时间:2023-03-07 15:19:56
引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇节能论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。
所谓的建筑节能则主要指的是利用科学技术与一定手段,对建筑中的照明系统、采暖系统等进行一定的改进,以达到降低能源消耗的目的;对建筑周围的自然能源充分利用,以提升能源的高效利用率,从而在很大程度上促进绿色建筑的发展。供暖系统是建筑必不可少的系统之一,也是建筑耗能最多的系统,如果能够将建筑损失的热量降低,便可以在很大程度上减少采暖系统对能源的消耗,具体来讲,想要实现建筑节能,可以从以下几方面入手:第一,充分利用太阳辐射热能与建筑的内部热能;第二,提升建筑门窗的密封性,以减少因空气渗透所造成的热量消耗;第三,在一定程度内减少建筑外表面积,以及提升建筑维护结构的保温性能也可以减少建筑因传热所造成的热量消耗。
2建材节能与建筑节能问题的关联性
2.1建材节能的相关问题
在建材节能领域中,主要存在的问题有以下两个方面:其一,建筑的生产相关环节存在不达标现象,由于当前市场上的节能建材价格相对较高,导致一部分施工人员在施工过程中对建筑材料偷工减料、以次充好,忽略建筑材料之间搭配的合理性,而相关的管理者也并没有及时系统的进行监督与审查,造成很多建筑中的建筑材料不能达到节能的标准[2]。而与其他相同用途的建筑材料相比,节能建材的性价比相对较低,碍于经济因素,当前在建筑市场中大规模推行节能建材仍然存在一定难度。另外,对节能理念的认识不足也是当前建材节能领域存在的主要问题之一,很多人还没有意识到使用节能建材的好处与重要性。其二,建筑的施工环节不到位,当前很多建筑施工工人不能对节能建材合理科学的进行设计与施工,也在一定程度上限制了节能建材优势的充分发挥。
2.2建筑节能的相关问题
在建筑节能领域,建筑耗能是最核心的问题,当前很多建筑的能源消耗量过大,且存在能源利用率较低的现象。以北方地区为例,冬季建筑都要进行采暖,而当前绝大多数建筑的采暖系统都是以消耗煤资源为主,每年都会耗费很多不可再生资源,也对大气等自然环境产生严重污染,在很大程度上制约着我国经济的进一步发展。而且,在很多城市建筑中,供热所用的空调有很多都会出现供热效率不高、相关维护装置没有足够气密性以及保温性等现象。另外,我国当前还有相当一部分建筑人员没有足够的建筑节能意识,早在上个世纪八十年代,西方许多发达国家在进行经济发展的同时,便已经在建筑节能的技术方面非常有建树了,而我国却没有在这方面考虑太多[3]。
2.3两者的关联性
从上述情况看,在当前建材节能领域与建筑节能领域中,都存在着能源上的浪费现象,建筑建造的基本便是建筑材料,如果建筑材料在能源上浪费严重,也会在很大程度上影响建筑的节能性。另外,在建材节能与建筑节能领域,还都存在着意识不足现象,这在一定程度上反映了我国当前在节能建筑观念的普及方面仍然没有做到位。
3建材节能与建筑节能施工措施的关联性
3.1建材节能的施工措施
在建筑建造过程中合理应用可再生能源,如在建筑的设计过程中,将太阳能合理利用便能够实现太阳能的光伏发电。另外,还可以对建筑材料产生的废弃物充分利用,不仅能够节省一部分建筑成本,还能够减少建筑垃圾对环境的污染,如将已经废弃的橡胶打碎成颗粒,融入到建筑部混凝土中,不仅能够提升混凝土的抗裂性,还能够节省建筑成本、减少环境污染。
3.2建筑节能的施工措施
建筑节能主要表现在使建筑供热系统的供热效率得到有效提升,以及减少建筑围栏保护结构的散热两方面[4]。在建筑过程中,可以对建筑的墙体与门窗的保温性能加以改善,还需要对建筑的题型系数加以控制,与此同时,还可以对建筑的布局进行科学合理的调整,以提升建筑的节能效果。
3.3两者的关联性
建材节能是建筑节能中非常重要的组成部分,如果没有做好建材节能,那么建筑节能也就无从谈起,如果可以将具备节能效果的建筑材料运用到建筑节能的相关设计当中,不仅仅可以使能源的消耗有所降低,还能够充分发挥祝建筑自身的保温隔热功能,使建筑更加符合节能环保的新型理念。
4结论
关键词:贴膜玻璃节能安全玻璃
贴膜是玻璃表面用粘胶、压敏胶贴上一层薄膜或层压薄膜,玻璃表面的贴膜具有各种功能,如增强、遮阳、绝热、装饰等。贴膜时可采用液体轮合剂或膜本身涂布压敏胶。按膜的功能可分为遮阳绝热、阳光控制、低辐射、热反射、光栅(镭射)、增强(防爆、防盗)、磨砂、彩色和印花等贴膜。贴膜一般在室内玻璃。
我国建材行业标准JC846—1999中贴膜玻璃指贴有机薄膜的玻璃制品,在足够强的冲击下将其破碎,玻璃碎片能够粘附在有机膜上而不飞散,如果被击穿成一个洞,洞的边缘不应有未贴膜玻璃那样锯齿状。此标准分为1类贴膜玻璃和11类贴膜玻璃,I类贴膜玻璃指未经过钢化处理的单片玻璃板贴膜而制得的,II类贴膜玻璃指钢化玻璃或半钢化玻璃板贴膜而制得的,此标准适合于建筑玻璃,与建材行业标准相比,本文所讲的玻璃贴膜所包括的范围更广一些。
隔热保温膜贴于玻璃正面或背面,既可起隔热保温作用,又可起装饰作用,主要性能如下。
①遮阳性此类型膜根据产品类型和用途,反射大阳热能50%~78%,热能透过仅10%~20%,遮蔽系数0.20~0.60,起控制阳光作用,减少了进入室内的太阳能。
②绝热性贴膜后可起绝热作用,通过玻璃的热能损失减少到30%~50%,减弱温度急剧变化程度,可望解决冷壁效应和温室效应,因而节省了空调费用。
③减少可见光和紫外线的透过率一般3mm透明平板玻璃的可见光透过率为89%,对300~380nm紫外线的透过率为70%。贴膜后,根据要求可使用不同色泽的膜,对可见光的透过率能降到10%~50%,紫外线的透过率仅为0.4%,减轻了紫外线对室内家具和纺织制品的损害作用。
④改善建筑物的协调性绝热薄膜有各种不同的色彩和不同的透过率,贴膜后可与现有建筑色彩协调,融为一体,贴膜也可起镜面作用,室外看不到室内人与物,而室内却可以看到室外的景象,可代替窗帘,减少了窗帘拉开和合拢时所造成的不协调现象,克服建筑物外观的不一致性,提升建筑品质。
⑤增加玻璃强度和安全性玻璃破裂时,碎片不会飞出伤人。
此类贴膜又可以分为阳光控制膜、阳光反射膜、低辐射膜(Low-E),三者相互之间很难明显区分,通常认为阳光反射膜的反射率较阳光控制膜和低辐射膜略高。低辐射膜是在保证可见光透过率尽可能高的条件下,阻止室内辐射能量传递,达到节能效果,其辐射率E<15%。此外还有防紫外膜等。
各类型隔热保温膜不仅具有数值不等的太阳能反射率、吸收率、总太阳能的阻隔率与遮蔽系数,而且具有99%的紫外线的阻隔率,相应的防晒指数为100,而一般玻璃的防晒指数仅为0.5~2.7,防晒霜的防晒指数也只有20,贴隔热保温膜后阻隔紫外线效果较理想。根据品种的不同,眩目光减少率波动于42%~79%之间。表12河中各类型贴膜的强度也是比较高,No.l~5的抗拉强度为177.3MPa,断裂强度为696.3kPa,剥离强度1300g.cm-1,穿刺强度为34927g.No.6的抗拉强度为203.4MPa,断裂强度为1620.3kPa,剥离强度为1122g.cm-1,穿刺强度为66224g.
