结合LEED认证浅谈银河SOHO空调系统特点

1 绿色建筑的发展现状

资源环境约束与经济快速增长的矛盾，已经成为我国经济社会发展面临的严峻挑战，同时能源枯竭也日益成为了一个全球性的问题。2006年建设部组织的全国建筑节能情况调查表明，从2000年到2004 年，按节能标准设计的项目只有 58.53%，按节能标准建造的项目只有23.25%。因此建设部制定并强制执行节能、节水、节地、节材标准，促进节约型建筑的发展，在建设资源节约型、环境友好社会中发挥表率作用。

《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）于 2006 年 6 月 1 日起实施，是我国第一部从住宅和公共建筑全寿命周期出发，多目标、多层次，对绿色建筑进行综合性评价的推荐性国家标准。其中涉及到空调系统的部分，参照于2005年实施的《冷水机组能效限定值及能源效率等级》（GB 19577-2004）和《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）。国家标准的发行，对绿色建筑的发展起到了推进的作用。

2 绿色建筑等级划分

国际绿色建筑评价标准（LEED）的出发点与我国《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378-2006）相同，它从建筑管理、节水、材料与资源、能源与大气、室内环境、创新设计等方面考察建筑物的特性，评分等级为认证：26 分 ~32 分，银奖：33 分 ~38 分，金奖：39 分 ~51 分，白金奖：52 分 ~69 分。绿色建筑并不意味着简单意义上的投资增大，而可以理解为：在经济合理性的前提下，通过系统优化和设计整合，使建筑在其整个生命周期中，对环境的负面影响最小，同时又能提供给使用者一个健康、舒适、高效的环境。

3 银河SOH O项目介绍

银河SOHO中心项目位于北京市东城区朝阳门内大街，是北京东二环内的重要商业地标之一，占地约5万m²，总建筑面积约 33 万 m³。整栋建筑包括地下3层和地上15层，按功能区可分为3块：地下 2 层和地下 3 层为停车场，地下 1 层以及地上1~3 层为商业，地上 4~15 层为办公。主要房间类型包括办公、商铺、餐厅和厨房等。该项目建筑设计为ZAHA HADID，国内设计院为北京市建筑设计研究院（BIAD），LEED 顾问为美国环境管理咨询有限公司（EMSI）。该项目中使用了多项节能措施：

1）采用高性能的围护结构（外墙 U=0.6，所有玻璃幕墙 K=1.7，SC=0.4），降低空调系统负荷。

2）采用苗条电梯采用同步无齿轮电机，群控和智能管理系统。扶梯为苗条型扶梯，设置人流感应电梯，减少电梯能耗。

3）利用建筑挑檐作为外遮阳，减少空调系统负荷。

4）高效的空调设备，减少空调设备能耗。

5）优化空调系统控制方案，减少空调系统运行能耗。

6）照明系统的优化，减少照明能耗。经 EMSI 建模计算，相对于基准建筑（根据ASHRAE 要求设立的基准建筑），该设计建筑的节能率为17.41%，该节能率满足LEED 认证评价体系下的EAc1项中最低节能14%的最低要求，对应LEED 认证评价体系下的 EAc1中可得到 2 分，而基准建筑（根据ASHRAE要求设立的基准建筑）的节能要求已经远远高于《公共建筑节能设计标准（》GB50189-2005）的标准，由此可以看到，本项目中所采用的节能措施的节能效果还是非常可观的。

4 绿色建筑标准与银河SOH O项目空调系统方案的结合

本项目空调系统采用中央制冷空调系统，项目主体由4个塔楼共同组成，因该项目体量较大，分设3个制冷站。

本项目系统冷源为设置在每个制冷站的冷水机组（离心或螺杆冷水机组）提供，每个制冷站内冷水机组的配置均采用两大一小的配置方案，对应冷却塔分别设置在裙楼的屋面。冷冻水供回水温度为6 ~12 ，冷却水供回水温度为32 ~37 。空调冷冻水系统采用二次泵变频系统。

