重庆市地下商场建筑能耗调查与分析

李文杰，彭宣伟，周鑫志，苗高杨

（重庆科技学院建环系，重庆401331）

重庆市地下商场建筑能耗调查与分析

李文杰，彭宣伟，周鑫志，苗高杨

（重庆科技学院建环系，重庆401331）

以重庆市3个地下商场为研究对象，采用现场调查的研究方法，分析了目前重庆市地下商场能耗现状，并提出改善地下商场建筑能耗的措施。

重庆市；地下商场；建筑能耗；天然冷源；耗电费用；耗电结构；建筑能耗密度

0　引言

随着我国经济飞速发展，城市化建设不断加快，城市建筑用地日益紧张［1-2］。重庆作为我国西南地区的重要交通枢纽和工业基地，工农业生产快速发展和城市人口不断增加，城市面貌发生了根本性变化。与此同时，城市用地、城市交通组织、绿化和环境保护等方面呈现的问题更加突出，如何在城市中扩大可利用的建筑空间迫在眉睫。结合重庆地区的地理位置、建筑成本等因素，利用地下空间不仅可以充分发挥重庆山城的地形和地质条件，安全而经济地建造各种类型的地下建筑，同时也可以充分利用地下空间作为天然冷源，减少能源消耗，是扩大城市空间的一种经济可行的有效方法。在重庆地区，地下商场、地下停车场、地下轨道交通及人防工程等公共服务设施已得到了广泛的开发和应用，很大程度上缓解了城市地上交通、行车、购物等对土地资源的需求。

随着人们在地下建筑中生产和生活活动的日益增加，不仅需要改善地下建筑室内环境的质量和品质，保障地下建筑的正常运行，同时也需要对地下建筑的运行能耗进行监测，以便更加有效地控制地下建筑的运行管理，节约运行成本。

本文以重庆市3个地下商场为主要调查对象，分析目前重庆市地下商场建筑能耗现状和存在的问题，提出可行的改善措施与方法，为更好地开发利用地下空间提供参考和依据。

1　研究对象与方法

本文采用现场调查的方法，于2012-2014年，对重庆市区三个地下商场A、B和C的建筑环境和建筑能耗现状进行了问卷调查与能耗统计。A商场建造于1997年，主要功能为服装卖场，B和C商场紧邻，修建于2005年，使用功能较复杂，集娱乐、零售和餐饮为一体。A、B和C三个商场的通风空调系统均采取了分区形式：大空间商场以全空气（一次回风）系统为主，特殊功能区域或后期改造的部分采用了风机盘管+新风系统形式。另外，空调系统运行也采用功能分区控制的方式。各商场运行信息见表1。

表1　各商场运行信息

该课题组对地下商场建筑环境现状已进行前期分析［3-5］，本文主要对地下商场的建筑能耗现状进行分析，调研问卷内容包括：商场面积、商场运行时间、冬（夏）季制冷（热）方式、照明功率密度（如表1所示）；冬夏季月耗电费用以及建筑节能知识的普及度调查等。

该次调研共随机抽取了50家商铺进行调查，其中A商场8家，B商场10家，C商场32家，其调查结果分别代表三个商场的能耗使用现状。由于调研商场面积较大，商铺较多，营业时间、营业面积差异大，精确获取每家商铺逐月耗电量困难很大，因此主要通过获取所调查用户在冬（夏）季节缴纳电费数额、商业电价和营业面积等数据进行冬（夏）季能耗统计分析。主要分析指标包括冬（夏）季耗电费用统计、冬（夏）季单位营业面积耗电费用、能耗结构和能耗密度。

通过对不同季节各商场内环境参数的测试数据分析发现，三个商场在相同季节的室内平均温度波动在2℃左右，这主要与测点位置的选取、各地下商场的使用功能设置、人流密度及空调设置温度及运行管理情况等有关系。另外，在各商场均设置有新风并全年运行，对地下商场室内进行新风补给。

2　结果与分析

2.1耗电费用统计

所调查的A、B和C三个地下商场50家商铺的冬（夏）季月平均耗电费用统计见表2，由照明、空调和其他自主设备用电构成。根据表2可知，对于A地下商场的商铺，夏季月平均耗电费用约是冬季月平均耗电费用的3.4倍，B地下商场冬夏季耗电费用基本一致，C地下商场冬季耗电费用是夏季耗电费用的约1.9倍。耗电费用的大小直接反映了所调查商铺的耗电量的多少。

