商用建筑信息應(yīng)用論文

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摘要：分析了上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的作用和意義，介紹了其主要內(nèi)容，初步建立起了上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并收集了95幢商用建筑的數(shù)據(jù)。由這些數(shù)據(jù)整理出了上海市商用建筑的基本信息、空調(diào)系統(tǒng)信息和建筑能耗數(shù)據(jù)等統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上分析得到了一些有關(guān)上海市商用建筑能耗的規(guī)律和結(jié)論，并討論了上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的下一步工作方向。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)建筑能耗商用建筑

0引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)能源消耗也在不斷增長(zhǎng)，由此也造成了環(huán)境的惡化。在社會(huì)總能耗中，建筑能耗占到了很大的比重。建筑能耗，簡(jiǎn)單地說一般指建筑物在使用過程中的能源消耗量，主要包括供暖、通風(fēng)、供冷、照明、設(shè)備和供熱水等的能耗。上海市的建筑能耗已占社會(huì)總能耗的將近20％，并且有逐年上升的趨勢(shì)，建筑節(jié)

能已成為我國(guó)節(jié)能工作的重要部分。但長(zhǎng)期以來，我國(guó)的能源統(tǒng)計(jì)一直是以工業(yè)和交通為主，終端能耗按一、二、三產(chǎn)業(yè)和生活分類以及能源種類等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，建筑能耗只是其中的一個(gè)消費(fèi)環(huán)節(jié)，分割匯雜在能源消耗的各個(gè)領(lǐng)域，沒有形成獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)對(duì)象，這就無法給建筑節(jié)能工作的順利開展提供詳實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)資源。因此我們以上海市的商用建筑為試點(diǎn)，進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)工作，著手建立上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

1商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的作用和意義

通過建立上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，我們可以較為全面、準(zhǔn)確地了解上海市商用建筑的基本狀況和能耗情況，積累建筑能耗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)可以制定明確的節(jié)能目標(biāo)；可以提出節(jié)能的相當(dāng)值和絕對(duì)值，為具體的節(jié)能措施提供參考標(biāo)準(zhǔn)；可以了解本地的建筑能耗特點(diǎn)，分析地域、氣候、生活習(xí)慣、建筑形式等因素對(duì)建筑能耗的影響，有針對(duì)性地進(jìn)行建筑節(jié)能技術(shù)的研究；還可以為政府調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、制定相關(guān)能源政策提供有力的數(shù)據(jù)支持，為其他城市的建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作提供參考。

2上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的主要內(nèi)容

由于目前上海市還沒有一個(gè)全面的建筑能耗的統(tǒng)計(jì)調(diào)查可供借鑒，因此我們先以商用建筑為試點(diǎn)建立起商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在取得了研究成果之后再推廣到其他類型的建筑。這里的“商用建筑”是指純辦公建筑和包含一部分餐飲、娛樂、商場(chǎng)等功能的綜合性建筑，這類建筑在上海的數(shù)量比較多，也是比較典型的公共建筑，而且其建筑運(yùn)行規(guī)律相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因此我們首先建立了上海市商用建筑的信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

我們建立的上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括建筑信息和能耗數(shù)據(jù)兩部分。建筑信息主要包括基本信息、空調(diào)系統(tǒng)信息和建筑使用情況。其中，基本信息包括竣工年份、建筑面積、層高、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、玻璃材料、建筑功能分區(qū)等信息；空調(diào)系統(tǒng)信息包括空調(diào)冷熱源、空調(diào)系統(tǒng)形式、新風(fēng)系統(tǒng)、冷卻塔容量等信息；建筑使用情況包括空調(diào)運(yùn)行時(shí)間、建筑使用時(shí)間等信息。能耗數(shù)據(jù)部分則包括了該建筑近幾年全年各月的用電、用氣、用油等能源的使用情況。

我們所要建立的數(shù)據(jù)庫(kù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)庫(kù)，主要面向上海市的各商用建筑，這些建筑的業(yè)主或物業(yè)管理部門只要通過互聯(lián)網(wǎng)登錄到數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站就可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)的強(qiáng)大功能。由于目前數(shù)據(jù)庫(kù)還處于調(diào)試階段，我們還未將數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)站向用戶推廣，而是以問卷調(diào)查的形式收集數(shù)據(jù)。從2005年5月至2005年7月我們共收集了95幢商用建筑的信息。這些信息構(gòu)成了本數(shù)據(jù)庫(kù)的基本數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和研究，我們可以獲得這些建筑的運(yùn)行使用情況和能耗特點(diǎn)，進(jìn)一步找出影響建筑能耗的主要因素，以改進(jìn)和完善數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容和功能。

