時間:2023-03-27 16:57:11
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇節能改造論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
在節能減排,低碳生活全球化的今天,建筑節能越來越被重視,且各國已經制定或者正在制定節能建筑的相關標準和規范。而對于目前能耗相當較高的既有建筑則面臨著節能改造的命運。因此本文探討既有建筑節能改造施工工藝技術具有較強的現實指導意義。
1建筑改造施工特點
既有建筑節能改造的施工作業具有明顯特點。第一,因受施工條件限制,施工過程對建筑物和毗鄰居民的工作生活帶來影響。第二,原有建筑周圍空間限制,其改造施工的材料堆放場地有效,嚴重制約搭建腳手架和吊欄等施工作業。第三,施工中對其他非改造部位保護措施,影響施工材料進出。第四,施工質量嚴重影響建筑節能的效果。
2 建筑節能改造施工工藝關鍵控制技術
既有建筑節能改造中,建筑墻體、門窗、屋面的保溫隔熱改造措施以及施工工藝流程嚴重影響建筑節能改造的效果和質量。[1]
2.1節能改造施工流程設計
施工之前,首先對現場的平面布置進行規劃,明確劃分施工作業區和居民生活區等非作業區。接著搭設安全通道,拆除散水、陽臺基礎、拆除空調、窗罩等附屬設施后搭腳手架。外墻基層處理、外腳手架搭設完畢并驗收合格后,接著處理外墻附著管線,外墻基層,剔鑿、抹灰,同時拆除窗套和窗口外側抹灰層,待外墻基礎處理和外窗更換完畢,進行外墻面清洗、測量放線和墻外保溫施工。保溫施工結束即可粉飾墻面,安裝外設。之后拆除外腳手架。最后進行現場清理。暖氣、給水改造在開工后即可進行。
2.2腳手架搭設與拆除施工工藝技術
搭設扣件式雙排腳手架。要施工不影響住戶,則必須解決拉結點不足的問題,腳手架沿建筑物連續封閉搭設,增加拋撐數量,樓梯窗口處多拉結,到達頂端后用鋼管拉結兩側外架。腳手架經驗收合格后使用。
腳手架拆除前要制定方案,對拆除工人進行安全教育?,F場設置警示標識,專人警戒。自上而下拆除,連墻壁點須與腳手架同時拆除,不能分段分立面提前拆除
2.3 屋面改造工藝控制技術
建筑節能改造中,選擇在屋頂的結構層上先鋪防水層,后鋪保溫隔熱層,再鋪無紡布并壓覆蓋層的“倒置式屋面”。施工工藝見圖2。
施工過程中按節能改造設計要求拆除原有屋面保溫層、找平層和防水層,并新作找坡層、找平層后鋪首層防水卷材,隨后鋪聚氨酯板,再鋪兩層改性瀝青防水卷材,最后清理驗收。
2.4 外窗改造工藝控制技術
要注意窗口節點處理時,為防止出現熱橋,將外窗安裝在最外側,與外墻外側齊平,并在間隙處用聚氨酯發泡膠填滿,外保溫系統壓住塑鋼窗框2cm。
根據窗戶實際拆除能力,可采取當日拆當日安裝的施工程序。拆除過程中做好對室內物品的防護,窗戶安裝后及時恢復。
2.5 外墻保溫工藝控制技術
原有建筑的外墻保溫是其節能改造的重點,外墻外保溫工藝見圖4。
施工中,勒腳部位須在保溫材料與墻體間加鋪一層防水材料,[2][3]以免水汽通過保溫材料而破壞保溫效果。
2.5.1 基層處理
開始拆除空調及窗罩后,拆除外墻附著管線,將金屬套管固定在墻面,Φ10以下管線直接鋪在保溫材料之下,Φ20管線應在保溫板開槽嵌固。拆除窗臺、窗洞口四周抹灰層及墻面空鼓酥松部分,板上裂縫及接縫,然后用1:3水泥砂漿重新抹平。
2.5.2 墻面測量及彈線、掛線
在建筑物外墻陽角、陰角及其他處掛垂直基準線,在墻頂和基礎部位掛水平線,其他適當位置掛水平線,控制外保溫板的垂直和平整度。
2.5.3 安裝支架
支架是為避免粘帖的聚苯板因重力滑動或下墜。采用腳手管做材料,利用外腳手架立桿挑出的小橫桿固定水平鋼管來支撐聚苯板。
2.5.4 粘貼保溫板
保溫板采用聚苯板。粘貼分點邊粘貼法(圖6)和整面粘貼法(圖7)兩種。點邊粘貼法適用于平整度偏差在10mm/2m范圍內的墻面。施工時先用抹灰刀沿聚苯板四周邊緣均勻涂抹粘膠漿,后在板面上均勻涂抹6~8個粘膠點。[2]粘膠漿厚度視墻面的平整度確定,平整度越差,涂抹越厚。涂抹粘膠點的大小應保證聚苯板實際粘貼面積大于等于板面面積的40%。[3]整面粘貼法適用于平整度偏差在5mm/2m范圍以內的墻面。粘貼前先用抹灰刀在整個板面均勻涂滿粘結膠漿,后用方齒抹灰刀將膠漿拖刮成溝槽狀粘貼。
圖6 點邊粘法圖7 整面粘貼法
墻面保溫板鋪貼采用自下而上沿水平方向橫向分段鋪貼。每排板錯縫板長的1/2,局部最小錯縫保證大于200mm。轉角處搭接,將抹好粘膠的保溫板依排板控制線安裝在支架上,均勻擠壓平整使符合外墻平面控制線,刮掉板周圍擠出的粘膠,保證板縫與板縫間無“碰頭灰”。下一塊保溫板粘貼時,應將其從側面推壓向前一板,并保證壓緊接縫,縫隙控制在2mm。保溫板墻面垂直平整誤差控制在2mm內?!按翱诒匕逖辔膊蹜槾翱蛘迟N(與窗口面平行)。并注意上下窗口橫槽粘貼,左右窗口豎槽粘貼,避免槽內砂漿產生的冷橋。下窗口保溫板要蓋在立墻面保溫板上,避免接水口的產生。”[4] 為防窗口部位滲水,先將脹密封條粘帖在框邊緣,后用保溫板與塑鋼窗框擠緊密封條?!伴T窗洞口應以整塊保溫板粘貼,粘貼前在保溫板上裁切出短邊尺寸不小于200mm的門窗開角,并準確控制洞口部位保溫板的尺寸,留出窗臺板和鷹嘴尺寸。”[5][6]陽臺欄板施工,需安裝水平支架,保證保溫板粘貼牢固不下墜,并用保溫板條填充接縫較大的縫隙,然后再用發泡膠對所有保溫板接縫發泡密封。
3 結語
既有建筑節能改造中,建筑墻體、門窗以及屋面的保溫隔熱改造措施是建筑節能改造的關鍵控制點。在改造施工中,只有科學正確處理這些關鍵控制點,才能保證節能改造的效果,真正起到節省消耗、節約能源的作用。自然能源資源日趨緊張的嚴峻形勢,對建筑節能提出了新的挑戰。新材料和新技術層出不窮,但是要使其真正發揮節能作用,施工過程成為最后的關鍵控制要素。論文對基于節能的建筑改造施工工藝和關鍵技術進行了深入探討,以供同行參考。
參考文獻
[1] 邵正元.既有住宅樓節能改造措施探討[J].城市建設.2010(19).
[2]華北地區建筑設計標準化辦公室.88J2-4墻身-外墻保溫[M]. 華北標辦.2001.8
[3]華北地區建筑設計標準化辦公室.88J2-9墻身-外墻外保溫[M].2004.
[4]燕尾槽外保溫板的施工指導方案.blog.省略/zhujiang828@126/blog/static/57443993200832292554840.
[5] 林少揚.建筑節能改造施工工藝及關鍵技術分析[J].中國新技術新產品,2010(19):186.
關鍵詞:湖南地區;既有建筑;外墻節能改造
中圖分類號:TU55+1.1
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2012)06-0155-02
1 前言
國務院確定了“十二五”期間完成夏熱冬冷地區既有建筑節能改造5000萬m2的目標任務。湖南屬于典型的夏熱冬冷地區,日夜溫差和冬夏溫差比較大,且冬夏時間比較長。夏季平均氣溫在29℃左右,高溫部分地區可達到40℃,時間從5月到10月,冬季最低溫度可至零下,時間從12月到次年3月。湖南地區既有建筑中超過80%是高能耗建筑,針對既有建筑的節能改造顯得越來越重要和緊迫。節能改造關鍵是控制建筑護結構的熱損耗,做到夏隔熱冬保溫。而護結構中墻體又占了較大的比例,所以既有建筑外墻節能改造是湖南地區既有建筑節能改造的一個最重要的環節。
2 湖南地區既有建筑外墻節能改造類型的比較研究
根據外墻節能改造施工位置的不同,外墻節能改造主要分為兩大類,即:外墻內側節能改造和外墻外側節能改造。外墻內側節能改造是在既有建筑外墻墻體結構內側覆蓋一層節能保溫材料,通過粘接劑固定在墻體上,之后再做保護層及飾面。外墻外側節能改造是在主體墻結構外側利用粘接材料的作用,固定一層節能保溫材料,并在保溫材料的外側用玻璃纖維網加強并涂刷粘結膠漿或做其它墻體外飾面處理。
通過工程節能改造實踐及對比分析總結,外側節能改造較內側節能改造更適合湖南地區氣候特點。湖南地處長江中下游亞熱帶氣候區,潮濕多雨,其外墻的節能改造應該以隔熱保溫為主,兼顧防潮、防水抗裂。內側節能改造存在保溫隔熱效果差,易結露,占用室內使用面積,破壞室內裝修,保溫層易出現開裂等問題。外側節能改造則具有以下優勢:
1)節能效果好。由于節能材料是置于建筑物的外側,有效阻隔外界溫度對內部環境的影響,也可以有效消除建筑物各個部位的熱橋影響,達到節能改造的目的和效果。
2)加強對外墻墻體結構的保護。外側節能改造能在保溫隔熱節能的同時,有效削弱外界溫度、濕度、紫外線等自然因素對外墻墻體結構的的應力影響,保護外墻墻體結構,適用于湖南冬冷夏熱,溫差大,濕度大,紫外線強的氣候特點。
3)施工方便。由于外側節能改造主要在建筑外墻施工,所以對建筑內部環境影響更小,減少了對建筑內的生活工作影響。
3 湖南地區既有建筑外墻節能改造材料性能比較研究
既有建筑外墻節能改造中,節能保溫材料的選擇是至關重要的。節能保溫材料的選擇應注意以下幾點:1)具備優良的保溫絕熱性能,導熱系數?。?)材料厚度適宜,與墻體結合穩定性高,耐久性強;3)具備優良的阻燃性、熱濕性等。湖南地區常用的外墻節能改造保溫材料有:膠粉聚苯顆粒保溫漿料、泡沫塑料板、巖棉等。
3.1膠粉聚苯顆粒保溫漿料
膠粉聚苯顆粒保溫砂漿是以干拌砂漿為主要膠凝材料,以聚苯乙烯泡沫顆粒為輕骨料,加入適當的抗裂纖維及多種添加劑,在施工現場攪拌均勻得到。該材料導熱系數低,保溫隔熱性能較好,抗壓強度高,粘接力強,附著力強,耐凍融、干燥收縮率及浸水線性變形率小,不易空鼓、開裂。(材料性能指標見表1)。此保溫材料在湖南地區既有建筑外墻節能改造中應用較早,但隨著國家對建筑節能的不斷重視,節能政策不斷更新,湖南地區的節能要求由過去的50%提高到65%,這一趨勢使得膠粉聚苯顆粒很難在合理的厚度下達到保溫要求。盡管如此,膠粉聚苯顆粒仍能作為其它保溫系統的輔助材料在保溫隔熱中發揮其作用,比如作為找平層材料起到雙重保溫的作用。
3.2泡沫塑料板
泡沫塑料是以合成樹脂為原料,加入發泡劑,通過熱分解放出大量氣體,形成內部有無數氣孔的塑料制品,是一種多孔狀的輕質、保溫、隔熱、吸聲、防震材料。泡沫塑料常以所用的合成樹脂命名,如聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等。
聚氨酯泡沫塑料(PU)按其軟硬程度分類可分為軟質型和硬質型,用于建筑保溫的多為硬質型。
聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯樹脂為基料,加入發泡劑等輔助材料,經加熱發泡、熟化、成型、烘干、切割而成的輕質板材。按是否摻入阻燃材劑,分為阻燃型和普通型兩種。按采用的成型工藝不同,分為模塑板(EPS)和擠塑板(XPS)兩種。
通過對聚氨酯泡沫塑料(PU)、聚苯乙烯泡沫塑料板模塑板(EPS)、擠塑板(XPS)三種節能保溫材料的基本性能指標列表對比(見表2)來看,PU板不論是在保溫還是耐溫方面是都有較好的優勢,其次為XPS板。XPS板粘結強度是三者中強度是最高的。雖然EPS板在這三種保溫材料中各項基本性能的比較中相對較弱,但其市場價格相對更低,其性價比相對有一定的優勢。
聚氨酯泡沫塑料(PU)、聚苯乙烯泡沫塑料板模塑板(EPS)、擠塑板(XPS)三種節能保溫材料因材料性能的差異而各有其優缺點,適用于湖南地區不同節能改造要求的既有建筑外墻(見表3)。
3.3巖棉
巖棉是以精選的天然玄武巖或輝綠巖等為主要原料,經過高溫融化,高速離心法或者噴吹法等工序制成的棉絲狀無機纖維。巖棉經過一定工序加工制成的巖棉板以其良好的絕熱、吸聲性能和良好的化學穩定性、耐熱性和不燃性,廣泛的運用于既有建筑的外墻節能改造。(其材料性能指標見表4)
與常用的有機類保溫材料相比,巖棉最大的優勢在于其是無機不燃材料,其在歐洲地區得到了普遍的運用,作為主體保溫材料應用于外墻保溫系統及運用于膨脹聚苯板外墻保溫系統的門窗洞口的防火隔離帶。在湖南地區既有建筑外墻節能改造中也漸漸被重視,逐漸成為主要的選擇材料。
4 湖南地區既有建筑外墻節能構造技術及應用效果比較研究
目前,湖南地區既有建筑外墻節能改造的實施方法有多種,較為常用的做法有以下幾種:氟碳漆面保溫隔熱復合裝飾系統、聚苯板薄抹灰保溫系統、干掛石材(鋁塑板)幕墻裝飾系統。每種實施方法都有具體的構造技術要求、應用前景和方向。
