引言随着经济社会的发展，建筑能源消耗与日俱增，建筑的运行能耗约占全社会商品用能的1/3，对于大型公共建筑，空调能耗占建筑能耗50%以上，因此空调系统的节能设计对于大型公共建筑的节能至关重要[1-2]。结合实际项目，采用eQuest建筑全年能耗模拟软件，对设计建筑进行空调方案节能性能比较，以确定项目最优空调方案。1项目概况本项目位于深圳市城市轨道交通16号线田心车辆段，工程名为田心车辆段综合楼，使用功能为办公和公寓，计容建筑面积为42 653.34 m2，其中办公面积为14 710.31 m2，公寓建筑面积为21 703.67 m2，其余为配套用房面积。建筑高度为115.25 m2，建筑楼层数为地上29层。地下3层，其中12层、26层为避难层，13～29层为公寓，4～11层为办公，2～3层为餐厅，1～3F夹层为派出所，地下三层为车库及设备用房。项目绿色建筑建设目标为深圳市绿色建筑银级标识。2模型建立2.1建筑物理模型根据项目建筑平面图纸，对地上部分采用eQuest建筑全年能耗模拟软件进行物理建模（地下车库由于无舒适性空调，不进行建模计算）。建立本项目模型效果图如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.F001图1建筑模型效果图2.2围护结构参数本项目幕墙尚处于方案阶段，建筑窗墙比、围护结构热工参数分别按表1及表2假设。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T001表1建筑窗墙比朝向窗墙比东向44.5南向50.2西向44.8北向50.7%10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T002表2围护结构热工参数围护结构类别热工参数屋顶传热系数0.9外墙传热系数1.5外窗传热系数2.5遮阳系数0.3注：围护结构热工参数参照深圳市《公共建筑节能设计规范》（SJG 44—2018[3]）。2.3内热源参数能耗模型中，室内内热源参数依据表3设定。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T003表3内热源参数设置室内人员/（m2/人）室内照明/（W/m2）室内设备(物理）/（W/m2）办公10办公9办公15会议室2.5会议室9会议室15门厅5门厅11门厅0电梯厅5电梯厅5电梯厅0餐厅3餐厅9餐厅15公寓3人/间公寓7公寓15走廊50走廊5走廊0楼梯间50楼梯间5楼梯间0卫生间20卫生间6卫生间0注：内热源参数结合项目实际并参照《民用建筑绿色性能计算标准》（JGJT—449—2018）设置。2.4室内外设计参数能耗模型中，室外气象计算参数根据深圳市全年逐时气象参数确定，室内能耗计算参数依据表4确定。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T004表4室内设计参数序号房间名称温度/℃相对湿度/%最小新风量/[m3/（h·人）]夏季夏季1公寓26≤60302公寓走廊26≤70203办公室26≤60304会议室26≤60305电梯厅26≤70206餐厅26≤6025注：房间逐时运行时间表参照《民用建筑绿色性能计算标准》（JGJT—449—2018） 表C.0.1-2/C.0.3-2设定。3空调节能方案比较3.1空调系统方案根据本项目使用功能特点，主要考虑两类空调末端方案，具体如表5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T005表5空调末端方案参数对比表系统类型方案一方案二空调末端风机盘管系统办公部分：风机盘管系统公寓部分：多联机空调系统，1层1套，室外机176 kW，COP 3.32。空调冷冻水系统一次泵变流量，3台变频水泵，流量160 m3/h，扬程35 m，电机功率N=22 kW。一次泵变流量，2台变频水泵，流量145 m3/h，扬程32 m，电机功率N=18.5 kW空调冷却水系统3台变频水泵，流量291 m3/h，扬程30 m，电机功率N=45 kW。2台变频水泵，流量263 m3/h，扬程30 m，电机功率N=45 kW。空调冷却塔3台，384 m3/h，7.5×2 kW。2台，342 m3/h，7.5×2 kW。冷热源配置3台1 182 kW变频螺杆机组，COP 6.0。2台1 068 kW变频螺杆机组，COP 6.0。注：参照《深圳市超低能耗建筑技术导则》，空调制冷时间段为3月15日至11月15日，办公部分8:00～18:00空调开启，公寓部分0:00～24:00空调开启。