結合LEED認證淺談銀河SOHO空調系統特點

1 綠色建筑的發展現狀

資源環境約束與經濟快速增長的矛盾，已經成為我國經濟社會發展面臨的嚴峻挑戰，同時能源枯竭也日益成為了一個全球性的問題。2006年建設部組織的全國建筑節能情況調查表明，從2000年到2004 年，按節能標準設計的項目只有 58.53%，按節能標準建造的項目只有23.25%。因此建設部制定并強制執行節能、節水、節地、節材標準，促進節約型建筑的發展，在建設資源節約型、環境友好社會中發揮表率作用。

《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2006）于 2006 年 6 月 1 日起實施，是我國第一部從住宅和公共建筑全壽命周期出發，多目標、多層次，對綠色建筑進行綜合性評價的推薦性國家標準。其中涉及到空調系統的部分，參照于2005年實施的《冷水機組能效限定值及能源效率等級》（GB 19577-2004）和《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-2005）。國家標準的發行，對綠色建筑的發展起到了推進的作用。

2 綠色建筑等級劃分

國際綠色建筑評價標準（LEED）的出發點與我國《綠色建筑評價標準》（GB/T 50378-2006）相同，它從建筑管理、節水、材料與資源、能源與大氣、室內環境、創新設計等方面考察建筑物的特性，評分等級為認證：26 分 ~32 分，銀獎：33 分 ~38 分，金獎：39 分 ~51 分，白金獎：52 分 ~69 分。綠色建筑并不意味著簡單意義上的投資增大，而可以理解為：在經濟合理性的前提下，通過系統優化和設計整合，使建筑在其整個生命周期中，對環境的負面影響最小，同時又能提供給使用者一個健康、舒適、高效的環境。

3 銀河SOH O項目介紹

銀河SOHO中心項目位于北京市東城區朝陽門內大街，是北京東二環內的重要商業地標之一，占地約5萬m²，總建筑面積約 33 萬 m³。整棟建筑包括地下3層和地上15層，按功能區可分為3塊：地下 2 層和地下 3 層為停車場，地下 1 層以及地上1~3 層為商業，地上 4~15 層為辦公。主要房間類型包括辦公、商鋪、餐廳和廚房等。該項目建筑設計為ZAHA HADID，國內設計院為北京市建筑設計研究院（BIAD），LEED 顧問為美國環境管理咨詢有限公司（EMSI）。該項目中使用了多項節能措施：

1）采用高性能的圍護結構（外墻 U=0.6，所有玻璃幕墻 K=1.7，SC=0.4），降低空調系統負荷。

2）采用苗條電梯采用同步無齒輪電機，群控和智能管理系統。扶梯為苗條型扶梯，設置人流感應電梯，減少電梯能耗。

3）利用建筑挑檐作為外遮陽，減少空調系統負荷。

4）高效的空調設備，減少空調設備能耗。

5）優化空調系統控制方案，減少空調系統運行能耗。

6）照明系統的優化，減少照明能耗。經 EMSI 建模計算，相對于基準建筑（根據ASHRAE 要求設立的基準建筑），該設計建筑的節能率為17.41%，該節能率滿足LEED 認證評價體系下的EAc1項中最低節能14%的最低要求，對應LEED 認證評價體系下的 EAc1中可得到 2 分，而基準建筑（根據ASHRAE要求設立的基準建筑）的節能要求已經遠遠高于《公共建筑節能設計標準（》GB50189-2005）的標準，由此可以看到，本項目中所采用的節能措施的節能效果還是非常可觀的。

4 綠色建筑標準與銀河SOH O項目空調系統方案的結合

本項目空調系統采用中央制冷空調系統，項目主體由4個塔樓共同組成，因該項目體量較大，分設3個制冷站。

本項目系統冷源為設置在每個制冷站的冷水機組（離心或螺桿冷水機組）提供，每個制冷站內冷水機組的配置均采用兩大一小的配置方案，對應冷卻塔分別設置在裙樓的屋面。冷凍水供回水溫度為6 ~12 ，冷卻水供回水溫度為32 ~37 。空調冷凍水系統采用二次泵變頻系統。

