项目概况

日本XL冷热公司大楼建于1970年,2011年进行了改造。总建筑面积为6 816.3 m2;地下1层,地上8层。该项目改造前存在围护结构热工性能差、冷热源设备老化、新旧空调系统混杂等诸多问题。项目重点着手于围护结构、冷热源、空调和照明系统的改造,降低了建筑能耗,获得了CASBEE的S(优秀)级认证,是旧建筑改造的成功案例。

改造技术亮点

1)围护结构改造

    该项目为提高围护结构的热工性能,降低建筑空调能耗,采用了4种节能改造措施:①玻璃贴膜,贴膜后玻璃的可见光透过率为74%,遮阳系数达到0.54;②设置双层窗,改造后外窗的传热系数从6.0  W/(m2·K)降低到3.0 W/(m2·K);③外墙增加内保温,改造后外墙的传热系数从1.61 W/(m2·K)降低到0.81 W/(m2·K);④外墙考虑垂直绿化。

 

2)冷热源和能源改造

     改造前项目原有冷热源为冷水机组(新风机组用)、冰蓄冷(FCU用冷水)、天然气锅炉(FCU用热水),主要以电能和天然气为主;改造后采用了空气源热泵、冰蓄冷、三联供、热回收型冷热水吸收式机组、太阳能热水及光伏发电等多种混合性冷热源和可再生能源(见表1)。该项目业主为冷热源专业公司,所以构筑了一个由可再生能源、天然气、电能组成的综合冷热源及能源系统(见图1)。

 

图1 设备相关改造技术

    吸收机组提供空调冷热水。原有的冰蓄冷系统改造后提供4 ℃冷水专供空调系统新风机组除湿用。

   太阳能空调系统如图2所示,由太阳能集热板产生的热水和三联供系统发电时的回收热产生的热水混合作为热源。供冷时,65 ℃/85 ℃的热水供给冷热水吸收式机组制取冷水;供热时,65 ℃的热水通过换热器供热。冷热水机组优先利用太阳能热水和三联供系统回收热制取的热水,热源热量不足时,辅助燃气加热以确保热量供应。

图2 太阳能空调系统

3)空调系统改造

      项目改造后把除湿系统与冷却系统分离(见图3),冰蓄冷提供4 ℃冷水供新风机组除湿用(空气状态1→2),提高除湿效率。除湿后9 ℃的新风(空气状态2)与室内回风(空气状态3)混合后(空气状态4)经室内空调机处理至空气状态5,再以下送风方式送至室内。由于室内空调机只负责显热处理,因此其供水温度可设定为12 ℃,提高了冷热源的运行效率。

图3 除湿冷却分离空调的空气状态

     该项目采用了分散型集中空调系统,细化空调区域,分区设置室内空调机(显热处理用),根据各区实际负荷调节送风量。并且试验性地采用了地板下送风及吊顶上送风+地板下回风2种空调方式(见图4)。由图5可以看出,分散型集中空调系统(细化分区)较原来的全空气系统各区温差小,温度分布更均匀,分别比原空调方式节能27%(地板下送风)与28%(吊顶上送风+地板下回风)。

图4 室内空调方式改造

     该项目在工作区设置人感、温感传感器,根据人员在室情况调节空调系统末端的运行状况,达到降低空调能耗的效果。

4)电气照明改造

     把普通荧光灯改为LED和高效荧光灯等节能照明灯具,并采用日照追光遮阳百叶,积极利用自然采光,降低照明能耗。同时通过人感、照度传感器,感知人员在室情况和自然采光照度来达到人工照明的合理调控。

     该项目增加了能源可视化系统,人员所处区域的能源消费实况及空调申请(加班时)均可在个人计算机上进行可视化操作,提高了在室人员的节能意识。