低辐射贴膜能阻隔夏季太阳巨大热量(可达79%太阳热能)和眩目强光,但不光线进人,使室内更阴凉,而冬季却能减少热量透过玻璃的损失,贴在单层玻璃内表面时可降低热损耗30%左右,起了冬暖夏凉的作用。
隔热保温膜的基片材料为15~50μm的聚酯薄膜,可用磁溅射各种有色金属进行着色,通常有银色、灰色、古铜色、金黄色等。比较低档一些有染色膜。
聚酯膜通常由对苯二甲酸和乙二醇缩合而成,具有较高的机械强度、化学稳定性和低的吸水性,抗拉强度可达137MPa,延伸率70%。
[关键词]辐射采暖供冷节能辐射换热
一、辐射换热及国内应用情况
辐射换热与传统散热器或空调送风在传热原理上有所不同,前者以辐射传热为主,对流换热为辅,是一种对房间热微气候进行调节的节能采暖系统;后者则是以对流换热为主,辐射传热为辅,易造成对人体的冷辐射,降低人体舒适度,还会使室内空气急剧流动,增加粉尘飞扬机率,使室内卫生条件变差。因辐射换热具有散热均匀使人热感舒适,而且具有管理方便、不占用使用面积、卫生条件好、无噪声、节能、维修量小等优点,近几年我国很多地区已广泛采用,特别是各种新型保温材料和塑料管材的出现,管材价格的下降,都加速了低温热水地板辐射采暖在我国的发展。该系统特别适用于大开间、矮式窗、热媒温度低、装修要求高的建筑物,因系统可以进行局部调节和分户控制、分户计量的功能,如今在住宅中也得到广泛的应用,已成为目前我国常用的供暖形式之一。
二、辐射采暖与供冷
辐射采暖(供冷)的定义为;主要依靠供热(冷)部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热(冷)的采暖(供冷)方式。
辐射采暖时热表面向维护结构内表面和室内设施散发热量,辐射热量部分被吸收,部分被反射,反射到热表面的部分,还要产生二次辐射,二次辐射最终也被围护结构和室内设施所吸收。辐射采暖同对流采暖相比提高了围护结构内表面温度(高于房间空气的温度),因而与其它散热设施相比可降低供水温度,达到节能,并创造了一个对人体有利的热环境,减少了人体向围护结构内表面的辐射换热量,舒适度增加。
辐射供冷与辐射采暖原理基本相同,辐射供冷时,房间各围护结构内表面温度低于室内空气温度,降低了户内空间、物体和人体的温度,达到了供冷效果。目前最常用的辐射供冷形式是顶面式辐射板——冷却吊顶。这种辐射供冷方式施工安装和维护方便,不影响室内设施的布置,不易破坏辐射板和不易影响其供冷效果。由于冷却吊顶从房间上部供冷,可降低室内垂直温度梯度,避免“上热下冷”的现象,因此,珍重供冷方式能为人们提供较高的舒适感。另外冷却吊顶无除湿功能,不宜单独使用,通常与新风(经冷却去湿处理后的室外空气)系统结合在一起使用。
三、辐射采暖(供冷)与建筑节能的关系
谈建筑节能不研究辐射采暖、供冷是不可能的,建筑节能这里既包含建筑建设时的节能,也包含建筑使用阶段的节能。也就是说,这里既包括建筑的设计技术(优化设计)施工工艺、建筑产品、购件材料的节能,也包括供冷供热方式的节能。在建筑总能耗中,建筑建设能耗约占20%,使用阶段能耗约占80%。二者虽然能耗比例差距很大,但确是互为作用,相辅相成的。既可相互叠加,也能相互抵消。1.辐射采暖(供冷)。合理利用太阳能、潮能、风能、地热能、生物能等一次可再生能源及煤、石油、燃气等一次不可再生能源以及电、余热等二次能源,特别是大力开发利用低品位自然冷热源;科学选择冷热兼容的直燃机热泵,太阳能空调等前端设备,为用户终端夏季提供18℃-22℃中温冷水、冬季提供35℃-45℃低温热水,通过末端模板辐射系统实现冬季辐射供暖,夏季辐射供冷,也可常年供应生活用热水,其中热辐射模板系统已成功地应用在地面辐射供暖的工程实践中。辐射供冷在法国、德国、丹麦、泰国等国家已广泛应用。我国在新疆等地也有应用先例。在限定的供冷温度和供冷时间的条件下,冷辐射的基面未出现任何结露现象。因此本辐射供冷暖系统对于辐射供冷来说,采用提高供冷温度(18℃-22℃)增加辐射面积,加大供冷水流量,缩小供回水温差的办法,达到既能保证供冷冷量满足室内供冷效果,又能不冷凝结露。如果在湿度较大地区或环境温度较高的地区和季节,末端适当配置风机盘管系统,新风置换系统或净化去湿装置,即可提高供冷效果,缓解结露发生,也可改善室内空气质量。
另外,用这满足冷负荷的同一供冷辐射面积去辐射供暖,供暖温度可降低20-30%,达到35℃-40℃。比单一的低温辐射地面供暖更加节能。
2.建筑节能。建筑的规划设计、施工图设计的优化组合,施工中新技术、新工艺的应用,建筑结构的构件、新产品、新材料的选择都无不考虑保温、隔热,辐射、防辐射等与辐射紧密相关的因素。
①施工图的优化设计——考虑环保节能,达到环保标准,节能标准。
②屋面的保温、防辐射——由选材与施工保证。
③外墙保温、隔热、防辐射——由选材与施工保证。
④外门窗的热反射、热辐射——由选材与安装来保证。
⑤墙体空心砖,其它轻体材料的选择与施工。
3.相互关系
冷暖辐射——生活能耗(即建筑使用期能耗)与建筑节能——建筑能耗(建筑建设期能耗)是建筑总能耗的两个部分。两者是相互作用,相互弥补的统一体。没有一个高标准的节能显著的建筑围护结构,使用期的能耗既降不下来,也更不会有一个良好的供冷供暖环境。反之,建筑节能标准再高,没有一个低能耗的供冷供暖系统,也达不到理想的供冷供暖的效果。因此,只有深入研究辐射原理及辐射能的应用,把冷暖辐射和建筑节能做为一个完整的课题集中研究,统筹考虑,建筑总能耗才能按照以下趋势:高能耗低能耗超低能耗微能耗零能耗,发展。
四、辐射换热存在的问题
在当前的应用阶段,辐射换热存在一些问题,以地温地板辐射采暖工程为例,存在一下几种问题:(1)室内偏热;(2)地面温度偏高;(3)地面温度分布不均匀等。经过了解发现设计中存在一些问题,下面对室内温感偏高做一简单分析。
出现这种情况主要由以下原因引起:一是负荷确定时未考虑辐射采暖与对流采暖的区别,直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。二是有的设计人员按参考资料提供的地板散热量直接查取管间距,甚至根据经验确定管间距,而忽略了其适用条件。
根据以上两点,可以得出设计时应进行细致的计算,否则不仅偏离设计要求,而且也将造成能源浪费。
参考文献:
[1]陆亚俊.暖通空调(第二版).中国建筑工业出版社.