方案初期采用eQuest全年能耗模拟软件对两类方案进行节能比较，其逐月能耗计算结果如表6所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T006表6两种不同空调方案能耗模拟结果项目3月4月5月6月7月8月9月10月11月方案一制冷33 39265 19593 10993 115109 166101 95393 48579 53134 538冷却塔1 0692 0025 7546 2018 3517 3005 2883 058904风机9 95419 71520 51218 78020 97920 51219 24719 57710 091水泵7 38013 83817 42618 06220 50819 69317 99215 9866 976合计51 795100 750136 801136 158159 004149 458136 012118 15252 509方案二制冷26 22552 34793 54998 364118 503109 70896 810703 8828 545冷却塔4388152 9703 0874 8833 9702 7341 348416风机9 18918 28919 36918 06920 37319 82418 38318 2819 376水泵2 2754 6027 6707 69411 3159 8538 3065 5992 418合计38 12776 053123 558127 214155 074143 355126 23395 61640 755kWh由表6可以看出，当公寓楼部分采用多联机方案时，由于输配能耗较低且过渡季节处于部分负荷率时COP较冷水机组更高，节能性能更佳。模拟结果表明：方案一全年空调能耗为1 040 639 kWh，方案二全年空调能耗为927 252 kWh，方案二较方案一节能113 387 kWh，节能率约10.9%。3.2经济回收期测算方案一及方案二的设备成本核算分别如表7、表8所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T007表7方案一设备成本测算设备名称设备信息单价/万元台数总计/万元合计1 309.47冷水机组3台1 182 kW变频螺杆机组。1013303冷冻水泵3台变频水泵，流量160 m3/h，扬程35 m，电机功率N=22 kW。6.85320.55冷却水泵3台变频水泵，流量291 m3/h，扬程30 m，电机功率N=45 kW。12336冷却塔3台，384 m3/h，7.5×2 kW。32.64397.92反冲洗过滤器3台，流量291m3/h，功率3 kW。6318自动在线冲洗装置3台，流量291m3/h，功率3 kW。10330管材及保温——若干304阀门——若干150空调末端—0.4700280系统调试及支吊架等———7010.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.009.T008表8方案二设备成本测算设备名称设备信息单价/万元台数总计/万元合计1 496.84冷水机组2台1 068 kW变频螺杆机组。91.12182.2冷冻水泵2台变频水泵，流量145 m3/h，扬程32 m，电机功率N=18.5 kW。6.5213冷却水泵2台变频水泵，流量263 m3/h，扬程30 m，电机功率N=45 kW。11.5223冷却塔2台，342 m3/h，7.5×2 kW。29.07258.14反冲洗过滤器—6212自动在线冲洗装置—10220管材及保温——若干183阀门——若干92空调末端—0.4420168系统调试及支吊架等———42.5室外机（含线控器及集中控制系统）16台176 kW室外机。2016320室内机320台6.3 kW室内机。0.70320224128台7.1 kW室内机。0.7512896脱氧无缝铜管3 500 m0.0053 50017.5离心玻璃棉管壳350 m30.1335045.5根据上述测算结果，方案一空调设备设施总成本约1 309.47万元，方案2空调设备设施总成本约1 496.84万元，方案二较方案一成本增加约187.37万元。根据能耗计算结果，方案二全年空调能耗较方案一节约113 387 kWh，按深圳市工业用电价格0.9元/kWh计算，年节约电费约102 048.3元，则静态回报期约18.4 a。分体式空调中，多联机空调产品使用寿命约15 a，虽然多联机具有部分负荷能效高、使用灵活等特点，但从投资回报期角度来看，18 a左右的时间较长，运营过程中可能出现由于设备运营维护不当而导致设备老化严重，设备使用年限不到18 a而被更换；另外，项目办公楼部分已有冷源设施，可为公寓部分共用，基于以上原因不建议公寓部分采用多联机系统。4结论与展望由于本项目为业主自用办公楼，项目初投资以及运营节能效果对于业主来说都同等重要。为帮助业主做出正确快速决策，首次将能耗模拟软件应用于项目空调方案比选中，为业主提出精确的节能率及投资回报期数据，帮助业主进行设计决策。目前能耗模拟软件广泛应用于绿色建筑评估中，一般都应用于设计后评估，即设计完成后对其节能效果进行计算，以确定绿建得分数；另外，由于能耗模拟软件大多比较复杂且实际项目工期短等原因，很少有设计师将其用于辅助空调方案设计，如空调方案比选、冷水机组选型配置等。实践证明将建筑能耗模拟软件用于辅助空调方案设计，才能真正发挥能耗模拟软件在方案比选中的优势。