2016-2017年度能耗与空气质量监测分析报告
时间:2017-12-27 09:48:04    来源:
青岛中德生态园被动房技术中心
2016-2017年度能耗与空气质量监测分析报告
被动式建筑作为一种超低能耗绿色建筑,尤其被动式公共建筑的运行能耗数据目前在国内基本是一项空白。中德生态园被动房技术中心作为被动式超低能耗示范项目,希望通过制定合理的节能运行模式,定期提供运行能耗数据,建立被动式建筑运行数据库为今后被动式建筑设计及运行提供大数据支撑。
1.2016-2017年度被动房技术中心能耗数据分析
1.1年度总能耗数据
被动房技术中心项目2016-2017年度运行时间为2016年10月1日到2017年9月30日,共365天。经统计在2016年10月1日至2017年9月30日整个年度被动房技术中心项目总电耗为443814.83kWh,单位平米耗电量32.23kWh。如图1所示为整个年度日能耗柱状图。

 
1.2 年度分项能耗数据
 
被动房技术中心的能耗由以下几个部分组成:地源热泵系统用电、新风系统用电、普通照明用电、展示用电、动力用电、消防用电和应急照明用电等。如图2所示。
 

其中地源热泵系统用电为213031.12kWh,占总能耗的48%。新风系统用电为66572.22kWh,占总能耗的15%。整个暖通系统用电为279603.34kWh,占总能耗的63%,单位平米能耗为20.31kWh。普通照明用电为48819.63kWh,占总能耗的11%。暖通+照明系统总能耗328422.9kWh, 占总能耗的74%,单位面积耗电量23.8kWh。动力用电如电梯、插座等用电为26628.89kWh,占总能耗的6%。因被动房技术中心兼有被动式建筑技术推广功能,展示与演示用电为44381.48kWh,占总能耗的10%。消防系统用电为26628.89kWh,占总能耗的6%,。除此外应急照明用电为17752.59kWh,占总能耗的4%。

1.3 年度功能季能耗数据
 
被动房技术中心2016-2017年度,从2016年11月16日至2017年4月5日共144天为采暖季运行期间,总能耗为203659.79kwh,单位面积能耗14.79 kWh/㎡ a。从2017年7月1日至2017年9月30日共90天为制冷季运行期间,总能耗122399.1kwh,单位面积能耗8.89kWh/㎡ a。从2016年10月1日至2017年11月15日,2017年4月6日至2017年6月30日共131天为过渡季运行期间,总能耗117755.94kWh,单位面积能耗8.55 kWh/㎡ a。如图3为年度功能季能耗柱状图。

 
1.4 年度功能季能耗分项百分比
被动房技术中心2016-2017年度,采暖季期间热泵能耗占62%,新风占15%,整个暖通系统占总能耗77%。照明系统占总能耗8%,其他各项共占总能耗15%。如图4为年度采暖季能耗百分比。
 

被动房技术中心2016-2017年度,制冷季期间热泵能耗占48%,新风占14%,整个暖通系统占总能耗62%。照明系统占总能耗9%,其他各项共占总能耗29%。如图5为年度制冷季能耗百分比。

 
被动房技术中心2016-2017年度,过渡季期间热泵能耗占25%,新风占21%,整个暖通系统占总能耗46%。照明系统占总能耗19%,其他各项共占总能耗35%。如图6为年度过渡季能耗百分比。


2.2016-2017年度被动房技术中心空气质量分析
因为被动式建筑相对于传统建筑特有的高保温性、高气密性,独特的无热桥设计以及高效的新风热回收系统,使得被动式建筑比传统房屋在室内空气质量及人体舒适度方面有了很大的提高。

2.1室内外温度
如图7所示在2016-2017整个年度,被动房技术中心的室内日平均温度为23.01℃,最高室内日平均温度为26.20℃,最低室内日平均温度为17.52℃,整个年度的室温波动在8℃左右。同期室外日平均温度为14.94℃,最高室外日平均温度为33.99℃,最低室外日平均温度为:-5℃,室外全年温度波动为39℃。通过数据可以看出整个年度室内气温维持在20~26℃之间,满足被动房舒适性要求。


2.1.1 冬夏季室内温度
根据图8所示,被动房技术中心2016-2017年度冬季工况室内日平均温度为22.03℃,最高温度为24.33℃,最低温度为17.52℃。冬季采暖期为2016年11月16日-2017年4月5日,其中2017年1月-2017年2月暖通系统24小时运行,平均温度为22.34℃。其他期间暖通系统为10小时运行,平均温度21.81℃。相对比,两种模式运行温度差异很小,而且10小时运行更加节能。
 
