新立方"建筑文化论坛2010年深圳地区演讲实录
摘要: “新立方”建筑文化论坛主题：新理念·新技术·新模式时间：2010年11月30日地点：深圳·卓越大厦5楼 张明慧 “新立方”建筑文化论坛在深圳开始，这种新的技术交流我们从去年开始就在CCDI展开了，这样的交流对我 ...
深圳国际能源大厦空调专题咨询项目—朱杰 中建国际设计顾问有限公司深圳公司 室主任
苏艳辉 下午的会议现在开始。尊敬的各位领导、各位嘉宾，以及现场的各位朋友，下午好！我是深圳机电事业部的苏艳辉，欢迎大家参加CCDI“新立方”建筑文化论坛，这是建筑设计“达人秀”的现场。现在低碳节能越来越受人关注，希望各位设计师关注。尤其是建筑能耗在50%-60%消耗于空调智能当中，为此空调设计显得比较重要一些，同时对暖通设计师提出了一定的要求，由此一些咨询公司应运而生，我们有一个项目，就是深圳国际能源大厦深圳机电事业部做了尝试，接下来有请深圳机电事业部的朱杰先生做深圳国际能源大厦空调专题咨询项目的报告，大家欢迎。 朱杰 谢谢大家，因为我今天有些感冒，不好意思。我今天的汇报是深圳国际能源大厦空调专题咨询项目的汇报，这个项目建筑中标产品是丹麦BIG建筑事务所和奥雅纳和德国超日建筑能源中心，这栋楼的96000平方米，大厦位于深圳市中心，BIG事务所在这里面融入了很多考量和设计，外立面做了很多设计，使其尽可能符合深圳的特点，并通过外立面显著提高了这栋建筑物可持续表现。 微观来讲，外立面是折纸造型，深色部分采取了太阳能板，浅色是小玻璃。特殊设计的好处首先被动性，因为有一面接触阳光是完全不透光的，使得室内的隔热被动减少了。另外一面做了采光和能耗计算，留了适当面积的玻璃面，日间的时候照射过来的光线被太阳能板吸收，夜间的时候把负荷送到建筑单体之外。设计了一套太阳能干燥制冷系统作为空调的主系统，同时还有嵌入式的制冷和百分百的室外换气系统，其实就是置换通风系统，这个信息全部来自于建筑方案，方案的效果就是不透光的部分是太阳能板，透光的部分就是玻璃，可以看到天花是没有封口的，采取辐射式的制冷，方案阶段画得不清晰，其实有地送风的置换风口。 这是建筑方案。他们做了很多计算，计算采用系统的依据数据，包括辐射量的依据和温湿度的依据，这是建筑方案中标，很少看到在建筑方案中间这么深度的融入了机电顾问的咨询和机电设计的理念，这给业主的决策带来一定的难度，如果业主采用这样的建筑方案，虽然中标方案，意味着需要全盘接受节点设计的内容，包括太阳能板的采用和太阳能空调系统的采用，所以甲方深圳能源集团单独招了一个机电顾问标，标的内容主要就是分析中标方案中能源利用效率，包括空调型式的可能性以及国外是否采取这样的项目？还有同类型的工程应该采取什么系统具有一定的可靠性和前瞻性。还希望推荐一个最优化的系统，包括的内容比较多。 我们拿到项目以后分析了建筑方案中的组成，可能中间融入了几个技术概念，一是太阳能溶液除湿空调系统，还有辐射式供冷置换通风系统。我们报告的分享是建筑信息的模拟和分析，作为这个项目没有丰富的数据分析是很难有力度给业主做这样的决策，因为这个报告中间本来有各方做了大量的结算，如果想给业主一个决策支持，需要做更多的分析和更加精确的计算。另外，太阳能空调系统，辐射式供冷结合置换通风系统在我们这个项目当中的可用可行性的研究，还有节能效果的树值的分析， 适应深圳气候的空调气候，这是我们报告的方向建筑模拟数值分析有两个分析，一个是深圳地区全年气象条件的分析，所谓全年气象条件把30年来的气象数字融合构成一个连续的气象参数，是指每一个小时的温度和湿度，有了连续变化的气象参数以后才能分析全年的变化，还有空调系统在全年气象参数不断变化的过程当中分析，提供数字依据。还有建筑物能耗全年逐时数值模拟及分析。 我们选用的软件是DeST，大家比较熟悉了，是清华大学开发的软件，这个软件被建筑机构接受的软件，还有DeST的数据分析上，当建筑物能耗的数据出来以后，可以继续往下做，可以从建筑物的能耗分析到整个空调系统的能耗。建筑物能耗的概念是空调负荷的变化，空调系统的能耗考虑到水泵和末端的空调能耗，所以DeST做得比较全，从一开始的建筑能耗做到最后。像一些其他的软件在互补分析上面没有DeST功能那么全面，我后面会讲对这个软件做了小改造。 我们对软件做了几个事情，一是深圳全年气象条件的模拟分析，还有能源大厦建筑能耗的分析，还有深圳地区太阳辐射情况的模拟分析。