO 6 Qd?- Qdo?l Qdot-Qdo3QdosQdA9Qdo?图2.4香港某办公楼平均日逐时耗冷量（W/E）图2.3所示的美国办公楼气候与北京非常相似，然而8月平均日逐时耗冷量约为北京的 45倍。而且从逐时耗冷量可以看出，北京办公楼的空调只在工作时段开启，而美国校园办 公楼全天供冷，实际耗冷量基本不变。香港办公楼由于人员密度较大，平均日逐时耗冷量近 北京2倍，工作时间也较北京略长。3 结语由于建筑物实际耗冷量的计量差异，故应根据四个不同的耗冷量尺度来进行比较与分 析。对于计量了全年逐时耗冷量的公共建筑，应通过计算“标准日”逐时耗冷量矩阵来刻画 与分析人员作息与耗冷特点；而对于仅有典型工况单点测试值的建筑，则应通过与前者的全 年累计平均耗冷量进行比较来判断本建筑的耗冷水平，进而分析是否存在供冷系统运行不佳 等问题。而通过比较30栋公共建筑的实际耗冷量计量与测试结果发现，相似气候条件下的美国 校园办公楼平均日逐时耗冷量约为北京的45倍（8月份约为140 W/tf）;香港办公楼由于 气候较热与人员密度较大的特点，其平均日逐时耗冷量约为北京的2倍（8月份约为50 W/ tf）。