4.1氟碳漆面保溫隔熱復合裝飾系統
氟碳漆面保溫隔熱復合裝飾系統是以PU發泡板為核心保溫層,內加增強防腐鋁合金鉑,外以氟碳無機樹脂板為裝飾面層,經特殊的復合工藝成型后,使裝飾板“三位一體”,形成夾芯結構。此系統集保溫、防水和裝飾功能為一體,具有輕質、高強、保溫隔熱、裝飾美觀等特性,其整體安全性能較高,防火等級可達到B1級,滿足高層建筑防火設計要求,大小分割可根據建筑物整體造型進行,最大可達到1200×1200mm。此系統在節能改造施工時無需搭龍骨,采用粘扣結合的干作業施工,施工簡單,安裝方便,施工周期短,工程造價適中。
4.2聚苯板薄抹灰保溫系統
聚苯板薄抹灰保溫系統的基本構造分為無錨栓和輔錨栓兩種:無錨栓結構主要由基層墻體,粘結層,保溫層,薄抹灰保護層、飾面層組成。輔錨栓結構主要在保溫層與薄抹灰保護層之間安裝錨栓連接件,以在粘結層膠粘劑固化前起臨時穩定作用,但錨栓同時會不利于保溫層與薄抹灰層的連接,會帶來新的熱工影響。聚苯板薄抹灰保溫系統保溫效果可靠,施工較簡單易行,工程造價較低。
4.3干掛石材(鋁塑板)幕墻裝飾系統
干掛石材(鋁塑板)幕墻裝飾系統是在外墻結構層的外側及干掛石材鋁塑板)幕墻之間設置保溫層、找平層、抗裂防火保護層等。其保溫層可為PU發泡板、巖棉板,找平層可采用膠粉聚苯顆粒砂漿,起到保溫找平的雙重作用。干掛石材(鋁塑板)幕墻裝飾系統保溫隔熱性能好,保溫隔熱,裝飾豪華、莊重,但安裝施工復雜。
現對這3種較為常用的節能改造實施方法進行簡要的對比分析(表5)。
5 結論
通過對湖南地區常用的既有建筑外墻改造系統的節能性、裝飾性、經濟性、耐久性等多方面的比較研究,結合對各種保溫材料自身的性能特點分析,不難發現節能保溫、防水、防裂、防火效果好的節能改造做法往往價格較高,性價比適中的做法的節能改造效果又欠佳,兼顧保溫隔熱節能及防火、經濟三者成為既有建筑節能改造的難題和關鍵。傳統單一的節能改造技術無法使三者和諧并存,對多元的綜合的節能改造技術的探索將是湖南地區既有建筑外墻節能改造的新出路。現將分析研究作結,改造建議如下,望能為進一步完善湖南地區既有建筑外墻節能改造產品體系及相關技術以實施大規模節能改造提供一定的理論研究支持。
5.1外墻節能改造以外墻外側節能改造為首選;
5.2單一的節能保溫材料和體系不能夠很好地滿足湖南地區既有建筑節能改造65%的節能要求,應加強各材料的配合使用和保溫改造技術的綜合利用,例如:以性價比適中的聚苯板為保溫層材料,膠粉保溫顆粒砂漿結合強膠結劑替代傳統的砂漿找平層,以不燃礦棉巖棉板作為外墻防火隔離帶起到多層防火保溫的作用;
5.3既有建筑外墻節能改造方案應重視湖南地區的氣候特點,例如:重視外墻改造時的抗裂處理,以應對湖南地區溫差應力,外墻改造飾面考慮湖南夏季太陽的強輻射,盡可能使用反射隔熱材料;
5.4應進一步研究開發適應湖南地區氣候特點的性價比最大化的新型節能材料;
5.5考慮保溫系統的使用壽命與既有建筑的剩余使用年限匹配程度,使外墻節能改造材料充分利用,或是既有建筑拆除時能對外墻節能改造材料回收再利用,做到全方面的節能。
參考文獻:
[1]蔡銀英.重慶市既有住宅建筑的外墻節能措施研究.碩士學位論文.西南大學,2009.
[2]田壯.既有住宅節能改造綜述.建筑與工程,2010.
[3]陸柔先,曾霞.既有建筑墻體節能改造研究.民營科技,2010.
[4]楊基武.談談新型墻體節能保溫材料.中國新技術新產品.2011.
論文關鍵詞:節能改造,鼓風曝氣,SBR控制
該污水處理廠是寶雞市重點環保建設項目,污水日處理量12萬噸/日。污水處理廠自2004年建成投運以來,該廠出水水質均符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)中Ⅰ級B標準。
該污水處理廠使用改良型SBRⅡ級生化處理工藝,處理工藝流程圖如圖1:
圖1 污水處理廠處理工藝流程圖
污水處理廠核心Ⅱ級處理工藝SBR生物反應池共分為4座池,每池分為3組,曝氣方式采用浮筒式曝氣機對生物池進行曝氣。
1、運營中存在的問題
污水處理廠在近兩年的實際運行當中,存在以下問題需要解決:
1、SBR生物反應池內存在著貧氧區和死角區,這些區域得到很少或得不到氧氣,造成了整體充氧率低下,硝化過程不充分,不利于氨氮去除、剩余污泥較松散、沉降性能差。
2、在進水水量以及部分污染指數指標未達到設計值時,現有的曝氣系統已經滿負荷運行,遠期進水水質提高后處理壓力大。
3、污水處理廠能耗高達0.36~0.40kW·h/m3以上,這在10萬m3/d規模以上的污水處理廠是非常少見的;而同類型SBR工藝但曝氣效率更高的污水處理廠,在進水存在大量工業廢水而導致進水指標偏高的前提下能耗仍低于0.25~0.29 kW·h/m3。而SBR池中浮筒式曝氣機能耗占污水處理廠整體能耗的70%。
2、原因分析
目前的污水處理廠采用浮筒式曝氣機對生物池進行曝氣,其工作原理為:當主軸運轉時,隨主軸旋轉的復葉輪在葉輪前后區域形成了一個較強的負壓區,從而將空氣吸入至紊流室內,吸入的空氣被高速旋轉的液體強烈剪切、粉碎、乳化,氣泡直徑迅速減小,促使氧分子從氣相迅速、充分地擴散到液相中去,實現水氣合成。同時攜帶氧分子的水和微小氣泡在水流的推動下,通過導流的導向分配,以一定角度迅速向池底沿360o方向噴射擴散,并帶動污泥緩慢翻動上升,在此過程中氧氣進一步得到溶解。
浮筒式曝氣機主要是靠推動水流高速運動形成負壓吸入空氣從而實現氣水混合,大部分的功轉變成了水的動能,與鼓風機直接對空氣做功的充氧模式相比,自然充氧效率較低。據運行檢測數據看,SBR池中溶解氧含量長期低于1mg/l。曝氣的不充分導致污泥較為松散,同時表層機械攪拌強度過大也影響了剩余污泥的穩定性及沉降性能。
3、節能改造
工程改造目標:
1、提高SBR生反池充氧效率,充分曝氣,保證出水水質及污泥穩定性;
2、 降低污水處理廠能耗值,達到節能減排的目的;
3、 避免對污水處理廠的污水處理產生大的影響;
本污水處理廠節能改造主要針對曝氣系統能耗大的尖銳問題,改造思路以鼓風曝氣替代曝氣機工作的思路。廢除原有的主反應區浮筒式曝氣攪拌機,保留生物選擇區浮筒式曝氣攪拌機的攪拌功能。在反應區池底鋪設管式曝氣器,保留攪拌器位置。新建一座鼓風機房,針對目前進水水質指標偏低以及節能的要求近期安裝3臺200kw單級高速離心風機,遠期增加2臺150kw風機以應對進水水質上升問題鼓風曝氣,同時風機配變頻控制器。
工程改造難點:污水處理廠四座共12組SBR生物反應池運行模式不同,鼓風機的控制難以達到對每組池的單獨曝氣、運行;
本污水處理廠SBR生物反應池都采用連續進水方式。對于單格SBR生物反應池而言,以4小時為一個運行周期,在這個周期內實現曝氣、沉淀、潷水各項過程。其中曝氣2小時,沉淀1小時,潷水1小時[1]。
原有12組SBR生反池分布圖詳見圖2:
圖2 SBR生物反應池分布圖
原有的運行系統中,相同運行模式的分為4隊,池號分別為:(1、9、10),(2、4、11),(3、5、8),(6、7、12);這4隊運行模式組合成SBR池的正常運行模式見圖3:
圖3 SBR生物反應池運行模式
如果保留原有各池的控制模式,控制閥門數量、鼓風機臺數大大增加,管道系統及自控系統將非常復雜,同時會大大增加風機喘振的可能性。考慮到本工程為改造工程的前提下,原有操作模式難以達到方便管理、控制投資的目的。簡化的運行模式改造方案:將單座SBR生物反應池(3格)看做1組,其運行模式完全一樣,曝氣2小時,沉淀1小時,潷水1小時。這樣4座SBR生反池能夠看成4座獨立的單池,分別編號為1#、2#、3#、4#,共同完成SBR池4組的運行周期。
此種運行模式,能夠使用簡單的閥門操作而達到控制各池運行狀態的目的。單座鼓風機向2座SBR供氧,其曝氣時間完全錯開,各占2小時。這樣的運行狀態能夠保證風機常開并且蝶閥控制開合度,有效地解決了風機喘振問題。
風機控制系統見圖4:
圖4 風機控制系統圖
本次改造當中需要注意的問題:
1、原運行方式各池的出水流量發生變化,注意復核原有管徑是否滿足變化,必要時進行局部換管。
4技術改造節能效果
根據污水處理廠用電情況統計,目前污水廠日耗電量高達40004.5kW(運行規模按11萬m3/天計),其中曝氣系統耗電量達到28340kW。按年運行365天計算,則技術改造前年耗電量為1460.16萬kW。技術改造后的日耗電量為25416.7kW(運行規模按11萬m3/天計),其中曝氣系統耗電量達到14400kW。 按年運行365天計算,技術改造后年耗電量為927.71萬kW.h,節能效果明顯。
變壓器的容量也可以隨之減小,一臺變壓器停用,一路10KV電源由原每路4640KVA縮容至2260KVA,經濟效益顯著。
5結論
曝氣系統是污水處理的關鍵部分,這直接影響到污水處理廠處理效果與經濟效益。該污水處理廠節能改造的工程實例,很好的解決了兩項問題,為同類污水處理廠的改造設計提供了改造思路。該工程總投資約1820萬元,年節約運營成本310萬元,能夠產生良好的經濟、社會、環境效益。
參考文獻:
[1]何家明.小欖污水處理廠鼓風機房的技術改造.中國給水排水,2007年,第23卷(20期):28~30
論文關鍵詞:節能降耗;技術改造;三廢回收;資源綜合利用
論文摘要:文章介紹了久泰能源科技有限公司的節能實施方法,即明確節能目標,責任落實到人,以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破。此外還介紹了久泰能源科技有限公司節能改造的技改項目和成果。久泰能源已經成為我國能源多元化領域的開拓者和領跑者,節能降耗,采用新工藝、新設備、新技術,必將帶來更大的社會效益。
一、企業基本情況
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型綠色能源二甲醚為主導產品的國家重點高新技術企業。
公司主要以煤炭為原料生產甲醇和二甲醚,節能工作對企業發展具有重要的經濟意義和現實意義。公司成立以來,將科技進步和技術革新作為節能降耗的突破點,堅持能源開發與資源節約并舉,積極探索和實施循環經濟發展模式。公司通過采用汽輪機直接拖動壓縮機技術,采用先進技術改造傳統造氣工藝和裝置,集中回收了廢氣、廢熱,降低了煤、電、水的消耗,使各項消耗指標處于同行業領先水平。
二甲醚是國際上公認的新型清潔能源,是理想的石油替代燃料,將我國豐富的煤炭資源轉化為二甲醚潔凈燃料,對解決我國石油戰略稀缺資源短缺、保護環境、保證經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。公司自主研發的“液相法復合酸脫水催化生產二甲醚”工藝從工業生產的角度解決了二甲醚生產過程中的世界性難題,特別是液相復合酸脫水催化劑的研制和冷凝分離技術較好地解決了傳統生產工藝產品提純成本高、投資昂貴的缺點,投資降低1/2,生產成本降低1/3以上,可實現大規模生產環保型車用和民用燃料的需求,有很強的競爭優勢。經山東省科技廳組織專家進行鑒定,達到國際領先水平。
二、節能降耗的主要做法
(一)明確節能目標,責任落實到人
節約能源不僅是企業提升自身競爭力的重要手段,也是企業必須履行的社會責任。公司與臨沂市政府、羅莊區政府分別簽訂了《年度節能目標責任書》,確定了年度節能0.66萬噸標煤的目標,并根據節能目標制定了科學詳細的節能方案,將節能工作落實到了實處。同時公司將節能工作列入了績效管理的范疇,與各級部門負責人分級簽訂目標責任書,實行節約獎勵、超標處罰的激勵機制,不但將節能責任落實到了每一個人,而且充分調動了各級人員節能的工作積極性。
(二)以科技進步、技術革新為手段,尋求節能工作的重大突破
科技進步和技術革新在社會經濟的發展中起著巨大作用。作為能源化工企業,節能工作的關鍵在于能否運用科技進步和技術革新手段改造傳統落后的工藝、設備,實現資源利用的最大化。作為國家級重點高新技術企業,久泰能源科技有限公司擁有一大批行業中高端技術人才,并一直致力于對現有生產工藝流程的優化和改造,公司通過實施系列技術改造,單位產品能耗降穩居行業領先水平。
1.汽輪機直接拖動壓縮機技術的應用。公司現有4M32型氣體壓縮機6臺,單機功率為2500KW。我公司在行業內創新性地采用了汽輪機直接拖動壓縮機技術,將其中4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動,減少了汽輪機在發電過程中能量損耗。發電廠廠用電按15%計,4臺壓縮機改電機拖動為汽輪機直接拖動后,僅此一項年可減少能量損耗折電量1200萬千瓦時,折合標準煤4800噸。
