Проаналізуйте теплові потреби офісної будівлі - Energie Plus Le Site
Проаналізуйте теплові потреби: офісна будівля
Мета аналізу
Сьогодні після утеплення стін та розміщення високоефективного скління профіль попиту на третинні будівлі повністю змінився.
Що мається на увазі під термічним аналізом потреб ?
Кожна кімната отримує вхід (внутрішній або зовнішній) і потребує тепла або холоду для підтримки внутрішнього комфорту.
Таким чином, для офісу ми виділяємо:
- внески:
- сонячна,
- внутрішні (освітлення, автоматизація офісів, заняття тощо),
- стіни (позитивні чи негативні залежно від сезону),
- вентиляція та інфільтрація (позитивні чи негативні залежно від того, чи повітря, що надходить у приміщення, є гарячим чи холоднішим за навколишнє середовище).
- вимоги:
- опалення або охолодження приміщення,
- для підготовки вентиляційного повітря (гарячого або холодного, зволоження або осушення) при обробці примусового повітря.
Теплова потреба кімнати задається співвідношенням:
Теплова потреба = Потужність обладнання x Час
Таким чином, теплова потреба будівлі включає теплові потреби приміщень та теплові потреби, пов'язані з підготовкою примусового свіжого повітря.
Ми можемо встановити потужність, необхідну для обладнання, кожну годину року та представити її відповідно до зовнішньої температури, яка вона є на той час.
Наприклад, якщо ми подивимося на попит зі стін, потужність нагріву тим більша, чим нижча зовнішня температура; чим більша потужність охолодження, тим вища зовнішня температура. Між ними є нейтральна зона, де температура навколишнього середовища коливається від 21 до 24 ° C. Наприклад, для типового офісу ми мали б:
8760 годин року розподіляються відповідно до зовнішньої температури наступним чином (середній типовий рік):
Помноживши потужність на час, ми таким чином отримуємо графік типу:
Потреба в теплі відображається червоним кольором під віссю х, а потреба в охолодженні - синьою над віссю х, протягом середнього типового року.
Тому ми можемо бачити, що якщо потужність охолодження сильна при високих температурах, відповідна енергія дуже низька, оскільки це трапляється лише (на жаль!) Протягом декількох годин на рік.
Характеристика досліджуваної будівлі
Стандартна досліджена будівля розрахована на 380 осіб і має площу 3000 м², розподілену між ними
- офіси (50%),
- конференц-зал (10%),
- коридори (20%),
- заповідники та санітарно-технічні споруди (12%),
- кімната для переговорів, комп'ютерний зал та їдальня (8%).
Приміщення зайняті з 8 ранку до 6 вечора, за винятком зали засідань (2 х 2 години на день) та конференц-зали (2 години на день).
Детальніше про вивчену будівлю див. У (у форматі Word).
Порівняння версії "60-х" із версією "2000-х"
Ось звіти, отримані за допомогою комп’ютерного моделювання 2 будівель:
Логічно зазначається, що недавня будівля вимагає значно менше опалення, але більше охолодження. Поки будівля раніше нагрівалася до 15 ° C, рівноважна температура зараз становить близько 12 ° C.
Зверніть увагу, що одночасно деякі приміщення потребують охолодження (на півдні, заході), тоді як приміщення на півночі все ще потребують тепла.
Цікаво, що збільшення потреб у кондиціонерах відбувається, перш за все, при зовнішній температурі між 14 і 24 ° C, тобто в той час, коли свіже зовнішнє повітря може використовуватися для природного охолодження будівлі.
Тож, чи варто нам повертатися назад і не ізолювати наші будівлі ?
Ні ! Загальне споживання значно нижче, ніж раніше, особливо якщо система кондиціонування розумно використовує свіже зовнішнє повітря !
Безсумнівно, залишиться період, коли холодильна машина необхідна, але вона являє собою лише пропорційно дуже низьке споживання: так чому ж позбавляти себе цього комфорту? ?
Стандартний профіль споживання сьогодні
Почнемо з "недавньої" будівлі та розберемо криві опалення та охолодження:
Примітка: робочі параметри були трохи змінені, тому загальні вимоги дещо відрізняються.
Потреби в опаленні (стара червона крива) можна розділити на 3 елементи:
- опалення в приміщенні (червоне),
- гігієнічне нагрівання свіжого повітря (світло-блакитний),
- зволоження повітря (фіолетовий).
Потреба в охолодженні складається з:
- охолодження, яке забезпечується в приміщенні (наприклад, за допомогою фанкойлів)
- і невелике охолодження зовнішнього свіжого повітря (коли приміщення охолоджується, свіже повітря імпульсується при 16 ° C).
Деякі негативні реакції “URE” !
Перший інстинкт - сказати собі, що у ваших інтересах контролювати приплив свіжого повітря під час опалювального сезону! Наприклад, детектор присутності може активувати подачу свіжого повітря в зали засідань лише тоді, коли мешканці фактично присутні, або в конференц-залі потік свіжого повітря можна регулювати відповідно до `` '' індикації датчика CO2.