3上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的分析與研究

雖然目前數(shù)據(jù)庫(kù)中只有95幢建筑，相比上海市的幾千幢高層建筑比例很小，但是由于選擇的這些建筑是隨機(jī)抽取的，涵蓋了全市各個(gè)城區(qū)、各種樣式的商用建筑，因此具有一定的典型性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的分析和研究是有一定的意義。

3.1商用建筑基本信息統(tǒng)計(jì)與分析

在這95幢建筑中，純辦公建筑有20家，其余商用建筑都包含商場(chǎng)、餐飲、銀行等設(shè)施。這些建筑最早的建成于1986年，最新的竣工于2004年7月，有56幢建成于1996至2000年間，占總數(shù)的58.9％。建筑面積從10000m2到247000m2不等，平均為71000m2。建筑高度從34米到286米不等，最低8層，最高66層。

圖1商用建筑總建筑面積分布情況

這些商用建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本都是鋼筋混凝土的框架式結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑1座，多孔磚建筑2座。絕大多數(shù)商用建筑都采用了玻璃幕墻的外立面，其中采用單層玻璃的有38座，采用雙層中空玻璃的有29座，另外在這些建筑里有36座大樓對(duì)玻璃幕墻進(jìn)行了鍍膜、隔熱等處理。

3.2商用建筑空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)與分析

3.2.1空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

95幢商用建筑的空調(diào)冷熱源形式統(tǒng)計(jì)如下：

表1空調(diào)冷源形式匯總

能源形式空調(diào)冷源形式建筑數(shù)量比例（％）

電空氣源熱泵離心式制冷機(jī)螺桿式制冷機(jī)活塞式制冷機(jī)多種形式的組合1731113017.932.61.11.131.6

氣直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組44.2

油燃油型溴化鋰吸收式機(jī)組11.1

熱網(wǎng)熱網(wǎng)驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式機(jī)組11.1

復(fù)合能源電、氣、油、熱網(wǎng)、煤等能源的綜合利用55.3

表2空調(diào)熱源形式匯總能源形式

空調(diào)熱源形式

建筑數(shù)量

比例（％）

電

空氣源熱泵

電加熱

電鍋爐

18

6

13

18.9

6.3

13.7

氣

直燃型溴化鋰吸收式機(jī)組

燃?xì)忮仩t

3

15

3.2

15.8

油

燃油型溴化鋰吸收式機(jī)組

燃油鍋爐

3

22

3.2

23.2

煤

燃煤鍋爐

1

1.1

熱網(wǎng)

熱網(wǎng)驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式機(jī)組

熱網(wǎng)直接供熱

1

1

1.1

1.1

復(fù)合能源

電、氣、油等能源的綜合利用

3

3.2

從以上表格可以看出，上海市商用建筑空調(diào)冷源以電驅(qū)動(dòng)式制冷機(jī)組(包括離心式、螺桿式、活塞式和空氣源熱泵)為主，占84.3％，其中空氣源熱泵占總建筑數(shù)量的17.9％。另外，吸收式機(jī)組（包括各種熱源方式）占6.4％。商用建筑的空調(diào)熱源則以燃油鍋爐為最多，占23.2％，其次為空氣源熱泵，占18.9％，燃?xì)忮仩t占15.8％，吸收式機(jī)組占7.5％。此外，電鍋爐和電加熱分別占13.7％和6.3％。

電制冷還是上海市商用建筑夏季最主要的供冷方式，離心式制冷機(jī)因其效率高、性能穩(wěn)定得到了廣泛應(yīng)用，空氣源熱泵機(jī)組占地面積小、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用，但是空氣源熱泵機(jī)組制冷能效比低，特別是在夏季高溫季節(jié)有加劇用電高峰的缺點(diǎn)。冬季熱源仍然是以鍋爐為主，空氣源熱泵機(jī)組可冬、夏兩用，吸收式機(jī)組的應(yīng)用取決于建筑的熱源形式。另外值得一提的是，在所調(diào)查的商用建筑里，有5.3％的建筑空調(diào)冷源采用了復(fù)合能源，3.2％的建筑空調(diào)熱源采用了復(fù)合能源，這些建筑采取了離心式、熱泵、吸收式、蒸汽鍋爐等的組合機(jī)組方式。從建筑總的能源使用來看，有54％的商用建筑使用了多種能源。這種靈活的能源使用方式可以使建筑物不受單一的能源限制、充分利用各種能源政策和新技術(shù)、從容應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化和突發(fā)事件、降低運(yùn)營(yíng)成本等，是值得大力宣傳和推廣的。

