能源审计的有效规划和实施商业和住宅建筑

文摘

的意识形态确保节能建筑的设计和施工提供最低要求是这项工作的核心目标。能源审计是提高建筑的设计进行增量需求,进一步提高能源效率。节能建筑规范(ECBC)已经被广泛地修改这些年来,从最初在2011年部署在2019年最新的修改。ECBC适用于建筑节能标准信封,供暖通风、空调、照明、热水加热,电力分配。还应该确保电力系统中,变压器、节能汽车和柴油发电机必须符合规范的强制性要求。从已获批准的各种软件类型ECBC设计和应用,本研究采用能源+软件模拟设计基于给定的输入和选择的位置。的位置为本研究选择Bhubaneshwar,印度。所有必要的细节从纬度,经度,天气,时区,海拔高度,建筑面积,照明、加热、冷却、和更多的模拟。利用ECBC建筑节能设计规范标准导致增加节能27.4%,因此,建筑有资格被视为一个ECBC兼容的建筑。

1。介绍

在印度,能源消费水平的增加导致了关于节能意识在公众在国家层面上。节能法案的通过节能法案2001年,后来在2010年修订。能源管理中心的重建,更名为局能源效率(蜜蜂)在2002年[1]。蜜蜂进一步在2007年启动了节能建筑规范(ECBC)设置最低要求正确建筑达到节能的建筑设计规范。ECBC的主要目的是满足日益增长的能源需求在新建建筑。ECBC相似,建筑的节能政策在中国(ECPB)结合国家级计划实施,遵循法律,法规的建筑为了提高能源效率(2]。

代码建立了欧盟委员会(European commission)的能量称为建筑物的能效指令(EPBD)强调,新建筑必须由2020年[零能耗建筑3]。可接受的室内环境建设被国家和国际提出室内环境质量(IEQ)。提供比较的评论要求环境条件的考虑国际标准,如国际标准化组织(ISO),美国社会的供暖、制冷和空调工程师(ASHRAE这样),以及印度和中国等国的国家标准可以成立(4]。本文批判性回顾了热舒适标准,主要是在室内空气的质量。

建筑的趋势来修改现有结构的建筑和负载设备已经转移到节能的新范式。Scenario-tree基于方法的影响分析和优化的整体建筑的电力和天然气成本操作在一个时间范围最小化而满足能量平衡和复杂的操作约束个人的能源供应设备和设备。这是证明重要的能源节约成本可以通过集成调度和控制各种建筑能源供应来源与强调充分利用太阳能和优化操作的电子存储。也表明,预冷是一个简单的方式来达到节约能源(5]。

锅等。6)提出了一个基于物联网的智能能源建筑,框架中建议的解决方案的广泛应用导致了重大的经济效益不仅在节能和改善家庭/办公室网络情报,也带来了巨大的社会影响的全球可持续性。在[7),节能潜力的分析购物中心两个选定的国家是由实施节能措施根据购物中心市场数据,关键人物和场景的能源消费预测和计算,直到2030年。

它认为,一个人的行为取决于生活环境,基于价值观相关建筑物的能源使用和能源消费。居住者的舒适水平起着至关重要的作用在任何商业建筑的性能和生产力水平。通过考虑occupant-related价值,occupant-related审查进行了两个阶段的建筑在23个地区(8]。第一阶段包括定量分析基于时间表和居住者的密度,而第二个阶段是基于代码的需求。居住者大致分为住宅和办公楼居住者被分析,和能源使用和消费的满意程度是衡量。进行了一项调查问卷的设计和验证的任务,居住者的价值观,和潜在的能源相关因素,入学率的回答者,调查的分析9]。主人值间的调查发现,重要的是健康,有显著影响性能。

减少人工的依赖,一个自动化能源合规检查算法(10]基于使用本体的信息提取方法。该算法包括七个步骤来评估收集的数据。使用各种组合技术,关于建筑的信息收集和与标准的代码。该算法测试与能源需求的保护代码和被发现产生一个精确的输出的98%。