本项目系统热源为市政提供的 95 /70 的经热力站换热后提供的热水。

本项目空调末端主要采用风机盘管 + 新风系统，空调水系统采用两管制系统。商业和办公区域的设计参数均基于国际绿色建筑评价标准（LEED）所用的国际舒适性标准（ASHARE 标准）。在满足室内人员新风要求及舒适标准的同时，提高节能效率。且该系统对于办公区域的新风系统采用了带热回收功能的新风机组，回收系统冷量（夏季）、热量（冬季），节约能源。

4.1 高效节能的冷水机组

该项目选用了1100TON机组4台，900TON机组2台，450TON机组3台，冷冻水供回水温度6℃~12℃，冷却水供回水温度37℃~32℃，根据国际绿色建筑评价标准（LEED）采用的ASHARE标准、《公共建筑节能设计标准》（GB 50 189-2005）以及本项目实际冷机指标的各型号冷机的能效比对比详见表1。

由表1可知，本项目实际采购冷机标准不仅高于ASHRAE 相关要求，更是远远高于《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005），其中1100ton 冷水机组提高比例为 19.8%，900 ton 冷水机组提高比例为20%，400 ton 螺杆冷水机组提高比例最高为37%，由于冷水机组在空调系统耗能中所占的比例是非常高的，所以采用高效冷水机组的节能效果是非常显著的。

4.2 冷却塔联合变频运行

冷却塔风机联合变频运行是指保持尽量多的冷却塔开启台数，所有开启的冷却塔的风机一致变频运行。这种冷却塔控制策略比起一机对一塔的策略，更充分地利用了冷却塔的换热面积，能够减小冷却塔风机电耗，从而达到节能的目的。

4.3 二次泵变流量水泵

本项目业态主要分为商业与办公，其营业时间与办公时间有较大差异，同时竖向有较大高差，所以空调冷冻水系统采用一次泵定流量，二次泵变流量系统，二次泵根据压力传感器返回的压力信号来确定二次泵的运行工况，从而使二次泵可以根据末端情况进行变频调节，而传统的一次泵系统，不论末端负荷如何变化，一次泵始终工频运行，二次泵变流量系统相对于传统的一次泵工频系统，水泵的耗电量大大减少。

4.4 高效的热回收设备

新风热回收采用转轮全热回收装置。ASHRAESTANDARD90.1-2007 中要求热回收装置效率不低于 50%，其要求与北京市地方标准《公共建筑节能设计标准》DBJ 01-621-2005 一致，在本项目高性能设计方案中，可以通过更优的转轮产品的选择，使额定全热回收效率提高达到70%，采用高效率的热回收转轮，使热回收效率提高了40%，从而提高新风从排风中回收的能量，可以减小能耗，以达到更加节能的目的。

4.5 水泵与风机选用高效的电机

提高所选用的风机与水泵的电机效率，从而进一步提高风机与水泵的综合效率，已达到节约水泵与风机消耗的电能。普通电机与高效电机效率比较可见表2。

由表2可以看到，采用高效电机后，空调系统风机与水泵能耗均有了2%~4% 的提高，综合起来，节能效果比较明显。

4.6 地下车库 CO 浓度探测

地下车库通风设有双风机系统，新风机和排风机均采用双速控制。

地下车库所需的排风量是为了稀释汽车排气中CO气体的平均浓度使其达到规定标准，而汽车的CO气体排放量随地下车库内的停车数、出入频度和汽车在地下车库内的平均运行时间而变化的。因此本项目设置 CO 探测系统，车库内 CO 浓度探测值达到设定值时输出报警信号。当CO 浓度达到一定浓度时可启动风机运行，并根据 CO浓度大小采用高速或低速，当浓度CO 下降时，可降低风机转速或停止风机运行，用这种方法可以减小用于车库通风的风机电耗。

