發(fā)布時(shí)間：2023-07-21 17:13:11
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的建筑能效分析樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：居住建筑、節(jié)能改造、效果分析
Abstract: both of residential building energy saving transformation is a complicated system engineering, this paper respectively from the palisade structure, heat source and outdoor heat pipe network and indoor heating system, on both residential building energy saving transformation simple talk about several proposals, and analyzes the transformation of energy-saving after energy saving effect.
Keywords: residential building, saving energy transformation, and the effect is analyzed
中圖分類號(hào)：S210.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著建筑節(jié)能工作的全面深入展開，既有建筑的節(jié)能改造工作已經(jīng)列入貴州建筑節(jié)能工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一。由于既有居住建筑具有分布廣、總量大、情況復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造將涉及廣大居民的切身利益。從國(guó)內(nèi)其他省市對(duì)既有建筑的節(jié)能改造的情況來看，既有居住建筑節(jié)能改造，推行的難度要比既有公共建筑節(jié)能改造大得多。因此，對(duì)既有居住建筑節(jié)能改造適時(shí)展開分析和研究，正確認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)貴州地區(qū)既有居住建筑的現(xiàn)狀，根據(jù)本地區(qū)的氣候特點(diǎn)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求，研究和分析本地區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造適宜的技術(shù)和措施，對(duì)我區(qū)既有居住建筑節(jié)能改造工作的進(jìn)一步展開將具有重要意義。
一、節(jié)能改造設(shè)計(jì)
1.1．重視建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能量約占整個(gè)節(jié)能量的60%左右，應(yīng)予以充分重視。從現(xiàn)在各單位所上報(bào)的節(jié)能改造計(jì)劃看，部分單位僅是室內(nèi)采暖系統(tǒng)的改造，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造提都沒有提，沒有抓住問題的關(guān)鍵所在。無論是從節(jié)能的量上來看，還是從節(jié)能改造的投資來看，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造都占有相當(dāng)大的比例。對(duì)于采暖建筑物來說，節(jié)能實(shí)際上就是減少建筑物的熱損失，也就是減少建筑物的傳熱損失和空氣滲透熱損失。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造就是要改造和加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，減少建筑物的熱損失。在整個(gè)建筑物的能耗中，外窗、外墻以及屋面的能耗基本占到了80%以上。不節(jié)能的建筑外窗若采用單層鋼窗，改造成滿足65%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的斷熱鋁合金框中空玻璃窗，其傳熱系數(shù)由6.4W/m2.OC下降到了2.8W/m2.OC，同樣面積的外窗僅傳熱損失可降低56%,同時(shí)窗戶的氣密性加強(qiáng)了，通過窗戶的冷空氣滲透熱損失也可大大降低；同理不節(jié)能建筑的外墻及屋面經(jīng)節(jié)能改造后，能耗比原來也可降低60%以上。可見圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造是多么的重要。
1.2．熱源及室外熱力管網(wǎng)的節(jié)能改造
熱源的節(jié)能改造建議重點(diǎn)考慮增設(shè)或者完善必要的調(diào)節(jié)手段，所采用的調(diào)節(jié)手段應(yīng)與改造后的室內(nèi)采暖系統(tǒng)相適應(yīng)。提高鍋爐的運(yùn)行效率還應(yīng)注重加強(qiáng)管理，提高運(yùn)行管理人員的水平。不要說小鍋爐房，就是大型的鍋爐房，真正的專業(yè)技術(shù)人員也很少。
室外熱力管網(wǎng)的節(jié)能改造建議重點(diǎn)放在消除不平衡、加強(qiáng)保溫、減少泄漏上。既有建筑與經(jīng)節(jié)能改造的建筑以及新建建筑，因?yàn)槭覂?nèi)采暖系統(tǒng)的形式不同，所需的資用壓力也不同，幾種不同類型的建筑接在一個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)中，熱網(wǎng)的水力不平衡會(huì)進(jìn)一步加劇。熱力管網(wǎng)的改造應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的水力平衡計(jì)算，各并聯(lián)環(huán)路之間的壓差損失值不應(yīng)大于15%，當(dāng)達(dá)不到上述要求時(shí)應(yīng)在建筑物入口設(shè)靜態(tài)水力平衡閥。應(yīng)對(duì)熱力管道及其保溫質(zhì)量進(jìn)行檢查和檢修，及時(shí)更換損壞泄漏的管道閥門及附件。熱力網(wǎng)改造后應(yīng)進(jìn)行初調(diào)節(jié)，保證閥門設(shè)置狀態(tài)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)建議改造時(shí)保溫材料選用憎水性好的材料，如聚氨酯泡沫塑料，雖然造價(jià)有所提高，但保溫效果及使用年限會(huì)大大提高?，F(xiàn)通常使用的巖棉或玻璃棉管殼，遇水不但會(huì)失去保溫效果，還會(huì)加快管道的腐蝕。
1.3．室內(nèi)采暖系統(tǒng)的節(jié)能改造
一說節(jié)能改造，有的人首先想到的是室內(nèi)采暖系統(tǒng)的節(jié)能改造，其實(shí)這部分的節(jié)能量最少，約占總節(jié)能量的10%左右。通常所說的“行為節(jié)能”據(jù)有的地方測(cè)算，所節(jié)省的熱量不會(huì)超過7%，比我們所預(yù)想的要少得多。這里所說的節(jié)能改造主要是結(jié)合溫度調(diào)控和熱計(jì)量來講的，至于室內(nèi)采暖系統(tǒng)是否要改以及如何改，建議重點(diǎn)要考慮溫度調(diào)控，不應(yīng)僅局限于熱計(jì)量收費(fèi)。這幾年新出的一些規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)戶內(nèi)系統(tǒng)的形式也已放寬，允許做多種選擇。因此對(duì)于既有建筑戶內(nèi)系統(tǒng)的節(jié)能改造應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，具體問題、具體分析，建議重點(diǎn)應(yīng)考慮樓前熱量表的設(shè)置以及室溫調(diào)控方面，這里所說的室溫調(diào)控是指預(yù)設(shè)溫度自動(dòng)調(diào)控，而不是手動(dòng)調(diào)節(jié)，因?yàn)椴膳到y(tǒng)的調(diào)節(jié)不像水或者電，調(diào)節(jié)馬上能夠反映出來，它需要一個(gè)很長(zhǎng)的過程，若不能自動(dòng)調(diào)節(jié)，在室溫過熱的情況下，可能大多數(shù)人會(huì)選擇開窗降溫也想不到調(diào)節(jié)散熱器的溫度。