本項目系統熱源為市政提供的 95 /70 的經熱力站換熱后提供的熱水。

本項目空調末端主要采用風機盤管 + 新風系統，空調水系統采用兩管制系統。商業和辦公區域的設計參數均基于國際綠色建筑評價標準（LEED）所用的國際舒適性標準（ASHARE 標準）。在滿足室內人員新風要求及舒適標準的同時，提高節能效率。且該系統對于辦公區域的新風系統采用了帶熱回收功能的新風機組，回收系統冷量（夏季）、熱量（冬季），節約能源。

4.1 高效節能的冷水機組

該項目選用了1100TON機組4臺，900TON機組2臺，450TON機組3臺，冷凍水供回水溫度6℃~12℃，冷卻水供回水溫度37℃~32℃，根據國際綠色建筑評價標準（LEED）采用的ASHARE標準、《公共建筑節能設計標準》（GB 50 189-2005）以及本項目實際冷機指標的各型號冷機的能效比對比詳見表1。

由表1可知，本項目實際采購冷機標準不僅高于ASHRAE 相關要求，更是遠遠高于《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-2005），其中1100ton 冷水機組提高比例為 19.8%，900 ton 冷水機組提高比例為20%，400 ton 螺桿冷水機組提高比例最高為37%，由于冷水機組在空調系統耗能中所占的比例是非常高的，所以采用高效冷水機組的節能效果是非常顯著的。

4.2 冷卻塔聯合變頻運行

冷卻塔風機聯合變頻運行是指保持盡量多的冷卻塔開啟臺數，所有開啟的冷卻塔的風機一致變頻運行。這種冷卻塔控制策略比起一機對一塔的策略，更充分地利用了冷卻塔的換熱面積，能夠減小冷卻塔風機電耗，從而達到節能的目的。

4.3 二次泵變流量水泵

本項目業態主要分為商業與辦公，其營業時間與辦公時間有較大差異，同時豎向有較大高差，所以空調冷凍水系統采用一次泵定流量，二次泵變流量系統，二次泵根據壓力傳感器返回的壓力信號來確定二次泵的運行工況，從而使二次泵可以根據末端情況進行變頻調節，而傳統的一次泵系統，不論末端負荷如何變化，一次泵始終工頻運行，二次泵變流量系統相對于傳統的一次泵工頻系統，水泵的耗電量大大減少。

4.4 高效的熱回收設備

新風熱回收采用轉輪全熱回收裝置。ASHRAESTANDARD90.1-2007 中要求熱回收裝置效率不低于 50%，其要求與北京市地方標準《公共建筑節能設計標準》DBJ 01-621-2005 一致，在本項目高性能設計方案中，可以通過更優的轉輪產品的選擇，使額定全熱回收效率提高達到70%，采用高效率的熱回收轉輪，使熱回收效率提高了40%，從而提高新風從排風中回收的能量，可以減小能耗，以達到更加節能的目的。

4.5 水泵與風機選用高效的電機

提高所選用的風機與水泵的電機效率，從而進一步提高風機與水泵的綜合效率，已達到節約水泵與風機消耗的電能。普通電機與高效電機效率比較可見表2。

由表2可以看到，采用高效電機后，空調系統風機與水泵能耗均有了2%~4% 的提高，綜合起來，節能效果比較明顯。

4.6 地下車庫 CO 濃度探測

地下車庫通風設有雙風機系統，新風機和排風機均采用雙速控制。

地下車庫所需的排風量是為了稀釋汽車排氣中CO氣體的平均濃度使其達到規定標準，而汽車的CO氣體排放量隨地下車庫內的停車數、出入頻度和汽車在地下車庫內的平均運行時間而變化的。因此本項目設置 CO 探測系統，車庫內 CO 濃度探測值達到設定值時輸出報警信號。當CO 濃度達到一定濃度時可啟動風機運行，并根據 CO濃度大小采用高速或低速，當濃度CO 下降時，可降低風機轉速或停止風機運行，用這種方法可以減小用于車庫通風的風機電耗。