3.2.2空調(diào)裝機(jī)容量

我們還從數(shù)據(jù)庫(kù)里得到了商用建筑的單位面積空調(diào)平均裝機(jī)冷量為119.97W/m2，比文獻(xiàn)[1]中1997年的調(diào)查結(jié)果降低了5.5%，這是節(jié)能思想在空調(diào)設(shè)計(jì)中的一個(gè)直接體現(xiàn)。

3.2.3空調(diào)系統(tǒng)形式

空調(diào)系統(tǒng)形式是影響室內(nèi)舒適度和空調(diào)運(yùn)行能耗的重要因素，我們統(tǒng)計(jì)和整理了95幢商用建筑所采用的各種空調(diào)系統(tǒng)形式：

表3商用建筑空調(diào)系統(tǒng)形式匯總空調(diào)系統(tǒng)形式建筑數(shù)量比例（％）

風(fēng)機(jī)盤管＋新風(fēng)系統(tǒng)3132.6

定風(fēng)量全空氣系統(tǒng)55.3

變風(fēng)量全空氣系統(tǒng)22.1

風(fēng)機(jī)盤管＋定風(fēng)量系統(tǒng)1717.9

風(fēng)機(jī)盤管＋變風(fēng)量系統(tǒng)3031.6

定風(fēng)量＋變風(fēng)量系統(tǒng)22.1

其他系統(tǒng)形式88.4

從表3可以看出，風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)是上海市商用建筑采用最多的空調(diào)形式，這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝方便靈活、便于單獨(dú)控制，特別適合于辦公場(chǎng)合，但是也存在著室內(nèi)溫、濕度控制精度不高、新風(fēng)的引入不方便、工作區(qū)域小和易發(fā)生“水患”等缺點(diǎn)，這在許多實(shí)際工程中都有典型的案例，因此應(yīng)慎重選擇、科學(xué)使用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。

隨著對(duì)VAV系統(tǒng)的深入研究，變風(fēng)量全空氣系統(tǒng)在實(shí)際建筑中的應(yīng)用也越來越多。但是這種控制精度高、動(dòng)態(tài)追蹤負(fù)荷、運(yùn)行能耗低的空調(diào)系統(tǒng)要想充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確把握空調(diào)負(fù)荷特性、合理配置系統(tǒng)設(shè)備，需要物業(yè)管理人員具備一定的專業(yè)知識(shí)，科學(xué)地運(yùn)行與維護(hù)。

3.2.4樓宇自控系統(tǒng)

上海市作為中國(guó)最大的國(guó)際化大都市，其建筑水準(zhǔn)也是第一流的，有許多的高檔智能建筑。在我們的數(shù)據(jù)庫(kù)中，裝有樓宇自控系統(tǒng)的商用建筑有58座，占總數(shù)的61.1％，這個(gè)比例還是很高的。但是，我們也不得不面對(duì)這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)：大多數(shù)商用建筑的樓宇自控系統(tǒng)都存在著這樣或那樣的故障，不能充分發(fā)揮其功能；許多系統(tǒng)的軟、硬件都比較落后，功能不完善；很多樓宇自控系統(tǒng)的功能已被手動(dòng)操作所代替。這個(gè)問題應(yīng)引起各方面專業(yè)人士的高度重視，必須讓樓宇自控系統(tǒng)擺脫目前如同“雞肋”一般的尷尬處境，使這些商用建筑真正成為“智能化大樓”。

3.3商用建筑能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

我們的數(shù)據(jù)庫(kù)要求每幢建筑提供近幾年全年各月的各種能源的使用情況，目前階段我們只收集了這95幢商用建筑2004年全年的能耗數(shù)據(jù)。圖2為這些商用建筑的單位面積年能耗值的分布情況。這里的單位面積年能耗值是將全年各種能源的總能耗換算成kWh的單位（按860kcal等于1kWh換算），再除以總的建筑面積得到的。由圖2各數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布我們可以看出，這些建筑的單位面積年能耗值主要集中在100～200kWh/m2·y之間,最高值為562.9kWh/m2·y，最低值為66.3kWh/m2·y，相差8.49倍。由于建筑功能、系統(tǒng)運(yùn)行方式的不同，有些建筑的單位面積能耗值比較高，如圖2中能耗值最高的兩座建筑均包含一部分賓館客房。

