【文章內(nèi)容簡介】 使用功能和相應(yīng)面積等，因而，熱電冷負荷只能在大量 調(diào) 研分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)該建筑類型的基本特征，對最典型的建筑類型進行逐時模擬計算。 在冷熱負荷確定的過程中，由于不同類型建筑冷熱負荷指標與負荷特性的實際測量存在較大困難，且受氣象條件所約束，而建筑能耗模擬軟件無疑是獲得冷熱負荷特性的最有效的工具，如 EQUEST、 DOE EnergyPlus、 ESPr、 DeST等。本文利用清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系 開發(fā)的能耗模擬軟件 DeST進行模擬計算，選擇多座北京市具有代表性的 學(xué)校、科研 辦公樓、 住宅混合公建、 寫字樓 、商場、酒店、幼兒園、體育館等 建筑進行詳細 DeST 建模模擬，并 計算得到 不同用地 典型建筑冷熱負荷需求的逐時動態(tài)特性（ 8760h）。 在電力負荷確定過程中，本文依據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心對 不同用地典型 建筑電負荷的分項計量方法， 在 對北京多幢 學(xué)校、科研 辦公樓、 住宅混合公建、寫字樓 、商場、酒店、幼兒園、體育館等 建筑的分項計量 的監(jiān)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上 ，得到 不同用地 典型建筑電力負荷需求的逐時動態(tài)特性（ 8760h）。 建筑冷熱負荷動態(tài)模擬 利用 DeSTC（公共建筑版）能耗模擬軟件進行建模計算，部分模擬的建筑模型立面圖如圖 31 所示。 圖 31 北京若干典型 建筑 DeST 建筑 模型 北京市氣象特點 在 DeST 模擬計算中采用的逐時氣象參數(shù)均為北京市標準典型氣象年參數(shù)，其數(shù)據(jù)來源為中國氣象局與清華大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的《中國建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》。北京市室外的逐時干球溫度動態(tài)變化見圖 32。北京最高氣溫為℃ ，最低氣溫為 ℃ ；最熱月的平均溫度為 ℃ ，最冷月的平均溫度為 ℃ ，冬季采暖室外設(shè)計溫度為 9℃ ，夏季空調(diào)室外計算干球溫度 ℃ ，夏季空調(diào)室外計算濕球溫度 ℃ 。 20 10 0 10 20 30 40 1月1日2月1日3月1日4月1日5月1日6月1日7月1日8月1日9月1日10月1日11月1日12月1日干球溫度（℃）逐時干球溫度統(tǒng)計 圖 32 北京室外逐時干球溫度 圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù) 圍護結(jié)構(gòu)主要包括外墻、 內(nèi)墻、屋頂、外窗等，其參數(shù)按照《北京市公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》根據(jù)各建筑的建筑類型設(shè)定。其中甲類建筑為單幢建筑面積大于 20200 m且全面設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)施的建筑；乙類建筑為單幢建筑面積 300～20200 m2，或建筑面積雖大于 20200m2但不全面設(shè)置空調(diào)設(shè)施的建筑。 各類型建筑的圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3 3 33 所示 。 表 31 各類型建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù) 圍護結(jié)構(gòu)名稱 傳熱系數(shù)（ W/m2K ） 甲類建筑 乙類建筑 體型系數(shù) ≤ ＜體型系數(shù) ≤ 體型系數(shù) 外 墻 屋頂 內(nèi)墻 表 32 甲類建筑外窗熱工參數(shù) 外窗類型 傳熱系數(shù) Kc（ W/m2K ） 遮陽系數(shù) SC 窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ 表 33 乙類建筑外窗熱工參數(shù) 外窗類型 體型系數(shù) ≤ 體型系數(shù) 傳熱系數(shù) Kc （ W/m2K ） 遮陽系數(shù)SC 傳熱系數(shù) Kc （ W/m2K ） 遮陽系數(shù)SC 窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ ＜窗墻面積比 ≤ 各功能房間熱擾設(shè) 定 同類建筑中相同功能的房間內(nèi)擾情況設(shè)定為一致。各類房間室內(nèi)發(fā)熱量產(chǎn)熱指標大小如表 34 所示 。 