表2　冬（夏）季耗电费用统计

由于商场中照明能耗和商铺的其他设备能耗可以近似认为是稳定的，不随季节变化，因此冬季和夏季的耗电费用差异主要是由空调系统耗电量不同引起的。根据调查信息分析主要原因如下：

三个地下商场均装配有中央空调系统，其中A地下商场夏季集中制冷，冬季未制热；B地下商场冬（夏）季集中制冷（热），运行时间相对稳定；而C商场虽然冬（夏）季集中制冷（热），但冬季空调系统运行时间不稳定。这是造成不同商场冬夏季耗电费用比例差异较大的重要原因之一。

2.2单位面积的月平均耗电费用分析

各地下商场单位面积耗电费用分析见表3，由于B地下商场冬夏季均使用空调系统，且运行时间相对稳定，因此以B地下商场为对比对象。对不同地下商场在同一季节的单位面积耗电费用进行分析如下：

表3　冬夏季单位面积耗电费用

（1）A和C地下商场夏季单位面积耗电费用分别为B地下商场的1.7倍和1.2倍。主要原因如下：与B地下商场相比，A地下商场建造年代较久，空调系统设备较陈旧且使用年数较长，对系统缺乏运行维护和管理，导致系统能效低，并且因建筑功能和地理位置不同，A地下商场人流量较大，导致空调能耗大；另外A地下商场照明功率密度是B地下商场的1.5倍，所以A地下商场单位面积能耗费用比B地下商场大。而C地下商场与B地下商场相比，主要区别是C地下商场的照明功率密度是B地下商场的2倍，因此单位面积能耗费用比B地下商场稍大。

（2）A和C地下商场冬季单位面积耗电费用分别是B地下商场的0.5倍和1.0倍。主要原因分析如下：A商场冬季无集中空调制热，耗电主要用于照明和其他自有设备。C地下商场冬季有集中空调制热，但运行时间不固定，单位面积空调能耗比B地下商场小；但同时C地下商场的照明功率密度又是B地下商场的2倍，单位面积照明能耗比B商场大，所以出现B和C地下商场总单位面积能耗基本一致的情况。

2.3耗电结构分析

由于地下商场没有分项能耗计量措施，无法直接获取照明能耗和空调能耗，所以本文通过分项估算的方法来分析地下商场的耗电结构。首先根据商场照明面积和照明功率密度算出照明耗电量和照明耗电费用，然后根据总耗电费用、商家卖场空调系统运行和管理情况估算空调耗电量和耗电费用及其他耗电量和耗电费用。三个商场冬（夏）季耗电结构百分比见图1。

图1　地下商场冬夏季耗电结构百分比

分析图1可知，在夏季，3个地下商场均以空调能耗为主，且均占70%以上；照明能耗A和C地下商场基本相当，分别为25.6%和25.1%，B地下商场占15.2%。而冬季空调能耗差异较大，A地下商场无集中制热，为0%，B地下商场占71%，C地下商场59.6%；照明能耗A地下商场占86%，B地下商场占25.1%，C地下商场占36.4%。耗电结构百分比与2.2节分析结果具有一致性。

2.4建筑能耗密度分析

建筑能耗密度，即建筑用能量和用能面积的比值，是衡量建筑能效的一种单位。由于受现场调查条件限制，本文仅分析冬（夏）季的建筑能耗密度（见图2）。由图2可知，A地下商场的夏季能耗密度约是冬季的3.4倍；B地下商场冬夏两季能耗密度相当；C地下商场夏季能耗密度约是冬季的1.9倍。另外，3个地下商场的冬夏季月平均能耗密度均小于或等于重庆市地上商场同季节的月平均能耗密度［6］，即单位面积月平均耗电量要小，主要原因是，与地上建筑相比，地下建筑受室外气象条件影响小，且土壤温度常年波动幅度不大，由围护结构传热引起的冬（夏）季冷（热）负荷比地上建筑要小，因此冬（夏）季能耗密度要比地上商场的小。