在这项工作11),一个被动的方法减少暖通空调系统能耗的商业建筑提供保温使用复合材料和阴影windows提出和实施绿色建筑。最先进的材料和解决方案在设计过程中实现建筑中所描述的12]。建筑物的能效评估通过TRNSYS模拟根据其位置(山,温带大陆性气候区),较低的入住率和特定的办公室活动能源建筑作为目标。可再生能源结构组成的地下水热泵、平板太阳能热收集器和光电平台预计将覆盖90.9%的能源需求。

最优成本削减措施的需求空间加热,达到了有效的节能措施和集中供热系统研究[13瑞典)作为一个案例研究,观察到,提出节能措施的投资成本是高给定的场景。在[14],这是说,在印度古吉拉特邦,历时四十年,商业建筑的能源消耗将会提高15倍,在住宅建筑将高出4倍,如果不实施的能源政策。开源模式,即全球变化(GCAM)评估模型,采用在14连接需求和供应。GCAM已开发进一步通过考虑单独的模型对印度和古吉拉特邦。最后,得出结论,对ECBC代码和绿色建筑的概念将减少电力的新产能增加经济的储蓄。

台湾政府提出的指标,包括信封能源负载和性能建筑空调系统已经注册的信封和空调系统15]。多目标模型是基于上述指标达到最小的成本和二氧化碳排放最小。该模型集成,并使用MATLAB平台用Fortran语言编写。在这项研究中,比较了在不同的建筑组件(如墙壁、玻璃窗帘,玻璃和屋顶建筑的实现和优化设计。

回顾的节能进行了16),讨论了步骤考虑作品的行为改变,改变现有的设计结构,使用适当的能源,实现所需的驱动电路,进行材料代替,最后采用传统的建筑方法。报告显示,可以预测建筑的高峰需求使用数据透视表分析(所17]。大学校园被认为是进行分析,和建筑的高峰需求因素对峰值需求预测使用实时数据。这一分析建议高峰需求的能源管理建设。

机器学习算法被用来预测的能源需求18增加可再生能源的使用,减少能源消耗。数据对应于各种商业建筑一段两年被选为分析。微程序级的功耗估计导致高内部获得突出显示在[19]。提出了两个模型中,第一个模型依赖于样本,而第二个模型使用一个自底向上的方法估计需求和能源使用。

工作(20.)集成微型智能电网"智能电网,从而分散了功率流,通过收获的过剩能量在社区内分布其中。这有望解决问题,如(1)内的供需平衡,(2)理解能量分配一个用户如何影响他/她的社区,和(3)识别用户的经济效益。提出六个能量分配策略(eas)出来从简单的优化以及他们的组合。收获能源的使用在MG最大化。

实施ECBC,建筑物根据其功能进行分类,设计、施工合同。ECBC建筑,最低能源储蓄应该是25%,而ECBC +应该至少35%,和那些Super-ECBC应该在50%以上。主要包括以下分类:酒店建筑提供住宿酒店等商业目的,小屋,和度假村和卫生保健等建筑物,医院、研究中心、实验室和测试房屋被用于提供医疗援助那些患有精神或身体上的疾病。

建筑用于休闲、娱乐、宗教、旅游、或社会目的,电影院大厅、机场、火车站、和采集大厅分为装配建筑,而建筑是用于执行业务事务,保持财务记录,和其他类似的目的通常称为商业建筑。他们进一步分为24小时业务和白天的生意。默认情况下,所有商业建筑这两个细分。它包括建筑用来提供教育,包括学校、大学和培训机构。

购物中心包括建筑所使用的商店和商店出售各种各样的产品和商品,例如,批发商店,零售商店和购物中心。在多用途建筑,如果建筑有很多分类,只有不到10%的总等级面积,然后分类将决定它的需求比例最高,如果分类超过年级总建筑面积的10%,然后10%以上的每个分类将决定其需求。