室內(nèi)采暖系統(tǒng)的形式應(yīng)結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，選擇投資經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單易行的技術(shù)方案。如原為垂直或水平單管系統(tǒng)，可改造為單管跨越式系統(tǒng)；原為單雙管系統(tǒng)，可改造為垂直雙管系統(tǒng)；原為垂直或水平雙管系統(tǒng)，可維持原系統(tǒng)不變。但以上幾種系統(tǒng)均應(yīng)加設(shè)溫控閥。至于收費(fèi)，有條件的可考慮設(shè)熱分配表、或者采用溫度法、流溫法等熱計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)，沒有條件的也可按照樓前熱表結(jié)合面積分?jǐn)?。不?yīng)一味地強(qiáng)求“按戶分環(huán)、一戶一表”。
2.1改造前后圍護(hù)結(jié)構(gòu)冬季傳熱比較分析
采暖計(jì)算熱負(fù)荷是供暖系統(tǒng)為用戶提供供熱量的依據(jù)，改造后的總熱負(fù)荷減少了53%，外墻、外窗、屋頂?shù)膫鳠崃糠謩e減小了65%、45.9%、50.4%，改造后護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能明顯增強(qiáng)。原供暖季時(shí)該戶室內(nèi)溫度可達(dá)到設(shè)計(jì)溫度16~18攝氏度，節(jié)能改造后護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量減少了50%多，那么再通過改造室內(nèi)供暖系統(tǒng)，并采用按熱量計(jì)量收費(fèi)的方式，則可達(dá)到節(jié)能50%的目的.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改造是供暖系統(tǒng)節(jié)能改造的前提和基礎(chǔ)。
2.2改造前后墻體、屋面的隔熱性分析
改造前，頂層邊端戶夏季室內(nèi)悶熱難耐，主要原因是墻體、屋頂?shù)母魺嵝圆?，墻體和屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度高，人在房間內(nèi)會(huì)感受到來自墻面和屋頂?shù)臒彷椛?。改造后墻體的內(nèi)表面最高溫度可降低0.7℃，屋頂?shù)膬?nèi)表面最高溫度可降低0.8℃，外墻和屋頂?shù)母魺嵝阅芏加兴岣?，房間的熱舒適性提高了。雖然既有建筑節(jié)能改造后墻體屋面的主體承重材料沒有改變，但其外表面增加的外保溫材料可以使室外空氣溫度波在通過墻體時(shí)的衰減幅度大大增加，因此，在室內(nèi)側(cè)空氣溫度波的衰減和延遲不變的情況下，夏季的隔熱性能同樣得到提高
參考文獻(xiàn)：
[1] 林常青,吳萍.德國(guó)既有住宅改造模式與經(jīng)驗(yàn)[J].建設(shè)科技,2006(7):94-97
關(guān)鍵詞：建筑工程；耗能狀況；節(jié)能途徑；分析；
我國(guó)建筑工程耗能狀況分析
我國(guó)城鎮(zhèn)民用建筑運(yùn)行耗電占總發(fā)電量的3成左右，主要包括采暖、空調(diào)、電扇、家用電器等的損耗，不包括建筑材料和建筑施工過程的損耗。據(jù)推算，我國(guó)的建筑能耗將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，最終向發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑能耗接近，也就是一般占總能耗的1/3左右。這是在我國(guó)城市化水平和國(guó)民生產(chǎn)總值的不斷提高，是我國(guó)能耗最終趨于的穩(wěn)定水平。有關(guān)研究表明，建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為有效的方式，對(duì)緩和世界能源矛盾、解決社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展瓶頸的有效舉措。
我國(guó)城鎮(zhèn)民用建筑的能源消耗類型分為：1.北方地區(qū)供暖能耗，據(jù)估計(jì)，此項(xiàng)能耗大致占民用建筑總能耗的5成以上；2.除供暖外的住宅能耗，約占總能耗的2成左右；3.除供暖外的一般性非住宅民用建筑能耗，在民用建筑總能耗的中約占15%左右；4.大型公共建筑能耗，約占民用建筑總能耗的13%左右。上述情況的特殊說明為，供暖能耗以直接燃煤為主的能耗，而一般性非住宅民用建筑能耗與大型公共建筑能耗的估算的能耗量在單位面積耗電量上差別較大。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷深入，未來10年間，我國(guó)新增民用建筑面積將為100~150億平方米。特別是北方人民生活離不開暖氣，使得我國(guó)供暖耗能所占比例很大，成為我國(guó)能源消耗中的主要因素之一。
我國(guó)供暖能耗存在能耗大、使用結(jié)構(gòu)較不合理的狀況，與西方國(guó)家相比，在相同氣候條件下，我國(guó)符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的建筑，其供暖能耗也要多出2到3倍左右。也說明了，我國(guó)供暖的節(jié)能上，存在較大的潛力空間。為此，有效解決供暖耗能成為建筑節(jié)能的首要任務(wù)。供暖主要耗煤，應(yīng)該將耗煤量控制在一定范圍，或以新能源技術(shù)加以替代。目前，建筑一般通過改進(jìn)建筑設(shè)計(jì)、加強(qiáng)維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和有效利用太陽能的方法，控制供暖的耗煤量，并以太陽能代替，將可能使煤量降低至先前的1/2甚至1/3，直至達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。除此以外，還可以通過改良供暖燃煤鍋爐的設(shè)計(jì)，增加其使用效率，減少耗煤量。據(jù)估測(cè)，鍋爐的供熱方式、提高熱源效率、適當(dāng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)系統(tǒng)，能在現(xiàn)有供暖耗煤損耗上降低30%左右，對(duì)建筑的節(jié)能效果也是很有幫助。
除此以外，我國(guó)不斷呈增長(zhǎng)的能耗量還包括了住宅生活使用的熱水耗能和人民為滿足高生活品質(zhì)需要而提高家電的能耗。針對(duì)這種情況，可以通過推廣節(jié)能產(chǎn)品，如節(jié)能燈、節(jié)能家電等都能其一定的節(jié)能作用。還可以通過改進(jìn)新建筑的設(shè)計(jì)，對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)的改良，也可以減緩目前能耗量增長(zhǎng)的情況。在熱水器的設(shè)計(jì)上更科學(xué)、符合綠色設(shè)計(jì)概念，還可以通過適當(dāng)?shù)墓膭?lì)、宣傳、賞罰分明等，民用住宅過分用電情況可得到抑制。一般性非住宅民用建筑在耗能的情況上與民用建筑差別不大，但其照明能耗和電器能耗是所占比重較大的能耗。因此，在建設(shè)特殊的建筑群體，要考慮其可能的耗能形式，并在建筑設(shè)計(jì)和家電選擇上作適當(dāng)調(diào)整，其節(jié)能效果也相當(dāng)明顯。據(jù)估計(jì)，隨著節(jié)能燈的推廣和空調(diào)設(shè)計(jì)的節(jié)能改善，一般性非住宅民用建筑的耗能量將降低30%至40%。而有關(guān)大型公共建筑上，其耗能量為普通住宅建筑耗能量的10倍以上，雖然其建筑面積占城市總建筑面積的比例小，但其高耗能量不可忽視。
