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公共建筑节能减排改造研究及实例分析

来源:原创论文网 添加时间:2019-05-05
 建筑节能减排论文范文第三篇

  摘要:简要阐述了在我国建筑业快速发展的时代背景下, 我国公共建筑的耗能情况和节能改造的现状, 分析了公共建筑节能改造的意义, 提出了对公共建筑外围护系统、照明系统、中央空调系统、可再生能源利用以及加强和改善建筑后期运维模式等的改造措施。对某大型医院的能耗现状、用能特点进行了剖析, 分析了存在的问题及改造潜力等, 给出了适合医院节能改造的技术措施。从而提高对公共建筑节能改造的认识和改造的水平。

  关键词:公共建筑; 节能改造; 技术措施; 实例分析;

建筑节能减排论文

  0 引言

  随着我国经济的高速发展和城镇化程度的不断增快, 对于能源的需求日益迫切, 同时, 能源的供不应求与低效利用的矛盾也越来越突出。然而, 建筑能耗尤其是公共建筑也成为了一个耗能大户。

  我国公共建筑单位面积耗能量较大, 特别是一大批运行使用年限较长的大型公共建筑, 这类建筑的外围护结构未做保温或者外墙保温性能不佳、照明系统和中央空调系统匹配不合理、运行管理不规范, 造成严重的资源浪费, 因此公共建筑的节能潜力巨大, 而且大部分公共建筑为单一用途, 较容易协调, 具备实施建筑节能改造的基本条件。

  1 公共建筑节能改造的意义及改造技术

  1.1 公共建筑节能改造的现状

  1.1.1 公共建筑耗能途径和原因

  公共建筑的能源消耗非常巨大, 其能源消耗主要为电力能源, 其中公共建筑的中央空调、照明系统和动力设施的耗能占了绝大部分。分析其主要原因是:

  (1) 建筑在建造过程中忽略了外围护结构的保温性能, 公共建筑往往开窗面积过大或者采用大面积的玻璃幕墙成为能源流失的重要途径;

  (2) 建筑在使用过程中的运行管理落后不科学和建筑使用人员的节能意识淡薄也是能耗增加的重要原因之一。

  1.1.2 相关激励政策

  近些年来, 国家对我国公共建筑节能改造也相继出台了一系列的政策和支持条件。早在2012年, 住建部和财政部便启动了“公共建筑节能改造重点示范城市”申报工作, 重庆、上海、深圳被选为第一批试点城市, 2015年的第二批试点城市则包括济南、厦门、福州、青岛、哈尔滨等七个城市。凡是经住房和城乡建设部、财政部审核遴选入选的全国公共建筑节能改造重点城市, 中央财政将按照每平方米改造面积补助20元的标准进行补贴, 此外各个入选城市所在省也将按改造面积进行配套补贴或奖励。

  1.2 公共建筑节能改造的意义

  我国现有公用建筑面积约为45亿m2, 占城镇建筑面积的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%。在过去几十年中, 我国建造的公共建筑大多数为非节能建筑, 这些建筑也成了如今的能耗大户。所以, 推动既有公共建筑进行节能改造, 对于建设节约型社会, 开展建筑节能关键技术研究意义深远;更可以有效降低建筑能耗, 还能改善建筑外部环境和内部环境的健康舒适度, 为在其中的工作人员提供一个舒适、健康的工作环境, 从而提高人们的生活水平和工作效率。

  1.3 公共建筑节能改造途径分析

  公共建筑类型较多, 内部设备系统复杂, 不同用途的建筑特点不同其节能改造的方法和途径也不同。根据我国现有的公共建筑的这些特征总结了以下几种节能改造途径。

  1.3.1 建筑外围护结构的节能改造

  公共建筑外围护结构的节能改造主要包括外墙和屋面保温改造, 以及节能门窗的改造。

  (1) 建筑外墙的改造主要是针对既有公共建筑的外墙面可以重新进行外保温和外饰面的施工。在对原墙面处理后采用薄抹灰外墙外保温系统增加保温隔热材料, 也可以直接铺贴建筑装饰保温一体化板材进行施工。这种材料既可以提高施工效率, 节约人力成本, 还可以保证建筑物外饰面的美观耐用。对于有大面积的玻璃幕墙的建筑外墙可根据具体情况更换成双层通风幕墙或带遮阳的双层幕墙等节能型的玻璃幕墙, 对不改动的外墙可在建筑的南面和西面增设外遮阳体系, 从而可以有效降低建筑的空调负荷达到节能的目的, 同时也可供丰富建筑立面效果。

  (2) 建筑屋面的改造一般结合防水工程一起完成。根据屋面形式和构造的不同, 选择不同的保温材料和构造, 使屋面起到阻止热辐射的作用。

  (3) 建筑门窗是建筑外围护结构中的主要组成部分, 其耗能在建筑总能耗中占很大比重。建筑门窗的改造就是要减少门窗的渗透量、传热量和太阳能辐射量, 通常的做法是更换双层或三层的中空玻璃塑钢窗, 并且采用低辐射的Low-E玻璃或热辐射玻璃等, 以达到节能的效果。

  1.3.2 空调系统

  (1) 集中空调系统的改造措施:更换老旧冷水机组;将离心式冷水机组更换为变频离心式冷水机组;更换低效率或配置选型不合理的水泵;冷却水泵、冷 (热) 水泵使用智能变频控制柜, 实现变水量系统运行;将空调系统进行分控和分室温控制改造, 把分控和总控相结合设置分控和总控温度调节器保证建筑的使用温度要求;增加热回收换热器。 (2) 分体式空调系统的改造措施:替换使用年限长能效低的老旧空调;在房间加装节能控制插座。