关键词:地板采暖节能
引言
相比较普通采暖系统,地板采暖系统已经越来越广泛地应用于工业及民用建筑中,地板采暖是把耐热管材或发热电缆埋设在地板内,以低温热水或电热能加热地板,再通过地板以辐射为主的方式加热室内空间的技术。辐射供暖方式与对流供暖方式相比节约能源约10%~30%。地板采暖节能效果及其主要技术、经济和环保优势体现在以下几个方面:
一、节能效果
1.1地板采暖的辐射传热方式比对流方式加热室内空间可降低热损耗,提高热效率。
1.2对流传热导致室内空间上部温度高而下部温度低。与此相反,辐射传热是下部温度高而顶部温度低,因此减少了人体高度以上空间的无效热供给。
1.3地板采暖给人以脚暖头凉的感觉,这种感觉与对流传热形成的头热脚凉的感觉相比,人体的舒适感受度会低1℃~3℃。因此,地板采暖室内16℃即可达到对流采暖18℃的人体舒适度效果。有关技术资料显示,如室内温度降低1℃,可节能近10%。
1.4利用水源热泵或地源热泵进行地板供暖、供冷,每平方米装机电量不大于15W/㎡,比空调低30~50W/㎡,可有效缓解夏季供电紧张状况。
1.5由于人体对温度的感受度不同及在室内活动的时间长短不同,因此地板供暖、供冷的自动调节功能,人为控制的方便性也能产生相应的节能效果。
1.6由于地板本身是热辐射面,因此减少了围护结构近五分之一的冷面吸热耗能。
二、技术优势
由于地板采暖的介质温度要求在60℃~30℃,比散热器规定的高温热水低35℃~65℃,因此既具有可以利用城市集中供热,又独具可以利用可再生能源达到供暖、供冷的技术优势。
2.1利用城市集中供热的低温热水地板采暖技术已经得到推广应用,占到目前各种地暖技术应用总量的90%。这种技术的优点主要是只需将集中供热管网终端明装的散热器改为暗装在地板内的耐热管材就行了,其技术含量不高,施工简便,成本低,可实现分户计量,舒适性好,节能效果明显。城市集中供热是建设部明确的发展方向,因此在今后多年中这种地板采暖仍将占城市住宅供暖的主导地位。其不足是没有改变以消耗大量煤、水资源为代价的传统供暖模式。
2.2水源热泵技术是在冬季把地下水的大部分热量置换到供暖用的低温热水后,再将水回灌入地下及夏季用地下水在地板中循环降低室内温度的技术;地源热泵技术是在冬天把土壤中的热量提取出来用于室内供暖,夏季则把室内的热量带到地下达到制冷目的的技术。
2.3电热源地暖电热源地暖技术主要是指把发热电缆(包括其它电热装置)埋设在地板内,通过电热转换加热室内空间,达到冬季采暖目的的技术。目前,我省已有石家庄市和保定市的个别小区或别墅采用。其特点是电热转换率不低于97%,可实现温度自动控制,节能、环保效果明显。但由于我省绝大多数设区市还没有实行低谷电价政策,因此目前大面积推行难度较大,但是随着我省电力事业的发展,其发展前景大好。
三、经济优势
3.1由于地板采暖不像散热器明装占用室内空间,因此可增加有效使用面积2%。2006年,我省有约1200万平方米的住宅采用了地板采暖,即增加了24万平方米的有效使用面积。
3.2利用可再生能源的地板供暖、供冷,不但不再消耗煤炭资源,还可以大幅度降低运行费用。以石家庄地区为例,利用地源热泵系统供暖、供冷的年费用为15~20元/平方米,比使用集中供热加分体空调的年费用低约1/3,夏季消耗的电能为分体空调的1/4。
3.3采用电热地暖可以不再使用宝贵的水资源。河北省是水资源紧缺的省份,石家庄市年可利用水资源约22亿立方米,而需要量为30~34亿立方米,缺口在8~12亿立方米,是全国35个最缺水的大城市之一,如果推广应用电热地暖不但可节约大量的水资源,还可以平衡供用电负荷,实现室温自动调节和提高居民自我节能意识,促进人居环境质量和有利于社会和谐等诸多优点。:
四、环保效益
地板采暖和地板供暖、供冷具有良好的环保效益。其中,利用可再生能源的地板供暖、供冷和电热地暖其热介质都是洁净能源,因此对大气和环境不会造成任何污染;采用城市集中供热的地板采暖虽然不能有助于燃煤造成的污染物排放,但其辐射传热方式比对流传热可减少室内浮尘,改善室内空气质量,有利人身健康。在贯彻落实国家建筑节能政策方面,我省有关行政主管部门已经做了大量有效的工作,并取得了明显的效果。为了进一步做好建筑节能工作,现仅就供暖、供冷的节能提出以下几点建议。
快速的成长和市场的变革推动了对国外投资和先进技术的需求的增加,以帮助中国在保护环境的同时满足其能源需求。工业部门是进行节能投资的一个特别有前途的领域,因为许多企业使用的设备和工艺还是几十年前的老旧设备和工艺。新的建筑和设备对节能技术也是需要的。在中国做生意的障碍是很大的,但只要一个公司建立一个长期的业务发展战略,障碍是可以克服的。有兴趣的公司可对这些投资机会进行调查,手段当然很多,比如利用那些为在中国经商而建立的大量组织、服务机构,还可以从一些重大的事件入手调查。
市场状况:市场的压力、电力短缺、资金短缺以及环境的变坏已为外国公司带来极大的商机,使他们有机会在节能技术方面来分享庞大的中国市场。
最初开始于1978年的市场改革,戏剧性的削弱了国家计划在中国经济中的作用。国有企业所占全国工作总产值由1980年的76%下降到1994年的34%,国家分配的商品由1979年的65种缩减为1995年的14种。在重工业和通讯以及运输领域的价格控制作用已削弱。多数商品的价格由市场决定,尽管少数几种关键项目,如谷类、棉花以及石油产品的价格仍在国家的控制之下。中国正通过降低进口关税和配额,以及向完全自由兑换货币转变,来努力与世界贸易组织的基准保持一致。
作为经济改革的一部分,中国政府已停止向煤炭工业发放每年高达2.3亿美元的补贴。煤炭价格1993年在许多地区开始急剧上涨,1994年价格下调后,仍继续上涨。据政府报道,许多煤矿在1995年已开始盈利。另一方面,石油价格的改革在前进了两步后又退回了一步。在宣布了几条措施后,石油市场在1992年开始开放。1994年夏季,政府改变了方针,重新由中央统一管理价格和销售渠道。1994年春季,为了防止社会不安定,政府逐步对居民用煤和用气售价实行控制。电价仍是大幅度调节了的,在多数地区,电价现在比燃料价格上升得快。
通过改革,中国的经济有了明显的增长,国内生产总值以每年平均8-9%的速度连续增长。尽管80年代能源使用的增长速度只有经济增长速度的一半,中国的主要燃料--煤炭的价格,从1978年到1995年仍翻了一番。1995年的原煤产量达12.8亿吨。中国是世界上最大的含碳矿燃料的生产者和用户。难怪现在存在严重的空气污染和酸雨问题,已成为仅次于美国的世界第二大温室气体排放者。这些环境问题由于从生产、运输到最终使用的整个能源系统的低效率而加剧。
此外,部分是因效率低,电力生产没有跟上迅速发展的经济的需要。经常性的电力短缺降低了生产率,并导致生活的不便。问题是如此普遍,以致许多地方报纸象预报天气一样发出计划性的停电通知。电力部计划从1995年至本世纪末到少增加200GW至300GW的装机容量,即平均每年增加24GW。当然,中国无论是建造大型电站的能力还是资金,都不足以完成如此巨大的扩展。这就解释了为什么中国政府急于想吸引国外资金用于电力领域投资。
当然,政府也很清楚节能在改善与能源相关的经济和环境问题方面的潜力。早在1980年,国家便开始投入大量的资源来提高关键能耗工业的能源使用效率,以及提高所有工业用电机、风机以及泵类的能源使用效率。90年代,政府的目标已将节能投资的责任由公共领域转向私人领域。国家计划委员会的中国节能投资公司(CECIC)由大制造商转化为一个出租协会。1993年,CECIC的贷款加上地方政府的资金补充,共有3亿美元,每笔贷款需要企业提供投资的一部分。
政府已公布了能源标准和一系列附加的节能条例,它们已收录在中国的《节能法》草案中。如果这一法律获得通过,许多地方节能技术服务和监测中心将授权进行检查并将检查结果向政府报告。严厉的立法将加强对节能的需求,这一需求由于现有的节能条例和市场以及环境的压力而有了较强的增长。
国外的技术和投资可在满足中国的节能需求中充当重要的角色。自从1978年中国开放以来,国内已成立了240,000家外资企业。直接的国外投资在固定资产中所占的比重已超过国家的总产的10%。外资企业现已占了超过中国总的对外贸易的三分之一。1992年,美国在中国能源和电力上的总投资达7.74亿美元。
机会范围:
