北京海林辦公樓節(jié)能系統(tǒng)解決方案

1、科技Technology北京海林節(jié)能設(shè)備股份有限公司辦公樓全面展現(xiàn)了我國建筑節(jié)能的前瞻性、低碳性、經(jīng)濟(jì)性和人文性,實(shí)現(xiàn)了太陽能玻璃幕墻、陽光屋頂太陽能與宏偉建筑的完美融合,并將地源熱泵、余熱利用、雨水收集、空氣質(zhì)量監(jiān)控、節(jié)能控制及能量計(jì)量系統(tǒng)全部融合應(yīng)用于建筑中,是國內(nèi)一流的“太陽能建筑一體化及節(jié)能綜合解決方案”的示范工程。一、項(xiàng)目概況新落成的北京海林節(jié)能設(shè)備股份有限公司辦公樓坐落于北京回龍觀國際信息產(chǎn)業(yè)基地,總建筑面積為25564.11m2,其中廠房建筑面積為24971.58m2,分二期建設(shè),建筑總高度為23.95m,地上五層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)主要為廠房,局部為辦公。設(shè)計(jì)冬季采暖費(fèi)用每m2低于10元

2、,夏季空調(diào)費(fèi)用每m2低于8元。海林大樓充分利用強(qiáng)大的建筑節(jié)能智能控制技術(shù),將地源熱泵與太陽能光熱結(jié)合,利用太陽能與地?zé)醿煞N可再生清潔能源,為研發(fā)生產(chǎn)基地提供供暖、制冷以及生活熱水。通過把平板太陽能集熱器與幕墻大面積結(jié)合安裝的形式,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；墓鉄崂谩＜又悄芑?jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用,使陽光成為不斷地為整個(gè)建筑的供暖、生活熱水提供能量的源泉。大樓的智能化監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)區(qū)域的能耗,利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨時(shí)隨地都可以通過電腦查詢并控制樓棟內(nèi)每個(gè)區(qū)域的溫度、濕度、空氣質(zhì)量以及空調(diào)或采暖系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。二、系統(tǒng)節(jié)能綜合解決方案思路辦公樓節(jié)能設(shè)計(jì)主要展現(xiàn)為:太陽能玻璃幕墻結(jié)合一體化建筑;地源熱泵實(shí)現(xiàn)

3、夏季制冷冬季采暖;太陽能與地源熱泵結(jié)合提供采暖及日常用熱水;自控系統(tǒng)統(tǒng)一管理各個(gè)區(qū)域溫度、濕度、空氣質(zhì)量、空調(diào)計(jì)費(fèi)及采暖計(jì)量;辦公樓能效分析與評(píng)估;通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公樓所有上述功能的監(jiān)測(cè)及控制;利用建筑節(jié)能的前瞻性、低碳性、高科技性和人文性,實(shí)現(xiàn)太陽能玻璃幕墻、陽光屋頂太陽能與宏偉建筑的完美對(duì)接,并把地源熱泵、余熱利用、雨水收集、節(jié)能控制及能量計(jì)量系統(tǒng)融合并應(yīng)用到建筑當(dāng)中。三、技術(shù)及應(yīng)用創(chuàng)新1.太陽能光熱系統(tǒng)與建筑幕墻完美結(jié)合高效平板太陽能集熱器不僅代替建筑物幕墻和陽光屋頂材料,在節(jié)省建筑成本和后期運(yùn)行成本的同時(shí),還吸收太陽光熱產(chǎn)生熱水。熱水可直接提供給大廈500名員工的生活使用;通過二次加