  1.3.3 照明系统的改造

  (1) 使用高效的LED灯替换原有耗能较高的日光灯; (2) 在较大的开敞空间 (如大型礼堂、会议室等) 设置人体感应开关, 并充分利用自然采光; (3) 改造照明系统的控制回路。

  1.3.4 可再生能源系统的利用

  在公共建筑改造中应充分利用可再生能源的节能技术。可再生能源包括太阳能、风能和地热能等, 这些可再生能源转换技术的研发和利用是公共建筑节能改造的一个新的发展方向。目前, 一些成熟的可再生能源应用技术已在公共建筑节能改造中得到了广泛的应用, 例如:利用太阳能热水、太阳能光伏发电、风力发电和地源热泵采暖和制冷等。但是, 在对可再生能源利用时应该充分考虑建筑所在地的地理特征和可再生能源分布情况、应用条件, 以及建筑本身的用能特点、能源需求量等条件, 再确定该公共建筑的改造可以应用的可再生能源的种类和具体的技术方式。

  1.3.5 优化和完善运维管理模式

  在做好公共建筑节能改造的前提下, 还应该完善公共建筑节能改造相关的配套设施和制定相应的法律法规, 明确改造前后各方的权利和义务, 同时还应该制定公共建筑节能改造技术标准, 并加强对改造后勘验和审查。在物业管理方面, 目前大部分公共建筑都是采用用户聘请物业公司管理, 不论建筑耗能高低、是否节能, 都会向其支付定额的物业费。这种模式显然已经落后, 不能适应当前的节能要求, 亟需改变。可以采用将物业费与建筑的耗能量挂钩, 激励物业人员关注建筑节能的要求。通过组织学习、加强节能宣传等方式进一步提升建筑使用人员的节能意识, 通过运维管理模式的节能潜力也是巨大的。

  2 公共建筑节能改造实例分析

  2.1 建筑概况

  本文介绍了某大型医院节能改造工程。该院占地7万多平方米, 建筑面积为16.89万平方米, 其中本次节能改造的面积为15.27平方米。医院包括门诊医技综合楼、外科楼、医疗辅助用房、肛肠医院、儿科综合楼、办公临时用房和保健综合楼等, 7个建筑的建筑面积、建造时间、用途和用能情况是不相同的单体建筑。

  2.2 用能情况分析

  经调研, 该医院主要耗能系统是暖通空调和生活热水系统、供配电和照明系统和控制系统等。因各楼的建造时间和用途等的不同其用能形式和耗能量也是不同的, 本文主要分析照明系统和中央空调系统的能耗。

  2.2.1 照明设备能耗情况

  该工程的照明系统大量使用T8、T5日光灯和部分普通节能灯及吸顶灯。经统计, 照明系统的年耗电量约为2 023 939.6 k W·h。

  2.2.2 中央空调系统用能情况

  该工程中央空调系统夏季冷源采用风冷热泵机组, 机组夏季冷冻水供回水温度为7℃/12℃, 夏季空调系统末端形式为风机盘管。冬季热源为城市集中供热蒸汽, 通过换热器转换为60℃/50℃热水输送到风机盘管中, 实现建筑物的供热。个别房间采用分体式空调设备夏季供冷。风机盘管水系统为双管制系统, 在垂直方向为异程系统, 在水平方向为同程系统。中央空调空调系统的耗能量如表1所示。

  表1 中央空调系统耗能

  2.3 改造方案

  分析该工程的用能情况, 照明年耗电为2 023 939.6 k W·h, 空调系统的总耗电为4 298 378 k W·h。通过这些数据可以看出, 该医院的照明、空调系统电耗量较大, 节能潜力巨大, 亟需改造。

  2.3.1 照明系统节能改造方案

  对原有灯具进行LED灯具替换, 主要替换情况如表2所示。

  表2 灯具替换表

  2.3.2 中央空调系统改造

  该医院中央空调系统的改造主要是对中央空调输配系统、中央空调末端和中央空调热源等进行改造。其中空调输配系统中冷却水泵和冷却塔都改用变频控制达到节能的目的;末端改造后将中央空调末端温控控制器采集到的室内温度、时间、人员、运行时间信息上传到服务器, 由后台管理平台监管。此平台通过IE实现对所有空调的远程管理。在无网络的情况下, 控制器自动转换单机智能控制;空调热源将蒸汽热源更换为高压热水, 冬季整个院区采暖由热电公司供给的高温水替代。经过上述改造实现了空调系统节能。

  2.3.3 控制系统改造

  控制系统的改造主要是将原有的灯具开关更换为人体感应节能控制器;将风机盘管的开关更换为温控开关;对部分单体空调加装智能插座。

  2.4 改造效益分析

  经测算, 通过多上述改造该医院的节能效益分析如表3所示。

  表3 改造前后节能量对比表

  综上分析, 经过对照明及空调系统等的节能改造, 该工程的综合节能率约为20%, 达到了公共建筑节能的要求和改造的目的。

  3 结语

  目前, 我国公共建筑的类型复杂、耗能较大, 公共建筑的节能改造势在必行。同时, 公共建筑节能改造能有效地缓解当前我国资源短缺现实情况, 也能够提高人们使用建筑的舒适性, 提高生活质量。综上, 在了解和应用好现有的公共建筑节能改造政策和技术的基础上, 更要不断地创新和实践, 吸取国内外先进的技术和经验, 更广泛地推广公共建筑节能改造, 促进其更好的发展。

  参考文献
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