綜上分析，我國(guó)建筑的節(jié)能潛力巨大，應(yīng)刻不容緩的采取節(jié)能措施。
建筑節(jié)能的有效途徑分析
（1）建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。合理的建筑設(shè)計(jì)將有效降低能耗，其中，主要的設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)容為建筑造型及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式上。其對(duì)建筑物與外環(huán)境的熱量交換、自然通風(fēng)狀況和采光狀況都有直接的影響，對(duì)建筑物的暖通風(fēng)空調(diào)的能耗影響很大。換句話說，建筑耗能比例與其建筑物的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。并且，建筑物設(shè)計(jì)是復(fù)雜的系統(tǒng)問題，各要素間的通過聯(lián)系互相牽制影響，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的整體效果判定復(fù)雜。所以，在對(duì)建筑設(shè)計(jì)上使用動(dòng)態(tài)熱模擬技術(shù)幫助分析建筑物的性能指標(biāo)，可以有效的預(yù)測(cè)和比較建筑物的能耗量。
（2）新型建筑圍護(hù)材料的使用。建筑物圍護(hù)材料的選取與建筑的保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等效果直接相關(guān)。新型建筑圍護(hù)材料甚至可以通過自動(dòng)與外界環(huán)境變化作出調(diào)節(jié)的形式來保證室內(nèi)良好的物理環(huán)境，也節(jié)省了能耗量。其新產(chǎn)品技術(shù)包括：外墻保溫和隔熱、屋頂保溫與隔熱、熱物理性能優(yōu)異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基于高分子吸濕材料的調(diào)濕型內(nèi)飾面材料。
我國(guó)的建筑保溫隔熱技術(shù)，從20世紀(jì)90年代開始就有。其技術(shù)包括了多種外墻外保溫技術(shù)、外墻外掛可通風(fēng)裝飾板的隔熱保溫技術(shù)等。外墻外鋪輕鋼龍骨,其上外掛裝飾板,裝飾板與外墻主體間形成通風(fēng)通道,可以在夏季通過自然通風(fēng)排除太陽輻射熱量,大幅度改善室內(nèi)熱環(huán)境。冬季阻斷此通風(fēng)通道,又可以使其成為保溫空氣夾層,同時(shí)充分吸收照在外墻表面的太陽輻射熱，冬夏兩季都能控制能耗量。通過外墻外保溫技術(shù)能夠起到建筑物保溫的效果，但此項(xiàng)技術(shù)還需要進(jìn)一步的質(zhì)量提升，降低成本而提高推廣程度，滿足多種新需求等等。
（3）通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置的改進(jìn)。許多建筑由于缺少有效通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置，造成其室內(nèi)的空氣質(zhì)量得不到滿足而增加了額外的能耗量。尤其是北方居民冬天室內(nèi)關(guān)閉門窗其空氣質(zhì)量無法保證，開窗換氣又造成供暖熱損失。在新建筑上可以得到緩解，因其具有良好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)使保溫效果好。建筑經(jīng)常由于無控制開窗，室內(nèi)空氣質(zhì)量不能進(jìn)一步提高，而造成的熱量損耗卻2至3倍的增長(zhǎng)?？赏ㄟ^窗臺(tái)下設(shè)專門的可調(diào)式通風(fēng)窗,可采用上翻式外窗調(diào)節(jié)通風(fēng)量,還可在外窗上專門開設(shè)用于通風(fēng)的小窗的方式方法來改善能耗量。
（4）其它新技術(shù)的利用。此外，還有如溫度濕度獨(dú)立控制的空調(diào)系統(tǒng)、降低輸配系統(tǒng)能源消耗的技術(shù)、熱泵技術(shù)、建筑熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)、節(jié)能燈和節(jié)能燈具的推廣和使用，都大幅度的改善建筑的能源損耗，并對(duì)新型建筑設(shè)計(jì)提供了必要的技術(shù)保障。
3. 結(jié)語
本文大致總結(jié)了建筑工程中的耗能狀況，各民用建筑耗能形式的異同和主要的耗能形式。不同類別的民用建筑，其耗能形式大體相同，而主要的耗能形式不大一樣。針對(duì)各類建筑的主要耗能形式，直接、有效的改善方法是通過各種方式方法達(dá)到其主要耗能形式的大幅度降低。根據(jù)建筑工程現(xiàn)狀分析，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化、使用新型建筑圍護(hù)材料、改進(jìn)通風(fēng)裝置與排風(fēng)熱回收裝置和其他新技術(shù)推廣和應(yīng)用，對(duì)改善我國(guó)建筑能源結(jié)構(gòu)，能源狀況有非常大的幫助。
參考文獻(xiàn)：
[1]江億.我國(guó)建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J]. 暖通空調(diào).2005
關(guān)鍵字：電氣節(jié)能；現(xiàn)狀及問題；原則；對(duì)策
中圖分類號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、我國(guó)建筑電氣能耗現(xiàn)狀與節(jié)能發(fā)展
電能作為人類最重要的二次能源之一，也是建筑中最主要的能源。建筑中，不論是照明插座系統(tǒng)，還是其他動(dòng)力類用電設(shè)備等，都需要使用電能才可以工作。我國(guó)現(xiàn)今建筑能耗主要集中在北方采暖、住宅、公共建筑等方面，而根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)保守估計(jì)，大型公共建筑在運(yùn)行管理方面至少存在 30％～40％的節(jié)能潛力，我國(guó)目前大型公共建筑有 5 億多平方米，每年耗電約900億度，按照節(jié)能40%
計(jì)算，每年僅大型公共建筑一項(xiàng)就可節(jié)電 360 億度，約合 400 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，從而減少約900 萬噸二氧化碳的排放量，由此可以看出，僅大型公共建筑一項(xiàng)就能為國(guó)家節(jié)約數(shù)百億資源，同時(shí)還能保護(hù)環(huán)境，所以，電氣節(jié)能也受到了國(guó)家的重點(diǎn)關(guān)注。近年來，我國(guó)建筑行業(yè)的能源浪費(fèi)問題已經(jīng)得到了社會(huì)的普遍關(guān)注，并且引起了相關(guān)部門及行業(yè)的高度重視。并且頒布了《建筑節(jié)能施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等規(guī)章制度，來實(shí)現(xiàn)建筑電氣節(jié)能。同時(shí)，在對(duì)國(guó)外技術(shù)和設(shè)計(jì)理念研究的基礎(chǔ)上，采用更為先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，例如：真空斷路器和 SF6 斷路器、智能化和自動(dòng)化的設(shè)備控制技術(shù)、電動(dòng)機(jī)變頻技術(shù)等。在建筑節(jié)能方面，還倡導(dǎo)采用太陽能、風(fēng)力發(fā)電、太陽光伏發(fā)電等環(huán)保發(fā)電省電方式。這些都可以說明，建筑電氣節(jié)能已經(jīng)成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的必由之路。
