基于案例的中美能耗对比与原因分析清华大学建筑节能研究中心张永宁常良夏建军江亿摘要：建筑节能是个国际化问题，绝大多数国家都不可能孤立奋战，各国之间的经验对话可以大大避免走弯路所付出的代价。然而，引进吸收不等同于照本宣科，我国的国情和严峻的能源现实不允许我们模仿外国的消费方式和消费观念走浪费奢侈的路线。需要对发达国家的节能政策制定的背景，节能标准和相关评估体系实施的力度等等做全面了解，在开展工作之初，有必要在小范围内选择特定的建筑案例，投石问路，挖掘事物的本质规律所在。论文以中美大型公共建筑为研究对象，致力于能耗与运行现状的全面分析和用能差异成因的探讨，正确认识节能的关键要素是技术问题还是方法问题。也只有这样，才可以更加清醒地审视中国的建筑节能发展轨迹，规划合理的发展蓝图，开发出有中国特色的、节约型的、可持续发展的良性轨道。本文的主要工作立足于具体案例的研究，中美两国各选取至少两栋典型的大型公共建筑进行对比，用实测数据说话，中国和美国大型公共建筑能耗到底谁高谁低，建筑设备性的差距有多大。关键词：大型公共建筑，中美能耗对比、设备性能、室内环境1前言能源资源总量比较丰富，人均拥有量较低是中国能源的主要特点，能源的可持续性发展是长期而艰巨的任务。采用中央空调的面积超过两万平方米大型公共建筑，是建筑能源消耗的高密度领域，，怎样实现大型公共建筑节能成为备受瞩目的焦点。中国和美国的政府机关、研究机构和社会各界组织投入了大量人力物力开展大型公共建筑能耗特点和节能措施研究，其成果对指导本国大型公共建筑的节能工作有重要作用，节能效果显著。关于中美大型公共建筑能耗比较的研究并不多，其中大部分文献也将精力放在宏观角度对比，但由于两国能耗数据统计的方法不同，简单的进行数量比较不能解释建筑能耗差异的原因。中国和美国大型公共建筑能耗的差距有多大？建筑设备性到底谁高谁低？美国的大型公共建筑的用能问题是否和中国相同？能够用相同的手段来解决中国目前存在的问题？美国的全自控系统在节能舞台上发挥了多大的作用？笔者对中美两国的几座公共建筑进行了现场实测，对其建筑的能耗和空调控制水平及效果进行了仔细分析和比较，用实测数据说话，回答以上几个问题。2建筑基本情况作为案例的中美大型公共建筑应该在同类建筑中具有一定的代表性和典型性，并且具有相似性和可比性。为了消除客观因素造成的影响，选取的建筑样本分布在两个气候条件类似的城市。国内选择的建筑为典型办公楼，美国案例为校园办公建筑，全年使用时间约为200～250天，每天工作时间8小时。建筑用能数据来源方法主要有四种途径，业主提供的运行管理数据；清华大学研发的大型公共建筑用电分项计量系统，在建筑内部安装总电表、分项电表（照明用电系统、办公用电系统、空调用电系统、厨房、电梯等等）、冷量表和热量表，通过一定的自动测量和通讯手段，将能耗实时记录并传到数据处理中心，达到对建筑能耗监控的目的；现场节能诊断和故障探究：对于建筑存在的用能问题测试和分析计算；建筑负荷和系统动态模拟，对于不可预测的建筑围护结构负荷、空调系统处理冷热的能力和用能终端的能耗实现过程进行全年动态模拟。3能耗对比3.1电耗对比图1所示为2006年各建筑单位面积用电指标情况，北京的5座办公楼Z-1~6的能耗为60～120kWh/m2.a，个体差异较大，最高值可达最低值的2倍；空调系统、照明和办公设备的用电基本相当，约占总用电的25%～35%，这与笔者在国内调查的众多大型公共建筑的能耗范围一致，具有典型性。相比之下，两座美国建筑M-A和M-B的单位面积用电量则集中在300～350kWh/m2.a。空调系统在建筑中能耗比例最大，在M-A中高达69%,照明和办公设备也是建筑的主要用电环节，基本各占总耗电量的20%左右。建筑年电耗1193443321038056660100200300400M-AM-BZ-1Z-2Z-3Z-4Z-5kWh/m2.a图1建筑单位面积用电量比较空调系统耗电是课题的研究重点与难点，对其进行再次拆分可以分为冷站电耗和空调风机与末端电耗。如图2所示，其中冷站电耗包括冷机、冷冻泵和冷却塔风机电耗。美国M-A和M-B建筑冷站的电耗水平约为100kWh/m2.a...