由于经济和政治力量的综合作用,以许多方面都产生了节能的需求。由于经营困难的公司允许破产,幸存者更愿意投入先进的技术,如工业过程控制、凝汽阀以及高效电机、锅炉和炉窑,这些将为企业提供竞争优势。电价的上升使得使用效率和热电联产成为更具吸引力的选择,尽管以低的、可控制的价格传送暖气在多数地方仍是一个重要障碍,市场政府面临着通过改善区域采暖系统来减少污染和费用的压力。外资宾馆和办公大楼开发商通过采用节能灯具、恒温控制系统和装置以提高能源使用。请理解随着中国消费者可随意支配的收入的增长(暂且不考虑电线容量的限制)也需要高质量、高效率的用电器具,因为通过减少维护和电费,比竟可以节省金钱。
改善工业设备和工艺:
中国的工业领域为国外的节能投资提供了巨大的机会。目前,中国工业消耗的能源超过能源总是的三分之二。非国有工业产量份额已显著增长,但由于国家控制着许多重工业领域,它仍是主要的能源使用者。
对国有企业能源使用的研究表明,如果将中国现有的过时的设备和工艺立即用当今世界最先进的技术来代替,将能源效率提高到新的水平,中国具备现有的能耗总量上节省40-50%能耗的技术潜力。当然如此彻底的设备改造是不现实的,这一数字只是作为一个有用的技术参考点。
一个对中国锅炉和炉窑的提供了大量的证据,证明通过工业设备改造而实现节能的潜力。中国的锅炉每年消耗8.6X1015Btu(9.1X1018焦耳)的煤,约为最终使用能源的三分之一。如果锅炉的效率由现在的平均65%提高到发达国家所达到的平均80%,每年可减少能源浪费1.6X1015Btu(1.7X1018焦耳)。
工业炉窑大约消耗中国最终使用能源的四分之一。由于中国使用的炉窑的低效率,工业加工比如钢铁和玻璃生产以及铜的冶炼所消耗的能源比初级加工要多25-110%。如果中国的炉窑提高到先进水平,中国将减少炉窑能耗的大约40%,或每年减少2.7X1015Btu(2.9X1018焦耳)的浪费。
根据地球环境研究所提供的案例研究,多数的工业能源使用的改善是经济可行的,多数情况下的投资回报率都是很好的。
上面陈述的节能潜力还没有包括乡镇企业,它们多数使用低效、高污染的二手设备,由小型、低效的电站供电。甚至,许多地方的乡镇企业投资规模还是技术的先进程度均段于国有企业,为高经济回报的节能投资提供了一个现成的市场。
降低高效率电机的花费是国外投资的一个很有前途的区域。中国的制造商已生产也一系列称为YX系列的高效异步电机。然而,YX系列电机由于采用了更昂贵的材料,其成本比低效的Y系列电机要高出50%。尽管用一台YX系列电机更换一台Y系列电机的费用可在相当短的时间内收回,然而,许多电机用户却不愿意支付较高的初始费用。中国的高效率电机制造商也许愿意允许国外的技术或者作为一种大胆的尝试,以提高他们减少材料用量和降低产品价格的能力。
国外投资对促进钢铁工业使用废气也是必要的,高炉产生的含一氧化碳丰富的废气可用来低成本发电,且可减少工厂产生的污染。例如,一个6MW的发电厂的投资成本约在1500-2500万元,由于使用废气,不需要燃料费用,每年可发电36GWH。假设电价为0.6元/KWH,生产的能源价值将高于2000万元,可让工厂在不到两年时间内收回投资。中国已有8家钢铁厂有兴趣采用这一技术。
表1中国市场节能投资的回报率
投资领域回报率%
钢铁
将敞式热熔炉更换为氧气炉16
采用连续浇铸19
二次加热炉改造36
高炉气回收41
铝
炉窑改造84
氨
中型工厂重组20
小型工厂废热回收71
氢氧化钠
采用薄膜电解槽29
水泥
中型炉窑改造15
由湿法转为干法生产19
小型炉窑改造35
造纸
采用热电联产25
黑液回收25
纺织
印染过程的热电联产38
氢氧化钠回收58
计算机化的能源管理>100
认识到中国工业企业节能改造所存在的潜在的机会,一些美国公司已始了这一领域的业务。例如,有一家领先的美国控股公司已与一家中国的石化公司合作,采用过程控制改造其炼油厂。一家美国凝汽阀公司与一家领先的中国机械公司合作,改善许多工业应用蒸汽系统的效率。在第三个案例中,一家钢铁工业相关公司在财团在中国设立了一个办事处,寻求钢厂的节能改造机会。
热电联产:
1993年,联合产热和发电,即大家所知的热电联产,估计几乎占了中国热力发电装机容量的12%。80年代,中央政府支持发展热电联产,因为这一下子解决了几个问题:供电量增加、能源使用效率得到提高、环境得到保护。小规模热电联产的任务现在转移到了省级和地方政府以及私人领域,在这方面产生了对国外投资的需求。
热电联产的技术潜力在中国北方和东部省份发展得最快,因为这些地区冬天气温低,工业比较发达。然而,突然兴旺起来的南方沿海省份也同样有很大的市场潜力,因为那里需要的电能和制冷的空间更大。在能源短缺的地区,新建的工厂要比同一电网供电的当地用户付更高的价钱。实际的价格通常由发电厂和当地政府依实际情况协商而定(售热通常是不允许的收来源,因为政府严格规定采暖价格)。
[关键词]标杆管理;发电企业;节能
标杆管理(benchmarking)又称标杆瞄准、对标管理或基准管理,起源于上个世纪70年代末80年代初美国公司学习日本公司的运动中。作为企业经营管理的重要工具之一,标杆管理以其极强的操作性被中外企业广泛采用,IBM公司、施乐公司(Xerox)和摩托罗拉(Motorola)等在其经营管理过程中运用标杆管理并获得了成功。然而,将标杆管理运用于发电企业的节能项目还是比较新的尝试。发电企业是能源消费大户,也是国家和地区节能的重点企业。因此,探索发电企业的节能对标活动,对于创建资源节约型发电企业具有十分重要的意义。
一、标杆管理用于发电企业节能的可行性
标杆管理的鼻祖是美国的施乐公司,该公司将标杆管理定义为“一个将产品、服务和实践与最强大的竞争对手或是行业领导者相比较的持续流程”。一般来说,标杆管理是以优秀企业的做法为标杆(benchmark),加以创造性地改进,并依据优秀企业的业绩指标相应地设置本企业的业绩目标,以获取企业绩效的巨大提高。
施乐公司认为,标杆管理活动可以应用于组织的任何领域之中,组织中运行的一切事务都可以进行标杆管理。事实上,电力企业广泛开展的“升级达标”、“创一流”和“同业对标”等活动就是标杆管理在实践中的具体应用,只不过这些活动相对忽视了过程管理。对于发电企业而言,标杆管理可以用于运行管理、检修管理、燃料管理、技术管理、设备管理和人力资源管理等方面。发电企业节能标杆管理就是发电企业将其发电煤耗、供电煤耗、厂用电率、发电燃油消耗、发电水耗等主要节能指标与标杆企业的节能数据进行比较,进而发现自身存在的差距和不足,并采取相应的节能措施,以提高发电企业节能效率的过程。
基于标杆管理的分类,节能标杆管理可以分为内部节能标杆管理、竞争性节能标杆管理(行业内)和外部节能标杆管理(跨行业)等。内部节能标杆管理是发电企业开展节能对标活动的起点,同时也是进行外部节能标杆管理的基础。发电集团对集团内部处于不同地域发电企业开展的节能对标活动同样属于内部标杆管理的范畴。内部节能标杆管理不涉及保密问题,开展节能对标活动成本较低并且可以获得非常详细的资料。外部节能标杆管理(跨行业)是指通过借鉴不同行业的节能经验,以提高节能效率。通过外部节能标杆管理(跨行业),发电企业可以寻找到全新的节能方法与实践。钢铁、电力、化工、石油石化等行业都属于高能耗行业,这些行业内企业的节能措施均有许多值得借鉴的地方。
二、发电企业开展节能对标活动的必要性
首先,发电企业开展节能对标活动对于我国国民经济的可持续发展具有极为重要的意义。节能降耗是我国经济社会可持续发展战略的重要任务之一,国家已把节能降耗工作放在“十一五”经济工作中突出的位置上。高能耗企业能否在节能工作中有所突破,直接决定了“十一五”规划中20%降耗目标的能否实现。电力行业是一次能源消费大户,也是国家和地区节能减排的重点,其中发电企业有巨大的节能潜力,发电企业在降低供电煤耗和降低厂用电率等方面累计可以产生39%的贡献,因此,采取各种有效措施,提高发电企业的节能水平,对完成国家的节能减排任务有着重要意义。
其次,节能发电调度也是发电企业开展节能对标活动的重要原因。节能发电调度是按照节能、环保、经济的原则,以保障电力可靠供应为前提,优先调度风能、水能等清洁能源发电,对于火电机组,则按照煤耗水平调度发电。开展节能发电调度对发电企业,尤其是火力发电企业带来了巨大的挑战,甚至关系到发电企业的存亡。实行新的发电调度规则后,能耗低、已安装脱硫装置的燃煤机组将优先得到调度;能耗高、污染重的小型燃煤、燃油机组将难以上网发电。例如,广东率先成为节能发电调度试点地区,从2008年1月1日起,节能的电厂将优先上网售电,能耗高的发电企业将卖不出电。同时,配合之前出台的脱硫电价优惠政策,凡采取脱硫措施的企业,每度上网电价将给予0.015元的补贴。
