我國建筑能耗現(xiàn)狀可以概括為“建筑能源消耗水平低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、用能效率不高、能耗增長潛力大”。目前，我國城市綜合體節(jié)能形式非常嚴(yán)峻。這主要表現(xiàn)在：一方面新建公建中城市綜合體的比例不斷提高，面積越來越大、檔次越來越高。另一方面，既有城市綜合體經(jīng)過十幾年的運(yùn)行，相繼進(jìn)入大修改造期，片面的追求技術(shù)上“三十年不落后”、理念上“與國際接軌”等，忽視綜合體自身在招商、運(yùn)營等方面的特性，往往會(huì)導(dǎo)致能耗的大幅增加而得不償失。

國內(nèi)城市綜合體的能耗

大量調(diào)查研究表明，與采暖能耗不同，公共建筑除采暖外的單位面積能耗跟地域的關(guān)系不大，而是跟公共建筑的體量和規(guī)模相關(guān)￣。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，單棟面積超過２萬平米、并且采用中央空調(diào)的大型公共建筑，其單位建筑面積能耗是單棟建筑面積小、不采用中央空調(diào)的小型公共建筑的３-８倍，并且其能耗特點(diǎn)與存在的問題也與小型公共建筑不同ｍ。大型公共建筑單位建筑面積折合電耗指標(biāo)為7０-300kWh/(m²·a），中小型公共建筑單位建筑面積折合電耗指標(biāo)為５０-７０kWh/(m²·a）。

辦公樓能耗現(xiàn)狀

辦公類建筑一般每周運(yùn)行五天，每天運(yùn)行９-１２小時(shí)，平均運(yùn)行時(shí)間約１０小時(shí)，全年使用時(shí)間約為２００-２５０天。周末時(shí)通常只有局部樓層或區(qū)域在使用。不同辦公類建筑的能耗差異也比較大，產(chǎn)生這種差異的原因是因?yàn)?a href="http://xldcn.com/t/辦公樓.html" >辦公樓的檔次、位置。檔次越高的辦公樓單位面積能耗越高。而越是靠近市中心的辦公樓因?yàn)樽鈨r(jià)高昂，人員密度越高，所以單位面積能耗也明顯高于郊區(qū)。在辦公樓所用電量中，空調(diào)系統(tǒng)所占比例最大，達(dá)４０％-５０％，其次為辦公用電，包括照明和辦公設(shè)備，如打印機(jī)、電腦，電梯在上下班高峰期使用率較高，其它時(shí)間使用率并不高。耗能占比不大，一般都在５％以內(nèi)。

商場(chǎng)能耗現(xiàn)狀

商場(chǎng)類建筑一般面積較大，層高５-６ｍ，新建建筑往往有多層挑空空間，屋面采用自然采光，平均每日運(yùn)行1２小時(shí)以上，全年運(yùn)行，能耗比辦公類、酒店類建筑高出較多。商場(chǎng)類建筑通常包括百貨商場(chǎng)、超市、書店、服裝店、餐飲店、影院、冰場(chǎng)、兒童樂園等功能組成。在各功能區(qū)中，以餐飲店的能耗為最高，年每平米耗電量高達(dá)３００-５００kWh/(m2·a）。超市都配有大量的冷藏設(shè)施、設(shè)備，通常也有簡單的烹飪攤位，年每平米耗電量也達(dá)３００kWh/(m2·a）左右。商場(chǎng)類建筑建筑面積體量較大，通常達(dá)５萬ｍ２以上，大型商場(chǎng)建筑面積甚至達(dá)３０多萬ｍ２。

酒店能耗現(xiàn)狀

酒店類建筑與的特點(diǎn)與辦公類、商場(chǎng)類建筑有非常大的差別。酒店都是２４小時(shí)營業(yè)的，不同功能區(qū)的使用時(shí)間差別很大，如客房主要是在晚上使用率較高，宴會(huì)廳主要使用時(shí)間段為中午和晚上，一般以晚上居多，全日餐則早中晚使用率都比較高。

大多數(shù)時(shí)間酒店設(shè)施設(shè)備都是在部分負(fù)荷下工作。但不同類型的用能能耗是不同的，如在酒店類建筑的全年能耗中，照明、動(dòng)力的電耗基本上是穩(wěn)定的，而供冷、采暖能耗則是隨著季節(jié)而波動(dòng)的。