这项工作的目标是商业建筑进行能源审计,提出新的加载设备和结构修改的建筑节能和建筑ECBC兼容。为了这个目的,一个商业建筑是城市Bhubaneshwar,印度和能源审计。基于消费和利用率,能源需求的详细审计。发展的建筑节能施工阶段将导致更大的能源节约,因此成本。所以,审计的目的是提出新的负载设备消耗更少的能量而不影响用户的舒适度。这将引导新用户构建/开发更环保的建筑能耗降低,从而留下一个微不足道的碳足迹。

2。方法和检测

和检测的方法包括三部分,即强制性要求,性能特点和电气系统。

2.1。强制性的要求

建筑必须遵守所有的,包括强制性的要求开窗术,不透明的建筑,照明,和建筑信封密封(21]。开窗法是指产品透明或半透明的材料加上腰带,两脚规和框架。窗户,滑动玻璃门,天窗,花园的窗户,玻璃块一些突出的例子。不透明的建筑通常包括建筑物的结构或支持部分,可以使用各种材料建造。

以上年级的面积必须满足日照要求按照各种分类的建筑。组装建筑往往是免除满足这些需求,因为他们可能干扰他们的正常功能。一天各种建筑的照明需求如下:商业和教育建筑:40%,好客和医疗建筑:30%,和购物中心:45%。

有要求封闭某些地区建筑的自然通风建筑和空间的一个例外。这些领域包括关节周围开窗术、墙壁和基金会之间的空缺,之间的墙壁和屋顶。排气风扇的配件应做密封装置,例如,一个自闭阀,可操作的开窗法应该构建以避免空气泄漏开窗法框架和快门帧。

2.2。性能特征

建筑物的性质和要求可以评估和基于以下指定的表演特点。U因子。的产品进行外窗non-solar热量流动。的u值越低,越节能窗户,玻璃的门和天窗(22]。空气泄漏。在一个特定的压差,空气泄漏窗户周围的空气流动速度,门,和其他形式的开窗法。较低的产品漏气评级比那些更高更严格的漏风评级。

2.3。电气系统

2.3.1。变形金刚

而选择评级和电力变压器的设计,是保证最低可接受的疗效为50%,满载评级是满意。容许净亏损值不应超过最大总损失的5%油式变压器,电压大于11 kV但低于22 kV和最大总损失的7.5%油式变压器电压大于22 kV但小于或等于33千伏。定期评估损失应使用适当的现代米,也与能力高于500 kVA变压器,电流互感器的应该有额外的附件和潜在的变压器监控和研究周期性的损失。电压降的喂食器不应超过2%额定/指定的负载,和支路电压降应在指定的常规负载不超过百分之三。

2.3.2。节能汽车

三相异步电动机应遵循印度标准(12615年)与个人需求ECBC, ECBC +, Super-ECBC建筑。ECBC建筑应该使用汽车的IE 2类,即。,high efficiency, while motors used in ECBC plus and Super-ECBC buildings should be of IE 3 class, i.e., premium efficiency and IE 4 class, i.e., super-premium efficiency, respectively. All polyphase motors that have been permanently wired with 0.375 kW or more and are being used in the building are expected to operate for more than 1,500 hours per year. All polyphase motors that have been permanently wired with 50 kW or more and are being used in the building are expected to operate for more than 500 hours per year. Both of these should have a minimum acceptable nominal full load motor efficiency.

发动机的马力评级不应超过20%的最大负荷预测。铭牌应包含一列满载的名义电动机的效率和功率因数。适当的复卷实践应遵循任何重绕汽车,在这种情况下,这是不可能的,损坏的汽车应该替换为一个新的和有效的。

