引言

我国现有公用建筑面积约为45亿m2，为城镇建筑面积的27%，占城乡房屋建筑总面积的10.7%，但公共建筑能耗约占建筑总能耗的20%[1]。目前，我国建筑物的建筑节能技术主要集中在3个方面，即建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统及建筑设备节能技术和可再生能源在建筑中应用技术[2]。因此，对公共建筑或住宅建筑的公共部分的重点能耗设备进行能耗分析与研究，特别是在建筑运行阶段，譬如对中型及以上公共建筑或住宅建筑地下室等风道系统所消耗的电能进行监测与分析，提高其节能效果意义重大。

1 风道系统单位风量耗功率限值

2005年以来，国内机电产品制造新技术和新工艺的发展日新月异，促使风机效率和电机效率得到了较大的提升，因此，在2015年10月1日实施的《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）中修订了供暖通风与空气调节的输配系统部分的风道系统单位风量耗功率Ws的限值。该标准中指出空调风系统和通风系统的风量大于10000 m3/h时，Ws不宜大于该标准中表4.3.22的数值。Ws计算如下：

 

式中，Ws——风道系统单位风量耗功率[W/(m3/h)]；

P——空调机组的余压或通风系统风机的风压 （Pa）；

学生审题能力在“趣味四部曲”中悄然提升，相信其他方面的学习如果能紧紧抓住“趣味性”这一主线，一定可以让学生在轻松、愉悦的氛围之中主动学习并掌握。

ηCD——电机及传动效率（%），ηCD取0.855；

目前，广东省建筑科学研究院并未对DBJ 15-65—2007进行相应的修订，部分检测单位存在对GB 50189—2005进行标准变更时未注意到其Ws限值被DBJ 15-65—2007引用而对Ws限值取值仍沿用旧的数据的问题，造成所检风道系统的Ws评定错误，不利于节能目标的实现，且依旧在报告中对Ws采用“风机单位风量耗功率”而非“风道系统单位风量耗功率”的表述，显得不科学、不严谨，建议加以更正。对于风量不大于10000 m3/h的小风道系统，在做节能专项检测方案时可不予以考虑。

ηF——风机效率（%），按设计图中标注的效率选择。

y表示被解释变量，即个人的社会地位。edu1表示高等教育变量，Xi表示性别、健康、社会态度等控制变量。β1表示高等教育的社会地位回报，λi表示相应控制变量的回归系数，具体回归结果如表2所示。

式中，Ws——单位风量的功耗[W/(m3/h)]；

 

这幅钻井平台与大海和谐相伴的美丽画面背后，是中国石化胜利工程海洋钻井公司历任党委班子和全体干部员工秉持“碧海蓝天就是金山银山”的理念，严格遵循高等级的海上环保要求，致力于保护海洋环境结出的硕果。

P——风机全压值（Pa）；

ηt——包含风机、电机及传动效率在内的总效率（%）。

近年来，随着变频技术和控制技术的进一步发展，变频器和控制模块的应用成本得到大幅下降，应用领域也不断扩大，大量的风道系统的风机也通过采用先进变频技术加先进控制方式以达到更好的节能效果。因变频器自身损耗存在的原因，在频率为50 Hz全风量输出时比直接用工频电源时消耗的总功率稍大点，但可以通过控制模块很方便地将风机从变频器驱动转为工频电源驱动来解决。在50%～100%额定风量的节能测试结果表明，变频比工频运行平均节能可高达45%[3]。

 

表1 GB 50189不同版本中Ws限值

  

注:①该限值是因数据对比需要而进行处理后的数据，为不同管制、过滤装置条件下Ws的算术平均值。

 

GB 50189 Ws[W/(m3/h)]限值系统形式机械通风系统新风系统办公建筑定风量系统办公建筑变风量系统商业、酒店建筑全空气系统2005版0.32—0.48①0.64①0.60①2015版0.27 0.24 0.27 0.29 0.30提升百分比（%）15.6—43.8 54.7 50.0