2.“三廢”回收再利用改造的實施。公司是以無煙煤為原料生產甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生產企業,現已建成投產的二甲醚裝置,裝置均采用了固定層間歇煤制氣工藝技術。該技術在原料工段中,有部分煤矸石產生;在制氣過程中,產生部分廢渣和吹風氣;在甲醇合成過程中有部分馳放氣產生。煤矸石、造氣廢渣雖然不符合生產工藝需求,但本身仍含有一定的熱量。吹風氣、馳放氣中含有較多的可燃成分,主要為氫氣、甲烷和一氧化碳等,這些可燃氣體成分含有很高的熱值,如果直接放空排入大氣不僅造成環境污染,而且造成大量的資源和能源浪費。
為了實現能源節約和環境保護,也為了降低成本,提高經濟效益,公司投資1200萬元,啟動了“三廢”回收利用技術改造項目,在原有兩套生產裝置的基礎上新增了“三廢”回收鍋爐一套,將造氣工序產生的爐渣、原料工段篩選出來的煤矸石、造氣爐產生的吹風氣、合成工段產生的弛放氣等通過三廢鍋爐進行回收再利用。技術改造實施后,“三廢爐”每小時可生產壓力為3.82Mpa、溫度為450℃的過熱蒸汽20噸,取得了較好的經濟效益。
3.加強節水管理,提高水資源的利用率。公司現有6套循環水裝置,分別對造氣、合成、精餾、壓縮等不同工段工藝冷卻用水實現閉路循環,正常生產中僅向系統補加部分因揮發等造成的損失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投資近400萬元新上生化和化學處理法廢水處理站一座,處理能力設計80m3/h,已投入運行。廢水處理站運行后將生產廢水全部處理達標排放。廢水經處理后,部分作為造氣污水冷水補水,部分作為煤場噴灑用水等,實現廢水綜合利用。現廢水排放量降到50m3/h左右,比投運前減少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9萬元。
4.對鍋爐引風機、給水泵等設備新上變頻調速裝置,提高了設備運行穩定性,降低了電耗。通過以上措施的實施,取得了顯著的節能效果。綜合能耗比去年降低2.05%,實現節能量0.90萬噸標煤。
三、新的節能計劃
為進一步提高資源綜合利用率,促進企業經濟與資源環境的協調發展,今年公司確定了節能總體目標:精甲醇綜合能耗比2008年下降3%,力爭4%,完成節約量1.32萬噸標準煤(比2005年)),達到國內先進水平。將主要采取以下措施:
1.繼續建立健全節能降耗的管理和工作機制,進一步強化目標責任的落實,并將其納入經營監督、財務核算和監察審計的范疇,與年度考核掛鉤。對節能降耗工作目標和項目完成情況進行嚴格考核,對責任單位及其領導實行問責制督促落實。
2.計劃對耗能重點設備鍋爐進行工藝自動調優控制,提高燃燒效率,實現節能降耗。
3.計劃對35T混燃鍋爐進行系統改造。改造后將增加鍋爐產蒸汽量,進一步提高余熱回收利用率。
4.進一步加強生產管理,優化系統工藝,保證系統長周期運轉;及時供應適應造氣爐工藝條件的煤種,穩定煤種;原料加工部門提高加工質量,確保造氣爐爐穩定,提高單爐產氣量,降低煤耗。
關鍵詞:豫西地區;既有建筑;圍護結構
中圖分類號:A715文獻標識碼: A
0 引言
建筑師在設計每棟住宅時,應考慮到室內熱環境對使用者的作用和可能產生的影響,以便為使用者創造舒適的熱環境。舒適的熱環境是維護人體健康的重要條件,也是人們得以正常工作、學習的重要條件。但是,很多的住宅建筑,由于在設計過程中忽視熱環境,造成熱環境不盡如人意,尤其是住宅的頂層,在夏季遭受酷暑的煎熬,為了更好地改善住宅的熱環境,本文對靈寶地區某一頂層住宅的熱環境進行了調查研究,尋找熱環境的影響因素,給予豫西地區住宅建筑的節能改造提供了參考。
1 概述
1.1地貌
豫西地區是指河南省內、省會城市鄭州以西地區包括洛陽、三門峽、平頂山三個城市,即洛、虢、鷹三市。西接陜西,東靠中原,北依太行山,南鄰黃河,位處于亞歐大陸橋東段。本文以三門峽靈寶市為例,靈寶位于河南省西部,北瀕黃河,地處河南、陜西與山西三省交匯處,處在東經110°21′-111°11′、北緯34°44′-34°71′之間,東西長76公里,南北寬69公里??h境分別與陜縣、洛寧縣、盧氏縣、陜西省洛南縣與潼關縣、山西省芮城縣與平陸縣接壤。轄域總面積3,011平方公里,常住人口72.71萬人。
1.2氣候
靈寶屬于暖溫帶大陸性半濕潤季風型氣候,氣候溫和,四季分明。年平均氣溫13.8ºC,極值高溫42.7ºC,極值低溫-17ºC,日平均氣溫大于10ºC的日數為182―210天。積溫3370― 4620ºC,無霜期199―215天。日照百分率為50%―54%。年平均降雨量為641.8毫米,由南向北呈遞減趨勢,6至9月份降雨量占全年的60%左右。
2 研究對象及實測分析
2.1 測試建筑的選取
測試住宅位于靈寶市長安路南段,屬于靈寶市公路段家屬院(現改名為通達小區)。該小區建于1995年,該住宅樓屬于磚混結構,共3個單元7層,屋頂為平屋頂,一字型平面,南北向朝向,整棟住宅長46.8m,進深11.4m, 層高2.8m,建筑高度19.6m;樓梯間不采暖,南北陽臺用鋁合金窗作封閉處理。
2.2 住宅室內熱環境測試
2.2.1.測試目的
通過室內、外逐時溫度數值和室內、外空氣濕度評價室內熱環境以及了解建筑圍護結構的熱工性能。
2.2.2.測試內容、測試儀器
測試內容包括室外空氣溫濕度、起居室、主臥室、次臥室內空氣溫濕度,選用溫濕自動測試儀,該儀器可自動記錄空氣溫度及濕度變化。對濕度的測量范圍為0%RH ~100%RH,對溫度測量范圍40℃~100℃,本次測試所選用的數據記錄間隔時間為5min。
2.2.3.測試點的選擇
本次夏季室內熱環境測試選取公路段家屬院1號樓2單元(非端頭單元)頂層(七樓)某戶住宅(業主已經住進)進行測試,在測試過程中,居民進行正常活動。室內空氣溫濕度測點(3個)分別布置于起居室、主臥室、次臥室房間的中心,距地面高度約1.5m,測試時外窗開啟, 房間處于自然通風狀態;室外空氣溫濕度測點(1個)布置于距墻1m
圖1測試點布置圖
處,且對溫濕度記錄儀進行遮蓋,以避免陽光直射。
2.2.4.測試時間
本次測試共進行4天,即從2013年8月6日至2013年8月9日,期間天氣晴朗,微風,為靈寶市典型夏季氣候。選取其中一天數據,即2013年8月7日12:00至2013年8月8日12:00。
2.2.5.測試結果
1) 24小時連續室內外空氣溫度變化測試結果,見圖2.
圖2住宅室內外空氣溫度變化
2) 24小時連續室內外空氣濕度變化測試結果,見圖3.
圖3住宅室內外空氣濕度變化
2.2.6測試結果分析
6、7、8月是靈寶地區最熱的月份,在測試期間,已經是靈寶市每年相對的最熱時。測試當日室外空氣溫度在28.35℃~31.73℃波動,波動幅度為3.38℃,測試期間未使用空調,保持自然通風狀態。
1) 室內外空氣溫度
從圖2可以看出,測試期間室外空氣溫度的最高值和最低值分別為是31.73℃和28.35℃,分別出現于在8月7日13:00和次日06:50,室外平均氣溫為30.15℃,從中午12:00到下午19:00之間,氣溫都保持在30℃以上;起居室室內空氣溫度的最高值和最低值分別為是31.6℃和26.9℃,分別出現于在8月7日午后13:30前后和次日07:20,室內平均氣溫為29.3℃。主臥室內空氣溫度的最高值和最低值分別為是30.7℃和28.4℃,分別出現于在8月7日14:30和次日07:15,室內平均氣溫為30.12℃。次臥室內空氣溫度的最高值和最低值分別為是31.18℃和27.89℃,分別出現于在8月7日13:30前后和次日06:50,室內平均氣溫為29.6℃。從而可知,對比室內外空氣溫度波動情況,起居室室內空氣溫度波動明顯較大,次臥室室內空氣溫度從8月7日中午12:00到下午16:00之間波動比較大,其它時間波動略顯平緩,而主臥室室內空氣溫度波動略顯平緩,但其波動趨勢基本保持一致,室內空氣溫度峰值出現時間相對于室外空氣溫度峰值出現時間隨略有延遲,延遲時間為1小時左右。所以,該住宅并未給居民提供一個穩定、舒適的夏季室內熱環境,建筑圍護結構沒有起到一個很好的改善室內熱環境的作用。
2) 室內外空氣相對濕度
從圖3可以看出,室外空氣濕度最高值和最低值分別為64.81%、49.64%,平均相對濕度為58%。起居室室內空氣濕度最高值和最低值分別為66.4%、51.1%,平均相對濕度為59.6%;主臥室室內空氣濕度最高值和最低值分別為61.9%、52.3%,平均相對濕度為58%;次臥室室內空氣濕度最高值和最低值分別為63.55%、36.42%,平均相對濕度為51%。對室內熱環境而言,正常的濕度范圍大致是30%~60%[1],所以所測試住宅的室內濕度狀況還是比較令人滿意的。
3 住宅室內熱環境改善措施
由于該住宅的布局、體形、朝向、構造等已確定,不能更改或難以更改,改造只能從圍護結構(屋面、墻體、窗戶)和外部環境著手進行改造。
3.1 居住建筑的屋頂改造
1) 實體材料層和帶有封閉空氣層的隔熱屋頂
這類屋頂分平屋頂和坡屋頂,由于平屋頂構造簡潔,便于利用,故靈寶地區多為平屋頂。為了提高材料層隔熱的能力,最好選用導熱系數和換熱系數值都比較小的材料,同時還要注意材料的層次排列,排列次序不同也影響結構衰減度的大小,必須加以比較選擇。
為了減輕屋頂自重,可采用空心大板屋面,利用封閉空氣間層隔熱。在封閉空氣間層中的傳熱方式主要是輻射傳熱,為了提高間層隔熱能力,可在間層內鋪設反射系數大、輻射系數小的材料如鋁箔,以減少輻射傳熱量。
2) 坡屋頂
坡屋頂是建筑上常用的屋頂形式之一。這種屋頂常在檐口、屋脊或山墻等處開通氣孔,有助于透氣、排濕和散熱。由于平屋面隔熱較差,在其上面增加一坡屋面,可以起到隔熱和通風的作用。利用“煙囪效應”原理,把屋面做成屋頂檐口與屋脊通風或老虎窗通風(冬天關閉風口,以達到保溫目的),坡屋頂利用自然通風,可以把熱量及時送走,減少太陽輻射,達到降溫作用。
3) 種植屋頂
在鋼筋混凝土屋面板上鋪上一層土,再在上面種植植物,即鋪土種植屋頂。鋪土種植屋頂是利用植物的光合作用、葉面的蒸騰作用及對太陽輻射熱的遮擋作用,來減少太陽輻射熱對屋面的影響。此外,土層也具有一定的蓄熱能力,并能保持一定水分,通過水分的蒸發吸熱也能提高屋頂隔熱效果。
3.2 居住建筑的外墻改造
對于既有居住建筑外墻節能改造應該以外墻外保溫改造技術為主,與外墻內保溫技術相比,外墻外保溫不影響居民日常生活,同時不破壞室內原有的裝修,另外外保溫方式減少了外界溫度、濕度、紫外線對墻體的影響,可以減少主體結構的熱應力,對主體結構起到保護作用。目前,應用比較多的外保溫主要有以下3種:① EPS薄抹灰外墻外保溫系統 ② 膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統 ③ 現場噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫系統和復合保溫板外墻外保溫系統等。
3.3 居住建筑的外窗節能改造
建筑圍護結構中的窗戶是建筑物中最主要的得熱構件,直接影響著建筑室內熱環境和建筑的全年能耗。在既有建筑的節能改造中,將原有不符合節能規范要求的普通門窗更換為符合國家標準的節能門窗是最有效的辦法。節能窗的選擇種類非常多,有中空玻璃窗、吸熱玻璃窗、LOW-E玻璃窗等。玻璃的傳熱系數值越低,玻璃阻隔熱傳導的特性就越好,因此應盡量選擇傳熱系數值小的玻璃產品[2]。
3.4 居住建筑室內的自然通風設計
在建筑中,房間的通風相當重要,借助于通風排出房間內滯留的余熱、濕氣、煙塵、氣味等,保持室內空氣應有的潔凈度,從而增加人體的蒸發散熱量,緩解夏季的悶熱感;同時,低溫氣流可對人體與房間起冷卻作用,有助于改善炎熱季節室內熱環境。為了組織好自然通風,在建筑朝向的選擇上,以南或南偏東為最佳朝向,這樣有利于避免東、西曬,兩者都可以兼顧 [3]。
3.5 改善居住區外部環境
城市的硬質地面是影響室外氣溫和濕度的主要因素,改變地面的特性對于改善熱環境非常重要。綠化地面輻射率小,且高大樹木具有較好的遮陽作用。因此,綠化地面和水有利于調節氣溫、空氣的溫濕度,降低環境的熱輻射。在外部空間中,適當地配置水面、綠地、透水性鋪張和其他硬質地面,利用它們溫差平衡的過程來產生氣流,調節氣溫、降低輻射溫度、減少熱量反射、增大空氣相對濕度,改善室外熱環境,從而調節住宅的室內熱環境[4]。