柴油发电机的评级ECBC建筑应该至少3星,而发电机ECBC +建筑和Super-ECBC建筑应该最低4星和5星评级,分别。

3所示。软件实现

能源+是一种高效的仿真软件建模和计算能量消耗水平加热、通风、制冷、照明、插头、等等。该软件的主要功能如下:集成,同时解决方案:包括热区域条件和一个空调系统,并不认为空调系统实施一定可以见面带负载,能够模拟无条件和underconditioned空间。构建对象:这描述了所有的参数被利用的整个过程仿真的建筑。一个特定对象的数据条目和某些网站相连的输入等方式气象站和站点和高度变化的对象,更确切地说在地形。Subhourly,用户自行设定时间步骤:热区域和环境的交互通过自动化不同时间步骤类似热相互作用区域和空调。这给予能量+软件快速动力学,同时交易速度的模拟精度。位置的对象。这有助于确定建筑的位置。最重要的是,它只允许一个特定的位置。气象数据文件的存在位置选择覆盖对象的位置。先进的开窗法模式:这些可能包括各种各样的项目,如手动和自动控制百叶窗,逐层热量平衡,和电致变色的玻璃窗,这有助于计算太阳能正在全神贯注的玻璃窗。照度和眩光计算:这些是用于报告视觉舒适性和驾驶照明控制。基于组件的暖通空调:这既支持系统配置标准和小说。内置空调和照明控制策略:它们是一个可扩展的运行时定义的脚本系统控制。标准概要和详细的输出报告:这些都是特定于用户可定义的报告,可选择的时间分辨率从年度subhourly。所有这些都是配备能源乘数。输入数据,由用户输入,根据选择的位置,为软件提供了足够的信息管理和分析参数,有必要建立一个节能的结构。

在这项研究中,仿真的位置选择是布巴内斯瓦尔,印度。天气文件报告指出从一个受欢迎的网站,专门提供精确的天气预报信息在印度多个城市。它也可以指出,能源+有一些预定义的报告在特定的位置。输入文件,5区电动护壁板被用来编辑整个文件根据项目的具体要求,比如位置参数、气候、照明、内部收益,HVAC模板,风扇,冷却,和其他因素

一旦这些值已进入发射程序,下一步是模拟软件,这将反过来,提供每个参数的值。通过仿真后的表的值可以称为,理解和分析能源需求进一步增加的效率。必要的改变可能是基于获得的值来提高效率因子和遵守ECBC标准。几个值包括,但不限于照明,空调,和球迷,研究被修改,以确保建筑ECBC兼容。

3.1。参数设置对能源+软件

最重要的两个参数考虑索引文件和天气文件。后者来自ISHRAE网站各种印度印度城市的天气数据如前所述。天气数据可用免费的访问和通过提供一些细节的用户,如图1。下载zip文件包含天气数据在不同的格式,其中一个”。天气的电物理加工”文件被加载文件的能量+软件。

3.2。天气文件选择

布巴内斯瓦尔的天气文件从上述网站下载,实现天气能源+ EP-Launch的文件部分。一些天气文件可以使用预定义的和根据位置如图2。

3.3。EP-Launch

输入文件使用电动踢脚板,对象的网站位置,平均温度在不同的个月,更添加了。这是以色列国防军的帮助下实现编辑器选项,输入下的文件选择选项,如图3。

3.4。网站地图定位

布巴内斯瓦尔的城市在这方面,重要的方面如经度、纬度、高程、加载和时区。城市的特定的值,如图4并且可以随城市建筑正在建设。

如图5,该参数更新按照城市的平均温度的建筑是建造。

3.5。能源+模拟软件

图6提供基本的仿真进行能源+软件。它包括等参数运行期间,天气文件,站点的纬度、经度和海拔位置。表1提供详细的建筑物总面积的能源+模拟进行。

表2提供详细的用电量不同的工具包括冷却、照明、球迷和泵。最后一行给建筑物的总功率的要求。本研究的目的是尽可能低的降低值没有阻碍对动力设备的完美的工作环境。

3.6。从能源+分析的结果

3.6.1。冷却

为了冷却建筑,节能空调,更高的能源效率比(曾经)。这些更高的BEE-rated空调给相同的输出高节能甚至更少的输入功率。这导致24.4%的电能节约能耗的基础上,根据ECBC遵从性。