表 34 室內(nèi)熱擾參數(shù) 房間類型 人員密度（人 /m2） 人均發(fā)熱量（ W） 人均產(chǎn)濕量（ kg/h） 照明功率（ W/m2） 設(shè)備功率（ W/m2） 電腦機房 81 10 30 會議室 63 15 0 門廳 64 20 0 普通辦公室 64 10 20 衛(wèi)生間 61 10 0 走廊 58 5 0 通風設(shè)定 關(guān)于滲透風的設(shè)定，外層房間加入通風換氣次數(shù)。在空調(diào)開啟時通風換氣次數(shù)為 0，空調(diào)關(guān)閉時通風換氣次數(shù)為 。 各房間人員新風量設(shè)定參見 “ 室內(nèi)設(shè)計參數(shù) ” 部分。 室內(nèi)設(shè)計參數(shù) 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)包括房間空調(diào)設(shè)定溫度和濕度范圍、空調(diào)運行方式及人員新風量等。同類建筑中相同功能的房間設(shè)計參數(shù)設(shè)定為一致。 各功能房間室內(nèi)設(shè)計參數(shù)表 35 所示 。 表 35 房間設(shè)計參數(shù) 房間類型 夏季 冬季 新風量 (m3/h人 ) 溫度 (℃ ) 相對濕度 (%) 溫度 (℃ ) 相對濕度 (%) 電腦機房 2125 65 1822 55 20 會議室 2426 65 2022 50 30 門廳 1828 65 1828 55 20 普通辦公室 2426 60 2022 50 30 衛(wèi)生間 2028 65 2028 55 20 走廊 2028 65 2028 55 20 計算模擬結(jié)果 通過對 各類典型 建筑進行全年逐時的建筑熱環(huán)境模擬分析，計算得到 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新） 的全年冷熱負荷 模擬 結(jié)果，如圖 33 所示。 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 6 0 0 0 0 . 0 0 8 0 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 0 . 0 0 1 2 0 0 0 0 . 0 0 1 4 0 0 0 0 . 0 0 1 6 0 0 0 0 . 0 0 1 8 0 0 0 0 . 0 0 1 338 675 1012 1349 1686 2023 2360 2697 3034 3371 3708 4045 4382 4719 5056 5393 5730 6067 6404 6741 7078 7415 7752 8089 8426 負荷(kW)時間 ( h )熱負荷冷負荷 圖 33 北京 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新） 的冷熱負荷需求動態(tài)特性 建筑電力負荷動態(tài)特 性 電力負荷是扣除了冷機電耗的建筑辦公設(shè)備、照明和空調(diào)輸配能耗等其它所有電耗之和 。 依據(jù)清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心 對 北京市具有代表性的 學(xué)校、科研 辦公樓、 住宅混合公建、 寫字樓 、商場、酒店、幼兒園、體育館等 建筑 的 分項計量方法，得到 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新）的全年電負荷模擬結(jié)果 （ 8760h） ， 如圖 34 所示。 0 . 0 0 5 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 . 0 0 1 5 0 0 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 2 5 0 0 0 . 0 0 3 0 0 0 0 . 0 0 3 5 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 4 5 0 0 0 . 0 0 1 326 651 976 1301 1626 1951 2276 2601 2926 3251 3576 3901 4226 4551 4876 5201 5526 5851 6176 6501 6826 7151 7476 7801 8126 8451 負荷(kW)時間 ( h )電負荷 圖 34 北京 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新） 的電力負荷需求動態(tài)特性（不包括冷機） 計算結(jié)果分析 本次能源規(guī)劃區(qū)域的用地性質(zhì)主要包括 教育科研用地 、 住宅混合公建用地 、其它類多功能用地 、 配套教育用地 、 體育用地 和 規(guī)劃待研究用地 ，各用地 的負荷指標取值見表 36。 綜合整個 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新） 用地， 其平均負荷指標和設(shè)計負荷見表 37。