目前國內(nèi)城市綜合體節(jié)能技術(shù)存在的問題

統(tǒng)設(shè)備容量普遍偏大。目前國內(nèi)城市綜合體的機(jī)電系統(tǒng)通常是按照每種建筑類型分別配置一套。這種配置存在的問題是每套系統(tǒng)的設(shè)備容量均按該類型建筑的最大計(jì)算負(fù)荷選取，導(dǎo)致綜合體設(shè)備總?cè)萘科蟆?o:p>

熱回收范圍應(yīng)用窄。熱回收集中在排風(fēng)、冷機(jī)冷凝熱、鍋爐煙氣余熱。在對(duì)排風(fēng)進(jìn)行熱回收時(shí)，通常選取客房排風(fēng)、空調(diào)箱排風(fēng)進(jìn)行熱回收，對(duì)變壓器房、洗衣房等存在大量排風(fēng)余熱的場(chǎng)所未回收，導(dǎo)致有相當(dāng)大一部分熱量被浪費(fèi)掉。

免費(fèi)供冷使用率低。在新建項(xiàng)目中，冷卻塔免費(fèi)供冷得到推廣，使用率在逐漸增大，但空氣側(cè)免費(fèi)制冷應(yīng)用較少，即使是有應(yīng)用的項(xiàng)目，系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)未按全新風(fēng)工況進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)也僅能實(shí)現(xiàn)部分新風(fēng)供冷。

采用多種冷熱源結(jié)合的復(fù)合式能源系統(tǒng)偏低。復(fù)合式能源系統(tǒng)是指區(qū)別于傳統(tǒng)的單一制冷／制熱系統(tǒng)，通常由兩種或兩種以上制冷／制熱系統(tǒng)構(gòu)成，根據(jù)不同系統(tǒng)高效運(yùn)行時(shí)段不同進(jìn)行合理組合以提高能源效率的系統(tǒng)形式。

利用板式換熱器作為媒介，把辦公樓、酒店、商場(chǎng)之間的余熱／余冷進(jìn)行轉(zhuǎn)移，與常規(guī)設(shè)計(jì)相比，避免了冷熱抵消帶來的能量損耗，減少了冷水機(jī)組的開啟時(shí)間，從而既節(jié)省了冷水機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用、又節(jié)省了冷熱抵消的能耗損失，更為節(jié)能。

將水環(huán)熱泵與冷水機(jī)組的冷卻水聯(lián)系起來，在已經(jīng)采用冷凝熱回收式冷水機(jī)組回收熱量的基礎(chǔ)上，把冷水機(jī)組的冷卻水與水環(huán)熱泵的水環(huán)聯(lián)系起來，對(duì)冷水機(jī)組的冷凝熱進(jìn)行梯級(jí)回收利用。

建筑熱平衡理論

在工程熱物理中，當(dāng)物體同外界接觸時(shí)，其內(nèi)部各處溫度均勻且等于外界溫度的狀態(tài)稱之為熱平衡。用公式表示為Q_吸=Q_放，即吸收的熱量等于放出的熱量。

當(dāng)熱平衡處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程中時(shí)，稱之為動(dòng)態(tài)熱平衡。建筑物的熱平衡即是一種動(dòng)態(tài)熱平衡。

建筑物為了滿足使用要求，必須處于某種溫度狀態(tài)，且這種狀態(tài)受到內(nèi)外部因素的影響隨時(shí)在變化，隨著建筑外部溫度的變化，建筑內(nèi)部有些地方內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不足以抵消向外散發(fā)的熱量，這些地方需要供暖；在同一時(shí)刻，建筑物內(nèi)部的另外一些地方則產(chǎn)生的熱量大于向外散發(fā)的熱量，這些地方需要供冷。將建筑物內(nèi)部按不同分隔空間分別計(jì)算，用Ｑ代表分隔空間的冷熱負(fù)荷，冷負(fù)荷為正、熱負(fù)荷為負(fù)。建筑物對(duì)外的放熱或吸熱量表現(xiàn)為下列公式：

∑Q=Q₁+Q₂+····+Q_n  (2-1)