Друга думка: зволоження повітря необхідно лише при дуже холодних зовнішніх температурах. Наприклад, його можна придушити вище 8 ° C.
Нарешті, існують одночасно гарячі та холодні потреби. Однак холодильна машина, яка витягує холод, виділяє тепло до свого конденсатора: ми могли б, таким чином, передавати тепло з однієї кімнати в іншу або попередньо нагрівати нове повітря, що надходить.
Краще: уявіть, що охолодження здійснюється за допомогою холодних стель. Вода надходить при 15 ° C, а виходить при 17 ° C. Ця вода при температурі 17 ° C може попередньо нагрівати свіже повітря, щоб запобігти роботі холодильної установки. Вода охолоджується, а повітря нагрівається: енергетичний баланс дорівнює нулю !
Питання: Чи не цікаво охолоджувати кімнату і одночасно нагрівати нове повітря в цій кімнаті? Так, але проблема в тому, що ви не можете продувати повітря при температурі 10 ° C в кімнаті, не створюючи неприємного протягу.
Однак ми будемо віддавати перевагу гвинтовим вентиляційним отворам або тороїдальним струменям (які забезпечують хороше перемішування повітря), щоб мати можливість пульсувати повітря в приміщеннях при низькій температурі, не попередньо сильно нагріваючи його.
Споживання енергії, включаючи продуктивність обладнання
Поки що ми розглядали лише гарячі та холодні прохання. Давайте тепер проаналізуємо фактичне споживання з урахуванням ефективності роботи котла та холодильної машини та інтегрування споживання обладнання (освітлення, автоматизація офісів тощо)
Ще для цієї типової офісної будівлі тут є порядки величини
- споживання будівлі,
- споживання його первинної енергії (з урахуванням ефективності роботи електростанцій),
- собівартість споживання.
(Щодо енергоефективності та вартості див. ').
Графічне зображення енергетичного балансу будівлі
Мінуси первинний nrj
Вартість споживання.
Споживач. родич зграї.
Споживач. Відносний первинний nrj
Відносна вартість споживання.
Обробка приміщень
- подача тепла
- прийом холоду
Підготовка повітря
Повітряний потік
Внутрішні електричні навантаження
Енергетичний баланс початкової будівлі: споживання будівлі, споживання первинної енергії та вартість споживання.
Аналізуючи цей енергетичний баланс, ми бачимо, що:
- Освітлення та офісне обладнання є найважливішими елементами споживання первинної енергії (21 та 32% відповідно) та вартості споживання (22 та 33% відповідно).
- Підготовка та подача примусового повітря є найважливішим елементом кондиціонування (33% загального споживання первинної енергії та 25% вартості споживання).
- Споживання обробки приміщень в кінцевому рахунку відносно низьке (8% первинної енергії та витрати на охолодження; 8% первинної енергії та 6% витрат на опалення).
Вплив різних енергетичних удосконалень
Що стосується загального енергетичного балансу будівлі, то можна максимально заощадити на споживанні електроенергії обладнання: автоматизоване управління освітленням, режим очікування офісного обладнання.
Але з точки зору потреб у опаленні та охолодженні самої будівлі, давайте скористаємось нашою змодельованою будівлею, щоб влити їй деякі реконструкції УРЕ та проаналізувати вплив кожного з цих заходів.
| Зупиніть зволоження, коли зовнішня температура перевищує 8 ° C | > | - 14% |
| Встановіть подвійне скло з низьким коефіцієнтом випромінювання з сонячним коефіцієнтом 0,4 | > | - 13% |
| Розмістіть пересувні тенти (сонячний коефіцієнт 0,2) | > | - 12% |
| Організуйте природну нічну вентиляцію 4 оновленнями на годину, одночасно збільшуючи інерцію будівлі, щоб посилити це вільне охолодження (якщо вентиляція була механічною, потрібно було б додати витрату вентиляторів) | > | - 11% |
| Подайте свіже повітря до 16 ° C, як тільки кімната перейде в режим охолодження (замість 21 ° C) | > | - 10% |
| Перехід від 60% скляних поверхонь фасаду до 40% | > | - 8% |
| Прийміть задану температуру кондиціонера влітку при температурі 25 ° C замість 24 ° C (особливо якщо холодні променисті стелі) | > | - 7% |
| Покращення гідроізоляції фасаду (швидкість інфільтрації від 0,3 до 0,1 об/год) | > | - 2% |
Різні модифікації порівнювались незалежно одна від одної, а всі інші речі залишались незмінними.
Коли ви поєднуєте ці втручання, вони впливають один на одного. Так що, якщо будуть зроблені всі вдосконалення, загальне споживання тепла зменшиться на 42% у первинній енергії та на 44% у вартості, але тоді важко визначити частку кожного втручання у загальному зменшенні.
Що стосується загального споживання будівлі, то споживання первинної енергії зменшується на 26%, а вартість споживаної енергії зменшується на 26% (споживання електроенергії для автоматизації офісів залишається незмінним).
Тому накопичення втручань дозволяє значно зменшити загальне споживання будівлі.