二、建筑電氣節(jié)能中存在的問題
由于我國(guó)還是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，建筑節(jié)能體系剛剛起步，所以建筑電氣節(jié)能存在許多問題，下面是我總結(jié)的建筑電氣節(jié)能存在的問題：一是，不合理的建筑設(shè)計(jì)與普遍存在的浪費(fèi)現(xiàn)在導(dǎo)致節(jié)能效果不夠明顯，例如建筑外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)不節(jié)能，造成設(shè)備專業(yè)不得不選用較大容量的設(shè)備；傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)備都是單獨(dú)工作，設(shè)備之間沒有溝通和聯(lián)系，增加了能源的消耗。二是，許多電氣設(shè)備沒有設(shè)置必要的調(diào)節(jié)裝置，導(dǎo)致系統(tǒng)無法調(diào)節(jié)，長(zhǎng)期處于運(yùn)行能耗大的不合理狀況。而且系統(tǒng)的維護(hù)與管理也因?yàn)樵O(shè)備種類的增加而增大。三是，太多設(shè)備采用變頻技術(shù)，給供電系統(tǒng)中帶來了諧波分量。而且電氣設(shè)備增加，容易發(fā)生火災(zāi)。四是，照明光源的選擇不科學(xué)、控制方式不合理，或者為了追求照明效果而提高照度標(biāo)準(zhǔn)，以及普遍存在的浪費(fèi)現(xiàn)象。
三、我國(guó)建筑電氣節(jié)能的相關(guān)措施
1、合理選擇變壓器的規(guī)格、型號(hào)
變壓器中存在著阻抗，它們會(huì)消耗、浪費(fèi)大量的電能。所以在變壓器節(jié)能時(shí)可以考慮通過降低變壓器負(fù)載率的方式來實(shí)現(xiàn)，能夠節(jié)約電能，減少損耗，但是這樣一來就會(huì)增加工程初期的投資金額。變壓器節(jié)能本質(zhì)通過降低其有功功率的損耗，達(dá)到提升運(yùn)行效率的目的。配電變壓器低壓側(cè)輸電網(wǎng)最好能夠采取環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的方式，以便能隨負(fù)荷變化而采取及時(shí)切換，或決定投入運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，且又不影響各環(huán)節(jié)所需電力供應(yīng)。變壓器中的電力損耗還來自于磁滯和渦流，磁滯和渦流與鐵芯有關(guān)，鐵芯作為變壓器電磁感應(yīng)磁路，磁通在其中教鞭，這時(shí)候由于材質(zhì)結(jié)構(gòu)等原因可能會(huì)產(chǎn)生磁滯和渦流損耗，可以將非晶態(tài)合金應(yīng)用到鐵芯中，與普通材料相比，同容量下可降低75%到80%的損耗。在選擇變壓器時(shí)應(yīng)選用阻值較小的繞組，如銅芯變壓器。與老產(chǎn)品比，SL7、511、SLZ7無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器的空載損失和短路損失，10kV系列分別降低41.5%和13.93%，其他系列也都分別有降低能損作用。新系列節(jié)能型變壓器，因其具有損耗低、質(zhì)量輕、效率高、抗沖擊、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，而在近年得到了廣泛的應(yīng)用，所以，設(shè)計(jì)應(yīng)首選低損耗的節(jié)能變壓器。
2、提高功率因數(shù)
為了減少無功功率流動(dòng)引起的損耗，在民用建筑中對(duì)容量超過10kw的風(fēng)機(jī)、水泵、傳送帶等，電動(dòng)機(jī)端設(shè)置就地補(bǔ)償裝置。電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償通常有兩種接線方式。一是將補(bǔ)償電容器裝在接觸器主接點(diǎn)之后，熱元件一次線圈之前，這種方法適合于進(jìn)行改造的電機(jī)接線，熱元件的整定電流不計(jì)補(bǔ)償?shù)挠绊懀灰皇菍⑵洳⒔釉跓嵩囊淮尉€之后，這種接線適合新安裝的電機(jī)，熱元件的整定電流應(yīng)按補(bǔ)償后的電機(jī)工作電流計(jì)。與此同時(shí)，還需要正確選用變流裝置，對(duì)直流設(shè)備的供電和勵(lì)磁，可以用晶閘管整流或者硅整流裝置代替汞弧整流器、變流機(jī)組等。
限制電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^安裝空載斷電設(shè)備限制空載率大于50%的電動(dòng)機(jī)等；可以采用空載自?？刂蒲b置來調(diào)控大型膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)；可以采用自控方式調(diào)整大型非連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵類電動(dòng)機(jī)的風(fēng)量和流量，到達(dá)節(jié)省電能的目的。
3、電動(dòng)機(jī)節(jié)能的途徑
減少電動(dòng)機(jī)電能損耗的主要途徑是提高電動(dòng)機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在建
筑工程中應(yīng)選用高效率的電動(dòng)機(jī)。掌握負(fù)荷特性是選擇電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)，必須清晰負(fù)荷的斷續(xù)與連續(xù)問題。如果是連續(xù)負(fù)荷，必須弄清楚其負(fù)荷與輸出功率的匹配情況，若是泵等平方遞減負(fù)荷特性，在輕載時(shí)打開風(fēng)門和閥門，采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行，以便節(jié)能。
常用的動(dòng)力負(fù)荷為風(fēng)機(jī)和水泵電動(dòng)機(jī)類，在一座五星級(jí)的大型酒店中，一臺(tái)水泵的能耗可以達(dá)到30%，因此，必須對(duì)其采取措施節(jié)能。一般的水泵電動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)最大負(fù)荷來選擇容量。水泵的工作特性是流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速平方成正比軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。當(dāng)流量一半時(shí)，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可以通過調(diào)速的方法將其減少一半，那么電機(jī)軸功率是額定的1/8，采用調(diào)速技術(shù)控制需要變流量運(yùn)行的水泵，可大大降低能耗。變頻調(diào)速是一種高性能的速度控制模式，能夠維持正常的滑動(dòng)操作來實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，電機(jī)可以輸出最大轉(zhuǎn)矩在低轉(zhuǎn)速時(shí)保持不變，起到節(jié)能降耗的目的。比變頻器價(jià)格便宜的另一種節(jié)能措施是采用軟起動(dòng)器。軟起動(dòng)器設(shè)備是根據(jù)起始時(shí)間逐漸調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角，調(diào)控電壓。軟起動(dòng)器也可以采用測(cè)速反饋、電壓負(fù)反饋和電流反饋，通過反饋控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而實(shí)現(xiàn)與負(fù)載變化相應(yīng)變化。軟起動(dòng)器通常用于大容量電機(jī)和泵設(shè)備的頻繁啟動(dòng)時(shí)，以及附近的電氣設(shè)備場(chǎng)所的電壓穩(wěn)定度要求較高時(shí)。