4、熱后變成可直接飲用水;再供給地源熱泵機(jī)組,二次加熱后為整個(gè)大廈提供冬季采暖,如圖1所示。平板太陽能集熱系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)有:適用范圍廣?？膳c絕大多數(shù)熱源以及新型能源結(jié)合使用,如:燃煤、燃?xì)?、燃油、電能、地源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵、生物質(zhì)鍋爐等,可廣泛應(yīng)用于住宅、醫(yī)院、酒店、學(xué)校、辦公大樓等多種不同用途建筑。節(jié)約能源并具較高經(jīng)濟(jì)效益。1m2海林太陽能集熱器,可節(jié)約常規(guī)能源數(shù)據(jù)為:節(jié)省燃煤29.83千克/年;節(jié)省燃煤費(fèi)268.44元/年;節(jié)省燃?xì)赓M(fèi)390.97元/年;節(jié)省燃油費(fèi)820.19元/年;節(jié)省電費(fèi)1156元/年。圖2集中展示了辦公大樓太陽能熱北京海林辦公樓節(jié)能系統(tǒng)解決方案北京海林節(jié)能設(shè)備股份有限

5、公司|王立建 李琳 熱板的進(jìn)、出水溫度,太陽能系統(tǒng)的啟停指令等。同時(shí),系統(tǒng)中每臺(tái)能量表都可以自動(dòng)繪制數(shù)據(jù)曲線,方便決策者了解和協(xié)調(diào)各個(gè)職能部門進(jìn)行節(jié)能評(píng)估和控制。2.海林監(jiān)控及能效評(píng)估軟件網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)將中央空調(diào)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、太陽能光熱利用系統(tǒng)、光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)、熱回收利用系統(tǒng)、空氣環(huán)境控制系統(tǒng)、新風(fēng)換氣系統(tǒng)、毛細(xì)管輔射呼吸生態(tài)采暖系統(tǒng)、自動(dòng)照明系統(tǒng)、安防消防以及音響系統(tǒng)進(jìn)行集中控制,實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的智能化監(jiān)控體系。通過實(shí)時(shí)計(jì)量每個(gè)區(qū)域的能耗狀況、各個(gè)綠色能源設(shè)備提供能量的多少并計(jì)算整個(gè)辦公樓的能耗及節(jié)能狀況、輸出數(shù)據(jù)報(bào)表,通過對(duì)室內(nèi)外溫度、濕度、CO2濃度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,自動(dòng)啟停地源熱泵主機(jī)、溫

6、控器、新風(fēng)機(jī)組、照明等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)無人值守也能讓設(shè)備在最佳節(jié)能狀態(tài)自動(dòng)運(yùn)行。3.地源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用采用地源熱泵系統(tǒng)能達(dá)到為整個(gè)大樓提供夏天制冷、冬天供暖的作用。對(duì)辦公區(qū)的空調(diào)末端系統(tǒng),采用風(fēng)機(jī)盤管加全熱新風(fēng)換氣系統(tǒng),使換氣的能耗降到最低,熱交換效率是55%65%;車間空調(diào)風(fēng)柜系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)和水閥是DDC控制按照溫度自動(dòng)啟停和調(diào)整,風(fēng)閥是按照室內(nèi)設(shè)定濃度自動(dòng)控制。的CO2采用地埋管形式的地源熱泵,大樓前廣場(chǎng)用于鉆孔的面積為8600m2,室外地耦管總鉆孔長度達(dá)到了18000m,深度為80m。地源熱泵提供的冷量達(dá)到了1200kW。地源熱泵系統(tǒng)除了提供制冷和供暖常規(guī)運(yùn)行模式外,還設(shè)計(jì)了在過渡季節(jié)節(jié)能使用的地

7、耦管直供模式,使系統(tǒng)效能進(jìn)一步提高。太陽能集熱系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)結(jié)合,這套系統(tǒng)的目的是為大樓提供采暖。全系統(tǒng)共采用136.9m2太陽能集熱器,按照冬季太陽能輻照量計(jì)算,采暖季每天約可節(jié)能200kW,相當(dāng)于28.67kg標(biāo)準(zhǔn)煤。DDC控制調(diào)節(jié)閥把熱能直接輸送到大樓供樓內(nèi)采暖使用,減少空調(diào)運(yùn)行成本和CO2的排放,詳見圖3。4.中央空調(diào)(制冷、采暖監(jiān)控與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)海林節(jié)能辦公大樓采用了時(shí)間型計(jì)費(fèi)、能量型計(jì)費(fèi)、能量、時(shí)間綜合型計(jì)費(fèi)三種中央空調(diào)(制冷、采暖計(jì)費(fèi)方式,有效地解決了空調(diào)的合理收費(fèi)問題(按照實(shí)際能耗量進(jìn)行計(jì)費(fèi),同時(shí)也可促進(jìn)用戶節(jié)能意識(shí)的提高,并且從真正意義上實(shí)現(xiàn)了物業(yè)管理的信息化、合理化、高效化