图2　地下商场冬夏季建筑能耗密度

2.5建筑节能知识普及度调查

课题组同时对建筑节能知识普及度进行了调查，共收回有效问卷66份。图3是建筑节能知识普及度统计。从图3发现，66.7%的调查对象表示对建筑节能知识和政策不太了解或完全不了解，30.3%的人员表示通过媒介、网络等宣传对建筑节能相关政策有一点了解，但对具体信息认识不清晰；所有调查对象对“建筑能效标识”均表示不了解或不知道。

图3　建筑节能知识普及度统计

另外，根据调查结果统计，有近70%的调查对象表示有接受建筑节能改造的意愿，但在节能改造费用问题上，60%的调查对象明确表示不愿意自己出资参与建筑节能改造。这说明目前我们对建筑节能知识的普及度还远不够，人们对于建筑节能相关认识不足，需要通过各种方式加大力度宣传，让更多的民众对建筑节能有一定的认识和了解。

3　结论

重庆市素有山城之称，地上空间有限，地下空间将是重庆市拓展城市建设的重要方向，地下商场则是利用地下空间的重要形式之一。了解现有地下商场的能耗状况，发现可能存在的问题，可以为今后更好地开发利用地下空间提供参考。本文通过对重庆市3个地下商场进行现场调查，分析地下商场的能耗现状得出：

（1）地下商场建筑能耗构成中，空调能耗所占比例最高，其次是照明能耗。其中照明能耗全年较稳定，不随季节变化；而空调能耗随季节变化显著，是影响建筑能耗密度大小的最重要因素。另外，空调能耗、照明能耗的大小与空调系统的运行方式、运行时间以及照明功率密度等有关，不同地下商场的单位面积耗电量和耗电费用差异较大。

（2）缺乏专人监督管理，对空调系统和设备的维护保养意识差，能源浪费现象较重，个别商场在无人区域出现长明灯、空调系统常开及夏季室内温度设置过低等现象。

（3）建筑节能知识普及度较低，大部分人员对建筑节能相关知识不了解。

基于以上现状，提出以下改善措施：

（1）合理优化空调系统的运行和管理，充分利用地下空间天然冷源优势，在满足室内人员需求的基础上合理地节能降耗。

（2）建立能耗监管机制，重视对能耗的计量、监测和管理，及时分析发现问题并处理。

（3）通过各种方式加大建筑节能知识的普及度，让民众意识到建筑节能的意义和重要性。

［1］陈志龙，刘宏.城市地下空间总体规划［M］.南京：东南大学出版社，2011.

［2］编委会.城市地下空间开发利用关键技术指南［M］.北京：中国建筑工业出版社，2006.

［3］李文杰，苗高杨，周鑫志.重庆市地下商场建筑环境调查与分析［J］.重庆建筑，2012，106（11）：11-13.

［4］Wenjie Li，Xinxue Liao，Gaoyang Miao，Xinzhi Zhou. Analysis on built environment in underground shoppingmalls in chongqing in P.R.China［J］.Advanced Materials Research. 2012，599：233-236.

［5］Wenjie Li，Xinxue Liao，Zhe Meng，Gaoyang Miao.Comparative analysis on built environment between ground and underground shoppingmalls in chongqing in P.R.China［J］.Advanced Materials Research.2015，599：1656-1660.

［6］王树健，彭家惠，万体智，等.重庆市既有大中型商场建筑特征及能耗调研分析［J］.建筑节能，2008，203（36）：57-61.

责任编辑：孙苏，李红

Investigation and Analysison Building Energy Consumption of Underground Shopping Malls in

To identify the currentsituation of building energy consumption ofunderground shoppingmalls，thestudywas carried out in three underground shoppingmalls in Chongqing by field questionnaire investigation，w ith several reasonablemeasures put forward to optimize the building energy consumption ofunderground shoppingmalls.

Chongqing；underground shoppingmalls；building energy consumption；natural cooling origin；energy consumption fee；energy consumption structure；building energy consumption density

TU32

A

1671-9107（2015）03-0015-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2015.03.015

2015-01-03

李文杰（1982-），女，河南三门峡人，博士，副教授，主要从事建筑环境和建筑节能方面的研究。

基金论文：该论文为重庆市教委科学技术研究项目（项目编号：KJ131411）和重庆科技学院博士（教授）启动基金项目（项目编号：CK2011B32）论文之一。