4、合理選擇電線和電纜
照明線路的損耗占輸入電能的4%左右,，影響了照明電路的損耗的主要因素是供電模式和導(dǎo)線的橫截面面積。由于電路電阻在電流流過會(huì)產(chǎn)生有功功率和無功功率的損耗。導(dǎo)線最好能選用電阻較小的材料，雖然銅芯是最好的選擇，但是我國(guó)倡導(dǎo)節(jié)約用銅，因此，線路降耗可以從以下幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)：
4.1減小導(dǎo)線長(zhǎng)度
首先，線路盡量少走彎路，采取直線拉線路的原則，減少損耗；其次，低壓線路最好不要走回頭線，可以減少電能損失；再次，變壓器盡量接近負(fù)荷中心，以減少供電距離,當(dāng)建筑物每層平面在10000平方米左右時(shí)，至少要設(shè)2兩個(gè)變配電所，以減少干線的長(zhǎng)度；最后，在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近豎井,而且由低壓配電室提供給每個(gè)豎井的干線,不至于產(chǎn)生支線沿著干線倒送的現(xiàn)象。
4.2增大導(dǎo)線截面
第一，當(dāng)較長(zhǎng)的線路在滿足流量等基礎(chǔ)需求的要求下選擇好截面時(shí)，在此基礎(chǔ)上再加大一級(jí)導(dǎo)線截面。第二，選在線芯截面時(shí)，按照經(jīng)濟(jì)電流選擇的電纜截面通常大于按照載流量所選的截面，但總費(fèi)用支出會(huì)很小，而且增加的初期投資一般僅需2―4年即可收回。對(duì)于利用一些季節(jié)性風(fēng)荷線路的用戶，在其不使用時(shí)，可以提供給長(zhǎng)期用戶使用，減少線路電阻。
結(jié)束語
通過上述分析可以看出，我國(guó)電能損耗問題十分嚴(yán)重，電氣節(jié)能實(shí)在不行，也是我國(guó)技能降耗工作的重點(diǎn)，通過以上幾種方式進(jìn)行電氣節(jié)能，需要施工人員準(zhǔn)確掌握最先進(jìn)的施工技術(shù)，確保電氣節(jié)能施工的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1] 許志中,我國(guó)建筑節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)與發(fā)展前景探討[J].工業(yè)建筑,2004.08(15):32-33.
【關(guān)鍵詞】建筑；節(jié)能減排；有效措施
1 建筑節(jié)能減排概述
伴隨著全球氣候和環(huán)境變化的壓力與挑戰(zhàn)，人類越來越認(rèn)識(shí)到建筑及其運(yùn)行對(duì)環(huán)境的巨大影響。尤其是對(duì)于占世界人口最多且城市化快速發(fā)展的我國(guó)而言，綠色建筑及城市可持續(xù)發(fā)展更是引起了國(guó)家和社會(huì)的廣泛關(guān)注。在我國(guó)，建筑能耗占總能耗的27%以上，而且還在以每年1個(gè)百分點(diǎn)的速度增加。建設(shè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，我國(guó)每年城鄉(xiāng)建設(shè)新建房屋建筑面積近20億平方米，其中80%以上為高能耗建筑；既有建筑近400億平方米，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全國(guó)總能耗的比例將從現(xiàn)在的27.6%快速上升到33%以上。我國(guó)新建建筑已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，比例高達(dá)95.7%，而施工階段執(zhí)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的比例僅為53.8%。在不少城市，為了美觀和氣派，主要街區(qū)的寫字樓都是玻璃幕墻，還興建了不少大型的穹頂建筑作為公共設(shè)施。夏季紫外線照射強(qiáng)烈，造成光污染，冬天不擋寒，一年四季不得不開放大功率的空調(diào)來調(diào)節(jié)氣溫，冬天要先于其他建筑保暖，夏天要先于其他建筑供冷。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有玻璃幕墻（非節(jié)能玻璃）面積已超過900多萬平方米，而且呈持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。玻璃幕墻在帶來所謂美觀的同時(shí)，也帶來了能耗的成倍增長(zhǎng)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2007年中國(guó)能源消費(fèi)總量比2006年增長(zhǎng)7.8%。2007年我國(guó)能源消費(fèi)總量26.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增幅略有回落，比2006年增幅下降了1.5個(gè)百分點(diǎn)。但同時(shí)，我國(guó)能源消費(fèi)總量仍然龐大，節(jié)能減排形勢(shì)依然嚴(yán)峻。
2 建筑節(jié)能減排的途徑
2.1 建筑物的溫室氣體排放已經(jīng)不容忽視，大力推進(jìn)建筑物節(jié)能已經(jīng)是迫在眉睫。在建筑節(jié)能方面我們應(yīng)該通過制定和實(shí)施適宜的政策，可大幅減少建筑物的碳排放。例如，南非目前排放的溫室氣體中有23%來自建筑領(lǐng)域，對(duì)于新建筑物的投資在2008至2050年間還將以每年2%的速度增加，如果不加控制，在此期間的碳排放將增加2倍。相反，如果加強(qiáng)政策監(jiān)管，改進(jìn)建筑物設(shè)計(jì)，利用節(jié)能技術(shù)，有望將商用和住宅新建筑的能效分別提高40%以上。
2.2 建筑節(jié)能要考慮采用新技術(shù)：建筑物隔熱、可再生能源的開發(fā)等。建筑物隔熱主要是采取科學(xué)的建造方法，設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)，并開發(fā)和推廣一些新型的隔熱材料。比如，可采用防紅外線透射的隔熱玻璃做窗戶，因?yàn)闊彷椛渲饕褪羌t外線輻射，隔熱玻璃在夏天可以讓陽光中的熱量盡量少通過窗戶進(jìn)入建筑物，在冬天可以讓屋子中的熱量盡量少通過窗戶散發(fā)到室外，這樣可以讓建筑物冬暖夏涼，減少空調(diào)的耗電量?？稍偕茉吹拈_發(fā)我們已經(jīng)很熟悉了，主要就是在建筑物表面貼上太陽能電池板，讓建筑物的能源能做到自給自足，這樣就大大減少了對(duì)化石能源的消耗，有利于減少溫室氣體的排放量。對(duì)于一些風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，建筑物上還可以安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)。盡管開發(fā)和推廣節(jié)能技術(shù)需要各國(guó)政府、機(jī)構(gòu)和企業(yè)在近期投入更多的資金，但是，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益來看，由此減少的能耗和碳排放能夠抵銷投入的成本。例如，美國(guó)紐約的帝國(guó)大廈計(jì)劃投入2000萬美元進(jìn)行節(jié)能改進(jìn)，以便到2013年時(shí)將溫室氣體排放量降低38%，這一舉措每年可節(jié)約440萬美元。