最后,发电企业开展节能对标活动有助于提高企业的竞争力。一方面,发电企业能耗的高低,不仅影响到了企业运作成本的高低,也决定着企业竞争力的强弱。发电企业通过积极开展节能对标活动,可以降低成本,在激烈竞争中占据主动。另一方面,经济行为对环境所造成的影响正受到社会公众的广泛关注,政府的环境政策更加侧重于节能降耗,发电企业积极开展节能对标活动无疑是一种积极应对挑战的明智之举。
三、发电企业实施节能标杆管理的流程
施乐公司的罗伯特·C·开普(RobertC.Camp)是标杆管理的先驱和最著名的倡导者。他将标杆管理活动划分为5个阶段,每个阶段有2到3个步骤。在此基础上,本文将发电企业的节能标杆管理划分为计划阶段、收集数据阶段、分析阶段和实施阶段,每个阶段又包含一系列的活动。发电企业节能标杆管理流程如下图所示。
1.计划阶段。计划阶段的主要活动包括成立标杆管理项目小组,确定节能标杆企业,获得高层管理者的支持等。标杆管理项目小组的成员通常是由5-10人构成,一般应包括发电企业分管节能工作的领导、节能管理专工和一线员工。分管节能工作的领导一般应是主管生产的副厂长(或总工程师),其主要工作是协调与外部标杆企业之间的标杆管理活动,担当与外部节能标杆企业开展标杆管理活动联络的主要负责人,同时负责指导企业的节能标杆管理活动。节能管理专工是节能标杆管理项目的直接推动者,在节能项目小组的功能发挥方面起着重要的作用,其主要工作是争取高层管理者的支持,获取节能标杆管理所需要的资源,同时协调厂部、部门和班组的节能活动。其他活动还包括安排项目小组的工作日程;明确小组成员的角色和作用;制定节能方案并负责组织实施。
节能标杆企业的选择既要考虑节能指标的可比性,又要考虑获取节能数据的可能性。为了使节能标杆管理项目合作更加富有成效,标杆管理小组需要首先罗列出那些潜在的、可能的合作伙伴,并从中选择适合的合作伙伴。一般来说,与集团内部合作伙伴进行合作,可以方便、有效地避免信息的保密问题以及与之相关的法律问题。对于外部节能标杆管理,那些有相同的需求或希望通过开展此项活动从中获益的标杆企业,包括潜在的、可能的,无疑是最好的选择。此外,发电企业节能标杆管理能够取得多大的成效,在很大的程度上取决于高层管理者的重视程度和参与程度。高层管理者不仅需要为节能对标活动提供各种资源,而且需要指导节能对标活动,及时解决节能对标过程中出现的问题。2.收集数据阶段。收集数据包括企业内部数据收集和外部数据收集,其中企业内部数据收集是节能标杆管理的基础。对于内部标杆管理,只需要收集到发电企业(发电集团)内部历史上的一些相关数据便可。对于其他类型的标杆管理,除了需要收集到内部的数据外,还需要收集企业外部的数据。发电企业的主要节能数据包括发电煤耗、供电煤耗、厂用电率、发电燃油消耗和发电水耗等,其中供电煤耗是发电企业的核心节能数据采集对象。发电煤耗是指统计期内每发一千瓦时电量所需耗用的标准煤量;供电煤耗是指统计期内每供一千瓦时电量所需耗用的标准煤量;发电厂用电率是指统计期内厂用电量与发电量的比值;发电燃油消耗主要用于机组启动点火和日常助燃,它是指统计期内每供1千瓦时电量所消耗的燃油量;发电水耗率是指统计期内每发1千瓦时电量电能所消耗的生产用新鲜水量。
在收集数据阶段,需要为节能标杆管理项目建立专门的中心数据库。发电企业内部的节能数据收集相对而言比较容易,只需要将来自不同部门的节能数据输入到中心数据库便可。由于内部节能数据不仅是内部节能标杆管理必不可少的数据,而且是进行外部节能标杆管理的基础,所以内部节能数据尽可能详细、具体,内部节能数据不仅仅包括目前的节能数据,而且还应包括企业历史上的节能数据。虽然涉及到信息保密,外部节能数据的收集相对比较困难,但仍然可以采取一定的措施获取相关的节能数据,并及时输入到中心数据库中。这样,一是可以从外部公开发表物中采集数据;二是可以与外部合作伙伴交换节能数据;
三是从外部专家手中获得相关数据
3.分析阶段。节能标杆管理中心数据库建成后,节能标杆管理活动便进入了分析阶段。分析阶段的主要任务包括找出节能指标存在的差距及原因,设定既富有挑战性又具有可行性的节能目标。利用数据库中的数据进行分析,寻找企业在节能方面存在的差距,是有效实施节能标杆管理的重要一环,而找出存在节能差距的原因又是设定节能目标、制定节能方案的关键。现场考察与参观有助于发现提高节能效率的机会和存在节能差距的根本原因。现场考察与参观前需要进行精心策划和准备,最好能制定一份计划。由于现场考察与参观需要得到节能标杆企业的密切配合,所以,现场考察与参观一般只限于在合作伙伴之间进行。
由于发电企业火电机组蒸汽的压力与温度参数存在较大的差异,每个发电企业的节能目标也各不相同。一般来说,超临界、超超临界火电机组具有显著的节能效果,超超临界机组与超临界机组相比,发电效率明显提高。因此,在制定节能目标的时候,需要充分考虑企业自身的条件,制定切实可行的目标。2007年4月,国家发展改革委员会的《能源发展“十一五”规划》中提出:到2010年,火电供电标准煤耗为每千瓦时355克,比2005年的370克标准煤/千瓦时下降15克;发电企业厂用电率为4.5%,比2005年下降1.4个百分点。这两项指标是针对大多数的火力发电企业而言的,有不少的发电企业目前已经达到或超过了这个标准。以上海外高桥电厂为例。1998年建成投产的外高桥一期4台30万千瓦亚临界机组,其机组参数、效率和环保指标均明显低于二期和三期燃煤发电机组。被称为“中华第一机组”的外高桥二期两台90万千瓦超临界燃煤发电机组,发电煤耗仅293克/千瓦时,已经步入世界最低之列。而外高桥三期两台100万千瓦超超临界燃煤发电机组建成后,其发电煤耗将比外高桥二期还要低12克。:
4.实施阶段。实施阶段的主要任务包括制定节能方案及节能计划、争取高层管理者的批准以及评估节能效果。节能目标确定后,接下来的工作就是设计节能方案,并通过分析实现节能目标的成本和收益,选择最适合的节能方案。节能方案的制定以节能标杆管理项目小组为主体,也可以邀请外部专家论证节能方案的可行性。节能计划实际上是一份变革计划,在具体实施的过程中难免遇到各种阻力。尽可能排除与变革相抵触的力量,争取企业成员的理解、接纳与支持,关系到变革方案的成败。化解变革阻力最有效的方法是需要争取高层管理者的批准和支持。高层管理者的支持不仅体现在精神方面而且要体现在物质方面。实施阶段的另一项主要活动就是对节能效果进行评估。对节能标杆管理带来的节能效果做一个较准确的测定或估算,是实施节能标杆管理绕不开的话题。火电行业的节能率是我国多年来验证节能效果时通常习惯使用的计算方法;火电行业能效指数(energyefficiencyindex,EEI)也可作为评价火电企业能效水平的一个指标。如果没能达到预期的节能目标,节能标杆管理项目小组需要及时分析存在的问题。
需要指出的是,由于节能标杆企业也在不断地提高其节能水平,因此,发电企业需要及时跟踪节能标杆企业,及时更新节能标杆管理中心数据库,在发电企业自身节能绩效已达到节能标杆企业水平时,不断寻求新的突破,持续地进行节能标杆管理,实现最佳节能绩效。否则,即使通过实施节能标杆管理活动,也难以获得预期的节能绩效,更谈不上获得显著的竞争优势。
四、结束语
标杆管理以其超强的可操作性倍受推崇。但是,节能标杆管理在发电企业的具体应用还应注意以下几个问题:第一个问题是寻找适合的节能标杆企业。如果没有合作伙伴提供有意义的数据,标杆管理就无法有效地进行。尽管案头研究(deskstudy)和问卷调查可以获得一些节能数据,如果没有现场参观就无法获得更全面的节能数据。第二个问题是节能数据的有效性。在不同时间和区域,测得的节能数据可能不尽相同。如果节能数据不具有一定的可比性,节能标杆管理就达不到目的。第三个问题是完成节能标杆管理所需要的时间。识别节能标杆管理的合作伙伴,获得合作伙伴的同意,得到充分的节能数据并进行有意义的比较和评估,这些活动都需要花费大量的时间,尤其是在一些任务超出了应用标杆管理企业控制范围之外的时候,更是如此。
参考文献:
[1]CampRobertC.Benchmarking:theSearchforIndustryBestPracticesthatLeadtoSuperiorPerformance[M].ASQCQualityPress,Milwaukee,Wisc,1989.