4 結論
本文根據靈寶地區的地理位置、氣候特征,對該地區某一頂層住宅的室內熱環境測試分析,結果表明該住宅并未給居民提供一個穩定、舒適的夏季室內熱環境,提出了對該住宅室內熱環境的改造措施,分別從圍護結構出發,依次對該住宅的屋頂、外墻、外窗和外部環境著手進行改造,給予豫西地區住宅建筑的節能改造提供了參考。
參考文獻 Reference
[1] 劉加平,等.建筑物理[M]. 北京:中國建筑工業出版社,2000:10-11
論文關鍵詞:建筑,節能降耗效益成本法
能源是指煤炭、石油、天然氣、電力、焦炭煤氣、熱力、成品油、液化石油氣、生物質能和其他直接或者通過加工、轉換而取得有用能的各種資源。它是國民經濟發展的基礎資源。隨著我國現代化建設的進展、科學技術的進步和人民生活水平的提高、對能源的需求也迅速增長,能源已成為制約我國國民經濟的重要因素。然而,我國能源發展依然面臨著許多嚴峻的問題,必須進行合理的節能。所謂節能,是指加強用能管理,采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施,減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費,更加有效合理地利用能源。
1.建筑節能降耗的必要性和重要意義
所謂建筑節能,就是在滿足居住舒適性要求的前提下,在建筑中使用隔熱保溫的新型墻體材料和高能效比的采暖空調設備,達到節約能源、減少能耗、提高能源利用效率之目的。
能源是發展國民經濟、改善人民生活的重要物質基礎。隨著我國經濟發展,人民生活水平的提高,建筑能耗約占社會總能耗的1/3成本管理論文,而且我國建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費量中所占的比例已從上世紀70 年代末的10%,上升到近年的27.45%。而國際上發達國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷,國家建設部科技司研究表明,隨著城市化進程的加快和人民生活質量的改善,我國建筑耗能比重最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重,建筑耗能已經成為我國經濟發展的軟肋,這加大了我國能源壓力,制約著國民經濟的持續發展,國民經濟要實現可持續發展,推行建筑節能勢在必行、迫在眉睫。
我國建筑用能浪費極其嚴重,而且建筑能耗增長的速度遠遠超過我國能源生產可能增長的速度,如果聽任這種高耗能建筑持續發展下去,國家的能源生產勢必難以長期支撐此種浪費型需求,從而不得不被迫組織大規模的舊房節能改造,這將要耗費更多的人力物力論文開題報告范文。在建筑中積極提高能源使用效率,就能夠大大緩解國家能源緊缺狀況,促進我國國民經濟建設的發展。因此,建筑節能是貫徹可持續發展戰略、實現國家節能規劃目標、減排溫室氣體的重要措施,符合全球發展趨勢。
建筑節能是緩解我國能源緊缺矛盾、改善人民生活工作條件、減輕環境污染、促進經濟可持續發展的一項最直接、最廉價的措施,也是深化經濟體制改革的一個重要組成部分。
2.效益成本法
效益成本法是由中國礦業大學經貿學院財會科研組朱學義教授提出,并于 1993年4月25日發表在《成本與價格資料》上(1994年獲得江蘇省政府哲學社會科學優秀成果三等獎),此后天津財經學院會計系瞿文瑩教授和華南理工大學李定安分別編著研究生教材《高級成本會計學》和《成本管理研究》,瞿文瑩教授在《高級成本會計學》第十五章第三節中做了介紹,李定安先生在《成本管理研究》第七章第五節對此進行專門介紹。
綜上所述,所謂效益成本法,是從經濟效益的角度出發來確定成本是否發生、發生范圍、額度及其分配趨向的一種現代成本計算方法。
2.1效益成本法的效益分類
(1)按耗費產生效益的期間可分為當期效益、滯后效益(包括投資性滯后效益和決策性滯后效益)、延期效益三種。
(2)按耗費產生效益的行為層次可分為決策效益、挖潛效益和投資效益三種。如下圖所示:
決策效益
節約效益成本管理論文,如節水、節電、節料、節費、節資等
降損效益,如降低廢品損失、盤虧毀損等
成本性經濟效益 挖潛效益 質量效益,如提高產品質量,增加收入等
擴展效益,如增加生產、擴大銷售等
投資效益
(3)按耗費產生效益的單位可分為內部單位效益和全廠綜合效益兩種。
(4)按耗費產生效益的對象可分為直接效益和間接效益兩種。
2.2效益成本法的內容
它主要包括以下幾個內容:(1)分析產品生產過程中各種耗費對企業內部可計量的直接經濟效益的關系,確定各種效益成本。(2)確定耗費效益系數控制支出;同時確定效益獎勵率提高效益。所謂耗費效益系數,是指每元耗費可取得多少可計量的經濟效益,常用成本效益分析、專家調查、歷史數據測定等方法確定,一般應用于決策效益成本和投資效益成本兩方面。(3)采用經濟效益剖析法確定立項核算的效益成本。所謂經濟效益剖析法,是指利用實際核算資料剖析經濟效益關系中的各項因素,并通過實際調研,揭示其中最薄弱、最有潛力的項目作為主攻方向的一種方法。(4)確定效益成本的支出方式。有兩種支出方式:①全額掛鉤支出,即全部耗費都從所創效益額中支付。②單項獎勵支出,即對承包單位或承包人按項進行專門獎勵,正常耗費仍按現行辦法進行。(5)設置專門賬戶匯集各種效益成本,然后按現行會計制度規定的支出途徑進行結轉。
2.3效益成本法的主要特征
(1)耗費同效益掛鉤。即從耗費上計算效益;從效益上反省耗費,效益獎勵反過來又列作追加的工資費用。
(2)成本核算對象既不是產品,又不是責任單位(責任人),而是立項的成本性效益。這是區別于傳統成本法和責任成本法最主要的特征。
(3)核算具有階段性。雖然該方法也按現行成本計算期進行費用的歸集與結轉,但核算項目上的更替和時間上的斷續已呈現出階段性的特征論文開題報告范文。
(4)核算方法具有輔。一方面它在現行成本計算方法的基礎上補充使用;另一方面它又借助于管理會計中決策成本等方法。因而核算有帳內、帳外之分。
(5)核算對象領域管理目標相統一。效益成本法從單項效益的核算入手,最終是要提高企業的綜合經濟效益,這同企業管理的分目標和總目標一致。因此,該方法的應用過程也是經濟效益的提高過程。
3.效益成本法在建筑節能降耗中的應用
3.1科目和賬簿的設置
為了集中反映建筑節能降耗所需的費用同效益的關系,效益成本法在現行核算的基礎上還要在資金占用類增設“效益成本”一級科目。該科目借方反映創造建筑節能降耗效益耗費的直接材料、直接人工和直接費用以及計提的效益成本獎,貸方反映結轉的效益成本,月終一般不留余額。該科目按效益成本的種類進行明細分類核算,其明細賬采用多欄式成本管理論文,格式如下:
效益成本明細賬
賬戶:挖潛效益成本
年
憑 證
摘 要
借 方
貸方轉出
月
日
字
號
節約效益成本(效益額:元)
降損效益成本(效益額:元)
質量效益成本(效益額:元)
擴展效益成本(效益額:元)
合計
無
(1)城中村,游離于城市與農村之間 黃忠免
話題·城中村,游離于城市與農村之問
(8)六公里,中國 道格·桑德斯 陳信宏(譯)
(14)透視城中村:村落何以終結? 李培林 何述強(圖)
(20)城中村改造,怎么改?——國內城市城中村改造經驗 劉琚 王?m乾(特約)
(26)貧民區的生存啟示——國外應對貧民區的經驗對中國的啟示 劉琚 王?m乾(特約)
(30)廣西城中村改造路徑初探——從南寧、柳州的現實狀況出發 黃衛湘
跨建筑
(35)跨建筑縱橫的記憶 趙婧妍
(38)我們城市的空氣,我們城市的陽光 非亞
無
(41)城市人文宜州:并非只有劉三姐 黃忠免 李波
(50)晴雪紫禁城 黃健
城市 人文
(60)文藝復米的策源地文化藝術之都——佛羅倫薩 董繼平
無
(67)理論科技快速城市化中城市近郊區的統一規劃——以南寧市外東環地區發展控制規劃為例 楊明
理論 科技
(73)廣西公共建筑空調及生活熱水供應系統節能改造的工程實例 蔣輝 張勇 李梅 廖興華
(77)淺談廣西公共建筑圍護結構節能診斷項目的內容及步驟 溫信坤 周玉瓊 張偉威 吳永燦
(81)南寧市科德路跨心圩江橋主橋結構設計簡述 王全 彭文立 胡士波
(85)吊腳樓木結構建筑群火災蔓延特性研究 郭福良 陳鵬 王曉影 靳凱
(91)鋼絲繩索在懸索橋上的設計及施工應用——以南平九峰索橋為例 石偉 覃巍巍 李華萍 鄒全
(97)橋鞏水電站施工組織設計簡述 李藝
無
(102)“城市棋盤”——南國弈園 徐洪濤 徐洪濤(圖) 韋綱(圖)
現場 文本
(110)理想國 柏拉圖 楊泳梁(圖)
無
(111)陳淮:中國房地產業還將輝煌20年 無
(111)張永和:對國內熱衷于興建奇觀性、地標性建筑的現象應十分警惕 無
(111)王澍:原住民是一個街區能夠活下去的前提 無
(111)俞孔堅:中國城市發展的未來之路是興建丘陵城市 無
(111)張孝德:所謂智慧城市,與中國人所理解的智慧差距很大 無
(112)鄭時齡:國內建筑界當下的風氣是盲目貪大,一味攀高 無
(112)單霽翔:興建新院區可調和“宮”與“院”的矛盾 無
(112)邵韋平:細節是本土設計師容易忽略的地方 無
(112)馬巖松:中國設計師缺乏文化上的獨立判
力 無
(113)韓世同:建筑業不要過度依靠農民工及農二代 無
(113)陳海津:讓建筑回到建筑,讓建筑回到材料 無
(113)隈研吾:自然與人工不是對立的,二者是延續的關系 無
(113)理查德·羅杰斯:主導城市規劃的五大原則 無
(114)第二屆廣西園博會在桂林開幕 賀明 劉文華
(114)住房和城鄉建設部凋研組米廣西調研建設工作情況 陳飛燕
(115)第中國民居學術會議在南寧舉辦 賀明 寧國用
(115)南寧、柳州、百色3市獲批利用住房公積金貸款支持保障性住房建設試點城市 陳飛燕 秦鐘明
(115)廣西新增6個國家可再生能源建筑應用示范市縣 賀明
(116)廣西:第一高樓372米超五星級酒店將崛起相思湖新區 無
(116)南寧:中國糖史博物館將落戶 打造“一館一街”模式 無
(116)南寧:五象湖公園或下月底開工 為第三屆廣西園博會園址 無
(116)梧州:機場遷建工程項目選址獲批復 無
(117)柳州:文惠姊妹橋中跨鋼管拱合龍 無
(117)馬山:申報“中國會鼓之鄉”順利通過國家評審 無
(117)扶綏:三度躋身“最具投資潛力中小城市百強” 無
(117)賀州:靈峰大橋將成為標志性建筑 無
(118)北京:園博會永定塔結構封頂 無
(118)廣州:粵劇藝術博物館選址確定 無
(118)湖北:武當玉虛宮大殿修復落成 無
(118)上海:“上海中心”大廈成中國“最綠色”摩天樓 無
(118)長沙:全球最大單體建筑——萬家麗國際mall封頂 無
(119)長沙:首個“草原風格有機建筑”亮相 無
(119)深圳:前海展示廳項目鋼結構封頂 無
(119)昆明:昆鋼科技大廈封頂 無
(119)三亞:“三亞美麗之冠”工程結構封頂 無
(120)《廣西城鎮建設》論文類稿件征稿要求 無
(121)廣西北流市建筑工程公司 無
全生命周期合同能源管理風險應對
一、前言
合同能源管理是指節能服務公司通過與客戶簽訂服務合同,給客戶提供節能改造的相關服務,并從客戶節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤的一種商業模式,EMC是一種能給合同雙方帶來經濟效益的新型節能減排機制。相對于傳統的能源管理和節能改造模式,EMC是一種市場機制,其核心在于達到項目節能減排社會效益目標的同時,為合同雙方帶來經濟效益。EMC是在20世紀70年代中期以后在美國興起并逐步發展起來的,目前在發達國家,尤其在北美和歐洲,已催生出一種新興的節能產業,而且取得了比較好的效果,但在國內還處于摸索階段。
合同能源管理的風險應對可以分為合同能源管理的風險回避、合同能源管理的風險防范、合同能源管理的風險分散、合同能源管理的風險轉移等四個子系統。其基本邏輯是在進行風險評估之后,首先是對根本性的風險予以回避,放棄或拒絕該項目:其次對無法回避的風險采取可行而有效的手段予以防范,降低該風險的發生概率:再次對無法回避而且降低程度有限的風險進行分散,即在節能服務公司與客戶以及相關合同當事人之間進行風險承擔與損失的分配:最后對于自留風險以及公共風險進行風險轉移,將此種風險轉移到其他進行風險管理的社會組織。