2.3 綠色節(jié)能。綠色節(jié)能目前有兩個(gè)主要的方法：一是把建筑物表面變成淺色，也稱為“白色屋頂”計(jì)劃；白色屋頂計(jì)劃因諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、美國(guó)能源部部長(zhǎng)朱棣文的提議而聞名于世。深色屋頂對(duì)陽光的吸熱量達(dá)到90%，而淺色屋頂可將陽光反射率提高至60%以上。如果一棟房屋使用淺色屋頂，那么每年足以抵銷10噸二氧化碳的排放。假設(shè)世界100個(gè)最大城市能廣泛使用淺色調(diào)屋頂和路面，效果等同于減少440億噸二氧化碳排放，這一數(shù)量比目前所有國(guó)家整整一年的排放量(280億噸)還要大；二是在建筑物表面種植植物，也稱為“綠色屋頂”計(jì)劃。雖然兩個(gè)計(jì)劃的名稱中出現(xiàn)的都是屋頂，但是針對(duì)的是屋頂和墻面。綠色屋頂計(jì)劃并非簡(jiǎn)單地在墻面和屋頂上種花種草，而是有一定科技含量的，要利用新技術(shù)建造一個(gè)真正的生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮降低室內(nèi)溫度、減少熱島效應(yīng)、儲(chǔ)存雨水、凈化空氣、節(jié)約能源等一系列功能。工程采用的綠色屋頂比普通屋頂花園復(fù)雜得多，需要考慮建筑本身支撐能力、水儲(chǔ)存、灌溉等因素。建筑的節(jié)能將對(duì)我們的溫室氣體排放起到很大的節(jié)制著用，這對(duì)改善當(dāng)今不斷上升的全球氣溫是具有重大意義的。做好建筑節(jié)能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
3 推進(jìn)建筑節(jié)能減排的有效措施
隨著世界人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建筑及其運(yùn)行的資源消耗和環(huán)境效應(yīng)，對(duì)全球資源環(huán)境的影響日益顯著。減少建筑能耗和污染排放，節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑與自然和諧共存，是全球面臨的共同課題。中國(guó)面臨著發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善民生的繁重任務(wù)，也面臨著資源環(huán)境制約的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。建筑節(jié)能減排是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的歷史任務(wù)，也是一項(xiàng)重要而緊迫的現(xiàn)實(shí)工作。中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃，確定了節(jié)能減排的目標(biāo)和任務(wù)，推進(jìn)建筑節(jié)能減排是完成這個(gè)目標(biāo)和任務(wù)的重要內(nèi)容之一。我們應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：
3.1 完善建筑節(jié)能減排的法律和政策。我們將認(rèn)真貫徹落實(shí)《節(jié)約能源法》、《可再生能源法》、《環(huán)境保護(hù)法》等法律，并抓緊制定《民用建筑節(jié)能條例》等配套法規(guī)，把建筑節(jié)能減排的制度保障工作作為首要任務(wù)認(rèn)真抓好。同時(shí)，要與各有關(guān)部門配合，加強(qiáng)建筑節(jié)能減排重大政策的研究制定，建立反映資源稀缺程度和市場(chǎng)供求關(guān)系的資源價(jià)格形成機(jī)制，健全激勵(lì)建筑節(jié)能減排的財(cái)稅政策，抑制浪費(fèi)和不合理消費(fèi)。
3.2 完善建筑節(jié)能減排的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。加快工程建設(shè)節(jié)能減排技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和修訂，不斷擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋范圍。直接涉及能源資源節(jié)約、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建筑技術(shù)進(jìn)步的內(nèi)容，將作為強(qiáng)制性條文。充分發(fā)揮節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)保障和引導(dǎo)約束作用。
3.3 大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。與有關(guān)部門一起，組織推動(dòng)重大技術(shù)研究攻關(guān)，不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。組織實(shí)施水體污染與治理、北方地區(qū)供熱改造等節(jié)能減排重點(diǎn)示范項(xiàng)目和重大專項(xiàng)。在加強(qiáng)成熟、適用新技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用的同時(shí)，要充分挖掘本土化的建筑節(jié)能環(huán)保傳統(tǒng)技術(shù)和工藝。
3.4 加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)督。要嚴(yán)格執(zhí)行建筑節(jié)能排的法律制度和技術(shù)規(guī)范，建立建筑節(jié)能監(jiān)管服務(wù)體系，實(shí)施建筑能耗統(tǒng)計(jì)、能源審計(jì)和公示等制度，落實(shí)建筑節(jié)能減排目標(biāo)責(zé)任制，嚴(yán)肅查處違法行為。
結(jié)束語：
總之，推進(jìn)建筑節(jié)能減排，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，是中國(guó)政府的戰(zhàn)略決策，也是各國(guó)人民共同追求的目標(biāo)。我們要廣泛宣傳建筑節(jié)能減排的重要性、緊迫性，宣傳政府的政策措施，提高全社會(huì)的建筑節(jié)能環(huán)保意識(shí)。要充分調(diào)動(dòng)政府組織、非政府組織、私營(yíng)部門的積極性和創(chuàng)造性，推動(dòng)全社會(huì)廣泛參與，共同促進(jìn)建筑節(jié)能減排各項(xiàng)措施的落實(shí)。
參考文獻(xiàn)
[1]節(jié)能減排――永恒的發(fā)展主題[J].機(jī)電信息第220期
[2]政府工作報(bào)告提出2009年節(jié)能減排與生態(tài)環(huán)保6大任務(wù)[J].清華數(shù)據(jù)庫期刊.2009,（04）
關(guān)鍵詞：太陽能建筑;經(jīng)濟(jì)效益;獎(jiǎng)勵(lì);社會(huì)效益
一、當(dāng)?shù)卣畬?duì)太陽能政策的獎(jiǎng)勵(lì)措施