當(dāng)∑Q＞０時(shí)，建筑物整體表現(xiàn)為冷負(fù)荷，需要供冷，反之，則表現(xiàn)為熱負(fù)荷，需要供暖。

設(shè)Ｅ代表能耗，ε代表能效比，E₁ε₁、E₂ε₂、····、E_nε_n可以用來代表Ｑ₁、Ｑ_２、…、Ｑ_n，∑Ｅ代表了建筑物的總能耗，即∑Ｅ代表的是各項(xiàng)Ｑ所對(duì)應(yīng)能耗的總和。在以往的建筑機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常是先對(duì)每一個(gè)Ｑ進(jìn)行處理，即如果Ｑ〉０則開啟冷源供冷，如果Ｑ＜０則開啟熱源供暖。此時(shí)：

∑Q＝|Q₁|+|Q₂|+....+|Q_n|     (2-2)

而根據(jù)熱平衡理論，則是先對(duì)Q₁+Q₂+····+Q_n求代數(shù)和，由此可知：（２－１）的和小于等于（２－２）。

５-１０月Ｑ₁、Ｑ_２、…、Ｑ_n均為正，即建筑物只有供冷需求，當(dāng)城市綜合體處于另外６個(gè)月時(shí)間段內(nèi)時(shí)，則既有供冷需求、也有供暖需求。這就提示我們是否可以把內(nèi)部多余的冷量或熱量進(jìn)行回收，轉(zhuǎn)移給需要供冷、或供熱的地方。考慮到當(dāng)外部氣溫合適時(shí)，可以通過空氣側(cè)或冷卻水供冷，故將包裹在綜合體外部的大氣與綜合體視為一個(gè)整體，可將大氣視為一個(gè)熱容量無限大的容器，綜合體的吸熱、放熱都在這個(gè)整體范圍內(nèi)進(jìn)行。這部分余熱量較大，還需利用室外溫度較低的空氣或冷卻塔直接供水給內(nèi)區(qū)降溫，這樣可以避免或降低冷熱源能量抵消帶來的能量損失。這里所說的內(nèi)區(qū)、外區(qū)不僅是針對(duì)單一建筑，在冬季時(shí)辦公樓全樓需要供暖，而商場(chǎng)內(nèi)區(qū)仍需供冷，所以此時(shí)的外區(qū)就包含了商場(chǎng)的外區(qū)、辦公樓全樓，甚至可以包括酒店，這種節(jié)能理念是建立在綜合體的整體和室外大氣的熱平衡上的。

建筑熱平衡技術(shù)分類

熱平衡就是通過自然冷卻或熱回收等技術(shù)把冷量、熱量在建筑內(nèi)部與室外或建筑內(nèi)部不同部位或不同建筑之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的技術(shù)。是從整體上先對(duì)內(nèi)部冷熱進(jìn)行平衡后，對(duì)不足或多余的冷熱量再通過開啟冷熱源進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?a href="http://xldcn.com/t/技術(shù).html" >技術(shù)。常用的自然冷卻有空氣自然冷卻、冷卻塔免費(fèi)供冷，這兩種技術(shù)都是在室外氣溫迖到一定數(shù)值時(shí)利用室外空氣直接或間接向室內(nèi)供冷的技術(shù)。

熱回收技術(shù)則較多，如排風(fēng)熱回收、空氣源熱泵、冷凝熱回收、地源／水源熱泵、水環(huán)熱泵等，熱回收技術(shù)就是把室內(nèi)的冷量或熱量通過交換設(shè)備進(jìn)行交換后，再次送回房間內(nèi)的技術(shù)。

從上述分析可以看出，熱平衡技術(shù)就是那些能夠利用自然冷熱源或建筑體內(nèi)熱回收的技術(shù)，所有的熱平衡技術(shù)都是節(jié)能技術(shù)，但節(jié)能技術(shù)不一定是熱平衡技術(shù)，如應(yīng)用變頻器可以降低水泵、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行能耗，是一種普遍使用的節(jié)能技術(shù)，但其不屬于熱平衡技術(shù)，熱平衡技術(shù)被包含于節(jié)能技術(shù)中。熱平衡技術(shù)按熱回收技術(shù)、自然冷卻技術(shù)分類如下：