操作。室内照明

为了使建筑ECBC兼容,从传统的照明系统(管灯、白炽灯、节能灯)像最新的LED灯泡节能的建议。

3.6.3。室内设备

冰箱,洗衣机,电视(电视)考虑,和更多的使用节能设备,如更高的节能的冰箱和洗衣机是推荐。最新LED电视而不是传统的LCD或旧的CRT电视也被考虑。等一些其他设备充电适配器,叫铃铛,净水器是不变,因为nonavailability的替代品。

3.6.4。球迷

传统的球迷粉丝取代有刷直流电机或能源之星认证的,因为他们往往会消耗大量的能源比其他吊扇。通过适当的选择与BLDC或直流的球迷,可以实现电能节省高达46.3%。

3.6.5。水泵

水泵的唯一目的是泵水的坦克。设备的工作能力被保留,以免妨碍抽水过程。因此,它是决定使用相同的能量动力额定泵加规定。然而,这个系统并不收敛下ECBC遵从性。

3.6.6。排热

排热是指收购的过程中过度的热量从冷却系统及其消除通过冷凝器和冷却器。它也可以被定义为的组合所做的功的压缩机和总热能转移从冷到暖。因此,这意味着这个过程有一个连接到冷却效用。这是观察到的节能热消耗约占27.3%。

4所示。总结的结果

这项研究的结果进行一个927平方。英尺商业建筑在Bhubaneshwar使用能源+软件在这一节中进行了总结。分析的结果进行了考虑电气负载的各种类没有篡改其目的/功能在传统建筑和ECBC兼容的建筑展示在表3。表包括电力消耗的各种类负载之间的比较相似的输出性能,使用和不整合ECBC指南和由此产生的电能节约实现。电能节约比例ECBC相当高的公司相比,这些传统的负载具有类似性能。研究结果是绘画般地在图表示7,而图8提供读者一个清晰的了解需要ECBC发展节能建筑在当前场景和未来。图7细节对ECBC兼容传统负载的功率消耗电器执行类似的操作。图8显示了节省能耗的比例每个类别的负载。这个艾滋病用户行为的分析和理解ECBC兼容的电子负载和为他们提供灵活的选择,选择合适的电气设备的前提。

表3显示负载设备的电源被每个类别的合并ECBC指导方针导致更大的权力储蓄,从而降低建筑的能源需求。装备即将到来的结构与不同类别的工具如粉丝,冷却,和照明符合ECBC指导方针提高了操作成本节约,除了最小的投资成本增加。总功率储蓄比例对每个实用程序,成立后ECBC是一个粗略的平均个人的电能节约每个实用程序。在这项研究中,取得了明显的节电27.4%通过改造传统与现代ECBC负载设备的电器在不影响性能的常规工具。

5。结论

一个主要标准升级所需建筑ECBC标准节能率。ECBC建筑,最低能源储蓄应该是25%,而ECBC +至少应该是35%,和那些Super-ECBC应该在50%以上。在这个工作中,采用节能措施只考虑电器。的土木结构建筑,材料,或其他类型的热辐射被认为是使建筑节能措施。模拟建筑总建筑面积927²位于布巴内斯瓦尔以其独特的气候条件记录节能高达27.4%,这让它变成体面的ECBC兼容建筑名单。的水平的影响ECBC高度依赖于其执法的有效性和遵从性。仍然可以改善通过结构性节能改造利用室内的自然采光,从而铺平道路减少安装灯的数量。目前的市场情况,记录上升后正在建造新建筑ECBC代码利用自然能源照明,采暖,通风的目的。相似的变化正在老建筑,以确保他们符合ECBC标准。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果都包含在这篇文章。要进一步的数据或信息,这些都可以从相应的作者。

信息披露

它执行的一部分就业Mettu大学的埃塞俄比亚。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢Vellore理工学院,钦奈,和Saveetha工程学院SIMATS,钦奈,技术援助。作者欣赏Mettu大学支持埃塞俄比亚。

引用

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