对某办公楼用电能耗数据的分析

本项目用电负荷包括了4大类：照明（插座）、空调、动力和特殊用电负荷。其中的特殊用电主要是公司的职工厨房、餐厅和计算机房用电负荷。而空调采用的是中央空调系统，分为两部分：2 ~ 3层采用水源热泵多联机系统（2层局部采用风冷热泵多联机系统）；地下室及1层、4 ~ 7 层采用风冷热泵多联机系统。空调用电负荷总装机容量为1.27 MW。

用电总能耗分布情况

从该办公楼能耗平台收集到的2018年全年用电总能耗数据（如图1所示）：用电总耗能为3 230.9 MWh，其中空调系统为1 871.2 MWh，动力100.7 MWh，照明能耗 828.6 MWh，特殊用电 430.4 MWh。从上面的数据分析中，可以看出，空调系统用电占比达到57.91 %。

全年空调系统用电能耗情况

该办公楼全年空调系统运行情况：4月和10月主机系统处于停机状态，但仍有少量的末端在工作（风机盘管开启），其他月份每天的工作时间为8：30 ~ 22：00。空调系统2018年的能耗情况如图2所示。

从图2全年各月空调的耗能情况可以看出，只有7、8两个月的耗能比较大，这与长沙市炎热的夏季有关。查长沙市2018年全年气象资料，从每月平均气温（如图3所示）可以看出，7月、8月两个月的月平均气温在35 ℃ 左右，空调系统的用电能耗比较高；4月、10月两个月的月平均气温在24℃左右，比较舒适，不需要开空调，空调主机系统处于停运状态。

空调系统用电各月占总能耗的情况

从全年总用电能耗分布情况来看，空调系统年平均占比为57.91 %，而每个月空调系统的能耗占比却不尽相同，主要还是与当地的气温变化有关。空调系统各月能耗占比情况如图4所示。

从图4可以看出，除3月和11月，其他各月份（4月和10月停主机未计入）空调系统用电能耗，均超过了总能耗的50 %。也就是说，本栋办公建筑主要能耗为空调系统。

数据分析

从上面案例的数据可以看出，本栋办公建筑单位指标变压器的装机容量为55.6 VA / m 2 ，小于国标图集19DX101 - 1中目标值的要求，说明本栋大楼的电气设计是节能的。

用电能耗情况分析

本项目投入使用以来，每月用电设备的能耗变化随空调系统的投入情况而变化，全年最高负荷出现在7 ~ 8月份，也是变压器负载率最高的两个月，2018年全年用电总能耗情况如图5所示。

图5中，办公楼2018年各月份的用电能耗与空调系统用电能耗情况基本是相对应的。由此可见，空调系统是办公类建筑的耗能大户。

如果不考虑空调系统的用电能耗情况，2018年整栋办公楼的用电能耗情况如图6所示，全年的用电能耗基本稳定。从图6可以看出，除2月和10月的月能耗少于100 MWh外，其他月份均超过100 MWh，基本处于一个稳定的水平。2月份的能耗最少，是因为2月份处在春节长假期间，用电设备基本处于关机状态；10月份有国庆黄金周（还是有部分人在加班）。

空调系统月平均实际投入情况

从图2空调系统能耗情况分析，2018年空调系统的实际投入率，基本上是根据全年各月份气温变化而有较大的差异。笔者通过每月空调系统的用电能耗情况及实际投入运行的大致时间，折算出空调系统每月平均的实际投入率，如图7所示。

从图7可以看出，空调系统的投入率最高的月份还是7月和8月，也就是气温最高的两个月，其他月份的月均投入率均不是很高，全年只有4个月时间的投入率超过了50 %。

变压器月平均负载率

通过对办公楼2018年全年用电能耗数据分析，折算出各月份变压器实际运行时负荷的大致负载率，如图8所示。

从图8可以很直观地看出，2018年全年变压器月平均负载率的变化情况，基本上也是随空调系统投入率的变化而变化的，可见办公楼空调系统对办公楼的能耗变化起决定性的作用。在长沙这样的冬冷夏热地区，最热的月份（7 ~ 8月）变压器的负载率可以达到设计的最大值，其他时间均在61 % 及以下。

几点参考建议

通过对上面的图表及数据分析，尽管一年的数据不能完全反映全部的真实情况，特别是在2018年中，没有出现极端的气候天气，但是，还是大致可以给以后的设计提供一些参考：

a．对于冬冷夏热地区，在空调系统采用电动压缩机制冷时，办公建筑空调系统用电负荷占比在50 % 左右，部分办公楼建筑将超出50 %。

b．冬冷夏热地区的办公建筑，变压器的负载率根据气温的变化而变化，其中在炎热的夏季将达到设计的最大值，其他时间基本上在60 % 及以下。

c．在办公建筑项目的设计阶段，电气设计师可以根据空调系统的负荷情况，来确定变压器的大致装机容量，这里是在空调系统采用电动压缩机制冷，用电负荷提供的资料要求比较准确为前提条件。

d．建筑电气设计师要多收集设计项目后续的运行数据与资料，并加以分析，以便将设计做得更好。

本文全文载于《建筑电气》2020年第5期，详文请见杂志。

版权归《建筑电气》所有。

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作者：

梁志超，湖南省建筑设计院有限公司，正高级工程师，机电院总工程师。

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