二、項目全生命周期理論
項目全生命周期是包括整個項目的設計、建造、使用、以及最終的清理的全過程。項目全生命周期一般可劃分為項目的啟動階段、實施階段和使用階段,這些階段構成了一個項目的全生命周期。
項目全生命周期描述了項目發展所經歷的各階段的順序。每個項目必然經過啟動、實施、終止三個階段,并且都是獨一無二的。每個項目的過程都不允許少于這些階段,否則就不是一個完整的項目。
在對項目全生命周期的定義和理解中,必須區分項目生命周期和項目全生命周期這兩個完全不同的概念,由以上對項目全生命周期的定義可以看出,項目全生命包含一般意義上的生命周期和產出的生命周期兩部分。
根據我國基本建設程序,工程項目全生命周期分為三個階段。第一階段為在對項目全生命周期的定義和理解中,必須區分項目生命周期和項目全生命周期這兩個完全不同的概念,由以上對項目全生命周期的定義可以看出,項目全生命包含一般意義上的生命周期和產出的生命周期兩部分。
根據我國基本建設程序,工程項目全生命周期分為三個階段。第一階段為決策階段,包括立項選址、可行性研究、勘察、設計、材料生產、設備生產等前期工作;第二階段為建設階段,相當于一般制造行業的生產階段;最后一個階段為使用階段(包括維修和廢棄處置),相當于一般制造行業的售后階段。
三、基于全生命周期的合同能源管理的風險管理框架的構建
基于全生命周期的合同能源管理項目風險管理框架是指在合同能源管理項目的全生命周期內,按照合同能源管理項目全生命周期不同階段將合同能源管理項目不同階段存在的各種風險進行設別、排序和評估,不斷做出科學決策,從而使項目執行的全過程對風險的控制達到一個良好的水平,產生最佳的項目效果。
根據對合同能源管理項目全生命周期的階段劃分,合同能源管理項目的風險管理應也分為三個階段:項目準備階段風險管理、項目實施階段風險管理和項目使用階段風險管理。
而在相關文獻總結的基礎上,本文對合同能源管理風險管理提出了風險識別、風險評價、風險應對和風險監控四個階段。
l、風險識別
風險識別是指對合同能源管理項目概念階段、設計階段、實施階段和運行階段可能存在的風險因素進行判斷、分類整理和確定風險性質的過程。包括確定風險的來源、產生條件進行實事求是的調查,對各種傾向、趨勢進行推測,得出判斷。這是風險管理的第一步也是最重要的步驟。
風險可以分為靜態風險和動態風險。靜態風險是自然力的不規則作用、人們的錯誤行為導致的風險,其前提是經濟環境未發生變化,與靜態風險有關的損失有一定程度的規律性,一般情況具有可預測性。而動態風險是由于宏觀經濟環境如生產方式、生產技術的變化而引起的,因其缺乏規律性而難以預測。進行風險識別的方法有:問卷調查法、德爾菲法、頭腦風暴法、財務報表分析法,環境分析法、工作分解結構(WBS)分析法,和SWOT分析法等。
2、風險評估
風險評估是指在風險識別的基礎上,定性或定量地分析項目生命周期四個階段的風險因素對風險的影響程度,估算出其發生的概率及可能導致損失的大小‘1201,并對各種風險進行排序,找到該項目的關鍵風險,通過建立合同能源管理項目風險的模糊綜合評價模型,綜合分析在項目開發過程中的風險因素,確定該項目的整體風險水平。目前,風險分析的方法已經有很多,包括主觀評分法,決策樹法、層次分析法、模糊風險綜合評價法、蒙特卡羅模擬法,故障樹分析法、情景分析法等等。
3、風險應對
風險應對就是根據項目風險評估結果,為降低項目風險而提出的處置意見和辦法。常用的風險應對措施有風險回避、風險轉移、風險減輕、風險自留和風險預防等等。
4、風險控制
風險管理過程的最后一步是風險控制,即執行風險反應戰略,監控風險引發事件,啟動應變計劃,防范新風險,保證項目向目標推進并盡量使項目實施與計劃相符合的過程。
這里是一個圖片
一般來說,控制過程通過三個步驟實現:一是制定實施工作;二是將這些標準,與實際實施情況進行比較;三是采取必要的糾正措施。
四、結論
綜上所述,合同能源管理項目風險管理包括:風險識別、風險評估、風險應對和風險監控等階段和過程,風險監控以后又可能產生新的風險,是一種動態的不斷循環的過程,在這風險管理過程中間風險應對又是重中之重。本文構建了基于全生命周期的合同能源管理的風險管理框架,如下圖所示。
參考文獻:
摘要:我國北方地區因所處地理緯度偏高,氣候寒冷,季節性差異較大,建筑外墻墻體節能成為工程設計和施工中的一個必須解決的課題。
關鍵詞:建筑;外墻;保溫;節能;技術;做法
在建筑中,外墻圍護結構的熱損耗較大,墻體又是護結構的主要組成部分,按價值工程原理,發展外墻保溫技術成了實現建筑節能的重要環節,不僅能節約大量能源,還能給住戶提供一個舒適的環境,帶來許多實惠。
1外墻保溫技術的發展
在我國20世紀90年代初開始實施了外墻內保溫技術,已有了較長一段時間,其造價低,施工方便,技術相對成熟,但存在不少缺點,諸如減少了住戶的使用面積;“熱橋”問題不易解決;易出現結露現象,保溫隔熱效果差;容易出現內保溫面層的開裂;影響住戶的二次裝修;裝修過程中對保溫層的破壞又大,產生新一輪的建筑垃圾;房產商原本可以作為一個賣點,往往又得不到住戶的支持;不利于對既有建筑的節能改造。故其適用性近年來逐步的被外墻外保溫所取代。
在國外發達國家,外墻外保溫技術已有幾十年的應用歷史,經過多年的實踐,證明采用該保溫系統的建筑,使用壽命延長;壽命期費用減少;同樣可以采取各種外裝飾效果;減少了外墻裂縫、滲水現象的出現;隔熱節能效果明顯優于內保溫;節省保溫材料40%左右,綜合經濟效益顯著,是一種積極主動型的外保溫技術,適用范圍廣泛。
2外墻外保溫技術的應用
外墻外保溫體系是將憎水性、低收縮率的保溫材料通過粘結或錨固牢固地置于建筑物墻體外側,并在其外側施工裝飾層的方法。在住宅工程中,目前主要流行有聚苯顆粒漿料外墻外保溫、聚苯板薄抹灰外墻外保溫、現場模板澆注硬泡聚氨酯外墻外保溫等幾種外保溫技術。
在我國,由于建筑圍護結構的保溫隔熱水平差。采暖系統的熱效率低,我國單位建筑面積采暖能耗為氣候條件相近的發達國家的3倍左右。《熱工規范》和《節能標準》實施后,研制并開發了多種節能型墻體,如粘土空心磚、混凝土空心砌塊等。以及復合墻體。復合墻體的基層墻體可為傳統的粘土實心磚、混凝土墻等,也可為新型的粘土空心磚、混凝土空心砌塊等。所采用的輕質高效保溫材料有膨脹聚苯乙烯、擠塑聚苯乙烯、巖棉、玻璃棉等。
3為什么要做外墻外保溫
外墻內保溫是將保溫材料置于外墻體的內側。它的優點在于:(1)它對飾面和保溫材料的防水、耐候性等技術指標的要求不甚高。紙面石膏板、石膏抹面砂漿等均可滿足使用要求,取材方便;(2)內保溫材料被樓板所分隔,僅在一個層高范圍內施工,不需搭設腳手架。但是,在多年的實踐中,外墻內保溫也顯露出一些缺陷,如:a.許多種類的內保溫做法,由于材料、構造、施工等原因,飾面層出現開裂;b.不便于用戶二次裝修和吊掛飾物;c.占用室內使用空間;d.由于圈梁、樓板、構造柱等會引起熱橋,熱損失較大;e.對既有建筑進行節能改造時,對居民的日常生活干擾較大。因此,在我國北方大部分地區采用外墻外保溫做法。
4外墻外保溫工程的幾種做法
外墻夾心保溫:外墻夾心保溫是將保溫材料置于同一外墻的內、外側墻片之間,內、外側墻片均可采用傳統的粘土磚、混凝土空心砌塊等。因此,這些傳統材料的防水、耐候等性能均良好,對內側墻片和保溫材料形成有效的保護,對保溫材料的選材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、巖棉等各種材料均可使用;對施工季節和施工條件的要求不十分高,不影響冬期施工。近年來,在黑龍江、內蒙古、甘肅北部等嚴寒地區得到一定的應用。由于在非嚴寒地區,此類墻體與傳統墻體相比偏厚,且內、外側墻片之間需有連接件連接,構造較傳統墻體復雜以及地震區建筑中圈梁和構造柱的設置,尚有熱橋存在,保溫材料的效率仍然得不到充分的發揮。
外墻外保溫:近年來,隨著我國節能工作的不斷深入,節能標準的提高,用于外墻外保溫的材料和技術不斷改進,外墻外保溫由于其優越性而日益受到人們的重視。對比其它外墻保溫技術,它有以下優點:(1)適用范圍廣:外保溫不僅適用于北方需冬季保溫地區的采暖建筑,也適用于南方需夏季隔熱地區的空調建筑;既適用于新建建筑,也適用于既有建筑的節能改造。(2)保溫效果明顯:由于保溫材料置于建筑物外墻的外側,基本上可以消除在建筑物各個部位的“熱橋”影響。
從而充分發揮了輕質高效保溫材料的效能,相對于外墻內保溫和夾心保溫墻體,它可使用較薄的保溫材料,達到較高的節能效果。(3)保護主體結構:置于建筑物外側的保溫層,大大減少了自然界溫度、濕度、紫外線等對主體結構的影響。隨著建筑物層數的增加。溫度對建筑豎向的影響已引起關注。國外的研究資料表明,由于溫度對結構的影響,建筑物豎向的熱脹冷縮可能引起建筑物內部一些非結構構件的開裂,外墻采用外保溫技術可以降低溫度在結構內部產生的應力。(4)有利于改善室內環境:外保溫不僅提高了墻體的保溫隔熱性能,而且增加了室內的熱穩定性。它在一定程度上阻止了雨水等對墻體的浸濕,提高了墻體的防潮性能,可避免室內的結露、霉斑等現象,因而創造了舒適的室內居住環境。(5)擴大室內的使用空間:與內保溫相比,采用外墻外保溫使每戶使用面積約增加1.3~1.8m2。(6)利于舊房改造:目前,全國有許多既有建筑由于外墻保溫效果差,耗能量大,冬季室內墻體結露、發霉,居住環境差。采用外墻外保溫進行節能改造時,不影響居民在室內的正常生活和工作。(7)便于豐富外立面:在施工外保溫的同時,還可以利用聚苯板作成凹進或凸出墻面的線條,及其它各種形狀的裝飾物,不僅施工方便。而且豐富了建筑物外立面。特別對既有建筑進行節能改造時,不僅使建筑物獲得更好的保溫隔熱效果,而且可以同時進行立面改造,使既有建筑煥然一新。近年來,許多建筑相繼采用外保溫墻體,取得了許多經驗。保溫效果良好,墻面無裂縫出現,還利用外保溫做成許多裝飾線腳,受到業內人士的矚目。
5我國現有主要的外墻外保溫技術
5.1膨脹聚苯乙烯板加薄層抹灰并用玻璃纖維網加強的做法
這是目前在我國使用最多的一種外保溫墻體,其中聚苯板在基層墻體上的固定方式有三種:(1)采用粘結膠漿固定;(2)采用機械固定物固定;(3)以上兩種固定方式的結合。這種做法有如下的優越性:由于它在歐洲的英、法、德等國家及美國已沿用了近四十年,此項技術已形成體系,粘結層、保溫層與飾面層可配套使用,有較多較成熟的技術文件;保溫材料采用膨脹聚苯乙烯,其價格不十分昂貴,使整個系統價格適中,便于用戶接受;無復雜的施工工藝,一般施工單位經過簡短培訓后,便可掌握施工要領,便于技術的推廣;集保溫、防水和裝飾功能于一體,具有多功能性;整個系統具有較強的耐候性、良好的防水和水蒸氣滲透性能;有多種顏色和紋理的面層涂料可供選擇,與整個系統配套使用。目前,這種做法在東北、西北等地已得到廣泛的應用,均采用了這種做法。但由于其對施工的環境溫度要求為4℃,故不適合冬期施工。
5.2采用擠塑聚苯乙烯為外保溫材料的墻體
擠塑聚苯乙烯是近年來發展起來的一種新型保溫材料。目前,擠塑聚苯乙烯與涂層墻體的固定方式主要采用機械固定件。這種材料的優點在于:(1)擠塑聚苯乙烯具有致密的表層及閉孔結構內層。其導熱系數大大低于同厚度的膨脹聚苯乙烯,因此具有較膨脹聚苯乙烯更好的保溫隔熱性能。對同樣的建筑物外墻,其使用厚度可小于其它類型的保溫材料;(2)由于內層的刀孔結構。因此它具有良好的抗濕性,在潮濕的環境中,仍可保持良好的保溫隔熱性能;(3)適用于冷庫等對保溫有特殊要求的建筑,也可用于外墻飾面材料為面磚或石材的建筑,(4)由于擠塑聚苯乙烯與基層墻體的固定方式土要采用機械固定件。在冬季可照常施工。目前,在東北及西北等地區都有采用這種材料做為外墻外保溫的建筑。但擠塑聚苯乙烯的價格尚偏高,因此適用于檔次較高的建筑。其施工工藝和節點構造尚有待于進一步完善。
5.3采用單面鋼筋網架聚苯板的外墻外保溫
這是近年來發展起來的、用于現澆混凝土建筑中的一種外墻保溫體系。它有以下優點:(1)這種體系在施工時,是將鋼絲網架聚苯板置于將要澆注的外墻外模的內側,外保溫板和墻體一次成活,拆模后保溫板與墻體合二為一,因此節省了人力、時間以及安裝費用;(2)所選用的鋼絲網架聚苯板塊大、質輕,易于施工;(3)施工操作易掌握,冬季可照常施工;(4)聚苯板外側掛有鋼絲網,外飾面可用面磚。目前,此體系主要用于現澆混凝土多、高層住宅,它的構造節點、安裝工藝等也有待于進一步完善。