8、。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有:操作靈活。既可在房間內(nèi)直接操作,也可通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。管理方便。利于物業(yè)集中管理,可同時(shí)監(jiān)控所有房間空調(diào)系統(tǒng)的工作狀況。功能強(qiáng)大。集監(jiān)控與計(jì)量于一體,既實(shí)現(xiàn)了計(jì)費(fèi),又可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的監(jiān)控。節(jié)約成本。在溫控器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)功能,系統(tǒng)成本低。讀取便捷。數(shù)據(jù)齊全,液晶顯示記錄數(shù)據(jù),一目了然。5.DDC節(jié)能控制系統(tǒng)DDC節(jié)能控制系統(tǒng)可以對(duì)整座建筑的暖通設(shè)備,如冷凍機(jī)組、空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)行運(yùn)行工況的監(jiān)視、控制、測(cè)量、記錄。實(shí)現(xiàn)樓宇內(nèi)設(shè)備管理系統(tǒng)的自動(dòng)化,起到集中管理、分散控制、節(jié)能降耗的作用。該系統(tǒng)還可以將智能建筑內(nèi)不同功能的智能化子系統(tǒng)在物理上、邏輯上和功

9、能上連接在一起,以實(shí)現(xiàn)信息綜合、資源共享。考慮到建筑的實(shí)際情況,從中挖掘出更加優(yōu)化的控制和節(jié)能方案,是節(jié)約能源不可缺少的重要手段。電能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。大樓內(nèi)任何時(shí)刻的每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)電表的數(shù)據(jù),都集中匯總至DDC 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)中的每臺(tái)電表可自動(dòng)繪制數(shù)據(jù)曲線,方便決策者了解、協(xié)調(diào)各職能部門進(jìn)行節(jié)能評(píng)估及控制。辦公區(qū)域的空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)。大樓每一層的網(wǎng)絡(luò)溫控器均可通過監(jiān)控中心的電腦進(jìn)行直接控制,操作簡(jiǎn)單方便。同時(shí),大樓每一層的各區(qū)域溫、濕度以及二氧化碳濃度均處于時(shí)刻監(jiān)控狀態(tài)?？蓪?shí)現(xiàn)功能有:控制車間空調(diào)自動(dòng)啟停(空調(diào)運(yùn)行工況由水源熱泵機(jī)組的工作模式自動(dòng)控制,采用聯(lián)動(dòng)工作模式;控制空調(diào)新、排及回風(fēng)閥的開度,保持室

10、內(nèi)空氣環(huán)境舒適。熱交換新風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)。海林辦公大樓采用了風(fēng)機(jī)盤管與熱交換新風(fēng)系統(tǒng),DDC系統(tǒng)時(shí)刻檢測(cè)辦公區(qū)域的二氧化碳濃度以及設(shè)備各個(gè)部位的溫度,并自動(dòng)控制熱交換新風(fēng)機(jī)的啟停,這樣既可保證辦公區(qū)域空氣質(zhì)量,又可節(jié)約電能及熱能。公共區(qū)域的紅外線控制照明系統(tǒng)。海林辦公樓內(nèi)的走廊照明采用紅外感應(yīng)和時(shí)間表綜合照明控制,節(jié)能效果顯著:每天20:007:00之間,走廊燈自動(dòng)關(guān)閉,紅外線感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。此時(shí),走廊燈可隨人員的走動(dòng)自動(dòng)開啟、關(guān)閉。DDC報(bào)警系統(tǒng)。樓內(nèi)設(shè)備發(fā)生運(yùn)行異常狀況時(shí),報(bào)警窗口可自動(dòng)彈出,提示操作員及時(shí)處理,保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。通過報(bào)警窗口可以查詢以前的報(bào)警記錄,便于管理。四、經(jīng)濟(jì)效益分析1