[2]H·詹姆斯·哈里顿,詹姆斯·S·哈里顿,著.欧阳袖,张海蓉,译.标杆管理:瞄准并超越一流企业[M].北京:中信出版社,2003.
[3]叶泽.电力企业标杆管理的启示[J].中国电力企业管理,2006,(5).
一、我国寒冷地区建筑能耗现状
据资料显示,我国新增采暖能耗以每年6×109kg标准煤的速度在增长。我国北方城镇采暖人口只占全国人口总数的13.6%,但北方集中采暖地区的房屋建筑的建筑面积约占全国采暖房屋面积的50%,且每年有3~6个月的采暖期。在80年代末期,寒冷地区采暖能耗占到当时全国年总能耗的11.5%,占采暖地区全社会能耗的20%以上,在一些严寒地区城镇建筑能耗则高达当地社会总能耗的50%以上。因此,我国建筑节能中心工作首先是围绕着降低北方寒冷地区城镇的采暖能耗展开的。寒冷地区的建筑能耗主要是以供热为主,所以,建筑节能绝大部分是供热节能。
二、建筑物能耗消耗的途径
寒冷地区建筑物的能耗主要取决于围护结构的热传导和冷风渗透,建筑围护结构的散热量,往往要占采暖热耗的1/3以上,如果建筑围护结构具有良好的保温隔热性能,便可减少冬季室内传出室外的热量和夏季室外传入室内的热量,从而减少为维持室内舒适热环境提供的采暖和制冷能量。
建筑节能按围护结构界面划分主要包括墙体节能、门窗节能和屋面节能。如何改善建筑围护结构的保温隔热性,节约能源,开发和利用太阳能,保证人们生活在良好的环境中,是建筑设计中应重点考虑的。
三、寒冷地区建筑节能设计
笔者认为寒冷地区的建筑节能设计应着重做好以下三方面的工作:一是要从建筑物的规划设计之初进行节能控制;二是要发展高效的保温隔热材料,做好屋面保温隔热防止室内外热交换,从而减少建筑能耗;三是要控制建筑物的体形系数、选择适宜的朝向及采用合理的构造措施。下面将详细论述。
(一)建筑的规划节能设计
现在说建筑节能,人们往往只考虑建筑的构造、材料、围护结构的热工性能,而忽略了建筑规划设计创作阶段的节能控制。我们应该在设计之初将建筑设计创作与规划、构造、材料等方面进行综合考虑,从而全面提高住宅建筑的节能效果和建筑品质。
1、住宅选址与规划布局
国内住宅建筑多以小区形式出现,住宅建筑选址的好坏、规划的合理性是决定住宅节能设计的先决条件。住宅小区选址应根据地形特点,选择避风向阳的朝南坡地或平原,避开迎风的水域岸边或容易形成风道的山谷、山顶等,因为冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。
2、道路设计与小区通风
为使建筑单体争取更好的朝向,我们在设计初通常将小区道路的布局与用地结合布置。除施工便利、方便使用,道路也是整个小区的通风道。道路设计时应便于组织小区通风,并与城市、小区绿化空间结合,把新鲜空气引入小区,从而提高居住区内的小气候环境质量。
3、景观绿化设计
小区环境绿化要突出居住条件的均好性和共享性,为居民提供户外休闲、观赏和改善生态环境的绿化空间。景观绿化可以有效降低气温、调节湿度、防风抗风、改善通风质量,从而抑制热岛效应,改善住宅建筑外维护结构的热工性能。绿化应以绿植物为主,形成点、线、面相结合的完整绿化系统,形成良好适应气候特点的植物群落。
4、雨水收集利用。
在现代住宅的节能设计中,应建立雨水收集与中水利用系统,并使其用量达到总用水量的30%。一般住宅小区,屋面与路面面积之和约占地面面积40%,做好屋面和路面收集将是雨水收集的重要部分。屋面雨水收集主要是通过水落管将雨水收集引流,进入小区内中水处理系统。小区路面通常采用铺贴渗水砖和设置路面排水沟,这样雨水可以通过渗水砖和水沟进入小区的中水系统中,为小区的绿化灌溉和中水使用提供水源。
(二)建筑外围体系节能设计
建筑物耗热量主要由通过围护结构的传热耗量构成,其数值约占总耗热量的1/3以上,所以改善围护体系节能对于提高住宅节能设计有着深远的影响。住宅建筑围护体系的节能设计重点在其外墙、门窗和屋面三大部分。
1、外墙保温设计
(1)外墙节能构造
目前外墙节能的主要方式是采取复合墙,即在墙体不同部位设置高效保温隔热层,形成外墙内保温、外墙夹心保温、外墙外保温3种复合墙体。
(2)外墙内部保温
外墙内保温是用保温材料置于外墙的内侧,它的优点在于:对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高;内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭设脚手架,施工方便。
(3)外墙夹心保温
外墙夹心保温是将保温材料置于外墙的中间部位,内外侧墙均可采用传统的砖、混凝土空心砌块等,这些传统材料的防水、耐候等性能均较好,对内侧墙和保温材料形成有效的保护,对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等保温材料均可使用。夹心保温墙施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬期施工,近年来在严寒地区得到一定的应用。
(4)外墙外保温
由于对节约能源与保护环境的需求不断提高,建筑围护结构的保温也在日益加强,其中以外墙外保温的发展最为迅速。外保温墙体适用于有采暖和空调要求的工业与民用建筑,既可用于新建建筑,又可用于既有建筑节能改造。其对主体结构具有保护作用,有效避免了室外气候变化引起墙体内部温度变化,使结构主体寿命延长;有利于消除或减弱冷、热桥的影响;可避免室温发现较大波动;对原有建筑改造时,减少对室内的干扰;不占用室内空间,在二次装修时,避免对保温层进行破坏;增加了立面装饰效果;适用范围广泛,综合效益显著。
外墙外保温技术在国内已有良好的基础,特别是在北方寒冷地区推广应用中已取得了成效。因此应成为日后寒冷地区外墙保温的首选设计。
2、窗体节能设计
窗户是建筑外围结构重要的组成部分,也是外围护结构中能量损失最大的部位。一般住宅的外窗(包括阳台门)面积约占建筑面积的20%左右,其中通过外窗传热散失的能量约占建筑能耗的28%左右,通过外窗透气散失的能量占建筑能耗的27%左右。
(1)合理选择玻璃类型
玻璃是窗户中面积最大的组件.改进这部分的热工性能对整个窗户的节能性能有很大的影响。随着技术的发展和人们节能意识的提高,窗户玻璃材料发生了巨大的技术进步。从透明玻璃到有色玻璃、镀膜玻璃,从单层玻璃到双层玻璃以及中空、真空玻璃。使用节能型窗玻璃,是提高整个窗户保温性能的一大重要措施。目前节能效果好、具有推广价值的节能型玻璃有中空玻璃、镀膜玻璃等功能性玻璃。
(2)提高外窗气密性
如门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封。框与扇之间的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等。
(3)选择节能的窗型
目前常用的窗型有外平开窗、左右推拉窗、固定窗、亮窗和上下悬窗,还有内开下悬翻转窗、上下提拉窗等。固定窗如果安装合理是气密性最好的,且造价低,但是在要求有良好通风的地方不能使用,故一般用于工业建筑中。安装了密封条的外平开窗、下悬翻转窗有适度的气密性,在开启时还有良好的通风性能,但开启时需占用空间。平开窗由上部固定扇和下部推拉扇组成,平开窗能移动的窗扇越少气密性相对越好。平开窗在窗扇关闭后,窗扇和窗框之间压条压得较紧,很难形成对流,节能优势明显。
3、屋面的节能设计
从保温原理来说,热气流是向上运动的,而冷气流则向下运动,屋顶可截住热气流使热量不散出室外,屋顶作为建筑的主要围护构件比其他界面更要起到保温、隔热作用,是建筑节能的主要部位之一。
