绿色校园评价体系中的能效评价标准研究*

2018-12-04戴德慈刘诗萌

智能建筑电气技术 2018年4期

关键词：各省市教学楼能耗

徐华，戴德慈，刘诗萌，王洋

(1. 清华大学建筑设计研究院有限公司，北京 100084； 2. 北京合众慧能科技股份有限公司，北京 100076)

0 引言

绿色校园是在全生命期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染，为师生提供健康、适用和高效的教学和生活环境，与自然和谐共生的校园。

1 调研目的

高等学校校园规模较大，笔者参与JGJ 310-2013《教育建筑电气设计规范》编写，也曾进行了一些学校用电情况调研，但由于设置电能管理系统的学校数量有限，不少学校还是手工抄录，影响数据的准确性。目前，校园普遍存在变压器配置容量偏大，负荷率长期处于较低水平运行等问题，增大了变压器空载损耗和负载损耗，也增大了变压器、配电设备容量带来的材料损耗，为了控制设计时过大的变压器安装容量，对校园总配变电站变压器容量提出了参考指标，见表1。

校园的总配变电站变压器容量指标表1

注：表1不含供暖方式为电采暖的学校。如有的学校供暖方式为电采暖，则其校园总变压器容量指标根据学校所在地区、建筑外围护节能情况及采暖用电面积等实际情况，可以在此表的基础上增加50～80 VA/m2。

本课题主要针对学校中的代表性建筑——教学楼、图书馆、宿舍和食堂一整年的年用电情况进行调研和分析，希望能够对上述取值进行一些对比验证，随着大数据时代的来临，设置电能管理系统的校园逐渐增多，为基础调研提供了良好的条件。通过对能耗数据的不断收集、挖掘和研究，还原校园能源消耗数据轨迹，发现校园能耗的潜在规律和管理盲点；采用预测等方法获得校园能源消耗趋势、区域、设备规律分析、能源花费预算等，为校园管理、能源使用、设备选型、节能降耗等计划提供决策支撑。

2 调研学校情况

本次共调研全国范围内33所高校年用电能耗(包含了严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区)，高校分布情况见图1，学校类型见图2。

共调研全国范围内高校建筑314栋，共包括学生宿舍、教学楼、食堂、图书馆4类建筑，建筑类型数量分布、各省建筑数量分布、各学校类型建筑分布见图3～5。

图1 各省市高校调研数量分布

图2 各类型高校调研数量分布

图3 各建筑类型调研数量分布

图4 各省市高校建筑调研数量分布

图5 各学校类型高校建筑调研数量分布

3 调研数据及分析

各省市各建筑类型年单位面积用电(kWh/m2)分布见图6。

各省市学校年单位面积用电指标、各省市学校年生均用电指标、各类型高校年单位面积用电指标、各类型学校年生均用电指标、各省市教学楼年单位面积用电、各省市图书馆年单位面积用电、各省市食堂年单位面积用电、各省市学生宿舍年单位面积用电见图7～14。

图6 各省市各建筑类型单位面积用电分布

图7 各省市学校年单位面积用电指标/(kWh/m2)

图8 各省市学校年生均用电指标/(kWh/m2)

图9 各类型高校年单位面积用电指标

图10 各类型学校年生均用电指标/(kWh/人)

图11 教学楼年单位面积用电分布/(kWh/m2)

图12 各省市图书馆年单位面积用电分布/(kWh/m2)

图13 各省市食堂年单位面积用电分布/(kWh/m2)

图14 各省市学生宿舍年单位面积用电分布/(kWh/m2)

对于校园层面能耗情况，主要考虑总能耗量、单位面积能耗、生均能耗等指标，属于一级指标，特别是单位面积能耗、生均能耗指标，对于校园能耗评价比较合理和有价值。

从上述内容中可看出，单位面积能耗、生均能耗指标与气候的关系不大，与文科、理科等学校类别也关系不大，华东地区的大学单位能耗指标稍大，艺术类、文史类学校单位能耗反而较大，与以前的设计参数有出入，剔除离散数据后，学校年单位面积能耗基本上为30kWh/m2比较合理；年生均能耗为800kWh/人比较合理。

对于校园各类型建筑，主要考虑年总能耗、最大月能耗、单位面积能耗和最大月单位面积能耗指标，作为二级指标。教学楼、图书馆、宿舍单位面积用电相差不大，食堂单位面积用电最高，其单位面积用电是教学楼3倍以上。剔除离散数据后，教学楼、宿舍年单位面积能耗基本上为25kWh/m2比较合理；图书馆年单位面积能耗基本上为30kWh/m2比较合理；食堂年单位面积能耗基本上为105kWh/m2比较合理。

4 校园能源消耗分析

全国各类型建筑月单位面积用电趋势见图15。全国各类型建筑月用电趋势见图16。

图15 全国各类型建筑月单位面积用电趋势/(kWh/m2)

从图15～16中可看出，各类建筑3～7月、10～1月是用电高峰，2月、8月是用电低谷，正好与学校的假期相对应。教学楼和图书馆用电较均衡，食堂和图书馆单位面积能耗较大，但从学校总能耗上比较，学生宿舍和教学楼耗能量还是比图书馆和食堂高的，说明教学楼和宿舍在学校占建筑比例较大，控制好这两类建筑的节能才能使整个校园能耗降低。食堂和图书馆尤其是食堂单位面积能耗较大，有较大的节能空间。