在建筑节能中的应用

7．5．3　BEMS在建筑节能中的应用

楼宇中安装BEMS系统后，就如同有了“眼睛”、“神经系统”、“大脑”和“四肢”，通过“眼睛”可以了解能源消耗状况，现场总线、通讯网络组成“神经系统”收集数据，通过“大脑”判断能耗浪费和异常，通过“四肢”来执行“大脑”发出的指示。不过能源管理系统只是节能工作中的一个重要手段，在日常的能源管理事务中，能源管理师更多地扮演了“大脑”的角色，他使用BEMS这个工具获得数据，对数据进行分析，并做出决策，最终达到节省能源、节省成本的目的。节能不是一簇而就的，它是一个不断循环、不断反馈、不断优化的过程。

如前所述，不同类型的楼宇有不同的能耗特点，本节分别选取办公建筑和商场建筑为例来简要说明BEMS在建筑节能中的应用。

1）办公建筑

（1）建筑概况

某办公大楼共13层，工作时间为周一至周五的8：00～18：00（午间休息1小时），周末及节假日休息。1楼为店面，2～13楼全部为办公用标准层。总建筑面积8625 m²，空调建筑面积7　300 m²。采用新风机组加风机盘管系统。冷源为2台杆式冷水机组，热源为中央热水机组。每台冷水机组分别配2台冷冻水泵和2台冷却水泵。记录大楼内主要耗能设备的额定功率值。

（2）建筑能耗结构分析

图7．43是由BEMS得到的统计图表，显示了某年度该办公楼空调系统、照明系统、办公及其它设备的耗电比例。从图7．43中可以看出空调系统所占能耗比例很大，因而进一步分析空调能耗。

图7．43　各系统及设备耗电比例

图7．44给出了空调系统内各部分能耗比例。从图中可发现，冷热水机组所占的比例最大，达到54%。除此之外，末端设备全年耗电比例达25%。水输送系统（冷却水泵、冷冻水泵）的能耗比例也相当大，达18%。

图7．44　空调系统各部分能耗比例

（3）建筑能耗逐时/日/月/年分析

逐时、逐日、逐月、逐年能耗图帮助了解分析建筑能耗模式，并能找出能耗异常。图7．45显示了该办公楼夏季一典型日内各设备的逐时耗电量。各部分的耗电量从上午7时开始上升，下午18时开始下降，其间中午出现小幅回落。上午7时到9时期间出现电梯使用的高峰，同时空调能耗也开始增加。中午休息使得空调、照明、办公设备的能耗出现回落，但幅度不大。晚上20时到22时照明、通风等仍有部分能耗。

图7．45　办公楼夏季一典型日内各设备的逐时耗电量

（4）节能潜力分析

由于办公建筑的使用功能决定了建筑内照明系统和办公设备能耗基本是稳定的，对全年建筑能耗的变化影响不大。照明系统节能体现在日常的管理中，比如人走关灯，更换节能灯等。对于耗能主体——空调系统，根据其运行记录，找出主要节能措施如下：

①主机配备容量偏大。大部分时间只开1台主机，配1台冷冻水泵、1台冷却水泵就能满足需求。

②空调水系统运行存在大流量、小温差的问题。应增大送回水温差，减小水流量，同时采用变流量技术。

③室内温度设定偏低，增加了能耗。应将室内温度和相对湿度设定分别提高。

2）商场建筑

（1）建筑概况

某大型商场建筑面积约51万m²，空调建筑面积约38万m²，冬季燃气锅炉供暖，夏季以离心式制冷机为冷源，采用定风量全空气系统，共有不同型号的空调箱530台。

（2）建筑能耗结构分析

图7．46显示了某年度该商场空调系统、照明系统、电梯系统的耗电比例。从图中可以看出空调系统和照明系统所占能耗比例很大。

商场空调系统能耗大主要由其负荷状况决定。比如，一些商场建筑的维护结构采用玻璃幕墙等热量易穿透材料构建，围护结构冷负荷十分巨大。由于商品展示等需求，室内照明负荷大。此外，商场人员密集，来自人体的热负荷成为商场空调系统负荷的一个很重要部分。因此商场空调系统能耗比重较大。

图7．46　空调、照明、电梯系统的耗电比例

图7．47　空调系统各设备能耗比例

空调系统各设备能耗比例如图7．47所示。其中，制冷机耗电占23%，冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔等水系统合计占11．6%。由于该商场采用全空气空调系统，空调箱风机全年运行，因此空调箱风机耗电比例65．4%，浪费最严重，节能潜力最大。

（3）建筑能耗逐时/日/月/年分析

整个商场某年全年用电情况如图7．48所示。

图7．48　整个商场某年全年用电情况

（4）节能潜力分析

对于空调系统，可参考得主要节能策略有：

①空调箱风机的变频调节；

②充分利用新风自然冷源；

③通过风压控制避免冷热不均。