根据图9所示,被动房技术中心2016-2017年度夏季工况室内日平均温度为25.28℃,最高温度为26.20℃,最低温度为24.35℃。期间青岛地区室外平均温度29℃,最高温度达到33℃。室内温度变化相对平稳,温差1.85℃。


2.2室内外相对湿度
在图10中,被动房技术中心2016-2017年度室内空气的相对湿度日平均值为47.86%,最高值为67.67%,最低值为23.01%。与此相对的是室外相对湿度平均值为64.88%,最高值为96.32%,最低值为24.86%。从全年来看,室外夏季相对湿度大,冬季相对湿度小,而被动房技术中心内日平均相对湿度47.86%,极大的改善了相对湿度方面的舒适感。


2.2.1 冬夏季室内相对湿度
根据图11所示,被动房技术中心2016-2017年度冬季工况室内日平均相对湿度36.38%,最高相对湿度49.88%,最低相对湿度23.01%。冬季工况下,暖通系统24小时运行期间平均相对湿度29.08%,暖通系统10小时运行期间平均相对湿度41%。相对比,两种模式运行相对湿度差距明显,10小时运行模式下给人更好的湿度舒适感,而且更加节能。


根据图12所示,被动房技术中心2016-2017年度夏季工况室内日平均相对湿度59.20%,最高相对湿度62.56%,最低相对湿度49.18%。夏季工况下,青岛地区多雨,室外相对湿度较大,平均相对湿度77%,最高达到92%。室内系统运行稳定,平均相对湿度<60%。

 
2.3室内CO2值
如图13所示,被动房技术中心2016-2017年度室内CO2平均值为452.75ppm,最高值为568.32ppm,最低值为323ppm。而常规建筑的室内二氧化碳浓度一般在1000ppm左右。因为新风热回收机组可根据室内CO2浓度来调节进入室内的新风量,保证室内空气的新鲜度。
 
 
2.4室内日平均VOC值
如图14所示,被动房技术中心2016-2017年度室内VOC平均值为368.42ug/m³,最高值为559.58  ug/m³,最低值为212.73 ug/m³。被动房技术中心内的挥发性有机化合物的浓度大大优于国家600 ug/m³的标准,降低了室内空气的污染,改善了室内空气质量,保证了人体的健康。


2.5室内外日平均PM2.5值
如图15所示为被动房技术中心年度室内外日平均pm2.5值。在室外日平均PM2.5浓度为56.16ug/m³,最高日平均pm2.5值为327.87 ug/m³,最低日平均pm2.5值为30.16 ug/m³。相对下在室内日平均PM2.5浓度为7.07 ug/m³,日最高日平均pm2.5值为30ug/m³,室内最低日平均pm2.5值为2.03ug/m³。被动房技术中心采用高效的新风过滤系统及高效围护结构气密性措施,极大的改善了室内空气质量,相当程度上改善了室内人员工作生活的环境。

 
综合上述,被动房技术中心2016-2107年度总能耗443814.83kWh,单位面积能耗为32.23 kWh/㎡ a 。其中暖通+照明系统总能耗328422.9kWh,单位面积能耗23.8 kWh/㎡ a,低于25kWh/㎡的设计目标。总能耗中暖通空调比例为63%,插座用电6%,照明用电11%,其余用电20%,暖通空调用电和照明用电是公共用电的主要部分。其中采暖季总能耗203659.79kwh,单位面积能耗14.79 kWh/㎡ a ,占总能耗比45.9%,制冷季总能耗122399.1kwh,单位面积能耗8.89 kWh/㎡ a ,占总能耗比27.6%。过渡季总能耗117755.94kwh,单位面积能耗8.55 kWh/㎡ a ,占总能耗比26.5%。采暖季运行优化空间较大。
2016-2017年度全年室内日平均温度23.01℃,相对湿度47.86%, CO2浓度452.75ppm, VOC浓度368.42μg/m3, pm2.5浓度7.07 μg/m3 。室内各项环境指标均在舒适范围内,具有较好的室内环境水平。
其中,冬季工况室内日平均温度为22.03℃,室内日平均相对湿度36.38%,夏季工况室内日平均温度为25.28℃,室内日平均相对湿度59.2%。夏季室内温湿度均较高,还有优化的空间。
  以上为被动房技术中心第一年的运行情况,后续将通过制定合理的运行模式,不断挖掘节能空间,使被动房技术中心在满足高舒适性的前提下进一步降低运行能耗。
 
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