5.4保溫膏料體用于外墻外保溫
【關鍵詞】建筑節能;能源;可持續發展
引言
眾所周知,能源是發展國民經濟、改善人民生活的重要物質基礎。能源的緊張,將嚴重阻礙人們未來的正常生活、社會進步和經濟的可持續發展,人類的現代文明將付諸東流。為了避免這種情況的發生,人們都在想盡辦法發展節能技術,作為人們基本日常生活“吃穿住用行”的一部分,客觀形勢要求建筑領域的節能技術也要迅速發展。所以無論是國際還是國內,建筑節能科技都得到了巨大發展。
1.建筑節能概念
建筑節能是指在保證建筑使用功能和室內熱環境質量的前提下,降低其使用過程中能源消耗的活動,現在普遍稱為“提高建筑中的能源利用率”,在保證提高建筑舒適性的條件下,合理使用能源,不斷提高能源利用效率。其內涵包括在建筑物的規劃、設計、建造和使用過程中,執行建筑節能標準和施工驗收規程,合理設計建筑結構,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通風系統的運行效率,加以不降低居住質量和舒適度為基礎,合理利用可再生資源,降低能源消耗。
當下,綠色環保的理念已經深入人心,在建筑節能領域也是如此,“低能耗建筑”、“綠色建筑”等層出不窮。我們亟需建立起世界范圍內的建筑節能標準,對一些節能建筑、綠色建筑和環保建筑等進行規范,此項工作,有些國家已經在做了,并取得了初步的效果,但是僅僅如此而以,世界范圍內還缺乏統一的節能建筑標準。本文將對綠色建筑、生態建筑和可持續建筑的廣泛定義概括如下:綠色建筑師這樣的一種概念。建筑物的規劃、設計、建造和使用過程中,執行建筑節能標準和施工驗收規程,合理設計建筑結構,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通風系統的運行效率,加以不降低居住質量和舒適度為基礎,合理利用可再生資源,降低能源消耗。
生態建筑與綠色建筑不同,這種建筑側重的是利用當地可取的各種可再生資源,并且以環境和地形為基礎來進行建筑施工,考慮到比如地勢、氣候、陽光、空氣、水流,使之符合人類居住,不但要對人類的健康和未來發展有利,同時也不能對當地的生態體系產生任何破壞性的影響。
可持續建筑是指以可持續發展觀規劃的建筑,包括建筑材料、建筑物、城市區域規模大小等內容,以及與它們相關的功能性、經濟性、社會文化和生態因素。這樣的理念就是不斷地大幅度地追求降低環境負荷,與環境相和諧,且有利于人類的健康。其目的在于凈減少能耗、力節約用水、有意減少污染、行動保護環境、和諧保護生態、全面保護健康、全力提高生產力,有益于子孫后代,利在千秋。
無論是綠色建筑、生態建筑還是可持續建筑都是以人為本,營造一個滿足人類居住的環境,強調健康舒適。極終目標也是節約能源,科學有效地利用資源:發展建筑節能論文是一項戰略性工作,是一個系統工程,內涵豐富,目前還很難給予科學界定,需要我們不斷補充與完善。
2.建筑節能的重要意義
2.1建筑節能是社會發展的需要能源,是工業社會發展的命脈,人類社會總是隨著能源利用技術的發展而發展,如果沒有能源,人類目前的社會社會和經濟發展將會停滯,顯然,這種不平衡的態勢將嚴重阻礙了國民經濟的發展。因此,節約能源,尤其人類甚至有可能會走向滅亡,所以需要我們大幅度的降低能源的損耗,建筑節能也是如此。我國近幾年平均每年新建建筑面積400億,符合標準的節能建筑不到I%,絕大多數為高能耗建筑,所以我國更需要大力的發展節能建筑。節能建筑的造價要高于普通建筑,但投入少、產出多,從長遠看是利大于弊。我們可以相信,大量的節能新建筑拔地而起,加上對既有建筑的大規模節能改造,必將產生巨大的市場需求,必將撬動一大批新型建材和節能技術的發展,推動整個建筑科技進步和國民經濟更好的發展。
2.2建筑節能是減輕大氣污染和改善建筑室內熱環境的需要
我國北方冬季建筑采暖的能源以煤炭為主,電力為輔。據統計,我國冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、煙塵,造成嚴重的大氣環境污染,而二氧化碳、二氧化硫給大氣、生態環境和人類的身體健康所造成的危害是觸目驚心的。因此,建筑能耗的降低,建筑節能的實施是改善大氣環境的重要途徑。
3.建筑節能的現狀
我國建筑節能工作起步較晚,從20世紀80年代后期才開始,經過20年的艱苦探索與努力,我國的建筑節能事業已取得多方面的進展。一是建筑節能組織管理的不斷規范化,積極出臺了一系列政策、法規;二是建筑節能專項規劃的建立;三是建筑節能標準化工作不斷升級,制定7一批建筑節能及其相關的技術標準、規范;四是初步建立起一支懂建筑節能管理和技術的專業人才隊伍;五是建筑節能科學技術研究與開發,取得了一批具有實用價值的科技成果,居世界前列的技術;六是建筑節能相關產品得到開發和推廣應用,建筑節能產業有了長足的進步,初步形成了門類豐富、整體配套、先進適用的建筑節能產品體系;七是我國與美國、日本、英國、印度、歐盟、歐佩克等建立了能源雙邊對話機制。今后,我們將繼續充分利用各方資源、經濟、技術等方面的互補性,積極開展能源領域的國際合作。
我國社會建筑節能雖然取得了一定的成績,但尚有許多潛在的不適應之處。一是人們普遍對建筑節能緊迫感和重要性認識不夠,觀念上沒有深入人心,一些地方政府和有關部門重視不夠,未能將建筑節能工作提到落實科學發展觀、保障國家能源安全以及轉變城鄉建設差距的高度來認識,致使全國各地區建筑節能工作發展極不平衡,甚至出現倒退;二是建筑節能的新技術、新產品開發力度不大,得不到及時的推廣和應用;三是現有的管理體制,尤其是行政監管體系不健全,執法不嚴,監督不力;四是建筑節能的投入過少,參與度不高,研發緩慢,許多節能關鍵技術沒能取得實質性的突破:五是建筑節能的政策、法律法規不完善、不銜接,與建筑節能工作發展不能同步進行。為此,搞好建筑節能工作要從源頭抓起,不斷推進建筑節能。
4.建筑節能的前瞻
建筑節能是關系社會和諧和可持續發展的重大課題,是2l世紀全球建筑領域技術發展的趨勢所在。建筑節能重要性共識的達成,必將進一步加強建筑節能領域全新技術、全新方法、全新材料、全新理念的深入研究,并使其滲透到建筑節能方方面面。
高速發展過程中,粗放的生產方式、傳統的建筑方法、落后的生產工藝使我們付出了沉重的代價――污染問題嚴重,今年我國東部地區持續的嚴重霾天氣就充分說明這一點;能耗居高不下,能源消耗已超過美國成為世界第一。特別是建筑能耗占社會總能耗的40%左右,而建筑的維護結構門窗占建筑能耗的50%,也就是說建筑門窗能耗約占社會總能耗的20%左右,這個問題相當嚴重。國家已把能源消耗強度降低和主要污染物排放總量減少確定為國民經濟和社會發展的約束性指標,把節能減排作為調整經濟結構、加快轉變經濟發展方式的重要抓手和突破口。建筑節能、綠色行動將是今后相當長時期需要行業共同攻克的課題。而建筑門窗配套件是影響建筑節能、門窗性能質量的重要因素,是影響房地產開發成效的因素之一。
一、綠色建筑行動方案與建筑節能
2013年1月1日,國務院辦公廳1號文件(〔2013〕1號)轉發國家發展改革委、住房城鄉建設部制訂的《綠色建筑行動方案》,要求我們切實抓好新建建筑節能工作,大力推進既有建筑節能改造,開展城鎮供熱系統改造,推進可再生能源建筑規?;瘧?,加強公共建筑節能管理,加快綠色建筑相關技術研發推廣,大力發展綠色建材,推動建筑工業化,嚴格建筑拆除管理程序,推進建筑廢棄物資源化利用。
開展綠色建筑行動,以綠色、循環、低碳理念指導城鄉建設,嚴格執行建筑節能強制性標準,扎實推進既有建筑的節能改造,集約節約利用資源;提高建筑的安全性、舒適性和健康性,對于轉變城鄉建設模式,破解能源資源瓶頸約束,改善群眾生產生活條件,培育節能環保、新能源等戰略性新興產業,具有十分重要的意義和作用。要把開展綠色建筑行動作為貫徹落實科學發展觀、大力推進生態文明建設的重要內容,把握我國城鎮化和新農村建設加快發展的歷史機遇,切實推動城鄉建設走上綠色、循環、低碳的科學發展軌道,促進經濟社會全面、協調、可持續發展。我們協會與門窗節能、綠色建筑行動工作相關的委員會有鋁門窗幕墻、鋼木門窗、塑料門窗三大門窗和建筑門窗配套件委員會,在“綠色建筑行動”中的作用顯得特別重要。
目前我國現有房屋建筑面積超過了400億平方米,能達到建筑節能要求的僅占6%~7%?!斗桨浮芬螅笆濉逼陂g全國要完成綠色建筑10億平方米,到2015年末,20%的城鎮新建建筑要達到“綠色建筑”標準要求?!笆濉逼陂g,完成北方采暖地區既有居住建筑供熱計量和節能改造4億平方米以上,夏熱冬冷地區既有居住建筑節能改造5000萬平方米,公共建筑和公共機構辦公建筑節能改造1.2億平方米,實施農村危房改造節能示范40萬套。到2020年末,基本完成北方采暖地區有改造價值的城鎮居住建筑節能改造?!斗桨浮分羞€特別提到加快“綠色建筑”相關技術研發推廣,大力發展“綠色建材”以及推動建筑工業化的問題。各部門要加快建立促進建筑工業化的設計、施工、部品生產等環節的標準體系,推動結構件、部品、部件的標準化,豐富標準件的種類,提高通用性和可置換性。
目前許多建筑工程只考慮減少當前一次性基本建設投資,無視近百年使用期間長期的能源消耗,這樣的結果將給后人留下數百億平方米的高耗能建筑,不僅使我國的能源資源消耗形成黑洞,而且嚴重污染環境,成為影響我國經濟社會可持續發展的沉重包袱,因而建筑節能是建設管理者和實施者們亟待盡快落實的大課題。
房地產是一個熱點,眾說紛紜,與老百姓息息相關。房屋的投訴中老百姓很少會投訴房屋基礎不好或結構不好,據對使用過程中出現的問題的統計,近年來建筑工程質量投訴50%涉及滲漏,其中外墻滲漏尤為突出,約占40%,建筑門窗、幕墻護結構的氣密、水密性能下降,使節能效果達不到設計要求。據某房地產公司統計,對其房屋的投訴門窗問題占到50%,包括門窗滲漏、啟閉不暢等問題,涉及門窗的問題中80%又與構成門窗的配套件相關,這些問題的存在成為了影響建筑節能的“黑洞”,但“黑洞”不能僅說配套,應該是整個門窗。在中國古代有一個故事,一個將軍因為戰馬馬蹄掌上有一個釘子沒釘好,在兩軍交戰時,馬掌釘子脫落,馬將將軍摔下,將軍身亡。一個馬蹄掌決定了一個將軍的性命。而配套件就像馬蹄釘,決定了門窗的質量,而門窗又決定了房地產的信譽。因此研究建筑節能,一定要關注門窗幕墻,更要關注配套件,關注門窗系統的研究和應用。
二、配套件對建筑門窗性能、功能、壽命的影響
要解決好建筑外窗節能的問題,首先就要解決好建筑門窗在使用過程中,經常需要開啟、關閉、鎖閉過程中存在的力的傳遞的問題;達到有效的、持續的密封效果問題;實現有組織的通風、保證良好的室內空氣環境的問題等。這些功能的實現都與五金配套件的質量和配置是否合理密切相關。
1.配套件是影響建筑門窗保溫性能的重要因素
由于建筑門窗五金件在門窗中的作用就是和建筑門窗框、扇型材配合、連接,實現門窗扇的開啟、關閉和鎖閉功能。五金件和門窗框、扇型材的配合安裝結構是否合理,門窗框、扇型材隔熱位置及結構是否科學,節能玻璃的結構設計是否合理,將直接影響建筑門窗的隔熱保溫及節能效果。在門窗的選用設計時要考慮北方地區冬天門窗不能過冷,要考慮到保溫、密封;南方夏天門窗不能太熱,要考慮隔熱、要考慮空調的節能。門窗的熱傳遞絕大部分是通過玻璃傳遞出來的,門窗玻璃技術發展目前解決的比較好,有LOW-E玻璃、雙層玻璃等;窗框方面隔熱、斷橋等技術也在不斷進步;配套件在力的傳遞、功能的實現與保證上更需進一步改進、完善。所以,在做建筑門窗的節能設計時,要重點考慮配套件與門窗框、扇型材桿件的配合、安裝結構,這些在節能門窗系統發展中就顯得特別重要。
2.配套件是影響建筑門窗氣密性能、水密性能的重要因素
決定門窗本身氣密性、水密性的主要因素不是玻璃是否透氣,而是配套件的結構和性能。建筑門窗在關閉狀態下,門窗框、扇型材組合后形成的相對位置和填充密封材料的配合位置及彈性變形的形狀、能力,都將決定建筑門窗的氣密性能和水密性能。而建筑門窗關閉狀態下,門窗框、扇型材組合后形成的相對位置取決于五金件的設計結構和選材、加工、制造質量。因此,只有使用結構合理、性能優良的五金件,配合性能良好、斷面結構適宜的密封材料,才能制造出氣密性能、水密性能好的建筑門窗。
(1)建筑外窗可靠、有效的密封系統(密封部件)研究:研究門窗密封材料(密封膠條、密封膠)的選材、設計如何滿足與五金件等配件及型材共同作用時的系統設計、應用,實現建筑門窗在整個建筑設計中所需的持續、有效的密封效果。