平均熱負荷指標為 ，平均冷負荷指標為 ，平均電負荷指標為，則設(shè)計熱負荷為 92518kW，設(shè)計冷負荷為 153964kW，設(shè)計電負荷為38316kW。 年 冬季熱需求總量為 萬 GJ，夏季冷需求總量為 萬 GJ，全年電需求總量為 萬 GJ（不包括冷機） 。 其動態(tài)負荷特性見圖 35。 表 36 不同用地性質(zhì) 負荷指標 取值 用地性質(zhì) 教育科研用地 住宅混合公建用地 其它類多 功能用地 配套教育用地 體育用地 規(guī)劃待研究用地 熱負荷指標 45 45 50 50 70 50 冷負荷指標 80 80 80 80 100 80 電負荷指標 15 22 25 15 18 25 表 37 平均負荷指標和設(shè)計負荷 項目 數(shù)值 設(shè)計熱負荷 (kW) 92518 設(shè)計冷負荷 (kW) 153964 設(shè)計電負荷 (kW) 38316 平均熱負荷指標 (W/m2) 平均冷負荷指標 (W/m2) 平均電負荷指標 (W/m2) 熱負荷需求總量 (萬 GJ) 冷負荷需求總量 (萬 GJ) 電負荷需求總量 (萬 GJ) 0 . 0 0 2 0 0 0 0 . 0 0 4 0 0 0 0 . 0 0 6 0 0 0 0 . 0 0 8 0 0 0 0 . 0 0 1 0 0 0 0 0 . 0 0 1 2 0 0 0 0 . 0 0 1 4 0 0 0 0 . 0 0 1 6 0 0 0 0 . 0 0 1 8 0 0 0 0 . 0 0 1 382 763 1144 1525 1906 2287 2668 3049 3430 3811 4192 4573 4954 5335 5716 6097 6478 6859 7240 7621 8002 8383 負荷(kW)時間 ( h )熱負荷冷負荷電負荷 圖 35 永豐產(chǎn)業(yè)基地（新） 冷熱電負荷動態(tài)特性 4. 能源供應(yīng)方案與配置 根據(jù)規(guī)劃區(qū)域的負荷預(yù)測，選取 六 種能源供應(yīng)方案進行比選 ， 具體方案如下 。 常規(guī) 模塊化 分散供能方案 方案一 ：常規(guī) 模塊化 分散供能方案 。 冬季利用 分散 燃氣鍋爐承擔熱負荷，夏季利用 分散 電制冷機承擔冷負荷，電負荷由城市電網(wǎng)承擔 ， 示意圖如圖 41 所示。 燃氣鍋爐電制冷機 圖 41 方案一示意圖 模塊化分散供能是指一個建筑采用一個能源站的模塊化供能方式。特點是無外網(wǎng)，無外網(wǎng)散熱損失，動力耗能 少，但燃氣鍋爐數(shù)量多，不易管理和維修。 常規(guī) 模塊化 分散供能方案 的 系統(tǒng)流程圖如圖 42 所示 ， 其中 ， 冬季 燃氣鍋爐效率 按 90%考慮 ， 夏季 電制冷 機 COP 按 5 考慮 。 燃 氣 鍋 爐9 0 %供 熱9 2 5 1 8 k W燃 氣1 0 2 7 9 8 kW 電 制 冷C O P = 5供 冷1 5 3 9 6 4 kW電3 0 7 9 3 k W 圖 42 方案 一流程圖 根據(jù)負荷模擬結(jié)果，并考慮一定的 富裕度 ，增加能源供應(yīng)的安全性 ， 常規(guī)分散 供能方案 的 設(shè)備配置如 表 41 所示： 表 41 方案一主要配置 設(shè)備配置 設(shè)備容量 燃氣鍋爐 34 電制冷機 70 常規(guī)分散集中供能方案 方案二 ： 常規(guī)分散 集中 供能方案 。 冬季利用 分散集中 燃氣鍋爐承擔熱負荷，夏季利用 分散 電制冷機承 擔冷負荷，電負荷由城市電網(wǎng)承擔 ，示意圖如圖 43 所示。 分散集中供能是指多個相鄰的使用性質(zhì)相同的建筑使用一個能源站的分散供能方式。特點是供能半徑小，冷熱水通過一次網(wǎng)直供，外網(wǎng)規(guī)模小，散熱損失和動力耗能小，易克服水力失調(diào)。 常規(guī)分散集中供能方案的系統(tǒng)流程圖如圖 44 所示 。 冬季 燃氣鍋爐效率 按90%考慮，由于有一次熱網(wǎng)，但供熱半徑較小，考慮 5%的外網(wǎng)散熱損失 ； 夏季電制冷 機 COP 按 5 考慮 ， 分散放置 。 燃氣鍋爐房電制冷機 圖 43 方案二示意圖 燃 氣 鍋 爐9 0 %供 熱9 2 5 1 8 KW燃 氣1 0 8 2 0 8 KW9 7 3 8 7K W5 % 熱 損失 電 制 冷C O P = 5供 冷1 5 3 9 6 4 kW電3 0 7 9 3 k W 圖 44 方案二流程圖 根據(jù)負荷模擬結(jié)果，并考慮一定的 富裕度 ，增加能源供應(yīng)的 安全性 ， 常規(guī)分散 供能方案 的 設(shè)備配置如 表 42 所示： 表 42 方案二主要配置 設(shè)備配置 設(shè)備容量 燃氣鍋爐 35 電制冷機 70 常規(guī)區(qū)域供能方案 方案 三 ： 常規(guī)區(qū)域供能方案。 冬季利用 區(qū)域 燃氣鍋爐 集中 承擔熱負荷，夏季利用 分散電制冷機承擔冷負荷，電負荷由城市電網(wǎng)承擔，示意圖如圖 45 所示。 電制冷機能源中心熱力站燃氣鍋爐 圖 45 方案 三 示意圖 該方案與常規(guī)分散供能方案相比