目前，吉林省《吉林省關(guān)于加快光伏產(chǎn)品應(yīng)用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的建議(128號(hào))》光伏發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電量，實(shí)行按照電量補(bǔ)貼的政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)家規(guī)定的補(bǔ)貼基礎(chǔ)上，吉林省再補(bǔ)貼0.15元/千瓦時(shí)。目前國(guó)家對(duì)吉林省太陽能光伏發(fā)電的最新補(bǔ)貼政策為：太陽能發(fā)電項(xiàng)目享有國(guó)家補(bǔ)貼0.14元/千瓦時(shí)和省級(jí)補(bǔ)貼0.15元/千瓦時(shí)，共計(jì)0.29元/千瓦時(shí)。
二、使用者的效益評(píng)估
試點(diǎn)工程屋頂安裝共計(jì)總裝機(jī)容量為15KW，根據(jù)主要分為三種形狀的多晶硅太陽能電池板，分別為規(guī)格為2380mm*990mm*40mm的方形多晶硅太陽能電池板，規(guī)格為斜邊3366mm*直角邊2320mm*直角邊2380mm*厚度40mm的直角三角形多晶硅太陽能電池板和規(guī)格為1770mm*3345mm*40mm的平行四邊形多晶硅太陽能電池板陣列，從使用者的角度出發(fā)，他們最關(guān)心的是太陽能電池板的實(shí)際發(fā)電量，按照筆者調(diào)研數(shù)據(jù)計(jì)算，調(diào)研項(xiàng)目中的屋頂每塊規(guī)格為1640mm*990mm*40mm多晶硅太陽能電池板的日平均發(fā)電量為1千瓦時(shí)，每塊多晶硅太陽能電池為250W，那么總裝機(jī)容量為15KW的發(fā)電量為60千瓦時(shí)，按照國(guó)家和吉林省太陽能光伏發(fā)電補(bǔ)貼共計(jì)0.29元/千瓦時(shí)計(jì)算，平均每天可以獲得17.4元補(bǔ)助，每年可以獲得6351元補(bǔ)助，如果余電上網(wǎng)賣掉，價(jià)格為0.88元/千瓦時(shí)，根據(jù)太陽能光伏電池板的價(jià)格按功率（W）計(jì)算單價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)價(jià)格4元/瓦，屋面15KW的多晶硅太陽能電池板的價(jià)格共計(jì)為6萬元，每年發(fā)電量共計(jì)21900千瓦時(shí)，按長(zhǎng)春民用建筑電費(fèi)0.56元/千瓦時(shí)計(jì)算，每年節(jié)省1.2264萬元，加上國(guó)家和吉林省補(bǔ)助的費(fèi)用，每年共計(jì)節(jié)省1.8615萬元，預(yù)計(jì)不到4年就能收回屋面多晶硅太陽能電池板的成本，其后22年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得利益40.953萬元。如今，生產(chǎn)技術(shù)的日新月異，不僅提高了晶硅電池的品質(zhì)，同時(shí)也大大降低了晶硅電池的成本，投資回收預(yù)期較為理想，國(guó)家與吉林省扶持太陽能光伏建筑的好消息頻出，新能源與建筑大戶的結(jié)合前景廣闊。
三、環(huán)保效益評(píng)估
對(duì)于居住建筑而言，提高可再生能源的利用率，發(fā)展和普及太陽能光伏發(fā)電與建筑適配的方法是改善生態(tài)和保護(hù)環(huán)境的有效途徑。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)充分利用了節(jié)能環(huán)保的太陽能資源，對(duì)環(huán)境無任何負(fù)面影響，同時(shí)減少了煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的使用，效益明顯。太陽能是取之不竭的能源，每天在地球上的照射量相當(dāng)于全世界所需能源的三千多倍，然而無法再生，用完就沒有的化石燃料，卻是我們主要的能量來源，而且，因?yàn)榛剂纤a(chǎn)生的環(huán)境問題，例如空氣中的酸雨、污染、溫室效應(yīng)氣候變化等，這些都是確定的事實(shí)，不過，這些問題似乎都還不算嚴(yán)重，所以，世界每年的化石燃料使用量仍然不斷上升，再過不久，這些化石燃料的蘊(yùn)藏即將殆盡，世界各國(guó)的能源戰(zhàn)爭(zhēng)，也早已上演。因此，促進(jìn)使用和研發(fā)太陽能的政策，不僅是著眼于環(huán)境保護(hù)，更是一種促進(jìn)世界和平的貢獻(xiàn)。環(huán)保效益主要對(duì)環(huán)境的優(yōu)化有利，從節(jié)能減排的角度分析，太陽能光伏發(fā)電是真正的零排放和零污染，有良好的環(huán)境效益。從能夠改變局部生態(tài)的角度分析，吉林省總體干旱少雨，安裝太陽能電池板后，對(duì)減少水分蒸發(fā)起積極作用，對(duì)民生有利，對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展亦有利。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)，每節(jié)約1度(千瓦時(shí))電，就相應(yīng)地節(jié)約了0.36千克的標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳(C02 )、0.03千克二氧化硫(S02 )、0.015千克氮氧化物(NOX)。[1]綜上所述，試點(diǎn)工程25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，全部為自發(fā)自用，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(zhǎng)春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
四、試點(diǎn)工程預(yù)期成果
試點(diǎn)工程的預(yù)期成果為在保證屋面多晶硅太陽能電池板與建筑結(jié)合最美觀，最經(jīng)濟(jì)的情況下，將多晶硅太陽能電池板最恰當(dāng)?shù)囊?guī)格與屋面進(jìn)行適配性有機(jī)結(jié)合，抗長(zhǎng)春當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、雪壓，保證一年四季正常運(yùn)營(yíng)，同時(shí)保證了屋面自身的保溫、防水功能，保證了整個(gè)小區(qū)的美觀，試點(diǎn)工程預(yù)期的太陽能光伏發(fā)電能耗回收期為3年，3年可以保證多晶硅太陽能電池板成本的收回，剩下的22年能繼續(xù)創(chuàng)造余下的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在發(fā)電的同時(shí)，能為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。
五、結(jié)論