(2)可控的通風技術研究:研究組織好有效、可控通風、換氣,保證室內空氣質量,減少開窗通風換氣造成的能量損失。德國現在提出呼吸型門窗,有較好的通風換氣,能保證室內空氣的質量。
3.門窗配套件與門窗安全性
門窗、幕墻配套件中的五金件是使所需開啟功能得以實現的核心,是保證開啟部分框、扇連接安全,防止“高空炸彈”產生的重要因素之一,也是保證建筑門作為整棟建筑中實現安全、逃生、疏散、節能減排等功能的重要因素之一。大前年東北某省會城市,發生過一次墜落事故,將一位到商場購物的婦女砸傷,其原因就是五金件質量問題,導致明框幕墻墜落,甚至有人將幕墻稱為城市中的定時炸彈,雖然有些過分,但是這樣的安全隱患還是存在的。
我國每年建筑量在20億平方米以上,新建房屋門窗量在4億平方米以上,其節能是一個重要環節。既有建筑超過400億平方米,其中大部分達不到建筑節能的要求,面臨節能改造。因此必須提高門窗的研發、生產、應用整個過程的系統工程,細化為品質要求、性能匹配性要求、使用功能科學合理性要求,解決好選用的門窗達不到建筑設計的要求,不能真正與建筑壽命和功能相匹配,門窗型材及配套材料品質不保障,門窗組裝技術工藝水平無法實現門窗系統的設計性能等等問題,因此需要我們加緊改進、堵住建筑節能的“黑洞”。
三、門窗配套件與門窗系統工程
過去將門窗作為單獨的、孤立的建筑部品研究,很多專家提出,要建立門窗系統。這不僅僅是型材技術、組裝技術,而是將整個門窗所有配件形成一個系統。這樣才能使門窗真正達到一定水平的物理性能,還要滿足各種使用功能、使用壽命。因此在門窗型材和門窗的構造設計就要考慮怎么綜合運用五金、密封、玻璃的技術,實現這些性能、功能,還要掌握好加工技術和安裝技術。在選用設計時就要考慮怎樣以實際使用條件、需求的特性化,有針對性的合理選用。這就引出了門窗系統。
門窗系統是門窗及其相關聯的型材、配套材料,以及結構裝配、安裝等工藝的匯總和組合,主要包括:開啟形式,材料系統[型材系統、五金系統、密封系統、玻璃系統、遮陽遮蔽系統、防蚊蠅系統、附件系統(窗臺板及窗套等)]及其各自對應的裝配關系,組裝及安裝技術(部件加工尺寸、加工工藝及工藝裝備、安裝結構系統及安裝施工工藝等)。上述等因素形成門窗系統化,以此來研究整個門窗節能問題。而門窗配套件是門窗系統化中的重要環節。房地產開發商選擇門窗時必須要選擇更高性能,更安全可靠的門窗配套件,才能達到保證整個門窗系統的物理要求。
門窗系統的性能是指最終經過設計及檢測,使得門窗制品滿足建筑物的通風、采光、氣密性、水密性、抗風壓、保溫、隔聲、遮陽、耐候性、安全性能、防結露、防蚊蠅、遮蔽、防盜、防火、外觀裝飾性、操作方便、壽命、開啟形式、加工制作性能、安裝的適應性能、性能價格比等。性能要求要適應于不同的目標市場的氣候要求和使用習慣,符合國家、行業相關標準、規程規范。
門窗實際使用時的性能不僅包括了物理性能,還要包括使用功能和使用壽命,這些都要靠門窗配套件來實現。門窗配套件雖然是配件,但是它對門窗的抗風壓性能、水密性能、氣密性能、保溫隔熱性能以及使用性能和壽命的影響都會起到至關重要的作用。
配套件行業經過十余年的大發展,行業的骨干企業已意識到了科技領先、系統發展、品牌建設的重要性。骨干企業的生產設備向著半自動化、自動化、智能化的方向發展,工藝水平也隨著產品設計理念的發展得到了較大的提高。
讓我們積極行動起來,高度重視建筑門窗配套件在建筑節能中,成為房地產開發成功的重要力量,讓我們共同扶持建筑門窗配套件企業做大、做強、做優,共同扶持建筑門窗配套件中小企業的企業家們健康成長,共同努力,為中國的建筑門窗配套件產品,樹立品牌走向世界,謀求更大的商機和更好的愿景。
在我國建筑門窗行業的發展進程時間較短,技術也是分不同時期從不同國家引進的,有德國、意大利、澳大利亞、瑞士、日本等國家,由于沒有相應的研究機構和學科從技術原理、理論上進行系統的研究、提升和發展,僅僅是依靠企業在生產過程以及應用出現問題之后進行了一些局部修改。缺乏針對我國嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖地區,內陸氣候、沿海氣候等不同使用特點的需求進行門窗的研究和系統分類,近些年雖然在門窗保溫性能上各地政府出臺了不少的規定及要求,但是對如何真正全面落實這些標準和要求還缺少具體的措施和辦法。我們協會門窗配套件近幾年最大貢獻就是將門窗配套件的標準不斷健全,對陳舊標準進行修改,但還有待進一步的完善。我們配套件行業近年來得到了很大發展,發展速度相當之快,今天會議的發起單位和支持單位都是門窗配套件行業中在全國處于領先的單位,在我們協會中具有影響力的單位,可以說在一定程度上代表了當今中國門窗配套件的行業水平,海達、堅朗、國強、之江、和合、新安東這些企業都致力于產品發展的要求,他們企業自行標準都要高于國家標準,在企業發展方面,在產品技術發展方面,在品牌建設方面,這些企業都有各自不同特點,但都緊緊的圍繞著門窗系統、配套件系統的產品發展、系統管理的方向在努力。像海達公司是國家火炬計劃重點高新技術企業,公司建有技術研發中心和理化測試中心,并與多所大學和科研單位聯合組成了多個技術攻關小組,取得多項成就。在密封膠條新品方面,海達橡膠逐步開發了建筑抗震密封膠條,建筑阻燃密封膠條,建筑與硅硐膠相容的密封膠條。像堅朗公司在國內外建立了強大的營銷網絡和服務體系,在國內設立了200多個辦事機構,國外有25個辦事處,及時便捷的為用戶提供售前、售中、售后服務,產品遠銷全球100多個國家和地區,企業加大了技術研發、創新的力度,建立了企業的研發中心,附設了12個技術部門來滿足研發和生產,僅2012年創新培訓投入4000多萬元,同時還兼并了相關行業的企業,完善了自有的產品體系。廣東和合公司,產品布局涵蓋了配套件范疇中最重要的功能部件:五金和密封膠條。為了整合資源,系統管理,加快對市場反應速度和質量,組建了技術中心,涵蓋了總工辦、產品研發部、技術工程部、信息管理部、標準化辦公室、檢測實驗中心、模具標準設計部等方面的職能,企業的發展以合作共贏為理念,在自我發展的同時,支持行業的進步,終身資助中國建筑金屬結構協會門窗配套件行業科技論文大賽。之江公司將國際化、專業化、可持續發展的隱型冠軍企業作為公司發展的愿景目標,建立了“多更新觀念少換人”、“做人比做事更重要” 、“平等比權威更重要” 等一系列的企業文化。國強五金以保障企業發展是最大正能量為理念,與亞薩合萊合作,借助亞薩合萊先進的理念、技術、管理和國際市場,加快國強五金成為國際品牌的步伐。新安東公司在發展的過程中始終將高效、環保作為第一要務,貫穿于始終,2012年新安東增加相關設備達到了8000萬元。
我們說骨干企業的生產設備向著半自動化、自動化、智能化的方向發展,堅朗、國強、和合分別引進了國外先進的設備,如,數控靜電噴涂自動化生產線、數控加工中心、全自動的滾涂線、壓注機,專用產品的生產線等等;海達、新安東公司通過自動煉焦中心和智能化、半智能化配套系統,在國外先進的自動生產線上實現了產品質量的保證;之江公司攪拌設備、灌裝流水線均為全球最先進的自動化生產系統。今天在座的企業有很多,在此不能一一舉出,每家企業在發展過程中都有自身的特點,由于企業的工藝水平隨著產品設計理念的發展得到了較大的提高,模具的精度提高保障了產成品的精度質量,實現了多道工序組合為一、模具的上下胎模由導套保證精度等模式,提高了工效,保證了精度。密封膠條在工藝上擠出時應用可變口型技術,利用計算機控制擠出口型的變化,使截面發生漸變或者突變,使密封系統更好的與主體相匹配和密封。
應該說在建筑門窗配套件行業中,我們很多企業適應國際的要求、適應全球的要求,在科技創新上做出了大量的工作。今天我們針對建筑節能的“黑洞”進行深入研究,也請著名的經濟學家與我們一起探討,我想是很有意義的。作為一個我們行業的企業家,要忙于生產,忙于銷售,今天更重要的是要我們拿出時間來,靜下心去認真的思索當前全球低碳社會的要求,當前全球對建筑節能的要求,在這個要求下去完成企業新的使命,企業家新的重任和擔當。之所以舉辦本次高峰論論壇,是集專家之智慧、集企業家之智慧,使我國建筑門窗配套件的水平能更上一層樓,能與國際相比較,建筑節能水平在我們這一代做到我們應該做到的工作,實現我們行業及企業家自身的歷史責任和歷史擔當。今天辦企業是很不容易的,我們過去是有成就的,但是前面的道路更漫長,更艱巨。衷心的祝愿建筑門窗配套件企業和眾多房地產企業一起從過去的輝煌走向未來的更加輝煌。
1.1課題背景
1.1.1辦公建筑節能的必要性
美國能源部能源信息管理局和國際能源署,在2009年對全球能源消耗進行了統計,結果顯示全球共消耗一次能源約合175.3億We,其中公共建筑能耗20.1億。的數額占據了11.5%的比重。在公共建筑能耗中,辦公建筑能耗所占的比重隨著辦公建筑的不斷增加逐漸上升到了20%。
在我國,目前建筑能耗已經在全國總能耗中占據了舉足輕重的地位。根據中國統計年鑒顯示,建筑能耗從90年開始就在不斷的增大。據統計,我國建筑能耗從2000年2010年,建筑總能耗從2.89億We上漲到6.77億We(不含生物質能),同時在全國總能耗中所占比重上升到20.9 %。隨著城鎮化進程的加快,現階段城鎮建筑能耗己經占全國商品能源的23%至26%,這一比例僅僅是建筑在投入運行之后所消耗的能源,并沒有將在建筑建設時期所消耗的鋼材等材料計算在內,專家預測,在未來的時間內,隨著城鎮化建設的發展,這一比例將逐步提升到現階段發達國家的建筑能耗比例,即33%。
隨著社會和經濟的發展,我國公共建筑面積大大增加,公共建筑占據了相當大比例的建筑能耗。截止2012年底,全國公共建筑面積達到83.3億m2公共建筑能耗(不包含北方采暖)由2006年的0.27億上升到1.82億.占全社會建筑總能耗的26.4%,其中電耗為4900億kWh。相關部門負責人指出,在我國,雖然公共建筑的建筑面積只占到城鎮建筑面積總和的4%,但是對應的公共建筑能耗卻占到全國城鎮建筑總能耗的22%。據統計,大型公共建筑單位面積年耗電量達到70一300 kWh,為普通居民住宅的10一2 0r倍,不僅如此,相比于農村和住宅用電來說,公共建筑的能耗非常集中,節能改造相對容易,因此具有很大的節能空間。辦公建筑作為公共建筑的一部分,是指供機關、團體和企事業單位辦理行政事務和從事業務活動的建筑物,存在能耗大、能效低的特點,因此一直是我國建筑節能工作的研究重點。
1.1.2建筑能耗模擬的必要性
建筑能耗模擬是通過使用能耗模擬軟件來進行能耗預測的一項技術,它是新建建筑節能設計和既有建筑節能改造的有力分析工具,其準確度是建筑節能工作的基礎。將建筑能耗模擬方法使用到新建建筑上面,可以對設計方案進行比較優化以及經濟性分析,使其符合相關國家標準;將建筑能耗模擬方法應用到既有建筑上,可以計算基準能耗,并進一步算出在節能改造方案下節省的能耗和費用。在我國節能減排的號召下,建設綠色建筑和改造既有建筑已經成為一種趨勢。通過計算機進行建筑能耗模擬不僅可以幫助我們進行綠色建筑設計和既有建筑改造的實施,而且這種方式己經成為建筑設計和能耗評價過程中必不可少的一部分。
在能耗模擬的過程中,即使所建立的建筑模型同實際的建筑系統具有非常高的匹配度,通常情況下模擬出來的能耗數據同實際的能耗數據相比總有一定的差距,這時分析人員經常將模型模擬輸出的能耗數據同實際測量的能耗數據進行比較,在反復試驗的基礎上,通過手動或者自動調整使最終模擬結果和側量結果趨于統一,這個調整的過程就是模型校正。
在大多數情況下,影響建筑物能耗的因素成千上萬,需要輸入的參數也非常多,在模擬過程中經常會進行一定程度的簡化和假設,因此在模擬后進行校正,對于其能夠更加準確地預測建筑物的能耗而言非常重要,同時這也能夠為以后的建筑節能工作打下良好的基礎。
1.2能耗模擬和校正研究現狀
1.2.1建筑能耗模擬研究現狀
建筑能耗模擬的建模方法通??梢苑譃檎菽M方法和逆向模擬方法(數據驅動方法)。正演模擬方法是建立在建筑物自身物理幾何特性上,通過輸入變量和系統結構特性來預測系統輸出變量,也就是建筑物能耗。逆向模擬方法可以大致分為黑箱法、灰箱法和校正模擬法。校正模擬法建立在正演模擬方法的基礎上,通過輸入參數的調整來使模擬數據和實測數據趨于一致,從而達到模型校正的目的,獲得更準確的建筑能耗模型。