深圳的气象条件，做这个分析的目的就是空调季，我什么时候需要计算开机的时间，我首先要知道空调系统什么时候开始运行，什么时候结束运行，得出需要开机的时间，再放在全年的时间上看，就是5月15日至10月15日空调季，这个空调季也是我们作为后面计算的分界。 做湿度分析的时候就是太阳能的溶液措施，需要有多少除湿的需求，有多少除湿的负荷，这就是每个月湿负荷的情况。这是我们建筑物全年的能耗统计，开始的时间就是5月15日，如果以1月1日1点为第一个小时，以12月30日23点做一个小时，就是3288时开始的时间，6888是终止时间，我们看到中间有0点，有时候是不运行的，小负荷点是夜间加班空调属于低负荷的情况。做全年以小时为波长的分析，为后面以小时为波长的节能效果提供依据。这是最大负荷热的分析情况，大多数的分析就是最大负荷日做的分析，如果以此为分析节能效果比实际效果好很多，因为全年处于最大负荷热的周期非常少。我们把最大负荷日提出来，为之后蓄冷系统的分析做一个单独数据的准备。这是DeST前期做的第三件事情，就是太阳辐射强度的统计，深圳是太阳资源丰富的地区，全年还是有很多阴雨天气的，对太阳能系统的使用前期要有一个宏观的分析，数据出来以后我们要知道是什么样的东西。 这是所谓的太阳能溶液除湿空调系统，太阳能溶液除湿空调系统有制冷形式，主要是太阳能的集热单元和空调系统中间换热的区别，太阳能溶液除湿空调系统并不是说直接把太阳能用于空调的制冷，其实是用于室内外全热交换中间干燥的装置，就是说比较多的采用了全热交换的概念，实际上是溶液交换的溶热交换的概念，溶液除湿有一个溶液再生，这是太阳能溶液除湿空调系统最根本的系统，现在组成形式很多，目前也不是非常成熟，各家力图做得更为成熟。这是基于温湿度独立控制的系统，温湿度独立控制系统的最大技术优势摘出来就是显热可以用15-20度的冷水机组供冷，室内没有冷凝水，效果会更好，本质也是温湿度的控制。 这个标题是可行性分析，因为我的报告篇章里面把系统分析清楚需要精炼一下。我要分析出比较性的优势，太阳热能干燥的制冷系统和常规的系统，包括冷水盘管的优势，包括稳定性、成熟度，平面面积和空气品质等等，因为它的杀菌消毒比较好，用溶液处理的，溶液有一定的杀菌作用，这就是普通系统相比较也有一些劣势，比如说推广不成熟等等，这是一个比较性优势。国内外的研究现状，1955年就提出了这个概念，但概念还在完善当中，全世界这种项目不是很多，我们国内东南大学张晓东教授在这个领域比较超前，在90年代中期开始研究，但研究结果只是停留在实验装置和小型产品的使用上，并没有大量的生产。 所谓可行性研究，除了比较性优势还有适用性分析，把系统应用在工程项目当中需要解决什么问题？就是客观实际的问题，太阳能板的面积过大，计算以后我们需要在顶部铺设500平方米的板，当然我想所有的太阳能板都平铺，但塔楼结构顶部是有限的，所以只能铺500平方米，然后在东西两个立面上铺，就是建筑方案中的效果一样，总共需要铺到19820平方米。还有铺太阳能板需要有集热系统，集热系统在方案当中没有看到，但它一定是存在的，集热系统在立面难得处理，而且是一根水管有各种各样的问题，包括安装问题、漏水隐患等等都需要考虑，如果看到管道就可以看到外立面是完全不一样的。还有太阳能溶液的装置，太阳能是损失能源，不是持续性的，也不是按需想大就大，想小就小，如果做太阳能发电需要电池，如果做太阳能蓄热系统就需要蓄热装置，太阳能集热器的能源存储在罐子里面，我们储罐是这么大立方。还有备用热源的问题，因为太阳能不稳定，受到极端天气或者特殊事件，有台风的影响，不能保证是一个稳定的，即使有蓄热装置，不能包括每个月或者半个月天天有太阳，就补充热源，就是锅炉等其他系统，需要做一套辅助能源系统，这与负荷是大致相同的。还有太阳能系统的可靠性，系统算出来需要2万平方的太阳能集热装置，我们国内统计出来太阳谷项目，面积只有这么多，就是我们的一半左右。 后面是辐射情况，大家都比较熟悉了，我们过一过辐射的形式，一样做了比较性分析，应用现状等。在项目应用中间需要解决的问题，一个是供冷能力不足的问题，辐射的供冷单位面积供冷力不足，如果要采取这个系统，有一定的辐射单元，对装修有影响，由于热罐比较大，主动制冷偏慢，但我们进入一个区域希望快速降温，但天然的难以达到这个功能。还有防截漏的问题，辐射性供冷系统是很难处理的问题，截漏控制有一定的方法，基本上没有找到一个可以能够及时制止截漏的放只能采用限制使用的方法防止截漏。 还有置换通风系统。