基于eQUEST的上海市某办公楼综合能耗模拟研究

徐大为 ，潘峰 ，尹琰琰 ，黄泽志 ，励志俊

（1.上海建工五建集团有限公司，上海 200063；2.誉德生态技术咨询（上海）有限公司 上海 200040）

1 工程概况

上海某办公大楼项目位于上海市普陀区金沙江路930号，地块南临金沙江路，东靠大渡河路，西侧为华大科技园。北侧为30m 的高压控制带，东南侧为规划中的公交枢纽站，北侧、南侧为公共绿地。总建筑面积为17 955.58m2，地上总建筑面积为11 995.68m2，其中计容建筑面积11 995.68m2，地下总建筑面积5 959.9m2，总层数为12 层。本项目主体功能主要分为高层办公、食堂、报告厅、地下机械车库及相关设备用房【1】。建筑周边布局及设计效果如图1 所示。

图1 上海某办公大楼建筑周边布局及设计效果

该建筑为一类高层公共建筑，使用性质为办公，地上地下耐火等级一级，抗震设防烈度7 度，屋面防水等级为一级，地下室防水等级为二级，结构形式为钢框架结构，建筑层数为地上12 层，地下3 层，建筑高度（至屋顶钢结构顶）79.95m，设计使用年限为50a。

2 综合能耗模拟分析

2.1 综合能耗评价方法

该项目参评绿色建筑，综合能耗评分标准为GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》，主要考虑暖通空调系统的节能贡献率，以建筑供暖空调系统节能率为评价指标。暖通空调系统节能措施包括合理选择系统形式，提高设备与系统效率，优化系统控制策略等。对于不同的供暖、通风和空调系统形式，应根据现有国家和行业有关建筑节能设计标准统一设定参考系统的冷热源能效、输配系统和末端方式，计算并统计不同负荷率下的负荷情况，根据暖通空调系统能耗的降低幅度，判断得分【2】。

供暖、通风与空调系统能耗降低幅度De 评分规则评分规则为：当5%≤De≤10%时，得 3 分；10%≤De≤15%时，得7分；De≥15%时，得 10 分。

2.2 模型建立

根据建筑设计图纸及总平面图，用eQUEST 软件建立能耗分析模型。模型根据建筑平面图中的墙体中线进行建立，门窗幕墙按窗墙比均匀设置。供暖空调负荷模拟分析模型效果图如图2 所示。

图2 供暖空调负荷模拟分析模型

根据暖通设计图纸以及其他相关资料建立大堂空调通风模拟模型，模型中风口尺寸按照暖通图纸量取值。大堂空调通风模拟模型及网格效果分别如图3、图4 所示。

2.3 能耗分析基础参数

2.3.1 建筑基础数据

图3 大堂空调通风模拟模型

图4 办公楼大堂网格效果图

建筑各个方向窗墙比为东向取0.55，南向取0.47，西向取0.55，北向取0.31。围护构造相关参数包括屋面、外墙、楼板构造厚度，以及外窗和天窗的隔热型材与玻璃材料性能，根据建筑说明取值。

本项目采用中央空调系统，夏季采用螺杆式冷水机组制冷，冬季采用热水锅炉供热。采用冷却塔与冷冻水板式换热，用于偏冷过渡季节及冬季内区供冷用【3】。

2.3.2 热工参数

1）构件热工参数

根据节能计算结果，屋面、外墙及底面接触室外空气的架空或外挑楼板的传热系数K 分别取0.27、0.47、0.74；各方向外窗传热系数K 均取1.6，遮阳系数Sc均取0.40；天窗传热系数K 取1.6，遮阳系数Sc取0.30。其中，传热系数K 单位为W/（m2·K）。

2）照明设备参数

设计建筑与参照建筑的照明功率密度与设备功率密度取值相同，按照GB 50034—2013《建筑照明设计标准》确定（见表 1）。

表1 照明与设备功率密度 W/m2

2.3.3 人员密度

各房间人员密度参考GB 50109—2015《公共建筑节能设计标准》设置，人员逐时在室率办公参考GB 50109—2015《公共建筑节能设计标准》设置。

2.3.4 室内设计参数

参照建筑与设计建筑的室内空气设计参数一致，依据暖通设计说明（见表2）。

表2 室内设计参数

2.3.5 设备性能参数

参照建筑按照GB 50109—2015《公共建筑节能设计标准》确定，设计建筑参照“暖通空调施工设计说明”及“设备清单”设置（见表 3）。

表3 设备性能参数设置

3 模拟结果

项目设计建筑与参照建筑年耗能量采用eQUEST 软件根据上海市典型气象年的气象数据进行计算【4】。结果见表4。

表4 设计建筑与参照建筑年耗电量103kW·h

根据能耗分析结果可以计算出，项目设计建筑与参照建筑供暖通风与空调能耗降低幅度比例=（参照建筑耗电量-设计建筑耗电量）/参照建筑耗电量=（700.93-618.31）/700.93×100%=11.79%，满足GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》评分项“合理选择和优化供暖、通风与空调系统”供暖通风与空调能耗降低幅度大于10%的相关要求，根据该建筑供暖、通风与空调系统能耗降低幅度De 所在区间得到的评分为7 分。

4 结语

基于GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》要求的建筑综合能耗是指建筑使用过程中的能耗，集成了采暖、通风和空调与其他动力能耗，对于一个大型建筑，建筑物的复杂性与动态交互性和它要模拟的环境、系统和设备等有关。本文以上海某办公大楼项目为例，应用eQUEST 建筑能耗分析软件对能耗进行模拟估算，并将估算结果与GB/T 50378—2006《绿色建筑评价标准》中的限值进行比较分析，校验建筑设计的节能效果。本文通过对上海某办公大楼能耗的模拟分析，提出了有效的节能方法和评价体系，为设计师提供了更为科学合理的设计思路，对促进建筑节能工作的开展具有一定的理论意义和工程应用价值。