自上世紀60年代以來,計算機技術得到了極大的普及與發展,計算機開始作為一個輔助工具幫助工程師實施工程項目和模擬仿真。對于建筑能耗分析工作,在建筑設計和運營階段,由于天氣條件的動態變化和其他變量的存在,這一工作通常十分復雜,因此通常需要使用計算機的幫助才能完成這項工作。在這樣的需求下,誕生了許多建筑能耗模擬軟件,例如EnergyPlus, BLAST,Ecotect, DOE-2, ESP-r, TRNSYS等。
在EnergyPlus誕生之前,DOE-2和BLAST一直被美國國防部和美國能源部資助長達二十多年。當時這兩款軟件都有各自的優缺點,他們的主要區別在于負荷計算方法,DOE一采用傳遞函數法,而BLAST采用熱平衡法。在1996年,美國能源部決定開發一個全新的軟件,也就是EnergyPlus。作為新一代建筑能耗分析工具,同之前的能耗分析工具相比,它具有很多優勢,同時它非常適用于分析大型辦公建筑。EnergyPlus能夠模擬一個建筑中多個系統的合,并且它允許分析人員定義時間表。國內外也有很多研究學者利用EnergyPlus來開展建筑能耗模擬工作。Griffith等采用EnergyPlus來研究一些先進的建筑技術對建筑性能表現的影響。Ellis和Torcellini通過研究,證明了EnergyFlus模擬高層建筑物的精確度和可靠性。沈腸等借助EnergyPlus模擬我國三種典型氣候區域的辦公建筑,計算常見節能改造技術的投資回報期,為不同節能改造技術的推廣應用提供了理論數據支持。金琦等利用EnergyPlus對上海辦公建筑負荷進行模擬,分析了辦公建筑采用不同機型時的經濟效益,為冷熱電三聯供選型提供參考。
1.2.2模型校正研究現狀
許多研究表明,建筑能耗初始模擬結果同實際測量的建筑能耗數據之間有著明顯差距。為了讓建筑能耗模型能夠在實際生活中得到廣泛應用,我們必須要保證能耗模擬的準確性,因此模型校正是十分必要的。
一般來說,根據測量數據對仿真模型進行調整的方法可以更廣泛地分成手動和自動調整方法。兩種方法都可以使用特定的分析工具或技術來幫助整個模型校正過程的實現,不同的是,自動校正方法采用數學或者統計技術來達到最后的模誤差目標。
1)手動校正方法
下面介紹的技術可以認為是人為驅動的技術,這些技術也可以作為自動校正過程的一部分。
(1)特性描述技術
Waltz稱,影響既有建筑計算模型發展的一個重要因素是對建筑模擬中物理特性的認知程度。現階段有很多方法能夠幫助我們對一棟特定建筑進行深入的了解,包括能源審計、短期能耗監測、人工干預測試和采集逐時能耗數據。
從19世紀80年代開始,英美等國家為了對既有建筑開展建筑節能改造的工作,開始普遍地對建筑能耗進行詳細的調查和統計。這種通過能耗調查來分析建筑能源消耗和節能潛力的過程叫做能源審計。 Lyberg提供了一個能源審計程序的綜合手冊,并把審計過程定義為“通過將系統分割為小的組件,量化能源消耗,并對節能措施進行可行性和成本收益的分析,然后推薦合適的節能措施的一系列動作”。到現階段為止,對不同行業和應用場合,己經提出了很多審計標準和能源評估規程,例如AudltAC. IEA Annex l 1, AS/NZS 3598:2000和ASHRAE商業建筑能源審計程序。
短期能耗監測是通過專業的軟件或硬件工具,系統地收集分析短時間(通常是兩周)內的能耗數據來對建筑能源系統,如空調系統、設備系統和照明系統,進行性能評估的過程。TRC在1984年對一棟辦公建筑進行的校正模擬是距今可查的第一個通過短期能耗監測來提高模型輸入準確性的研究。在此之后,Lunneberg等人的研究發現對建筑系統進行短期監測可以獲得更加可靠的運行時間表和輸入參數。同時人工干預測試和采集逐時能耗數據的方也都被研究學者證明能夠有效提高模型模擬的準確性。
(2)圖形化方法
圖形化方法采用圖形的形式表現能耗模擬數據和實測數據的差異。在過去,圖形化方法僅限于簡單的時間序列的情形。隨著測量數據的可用性增強以及對這些測量數據的易理解程度要求的提高,研究人員在圖形數據表示方面實施了大量的工作??梢暬瘮祿治鯲isual Data Analysis)方法使分析人員能夠迅速審查模擬結果并對模型進行迭代修改,有很多研究集中在發展這一方法上。
目前有很多圖表種類,如3-D時間序列圖,2-D(BWM)散點圖和時間序列圖,最常用的就是典型日24 h圖示法、Bin圖示法和三維表面圖示法。Bou-Saada和Haberl提出了使用三維表面圖示法和統計指標來對實測數據和模擬數據之間的差值提供全局的展示,用來分析時變模式下實測和模擬數據之間的差異。ASHRAE-14中對三種圖表技術進行對比分析,并對每種圖表的適用環境進行了分析說明。
雖然圖示法可以直觀地感受到模擬數據和實測數據之間的差異,但是圖示法在校正結果判定中通常被當作一種輔助方法,不能作為校正結果是否滿足標準的最終判斷方法。
(3)對比分析
為了提高校正的精準度,一些對比分析方法也被引入到建筑能耗模型校正領域中,如宏觀參數估計法、特征簽名分析法等。
特征簽名分析法是通過將某些主要輸入參數,例如建筑面積、新風量、室內設定溫度等,按照典型值輸入,建立基準模型;然后,以一個小步長為變化幅度,將這些參數逐個進行變化,通過模擬結果計算能耗隨室外溫度及各輸入參數變化的百分比,并繪制成圖表,得到能耗特征簽名。校正過程可分為兩步進行,第一步校正模型的天氣依賴性,即將模擬能耗的殘差隨室外溫度的變化繪制成圖,再與能耗特征簽名比較,以確定造成主要差別的輸入參數,進行適當調整;第二步,將某一天的測試數據與模擬能耗進行逐時比較,再依據經驗進行參數調整。宏觀參數估計法利用非介入式監測數據推算出集總參數,如墻體總傳熱系數U值等。
2)自動校正方法
以下這些技術是在自動校正過程有的,只要涉及到以下技術的校正過程,均稱為自動校正過程。
(1)最優化技術
優化技術主要包括目標/罰函數和貝葉斯方法。其中貝葉斯模型校準是一種統計校準方法。對于使用復雜數學模型的系統來說,不確定性分析是很重要的一部分工作,而貝葉斯方法可以很自然的將校準過程同不確定性分析結合起來替代建模技術(人工神經網絡技術)
神經網絡是由一組相互關聯的神經元組成的計算模型。神經網絡主要是用來對輸入和輸出的復雜關系來建立模型,這種方法己經被提出用來作為建筑能耗的預測手段。Neto和Fiorelli分別使用人工神經網絡替代建模技術和EnergyPlus仿真軟件來對巴西圣保羅大學的行政大樓進行能耗模擬,并對結果進行了比較。通過對54天的測試結果進行對比,EnergyPlus的直接模擬結果誤差范圍在士13。而人工神經網絡的預測值和實際值的平均誤差為士10%。雖然人工神經網絡需要的手工輸入更少,但是這種方法存在一個很大的問題是,它只能預測基于過去表現的能耗,并且這種模型的建立需要大量的歷史數據來做支撐。因此,對建筑的任何改進節能措施都會造成需要新的數據集進行重新訓練的情況。即使這樣,作者依然認為人工神經網絡在對空調系統進行能耗評估方面有著進一步的研討價值。
3)輔助手段
除此之外,還有一些手段能夠在手動自動校正過程中顯著提高校正準確性,如靈敏度分析和不確定性分析。
(1)靈敏度分析
靈敏度分析在各種研究中得到了廣泛應用。典型的靈敏度分析方法可以總結為以下幾個步驟:確定輸入變量并創建建筑模型;運行模型并收集模擬數據;在此基礎上進行靈敏度分析并展示靈敏度分析結果。不同領域之間靈敏度分析的實現方法和操作步驟相似度很高,其主要區別在于其輸入參數的多樣性和應用環境的不同。
在建筑能耗模型的校正研究中,靈敏度分析常用于研究模型輸入參數對模擬輸出結果影響力的大小。通過靈敏度分析,找出對能耗模擬輸出結果影響較大的關鍵輸入參數,以此作為校正過程中的重點,可以提高模型校正工作的效率。根據不同的需求,Saltelli對靈敏度分析普遍會用到的幾種工技術進”行了詳細的描述和分析。使用兩種靈敏度分析技術來確定同ESP一預測相關的不確定性。微分靈敏度分析歸SA)用來確定總體不確定性,也就是每個輸入參數單項不確定度的根均方總和。蒙特卡洛靈敏度分析((MCSA)用來確定同時擾動所有輸入參數時帶來的不確定性。為了實現不確定性分析,這些靈敏度分析方法都納入了ESP-r仿真軟件中靈敏度概念可以分為兩類,一類是個體靈敏度,是描述某一個輸入參數變化對模擬結果的影響,另一類是全局靈敏度,是描述所有輸入參數變化對模擬結果的影響。在Westphal和1.amberts對建筑面積達26264平方米的辦公大樓的模型校正研究中,結合建筑能源審計,借助參數靈敏度分析技術,對影響力較大的關鍵參數進行手動的調整,其研究結果顯示辦公大樓用電量的預測值同實際測量值的誤差范圍達到1%左右。其他學者的研究結果也表明靈敏度分析對建筑能耗模擬準確度有很大的提升。
不止如此,國內外學者還對辦公建筑能耗模擬輸入參數中的主要影響因素做過詳細的研究,正交試驗法和方差分析法經常被用于分析影響因素之間的主次關系。根據之前的研究,建筑能耗影響因素可以大致分為圍護結構、內部得熱和空調系統三大部分。在本文的靈敏度分析工作中,將使用這種分類方山東大學碩士學位論文法,對模型輸入參數進行分類。
(2)不確定性分析
Reddy指出,在建筑能耗模擬中,模型的不確定性主要有四個來源,分別是:
不正確的輸入參數;
不恰當的模型假設;
缺乏準確高效的數值算法;
編寫仿真代碼時的錯誤。
分析人員通過不確定分析來進行誤差診斷并分析誤差來源,可以幫助提高
建筑能耗模擬的準確性。在總結比較各種校正方法的基礎上,提出了一套系統的模型校正方法,步驟如下所示。
1)收集數據和檢查能耗數據,需要收集的數據包括建筑圍護結構特性參數、幾何尺寸、實際能耗數據、空調系統和其他系統的銘牌數據、運行時間表、天氣參數等,并構建輸入參數集;
2)對輸入參數集中的參數進行盲粗網格搜索;
3)進行精細網格搜索,模擬計算,確定滿足誤差范圍的基準模型;
4)將節能改造措施ECM應用于基準模型,模擬計算,對ECM進行不確定性分析。
已經有研究學者運用此方法對實際辦公建筑進行了模型校正工作,驗證了該方法的可行性和有效性。
1.3存在問題
雖然最初建筑能耗模擬的主要關注點是建筑的設計階段,但是現在模擬仿真同建筑的整個生命周期都息息相關。由于正演模擬方法是立足于建筑的物理結構特性而不是隨意的數學或統計學公式,因此正演模擬方法允許分析人員在對建筑進行設計或者改造時,模擬監視這些改造對系統行為和性能的影響。而校正模擬不僅有正演模擬方法的優勢,還可以通過很多的技術和工具來提高模型準確度,因此具有良好的發展空間和研究價值。現階段,建筑能耗模擬仍然存在利用率不足的問題,主要原因可以分為以下兩類:從建模方面,建立建筑物理結構以及HVAC系統所對應的模型,需要耗費很長的時間和大量的人力物力,而且也缺乏標準化方法的使用;從校正方面,校正過程不僅缺乏明確的校正標準,而且沒有考慮到輸入的不確定性和區域環境的差異等問題帶來的影響,同時缺乏集成的工具能夠自動實現校正過程。
經過以上分析,可以發現,雖然分析人員擁有比較健全的建筑能耗分析軟件作為建筑能耗模擬的工具,但是人機界面不友好以及建模本身的復雜性,都可能導致模型本身不夠精確?,F階段通常采用耗時耗力的手動校正方法,在這種情況下,自動實現模型校正就顯得尤為重要。
1.4本文主要工作
針對建筑模擬存在的模型校正問題,本文將建立一套針對辦公建筑的能耗模型自動校正方法,并利用EnergyPlus建模仿真軟件,開發EnergyPlus-IDF模型自動校正軟件,該方法可以有效提高模型的準確性和校正的效率。本文主要解決以下幾個問題。
1)建筑能耗模型參數靈敏度分析
2)基于自適應粒子群優化算法的建筑能耗模型自動校正
3)實際案例分析
本文的章節內容分布如圖1-2所示,具體細節如下。
第一章為緒論,首先介紹建筑能耗模擬以及模型校正的重要意義和國內外研究現狀,并總結出模型校正當前存在的問題,最后確定本文的研究內容和技術路線。
第二章為建筑能耗模型可校正參數及靈敏度分析,首先介紹EnergyPlus的整體結構、理論基礎和特點,然后在EnergyPlus中建立標準辦公建筑的IM模型,并選擇了13個參數進行靈敏度分析,為以后的自動尋優參數選擇打下基礎。
第三章為基于自適應粒子群優化算法的模型校正方法研究,主要簡單介紹標準粒子群算法,引出了自適應粒子群算法的優勢,在此基礎上分析模型校正參數的選擇和目標函數的選取,最終確定模型自動校正方法。
第四章為模型校正軟件的設計與開發,基于以上章節的基礎上,開發辦公建筑能耗模型校正軟件,本章中主要介紹所開發軟件的系統結構,模型自動校正的方法。