式中：Tpj(Sp)为以人员为主的组织结构中的有效工作时间函数；Sp表示该人员组织结构中第j个人员的有效工作时间；ηpj为第j个人员的工作效率；tpj为第j个人员的额定工时。

2 风道系统耗功率测量

2.1 现场测量方式

将图2与图1的测量方式相比较，前者有效功率值是两次测量结果值的和，后者有效功率值是一次测量结果值，因离心式或轴流式通风机、鼓风机运行时电压、电流及相位角等电参量的快速波动性，造成仪表有功功率显示数值快速波动，从而读数困难，以及操作的不同步性，前者将产生较大的测量误差累积。

  

图1 三相三线回路有功功率典型测量方式

  

图2 三相三线回路有功功率典型测量另一种方式

为方便工程现场风机的输入功率测量，常采用钳型功率计（如HIOKI3286-20），电动机通常采用三相三线制，其有功功率典型的接线型如图1和图2所示。

图3所示的是一种类似于对不平衡负载三相四线回路测量方式，其N线与负载中性点不连通。因工程现场风机配电箱内进线常用三相四线制，存在共用的N接线端子排，部分测量人员常采用单相功率计方式进行测量，且采用三相三线制的电动机一般可认为是三相平衡的负荷，故最终有效功率为其中任意一相有功功率的3倍计算得到或3次单相测量值之和。因负载中性点在实际运行过程中可能发生的偏移、操作不同步性以及3次波动数值的读数偏差累积原因，此测量方式的结果值可靠性最差。

  

图3 三相三线回路有功功率类三相四线回路测量方式

2.2 变频下的测量问题

一般风道系统对所用的异步电动机控制按其控制形式可分为定速控制、有级变速控制以及变频调速控制。

根据三相异步电动机转速n、频率f、磁极对数p以及转差率s的关系式n=60f（1-s）/p可知：定速控制是f、p及s保持不变，从而n保持不变；有级变速控制是通过改变定子绕组的连接方法达到改变定子旋转磁场磁极对数，从而改变电动机的转速，级数有限一般只能做到2、4速，如双速控制时s和f保持不变，p增加一倍，n下降至原转速的一半；变频调速控制是s、p保持不变，通过改变供电频率f来达到改变n，需采用可控硅调速系统；异步电动机变转差率S的调速方法只适用绕线转子电机；对于改变三相异步电动机s的调速方式是在绕线转子绕组上串接电阻箱，通过改变电阻的大小，达到调速的目的，只适用绕线转子电机，且功率损耗大，效率低，较少采用。

将Ws限值作对比可发现，GB 50189—2015中合并了部分系统形式，新增加新风系统，删除了某些系统形式在特定条件下的Ws限值，简化了Ws限值指标分类，提升了指标应用的操作性，且Ws限值指标的要求全面且大幅度提升（见表1），变得更加严格，进一步促进风道系统节能效果和机电设备性能的提升。

然而，广东省标准《<公共建筑节能设计标准>广东省实施细则》（DBJ 15-51—2007）是在GB 50189—2005的基础上进行的细化和补充，对某些条文增加了相关的要求，并给出了常用的参考数据表等。在通风与空气调节部分中规定风机的单位风量耗功率的限值与GB 50189—2005相同，应按式（2）计算，并不应大于DBJ 15-51—2007中表5.3.26中的数值。

构建生态用水调度体系 推进淮河流域水生态文明建设…………………………………………… 程绪水，万 一(13.42)

因标准电压互感器测量准确度随电源频率的改变而变化（大致是以50 Hz分界线，各向相反方向变化，其中100 Hz是标准电压互感器测量准确度的明显下降点[4]），对于变频调速系统中电压、电流、功率的测量，许华[5]等采用的新型宽带数字测量仪在50～100 kHz范围内得到了较理想的结果。根据工程实践，变频器带普通电机的频率范围一般是10～60 Hz，带变频电机的频率范围能达到5～100 Hz，因此，风道系统的耗功率测量所需的功率计，对于定速控制和有级变速控制形式，选用50 Hz工作条件的仪表，满足相关检测标准要求（如1.0级，最大允许偏差1.5%）即可。对于变频调速控制形式，可选用50 Hz工作条件的仪表测量其在50 Hz状态下的耗功率；对其他频率状态下的耗功率，必要时宜采用新型宽带数字测量仪进行高精度的测量，并在出具的测试报告中注明运行时的频率信息。