屋面节能措施应主要选择密度大,传热系数小的保温材料,不宜选择吸水率大的保温材料,以防止保温层大量吸水而降低保温效果。北方地区经常采用的水泥珍珠岩、加气混凝土砌块及水泥聚乙烯苯板等保温材料上铺防水层方法,经过多年使用效果很好。
结语
节能降耗是目前建筑业发展的趋势,寒冷地区建筑节能的主要途径就是要加强外围结构的保温设计,应用高效保温隔热材料并改进建筑构造。使中国建筑业不断走向可持续发展的道路,为创造节约型社会做贡献。
作者:张国强 来源:云南建筑 2013年4期
新标准在建筑专业整体章节布置上变化不大,新标准在建筑体形系数、各朝向窗墙比的设计指标限值基本无变化,只是对南向窗墙面积比从原标准的限值为0.5更改为0.3~0.7取值范围,不进行权衡判断。因为建筑内部可以获得从南向外窗进入的太阳辐射热能,因此适当加大南向外窗面积有利于节能。但要控制在一个合理的范围内,以达到既保证昼间能够有充足的太阳能获益,又不会造成夜间出现太多热能的损耗的目的。在具体条款内容方面有很大的变化。首先新增了三个强条:一是层高大于3.0m的住宅应进行权衡判断,2010版标准对层高未具体要求。二是居住建筑北向不应设置凸窗,2010版标准是推荐性条款。三是东、西向主要房间的外窗设置活动式外遮阳,2010版标准是推荐性条款。重点对围护结构热工性能指标提出了更严格的要求。新旧标准关于建筑热工性能指标比较见表1。从表1可见,新标准对建筑屋面、外墙、架空或外挑楼板以及公共空间入口外门的围护结构传热系数做了更严格的指标控制限值。并且在分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝等部位,2010版标准未给出明确的热工性能控制指标而新标准做了具体明确。另外新标准在外窗方面,对热工性能控制指标和气密性等级都有所提高。新标准的热工性能指标高于我国现行行业标准。
2对节能评估的影响
由于强条的增加,在做住宅类项目的节能评估时,除了要关注原标准中涉及的强条外,评估报告要明确项目的平均层高是多少,是否大于3.0m;建筑物是否设计有凸窗,特别是北向;东、西向外窗是否设计了活动式外遮阳。如果在设计上没有明确,评估报告应提出要求。而不再只是提出建议。例如凸窗挑出过多过大对节能影响很大,因此评估要求在居建设计中北向不应设置凸窗;其他朝向设置凸窗时,凸窗凸出(从外墙面至凸窗框外表面)不应大于400mm,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。在对围护结构热工性能指标对比中,要注意写法的改变,新标准中去除了非采暖地下室顶板和阳台门下部门芯板的写法,增加了分隔采暖与非采暖空间的楼板、分户墙、分户楼板和变形缝的控制指标。对外窗的热工性能指标对比中,原标准是按窗墙比的取值来规定限值,而新标准是以朝向来规定限值。在对项目进行节能评估时,要明确这些部位的设计指标,如果未明确,评估报告要提出要求。例如,项目未明确分户墙、分户楼板的保温做法,应予以明确;窗户的传热系数与玻璃的品种、型材和密封胶条等有关,评估要求拟建项目应根据窗墙比的不同设计选用不同中空玻璃材料,以满足相关节能标准的传热系数限值要求。
3结语
0引言
建筑节能是我国经济发展中的重要国策。建筑给水排水的节能就是在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中,执行建筑节能标准,采用节能型的建筑技术、工艺、设备、材料和产品,提高系统效率和保温隔热性能,本毕业论文由整理加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证建筑物给排水功能和环境质量的前提下,减少给水排水系统的能耗。建筑给水排水的能耗虽然在建筑能耗中所占的比例不大,但降低其使用能耗、提高能源利用效率,有利于节约用水、改善设计系统的效率、保护环境。因此,重视建筑给水排水节能的途径,对研究建筑节能将有积极的意义。
1建筑给水排水节能的依据
建筑节能设计标准是建设节能建筑的基本技术依据,是实现建筑节能目标的基本要求,其中强制性条文规定了主要节能措施、热工性能指标、能耗指标限值,考虑了经济和社会效益等方面的要求,必须严格执行。建筑给排水专业在建筑节能设计中主要所依据的法规、规范、标准有:《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国建筑法》、《中华人民共和国可再生能源法》、建设部《民用建筑节能管理规定》、《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005、《公共建筑节能设计标准》DBJ01-621-2005(北京地方标准)、《公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2004(上海地方标准)、《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95、《住宅建筑规范》GB50368-2005、《住宅建筑节能检测评估标准》DG/TJ08-801-2004(上海地方标准)、《住宅设计标准》DGJ08-20-2007(上海地方标准)、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003、《建筑给水排水与采暖工程施工质量验收规程》GB50242-2002、《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》GB50364-2005、《污水再生利用工程设计规范》GB50335-2002、《建筑中水设计规范》GB50336-2002、《城市污水回用设计规范》CECS61-1994、《建筑与小区雨水利用工程技术规范》GB50400-2006、《节水型生活用水器具》CJ164-2002、《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006等。目前涉及建筑给水排水方面的节能标准并不多,但随着节能要求的提高,建筑给水排水的节能将逐步得到提高,标准也将不断完善。
2建筑给水排水节能的主要途径
2.1给水
合理确定用水量(包括冷水、热水及其他等用水)的定额。严格执行《建筑给水排水设计规范》中的生活用水量定额标准,并非用水量越高越好。理设计建筑给水系统。主要可通过下列方法实现:充分利用市政管网的压力,直接供水;合理进行竖向分区,平衡用水点的水压;采用并联给水泵分区,尽量减少减压阀的设置;推荐支管减压作为节能节水的措施,减小用水点的出水压力;合理设置生活水池的位置,尽量减小设置深度,以减少水泵的提升高度;优先考虑水池-水泵-水箱的供水方式。推广采用节水的卫生器具。如限制卫生器具的流出水头、红外线感应龙头和便器等,不应采用无控制花管、长流水的小便槽。合理采纳变频调速泵组供水。当采用变频泵供水时,应优先采用变频变压变流量的给水方式,其节能效果要优于变频恒压变流量的给水方式;当采用变频恒压变流量时,工作压力的设定应接近水泵工频运行时高效段扬程的下限;工作水泵应选用2台或2台以上,不同级配工作泵的流量宜以1/2的流量梯变,宜采用大小水泵搭配的形式,并设气压罐小流量给水。当市政条件允许时,宜采用叠压供水设备。具备条件的,应当至少选择一种可再生能源(指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源),用于建筑物的热水供应。热水水源的利用可采用太阳能、水源热泵、地源热泵技术。在采用水源热泵、地源热泵技术时,不得对水体和土壤造成污染和浪费。