Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5
0
Elec. Average(kWh.a/m2)
134.1 191.2 189.6 183.7
100
200
kWh.a/m2
Zone 1
Zone 2
Zone 3
Zone 4
255.9 Zone 5
300
0.00
Heating Average(GJ.a/m2)
400
300
200
100
79 100
334 345 204
0
WHEILIGLHHTAMLALCNDADNIREIEORTTRIRARTIGCIHCHEHHHGOARLUALSDE(SLtIeBinRbAAeRNrgYNN/EUDNRieBStCrEEiLcRSAhGE)SDSCEBONLFTD2EG5R((LTORIWNCEARBSIS)TEERWEBSLTD)G L(SEOVCINIAEL WWIOLRLIKA)MBSLHOACLKLLEY HALL
生楼 工字物馆 工物厅
馆 机械 F何工I添T楼楼
人环程馆 理楼 生经环旧命管境土科学学系木院院馆馆楼
学楼
Elec. Consumption of Tsinghua (2006)
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
育馆 育馆 合体 区体 综西
二教大礼堂文南新楼土木馆校机团三械委教与广工播精程站仪研系究9所003泥大沙楼实验室化学馆校医院汽车楼能技科建术楼筑科基设学础计楼工研业究训院练中心
80 60 40 20
0 室
沙实验 泥
Elec. Consumption of Teaching Bldg (T.H.)
Elec. Consumption of Laboratory (T.H.)
馆 化学
心 训练中 础工业 基
处 室设备 实验
室 车实验 汽
楼 程实验 环境工
kWh.a/m2 kWh.a/m2
Annual average electricity consumption 184.69 kWh.a/m2
kWh/m2.a GJ.a/m2
Annual average heat consumption 1.28GJ.a/m2
2.00 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
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
kWh
30000 25000 20000 15000 10000
5000 0
Daily Electricity Consumption in Stellar Chance
Jan.31
Feb.2
Feb.1
Weekend Night Day
W/ft2 5.0
4.0
3.0
2.0 7-15 0:00
Electricity power load in Huntsman
2001 248.2 25.1
2002 254.7 27.2
2003 259.9 28.9
2004 272.5 31.8
Year
2005 270.4 34.1
2006 278.9 35.8
2007 280.0 38.0
1.建筑和冷冻站用电逐年增加； 2.集中冷战耗电量占总量 9~12% ； 3.集中冷站COP5.05;
1
Annual Heat (Steam of hot water) Consumption of College Building (CBECS 2003)
7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97 103 109 115
不同气候区域电耗和热量比较
0%
Reheat Status
Supply Air Flow of VAVs
13%
Reheat On 57% Reheat Off
At Minimum Flow Above Minumum FLow
87%
W/m2 80
Deg C 20
60 0
40
20
-20 17℃
0
-40
11/6 11/7 11/8 11/9 11/10 11/11 11/12 11/13 11/14 11/15 11/16 11/17 11/18
上海 热量：0.36GJ/m2.a; 冷量: ~0.4GJ/m2.a
美国同类型校园建筑能耗比较
Annual Electricity Consumption of College Building (CBECS 2003)
900 800 700 600 500 400 300 200 100
0 1
12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221
GRAD TOWERS "B"
(WEST) ENGLISH HOUSE STOUFFER TRIANGLE
ANATOMY/CHEMISTRY CHEM 73 (NEW CHEM)
CHEM 41-61 (OLD CHEM)
LRSM (STRUCTION LAB)
LAUDER-FISHER INSTITUTE LEIDY LABS EDISON ELEC
②①
③
75
Upenn U.S.A Tsinghua
Figure Comparison between different types （Unit：kWh.a/m2）
Average 231 185 68
①College building 215 178 33
②Laboratory 483 435 100
(ENERGY CTR) VAGELOS LABS
TANDEM ACCELERATOR
(BETATRON) GODDARD LABS
(BIOLOGY) LIFE SCIENCE (BIOLOGY LAB) MED SCHOOL (MEDICINE LAB) CRB (CLINICAL RESEARCH BLDG) BRB (MEDICAL RESEARCH BLDG) BIO T SER LAB (MEDICAL RESEARCH BLDG)
校园2006年全年冷热量消耗
MJ/m2 200
校园公共建筑逐月用冷和用热量
150
100
50
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 用冷量 用热量
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：0.43GJ/m2.a; 冷量: 0.45GJ/m2.a
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；
一教 物馆 物馆 添楼 环楼 生工何人
甲旧所土木管馆学院车楼实验室 经汽
动力
Elec. Consumption of College Bldg (T.H.)
180 160 140 120 100
80 60 40 20
0
kWh.a/m2
80 70 60 50 40 30 20 10
0
180 160 140 120 100
VAV末端再热水系统控制
集中冷站控制
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
校园建筑总电耗
kWh.a/m2
kWh.a/m2
400
Whole Campus Electricity Consumption
300
200
100
0
Buildings Chillers
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.
Electricity Consumption of Upenn (2006)
1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94
③Dormitory 87 102 -
④Office -
200 76.2
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。