11、.大樓采暖的節(jié)能效益表1數(shù)據(jù)分析:大樓正常使用期間(室外平均溫度-5.69,平均室溫19.0,大樓采暖的平均能耗為15.2W/m2。由此推算,標(biāo)準(zhǔn)室外溫度-9.0,標(biāo)準(zhǔn)室溫為18.0的情況下,大樓采暖的能耗為16.6W/m2。目前北京地區(qū)辦公樓的采暖能耗平均為50W/m2左右(室外溫度-9.0,標(biāo)準(zhǔn)室溫18.0。結(jié)論:海林辦公大樓的節(jié)能效率達(dá)到66.8%。表2數(shù)據(jù)分析:采暖集中智能控制,春節(jié)放假期間平均室外溫度為-5.0,平均室溫為9,在滿足大樓低溫防凍的條件下,大樓采暖的平均能耗只有4.4W/m2。由此推算,標(biāo)準(zhǔn)室外溫度-9.0,標(biāo)準(zhǔn)室溫為18.0的情況下,大樓采暖能耗為8.5W/m2。目前

12、北京地區(qū)辦公樓的采暖能耗為50W/m2左右(室外溫度-9.0,標(biāo)準(zhǔn)室溫為18。結(jié)論:海林辦公大樓的節(jié)能效率達(dá)到83%。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示:單位面積采暖耗電8W/m2,相當(dāng)于采暖季的費(fèi)用為19.8元/(m2*采暖季,單位電價(jià)為0.86元/(kW·h。目前北京地區(qū)采用集中供暖的辦公樓的采暖平均費(fèi)用為35元/(m2*采暖季,海林辦公大樓節(jié)省的采暖費(fèi)的比例達(dá)到43.4%。若按居民用電價(jià)格0.5元/(kW·h計(jì)算,相同面積大樓的采暖季費(fèi)用為11.52元/(m2*采暖季,則海林辦公大樓節(jié)省的采暖費(fèi)的比例達(dá)到67.1%。本大樓如采用集中供熱,則采暖費(fèi)用為35元/(m2*采暖季;因本大樓采用

13、節(jié)能綜合解決方案,則采暖費(fèi)用按工業(yè)用電計(jì)算,僅為19.8元/(m2*采暖季;若按居民用電計(jì)算,則僅為11.52/(m2*采暖季。2.太陽能系統(tǒng)的節(jié)能效益日均節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤17.7kg/d;日均二氧化碳減排量:70.27kg/d。3.大樓照明設(shè)施的節(jié)電效益通過DDC系統(tǒng)的控制,海林辦公大樓的走廊照明設(shè)備每天20:00自動(dòng)開啟,第二天早上7:00自動(dòng)關(guān)閉,每天7:0020:00的時(shí)間段內(nèi)停止工作。以夜間保安巡視為例,假設(shè)保安每1小時(shí)巡查1次,每次每組照明設(shè)備工作1分鐘,則計(jì)算出單個(gè)樓層每晚耗能量為0.837kW·h,五個(gè)樓層耗電量共計(jì)為4.2kW·h。如不采用紅外感應(yīng)系統(tǒng),所有燈具

14、均用手動(dòng)控制方式,按照保安巡視單個(gè)樓層用時(shí)20分鐘計(jì),每層照明設(shè)備每次要工作10分鐘,則單個(gè)樓層每晚耗能量為8.37kW·h,五個(gè)樓層耗電量共計(jì)為8.37×5=41.9kW·h。由此可知,通過照明設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng),海林辦公大樓的節(jié)能量為37.7kW·h/天,按照1元/kW·h的電價(jià)計(jì)算,則每天可節(jié)約資金37.7元。1-19大樓采暖能耗值/kW·h231327.01-31大樓采暖能耗值/kW·h291030.01-19至1-31采暖能耗/kW·h59703大樓采暖面積/m212581.5單位面積采暖能耗/W/m215.2表12011-