如利用地下地温地源自动供暖制冷系统,就是通过表层地下水为载体,或将盘管埋在土壤中以盘管内流动的介质为载体,将这些地温热源输送到水源热泵进行能量转换,冬季输出45~65℃的热水。在太阳能的利用上,有条件的可采用太阳能蓄热技术,太阳热水系统的工程参数应结合建筑所处的地理位置确定。太阳能热水器的循环可采用强迫式、自然式循环太阳能热水器和直流式太阳能热水器。太阳能热水器应有温控装置,并应合理控制和设定热水的温度。太阳能热水系统的热能再利用与节水技术还应相互结合。太阳能热水器可作为热水供应的预加热措施,可设在其他热交换器的前端。热水系统宜机械循环以满足用水点的节水要求。合理设计热水供应系统。加强余热的回收和利用(包括工业余热、废热、烟气余热、蒸凝结水、热风能量的回收和梯级利用),有条件的地区可采用城市热网或区域性锅炉房的热水或蒸气作热源。可采用专用的蒸气或热水锅炉制备热源,也可采用燃油、燃气热水机组制备热源或直接供应生活热水。当地电力供应较富裕的地区或鼓励夜间使用低谷电的政策时,可采用电能作为热源或直接制备热水。从技术可靠、经济适用的角度出发,应合理配置组合各种不同热源的比例关系。对集中热水系统远距离的少量供热点可采用局部加热方式;对不同场所可采用不同的热源形式。热水供应系统储水温度宜控制在55~60℃。应合理确定热水用水量定额、耗水量、耗热量、供水水温、水质等热水系统的基本设计参数。热水供应管网宜采用同程回水的给水方式。当采用电作为热源时,宜采用储热式电热水器,以降低耗电功率。热水供应系统宜缩短热水的给水时间,增加机械循环,并平衡冷热水的水压。对于适合热电联供技术的工程,应优先考虑。
2.2排水和雨水
①排水应尽量采用重力排水的方式。本毕业论文由整理②污废水管道的敷设应就近排放,并应避免压力提升。③中水的利用。④利用空调凝结水排水。⑤蒸汽凝结水的回收利用。⑥雨水的收集和综合利用。
2.3冷却水和消防给排水
冷却水宜循环利用,提高水的重复利用率。在水源条件许可的情况下,可采用江水、河水、湖泊水、海水、地下水等作为循环冷却水。合理选择冷却塔。在空气湿球温度较低的干燥地区,可通过设计计算来适当提高冷却水进出水温差,以减少循环水量和循环水泵的能耗,缩小循环管道的管径。合本理布置冷却塔。保证冷却塔之间的距离,有良好的气流组织条件,避免影响冷却塔的散热效果。针对不同的循环冷却水水质应采取化学(杀菌、灭藻等)、物理(过滤)的水处理方法,具有缓蚀、阻垢的水处理功能,减少管道和机组内的结垢、腐蚀。在一定的条件下,设置合用消防水箱,以减少消防水箱的清洗用水。利用消防试验排水,将消防排水返回到消防水池。增加消防水池、消防水箱的水处理设备。
2.4自动控制和计量
建筑中宜设置建筑给排水自动化的监控系统(温度设定与控制、水池、水箱的报警和监控)。变频泵供水方式宜采用管网末端压力表控制水泵转速的运行方式。针对不同需要场所及使用条件,应加强给水用水量计量。住宅应设分户水表计量用水。居住建筑节能改造应当安设分栋用热计量和供热系统调控装置。公共建筑应当设计并安装用热计量、室内温度调控、多表远程操控系统和供热系统调控装置。冷却水补充水、锅炉补充水、绿化用水、水景补充水、游泳池补充水、蒸汽应分别设置水表计量。其他需要独立计量的管道系统(如道路浇洒用水、汽车冲洗用水、地面冲洗用水等)宜设水表计量。企事业单位、学生宿舍的公共浴室、淋浴间等宜刷卡(或采用红外线、脚踏开关)来用水。
2.5其他
在设备、材料的选用中,应选用节能型、节水型等节能高效的产品,应禁用淘汰产品。宜推广化学建材,并执行国务院建设行政主管部门制定并公布的建筑节能新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品推广目录以及限制或者禁止使用能耗高的技术、设备、材料和产品的目录。节水、节能型产品如:喷射式和压力流冲击式的节水大便器(冲水量≤6L/次)、免水冲小便器、陶瓷片密封水嘴、红外线感应节水装置、自力式平衡压力恒温混水阀、节能型热交换器、飘水量小省电型冷却塔、太阳能热水器、高效率的水泵等;淘汰产品如:多层住宅、多层公共建筑的生活给水管道禁止设计、使用镀锌钢管;小区建设工程中禁止设计、使用埋地铸铁排水管和水泥排水管;城镇新建住宅中淘汰砂模铸造排水铸铁管。在工业建筑中,应采用节水、节能的生产工艺和设备。注意加强设备与管道的保温,应选用理化性能优良的保温材料,并确保有效的绝热层厚度。生活热水管管道的经济绝热层厚度可参考表1。对于管内介质温度在7℃常温时,采用柔性泡沫橡塑的设计厚度应按防结露要求计算确定;对于管内介质温度0~95℃的热水管道不适宜采用柔性泡沫橡塑材料保温。
在水泵的设计选择中,运行工况点应落在Q-H水泵曲线的高效端中,变频泵的选用工况点宜落在高效端的右侧。热水锅炉、热水器、热交换器等设备应高效率、节能,应采用优质的阀门、浮球阀等配件。在绿化用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水;尽量利用室外管道内水的余压供水;绿化用水宜采用滴灌、喷雾等节水技术。在道路浇洒用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水,尽量利用室外管道内水余压的供水方式。在汽车冲洗、地面冲洗用水中,尽量采用非生活饮用水,可采用雨水、中水等杂排水,并对冲洗用水回收利用。在游泳池用水、水景用水中,尽量循环使用,设置水处理装置。
3建筑给排水节能与功能、节水、经济的关系
3.1节能与功能
建筑给排水节能应用技术是综合应用的工程技术。在追求节能的同时,需要满足建筑给排水设计的基本功能要求,不能顾此失彼,失去功能要求的节能是没有意义的。不要出现以节约能源和节约用水的名义做出一些既不节能、节水,也不环保的措施。问题解决的根本还在于节能价值观的调整,设计应该树立一种全面的系统价值观念。建筑给排水节能的关键是从系统的设计抓起。合理的系统设计需要既满足使用功能又满足节能要求。节能需要多种技术的综合应用,结合建筑的特点、地区的具体情况采取不同节能方式的组合。雨水收集与砂基渗水砖应用技术、生态污水处理系统与中水回用应用技术就是建筑给排水节能与功能处理得较好的方式之一。同时,也需对因节能引起设计功能变化的问题进行处理。变频调速技术(如变频增压给水设备等)节省了建筑所耗电能,但由此产生的高频谐波,对内压较低的电器易产生冲击而造成损坏,其节省能耗产生的经济效益可能还不足以弥补损失。
3.2节能与节水
建筑给水排水的节能技术也是综合节水技术,建筑给水排水的节能、节地、节水和节材潜力很大。建筑给排水的节能和节水是相互联系的,在节水的同时往往也能达到节能的目的。建筑给水排水的节能是重点降低长期使用时的总能耗,节水是重点考虑水资源的循环利用,节材是重点研究新型工业化和产业化道路。对生活水池的大小尽量按经济、节地、节能的原则设计,从节水的角度出发,生活水池内采用釉磁涂料涂刷或采用不锈钢材料,确保卫生、减少水箱的污染和换水次数,以达到减少水资源的浪费,达到节能的目的。采用新型给水管道,如塑料管、不锈钢管、衬(涂)塑钢复合管等,同样是在节约用水的同时,也节约了材料和能源。在居住区排水中应用塑料检查井技术,还可达到节地的目的。超级秘书网
3.3节能与经济
建筑给水排水的节能是需要经济的投入,特别是建设初期。节能应强调建筑整体的效益,根据功能目标、使用性能、经济效益达到预期的目的。事实上,节能是一个相对的概念,经济问题也是需要考虑的,节能的经济性可以通过一定时期的运行来得到经济回报。本毕业论文由整理对于工程项目中建筑给排水有明显节能效果的技术措施,应进行节能量、投资额和投资回收期进行必要的经济技术分析。设计在考虑技术、经济效益的同时,还应该充分考虑节能的先进性。