随着你的空气被加热，有害物质通过上层浮力排走，但这个项目是辐射结合置换通风的概念，这个概念是非常少做的，目前广东烟草大厦是这样做的，但过程当中碰到了很多预想当中的问题，也是非常难解决的问题。 还有投入产出分析，我们刚刚做的是建筑能耗的结算，建筑能耗要转换为空调系统的运行能耗，这才能体现出最后节能的效果，这是一个大思路。方法上我们建议采取LEED方法，我们先设计一套系统，然后再设计一套比照系统，按照LEED来讲就是VAV系统，看一下有多少能，设计这样的系统。因为这中间很多是细节的东西，方案分析阶段怎么样尽可能把这些迹象实现，这个过程中还是有很多东西的，我们过一过，简单来说就是做系统的基本设计，制定策略等等。过程中间有一个问题，DeST这个软件需要把全部东西画完才能实现，其他的一开始确定这个软件简化一点，但没有这个功能，我设计一个太阳能功能系统，没有这个功能如何模拟负荷呢？我们做的工作把计算核心提取出来，我们自己做了计算工具，因为DeST的软件是数据库，我把数据库导出来，把公式放进去，我们实现跳过软件一步步的烦琐环节得到这个结果，这是我们做的工作，时间有限就给你们大概看一看。这是主机的能耗，主机的效率最高点既不是百分之百，也不是中间的某一个百分点，是主机的冷凝器的叠加，大家战略上不能错误。这是厂家的软件才能跑出来，只有最顶尖的厂家软件才可以做分析，我们是请Chiller帮我们做的水温下的变化，不同的负荷变化是不同的，这个曲线可以跟机器的运行情况对应，我选择两台机器，两台是300冷吨，一台是1000冷吨的，每一个负荷情况下开几台主机，夜间没有主机运行，早上负荷逐渐升高，这时候开一台大的，大的满载以后小的条件运行，条件运行的小机组负载率33%，我们可以看到这个主机在这个情况下的运行能耗，一步步做下来就知道每一个小时中间每一台主机或者制冷系统的运行能耗，整个空调机组的运行能耗等分析。 同样，我得到主机之后，继续用这个方案把冷冻水系统和空调末端系统，在每一个小时下的运行状态点找到，可以对应到每一个小时子系统的运行能耗，最后可以得到整个系统的能耗，这个过程是报告中比较有意思的，我们脱离软件的限制做这样的尝试，费了很多功夫。 接下来是比照系统，就是标准的VAV系统重复了这样的过程，知道两个系统每一个小时的能耗情况就可以得到空调系统空调季的运行能耗，再把空调季的能耗进行比较，这时候得出来的什么节能效果才是这个系统可能运行的效果，而不是峰值时候的效果，这个数据才真正有说服力，我们这个报告得到了业主和专家委员会的认可，这比典型的峰值分析有说服力，这比VAV系统节省了31%，比变风量系统节能了40%，有了小时数据以后跟电耗和深圳市峰谷电价结合，又可以得到全年节省电费的情况，如果相比太阳能系统每年节电费80万，如果与VAV相比节省60万。 还有投入分析，这个相对比较简单，把系统的组成和每一个造价摊到系统当中去，这是我们做的数据。最后，你得到的就是系统一次性投资是多少万经济效益和社会效益，因为有保密，我们最后施工图不是我们做，我们只是说说过程。这是既有系统的分析。 下一部分是报告第四个环节，深圳地区什么系统更节能，更符合业主观念的需求，是LEED或者绿色建筑，我们根据公司做过的平安项目、人寿项目等经验总结，实际上我们碰到的制冷，至少在LEED情况下，业主明确表示要得到LEED金奖，LEED比较好的得分优势是辐射式供冷系统，LEED有节能效果比较好，舒适性比较高，还有供气量下降，这个系统在LEED评审体系当中有3-4分的优势。当然需要面对的问题是钢结构的问题，还有地板送风系统，这里有4-5分的优势，LEED药准是绿色规范相应机构，LEED是具有指向性的，如果你采用这样的系统，一下子就多得4-5分，如果不采用这种系统就得到1-2分，得分差距非常大，但这些商品的主要供应商在北美。另外，我们还要考虑采取冰蓄冷系统，LEED得分的需求是39分，我们就推荐了既不是两个系统又是得一定的分数系统，因为涉及到保密系统就不介绍了。 谢谢大家。 苏艳辉 朱先生的报告花了很大的精力，时间所限讲得比较快，有需要可以跟朱先生沟通。建筑节能也是空调界的革命，随着技术的发展，将来技术一定会有一定的市场。我国随着经济的蓬勃发展，能源消耗也是很厉害的，我国二氧化碳排放量已经居世界第一超过美国了，下面就一些环境问题和其他的问题都很多，下面请上海机电事业部的设计总监章伟良先生介绍一下建筑全寿命周期的二氧化碳排放，大家欢迎。 |
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