4.7 分戶計量系統

本項目辦公部分采用了預付費的分戶計量系統，即每一間辦公室都設置了獨立的空調能量計量系統。

能量計量系統介紹：

空調分戶計量由能量表（包含流量計、溫度傳感器、積算儀）、遠傳計量系統、室內顯示面板、電動兩通閥、閘閥組成（見圖1）。

用戶在物業所購冷量直接由物業通過遠傳計量系統計入，用戶室內顯示面板可顯示用戶所購數量，面板顯示數量遞減到一定數值后，可提醒用戶充值，當面板顯示數量達到0時，遠傳計量系統會切斷進水管道上的電動兩通閥，從而切斷其冷源；遠傳計量系統還可以通過不同時間段采用不同的計數頻率，以實現常規時間與加班時間不同的收費標準；空調季與采暖季（按面積收費）轉換時，可通過遠傳計量系統的轉換，保留室內顯示面板剩余數量，或者通過計數頻率的轉換進行冬夏季收費標準的轉換。遠傳計量系統還可以監視室內相關計量儀表、儀器的運行狀況，如果離線或故障可以向管理主機報警，并關斷水閥，可以有效地避免用戶偷冷的現象。

能量計量系統優點：

此系統改變了傳統中央空調計量收費的弊端，傳統空調按面積收費，不論空調系統開與不開，室內溫度設置高與低，均采用一樣的收費標準，這樣容易造成小業主長時間低溫開啟室內空調設備，從而造成一些不必要的能源浪費，而采用分戶計量系統收費系統后，不再以面積作為收費的依據，改為以能量表作為收費的依據，小業主不開空調不計費，合理的設置室內溫度也會減少空調支出，并且有關能量計量的一些數據小業主在自己戶內即可看到，使其更加直觀。分戶能量計量從培養小業主的節能意識從而達到節省整座建筑的能耗支出。

4.8 空調水系統優化控制方案

根據室外干球溫度重新設定冷凍水供水溫度，可以在負荷率較低時提高供水溫度，從而提高冷水機組的 COP。設定如下：

室外環境溫度<17℃，冷凍水供水溫度為 12℃。

17℃<室外干球溫度<30℃，冷凍水供水溫度在7℃~12℃之間，隨室外干球溫度做線性變化。

室外干球溫度>30℃，冷凍水供水溫度為 7℃。

根據室外干球溫度重新設定冷卻水供水溫度，可以在外溫較低時降低冷卻水溫度，降低冷機冷凝壓力，從而提高冷機 COP。設定如下：

室外干球溫度<17℃，冷卻水供水溫度為 21℃。

17℃<室外干球溫度<27℃，冷卻水供水溫度在21℃~32℃之間，隨室外干球溫度做線性變化。

室外干球溫度>27℃，冷卻水供水溫度為 32℃。

冷卻水供水溫度每下降 1℃，冷機能耗比COP約提高4%，冷凍水溫度每上升 1℃，冷機能耗比COP 約提高 4%，隨著室外干球溫度的變化，冷卻水供水溫度的下降與冷凍水供水溫度的提高，可同時提高冷機的 COP 值，用此種方法可以大大減小過渡季冷機的能耗損失。

5 結語

隨著資源環境約束與經濟快速增長的矛盾越來越明顯，推廣綠色建筑是我國經濟社會發展的必然趨勢。只有通過采取經濟合理的措施，才能減少建筑物的能耗，綠色建筑也才會具有良好經濟效益和社會效益。借鑒國際綠色建筑評價標準（LEED）有利于貫徹落實我國《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2006）。其中涉及空調制冷部分，參照《冷水機組能效限定值及能源效率等級》（GB 19577-2004）和《公共建筑節能設計標準》（GB 50189-2005）執行與 ASHRAE，經對比可知，對于部分空調設備而言，其節能依然有著較大的潛力，部分設備標準還有進一步調高的空間。

空調系統的節能與系統設計的合理性（比如適當的引用一些變頻設備）以及高效、優化的控制方案有著密不可分的關系，只有在系統設計中采用各項節能措施并通過優化的控制方案具體實施，才能真正到達節能降耗的目的。分戶計量系統也是節能的一項重要措施，新建住宅中采暖已經在逐步強制采用分戶計量系統，相信在不久的將來，商業建筑也有將逐步推行分戶計量的政策。銀河SOHO項目采用了多項環保、節能策略，包括空調系統中使用了高效冷水機組、環保制冷劑、二次泵變量系統、排風全熱回收以及優化的控制方案等，有效降低整個建筑的能耗。

總之，綠色建筑在我國具有很大的市場潛力和廣闊的空間，值得我們大家努力，大力推廣。