3 风道系统单位风量耗功率计算

受工程施工现场环境和既有检测技术的限制，目前工程现场的风道系统Ws的计算主要还是依据《公共建筑节能检测标准》（JGJ/T177—2009）中给出的公式进行：

 

式中：Ws——单位风量耗功率[W/(m3/h)]；

(2) 七星峰地质公园主峰上的“佛印”景观为平面上分布的联体冰臼，一个小的冰臼和相对大的冰臼相连，和秦皇岛祖山被韩同林教授认定为联体冰臼“神女卧”极其相似。

④敷贴时间：选取初伏、中伏1、中伏2、末伏每期的第1天行刮痧刺络拔罐治疗后进行敷贴，每3天再敷贴1次。共敷贴12次；每次贴敷4～6 h后取下。若贴敷过程中出现剧烈痒、痛、起泡等不良反应，应立刻停止贴敷。敷贴期间如患者感觉贴敷处有明显不适，可自行取下，以贴敷处皮肤出现烧灼感、充血、潮红或有细小水泡为宜，以患者能耐受为度；共敷贴治疗12次。

N——风机的输入功率（W）；

L——风机的实际风量（m3/h）。

依据风机有效功率的定义[6]：风机单位时间内传递给空气的能量Ny=LP/3600［单位为W，P为风机的全压（Pa）］，可得到风机的全压效率ηf=Ny/N=LP/3600 N，代入式（3）得到：

 

显然，仅在设计风压下的风道系统总效率（ηCD×ηF）等于风机全压效率ηf的情况下公式（1）与式（4）才可能相等。风道系统总效率（ηCD×ηF）已包括了传动效率ηC、电机效率ηD以及风机效率ηF，而风机的全压效率ηf等于容积效率ηv、水力效率ηh及机械效率ηm的乘积[7]，ηf值一般由设备厂家提供。当设计风压为风机的全压时，ηF=ηf，此时ηCD×ηF已包含ηf，切勿把ηf代替ηCD×ηF而造成计算结果的错误。

因此，检测人员运用式（3）进行Ws的计算是较为合理的。从设计人员角度来考虑，在其设计时因难以确定实际工程风道系统的总效率，故将ηC和ηD合并后取常数值0.855、ηF按设计图中标注的效率作为计算数据，有利于其设计时运用式（1）的计算。

4 结语

GB 50189—2015将“风机单位风量耗功率”变更为“风道系统单位风量耗功率”更加合理，简化Ws限值易于工程应用，限值更加严格，有利于提高节能效果和促进机电设备性能的提升；总结了工程现场测量风道系统耗功率测量方式，提出采用图1所示的最优化测量方式以及依据电动机不同控制形式选择合适的检测仪器；从检测与设计角度分析了风道系统单位风量耗功率计算，便于工程实践。

参考文献

[1]JGJ 176—2009，公共建筑节能改造技术规范[S].

[2]杨西伟，郑瑞澄，郝斌.现阶段我国主要建筑节能技术及存在的问题[J].建设科技，2007，（14）：20-27.

[3]齐振邦.风机变频调速应用现状及节能原理[J].风机技术，2000，（3）：39-41.

[4]李小建，霍宏，聂鼎，等.频率变化对标准电压互感器测量准确性影响的初步探讨[A].2009年云南电力技术论坛论文集（文摘部分）[C].昆明：云南科技出版社，2009：107.

[5]许华，卫力，郑行一.交流电动机变频调速时的谐波影响及其测量[J].电工技术杂志，2000，（9）：41-47.

[6]孙一坚.简明通风设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.

[7]蔡增基.流体力学泵与风机[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，1999.