4.7 分户计量系统

本项目办公部分采用了预付费的分户计量系统，即每一间办公室都设置了独立的空调能量计量系统。

能量计量系统介绍：

空调分户计量由能量表（包含流量计、温度传感器、积算仪）、远传计量系统、室内显示面板、电动两通阀、闸阀组成（见图1）。

用户在物业所购冷量直接由物业通过远传计量系统计入，用户室内显示面板可显示用户所购数量，面板显示数量递减到一定数值后，可提醒用户充值，当面板显示数量达到0时，远传计量系统会切断进水管道上的电动两通阀，从而切断其冷源；远传计量系统还可以通过不同时间段采用不同的计数频率，以实现常规时间与加班时间不同的收费标准；空调季与采暖季（按面积收费）转换时，可通过远传计量系统的转换，保留室内显示面板剩余数量，或者通过计数频率的转换进行冬夏季收费标准的转换。远传计量系统还可以监视室内相关计量仪表、仪器的运行状况，如果离线或故障可以向管理主机报警，并关断水阀，可以有效地避免用户偷冷的现象。

能量计量系统优点：

此系统改变了传统中央空调计量收费的弊端，传统空调按面积收费，不论空调系统开与不开，室内温度设置高与低，均采用一样的收费标准，这样容易造成小业主长时间低温开启室内空调设备，从而造成一些不必要的能源浪费，而采用分户计量系统收费系统后，不再以面积作为收费的依据，改为以能量表作为收费的依据，小业主不开空调不计费，合理的设置室内温度也会减少空调支出，并且有关能量计量的一些数据小业主在自己户内即可看到，使其更加直观。分户能量计量从培养小业主的节能意识从而达到节省整座建筑的能耗支出。

4.8 空调水系统优化控制方案

根据室外干球温度重新设定冷冻水供水温度，可以在负荷率较低时提高供水温度，从而提高冷水机组的 COP。设定如下：

室外环境温度<17℃，冷冻水供水温度为 12℃。

17℃<室外干球温度<30℃，冷冻水供水温度在7℃~12℃之间，随室外干球温度做线性变化。

室外干球温度>30℃，冷冻水供水温度为 7℃。

根据室外干球温度重新设定冷却水供水温度，可以在外温较低时降低冷却水温度，降低冷机冷凝压力，从而提高冷机 COP。设定如下：

室外干球温度<17℃，冷却水供水温度为 21℃。

17℃<室外干球温度<27℃，冷却水供水温度在21℃~32℃之间，随室外干球温度做线性变化。

室外干球温度>27℃，冷却水供水温度为 32℃。

冷却水供水温度每下降 1℃，冷机能耗比COP约提高4%，冷冻水温度每上升 1℃，冷机能耗比COP 约提高 4%，随着室外干球温度的变化，冷却水供水温度的下降与冷冻水供水温度的提高，可同时提高冷机的 COP 值，用此种方法可以大大减小过渡季冷机的能耗损失。

5 结语

随着资源环境约束与经济快速增长的矛盾越来越明显，推广绿色建筑是我国经济社会发展的必然趋势。只有通过采取经济合理的措施，才能减少建筑物的能耗，绿色建筑也才会具有良好经济效益和社会效益。借鉴国际绿色建筑评价标准（LEED）有利于贯彻落实我国《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2006）。其中涉及空调制冷部分，参照《冷水机组能效限定值及能源效率等级》（GB 19577-2004）和《公共建筑节能设计标准》（GB 50189-2005）执行与 ASHRAE，经对比可知，对于部分空调设备而言，其节能依然有着较大的潜力，部分设备标准还有进一步调高的空间。

空调系统的节能与系统设计的合理性（比如适当的引用一些变频设备）以及高效、优化的控制方案有着密不可分的关系，只有在系统设计中采用各项节能措施并通过优化的控制方案具体实施，才能真正到达节能降耗的目的。分户计量系统也是节能的一项重要措施，新建住宅中采暖已经在逐步强制采用分户计量系统，相信在不久的将来，商业建筑也有将逐步推行分户计量的政策。银河SOHO项目采用了多项环保、节能策略，包括空调系统中使用了高效冷水机组、环保制冷剂、二次泵变量系统、排风全热回收以及优化的控制方案等，有效降低整个建筑的能耗。

总之，绿色建筑在我国具有很大的市场潜力和广阔的空间，值得我们大家努力，大力推广。