圖2商用建筑單位面積年能耗

通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的整理分析，我們得出了商用建筑的年平均能耗為173.6kWh/m2·y，比文獻(xiàn)[1]中的調(diào)查結(jié)果（148.3kWh/m2·y）增加了17.1％，這反映出了上海市近幾年經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和建筑能耗的快速增長(zhǎng)，也再次向我們的建筑節(jié)能工作提出了挑戰(zhàn)。

圖3所示為數(shù)據(jù)庫(kù)中某一典型商用建筑全年各月用能情況。該建筑為純辦公建筑，建筑面積80000m2，采用風(fēng)機(jī)盤管＋新風(fēng)系統(tǒng)與VAV系統(tǒng)相結(jié)合的空調(diào)方式，其空調(diào)冷源為電驅(qū)動(dòng)離心制冷機(jī)，空調(diào)熱源為燃?xì)忮仩t。從該建筑各月的能耗情況可以看出，在7、8月份由于氣溫升高，空調(diào)冷負(fù)荷達(dá)到最大而出現(xiàn)用電高峰；在1月份由于氣溫最低，所以天然氣的用量達(dá)到最大；而在5～10月份鍋爐只向大樓供應(yīng)生活熱水，天然氣的用量比較穩(wěn)定。該建筑單位面積全年能耗為156.04kWh/m2·y，低于數(shù)據(jù)庫(kù)中的平均值，但冬、夏季的用能峰值比較高，應(yīng)積極探尋降低峰值負(fù)荷的節(jié)能措施。

圖3某商用建筑全年能耗情況

同時(shí)，我們?cè)谡{(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)大約有11幢建筑無法準(zhǔn)確提供各月詳細(xì)的能源帳單，僅有全年總的能源費(fèi)用。并且我們還了解到，大多數(shù)的商用建筑都沒有按用途對(duì)能源進(jìn)行分項(xiàng)計(jì)量，而且物業(yè)管理部門也沒有對(duì)各月的能源使用情況進(jìn)行科學(xué)、有效地分析。這些問題的存在使得物業(yè)管理部門只能被動(dòng)地進(jìn)行能源管理，甚至沒有能源管理。沒有能源數(shù)據(jù)的分析和比較就無法找到大樓的用能規(guī)律，也無法發(fā)現(xiàn)能耗過大的原因甚至出現(xiàn)問題的系統(tǒng)設(shè)備，建筑節(jié)能更是無從談起。因此我們建議商用建筑的物業(yè)管理部門重視能源數(shù)據(jù)的采集和分析工作，建立起規(guī)范的能源管理制度，切實(shí)有效地推進(jìn)建筑節(jié)能工作的開展。

4結(jié)論

上海市商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立為我們積累建筑信息的基本數(shù)據(jù)、了解本地建筑概況和能耗特點(diǎn)、制定能源政策、開展建筑節(jié)能工作等提供了一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)平臺(tái)。當(dāng)然，我們的研究還處于起步階段，數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣本數(shù)量還不多，樣本的信息量還不夠豐富，數(shù)據(jù)庫(kù)的功能也沒有完善。

我們下一步的研究工作將針對(duì)目前的不足，豐富和完善商用建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容和功能，并利用統(tǒng)計(jì)分析以及數(shù)據(jù)挖掘等先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段，進(jìn)一步尋找影響商用建筑能耗的因素和規(guī)律，開發(fā)建筑能耗的預(yù)測(cè)模型。最終使用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入我們的數(shù)據(jù)庫(kù)，只要輸入基本的建筑信息就可以得到建筑能耗的預(yù)測(cè)值。

參考文獻(xiàn)

[1]龍惟定，潘毅群，范存養(yǎng)等.上海公共建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能潛力分析[J].暖通空調(diào)，1998，28（6）

[2]許雷,范存養(yǎng),龍惟定.上海高層建筑空調(diào)冷熱源裝置與能耗調(diào)查.制冷技術(shù).1998，1

[3]曹叔維，初春玲.建筑能耗的綜合性指標(biāo).節(jié)能.1999，12

[4]梁珍，趙加寧，路軍.公共建筑能耗主要影響因素的分析.低溫建筑技術(shù).2001，3（85）