根據(jù)屋面與異形的多晶硅太陽能電池板的結(jié)合總裝機(jī)容量15KW，屋面多晶硅太陽能光伏電池板總價(jià)共計(jì)6萬元的現(xiàn)狀，以及試點(diǎn)工程選用的戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合國(guó)家與吉林省對(duì)太陽能發(fā)電項(xiàng)目的新的按照電量的補(bǔ)貼政策和相關(guān)環(huán)保效益評(píng)估數(shù)據(jù)，總結(jié)出使用者在投資屋頂太陽能發(fā)電后3年后開始能耗回收，多晶硅光伏電池板的壽命為25年，22年的可回收年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得經(jīng)濟(jì)利益40.953萬元， 25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(zhǎng)春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。本文重點(diǎn)針對(duì)試點(diǎn)工程長(zhǎng)春與海外創(chuàng)業(yè)園住宅屋頂集中式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中光電利用形式，從住宅建筑構(gòu)造的角度出發(fā)，解決了長(zhǎng)春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽能電池板的適配性問題，綜合長(zhǎng)春嚴(yán)寒C區(qū)的地理?xiàng)l件、氣候特征和太陽能資源，綜合住宅的建筑布局、朝向、間距、群體組合方式和空間環(huán)境，綜合住宅外觀、住宅功能、周邊環(huán)境、電網(wǎng)條件和系統(tǒng)綜合運(yùn)行方式，綜合建筑設(shè)計(jì)，光伏電池組件安裝位置與方式、組建選擇和安裝規(guī)模等研究設(shè)計(jì)出長(zhǎng)春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽能電池板的屋面、檐口適配性的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)詳圖，以及適配的各個(gè)構(gòu)件規(guī)格，屋面工程做法。盡管太陽能光伏的應(yīng)用成本與常規(guī)能源相比仍然偏高，但隨著太陽能光伏電池板的普及，隨著未來科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光伏轉(zhuǎn)換率將有所提高，相關(guān)配套設(shè)施成本的降低，[2]太陽能儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)用電需要的增加，特別是綠色、生態(tài)的無污染的太陽能的觀念的深入人心，太陽能光伏發(fā)電的結(jié)構(gòu)必將會(huì)逐步改變?nèi)澜缛藗兊挠媚芙Y(jié)構(gòu)。由于我國(guó)人多地少，每年大量的新建建筑量大而面積廣的社會(huì)主義基本國(guó)情短期內(nèi)不會(huì)有較大的變化，可以預(yù)計(jì)不久的將來只有太陽能光伏發(fā)電與建筑結(jié)合才能使太陽能光伏發(fā)電真正的融入人們生活的每個(gè)角落。
六、前景展望
8分鐘又20秒，光子從太陽表面到達(dá)我們的星球。在這段超過一億五千萬公里的旅程之后，我們的皮膚以每平方厘米10兆個(gè)光子的密度，接收太陽的熱能。太陽能不僅無所不在，也是我們所在世界最初和最后的能源。太陽能經(jīng)濟(jì)體系不僅建立在太陽能使用的技術(shù)上，同時(shí)也為房地產(chǎn)與建筑世界開創(chuàng)了新的商機(jī)。本論文僅僅只對(duì)海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅與多晶硅太陽能電池板在屋面適配的節(jié)點(diǎn)詳圖進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，研究過程中存在著諸多不足之處，還有許多實(shí)際的問題要結(jié)合國(guó)家政策綜合進(jìn)一步研究，展望未來，太陽能光伏建筑一體化的設(shè)計(jì)將會(huì)成為光伏建筑未來主要的發(fā)展方向，當(dāng)下我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的期，每年的總建設(shè)面積高達(dá)20億m2，而且此階段預(yù)計(jì)還要繼續(xù)持續(xù)30年以上，換句話說，未來我國(guó)30年的總建筑量將超過歷史的總的既有建筑數(shù)量，這些建筑的能源使用效率將會(huì)決定未來我國(guó)能耗水平和CO2氣體的排放量。城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域是建筑的主要領(lǐng)域，也是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域，因此，要把握住這種“空前絕后”的建設(shè)機(jī)遇，大力提寒地區(qū)太陽能與建筑的適配性，開發(fā)節(jié)能建筑的市場(chǎng)潛力。太陽能光伏建筑一體化方興未艾，任重道遠(yuǎn)。吉林省太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，我們等需要站在能源戰(zhàn)略的高度，加速發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，明確太陽能光伏產(chǎn)業(yè)與建筑結(jié)合的積極意義。太陽能建筑一體化還有利于電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，全省光伏發(fā)電在二次能源中還處于空白階段，如果能夠做到太陽能光伏與建筑大量地結(jié)合，并網(wǎng)發(fā)電，與在二次能源中占18.8%的風(fēng)力發(fā)電互補(bǔ)，做到“風(fēng)光互補(bǔ)”，還能進(jìn)一步促進(jìn)全省二次能源的優(yōu)化。解放民眾思想，提高對(duì)太陽能光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)的普遍認(rèn)識(shí)，這不但對(duì)調(diào)整太陽能建筑一體化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有益，對(duì)整個(gè)吉林乃至全國(guó)的能源結(jié)構(gòu)有益，而且還對(duì)改善環(huán)境，對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)，對(duì)加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等政策將起到積極促進(jìn)作用，意義深遠(yuǎn)。光伏發(fā)電是比較有前景的新能源發(fā)電技術(shù)，自身很難起到主導(dǎo)作用，但與能源大戶結(jié)合起來，能造福子孫后代，緩解能源壓力，前景意義深遠(yuǎn)。最后，希望本論文對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)別墅住宅屋面與多晶硅太陽能光伏電池板適配性的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)詳圖能夠提高大家對(duì)光伏建筑設(shè)計(jì)的關(guān)注度，激發(fā)多面性的思考，提供一些思路，達(dá)到拋磚引玉、投石問路的效果。
作者:趙暉 郭格靜 謝偉雙 單位:長(zhǎng)春工程學(xué)院建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
收稿日期：20130520
基金項(xiàng)目：湖南省科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（2010FJ1013）；國(guó)家國(guó)際科技合作資助項(xiàng)目（2010DFB63830）；湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（KY201111）
作者簡(jiǎn)介：龔光彩（1965-），男，湖南澧縣人，湖南大學(xué)教授，博士
通訊聯(lián)系人，E-mail:
摘 要：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需的建材從生產(chǎn)制造階段、運(yùn)輸階段到現(xiàn)場(chǎng)施工建造階段都將消耗大量的能源，針對(duì)這3個(gè)階段，提出了圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗及火用耗的計(jì)算方法，并提出火用能比的概念用來評(píng)價(jià)建筑能源利用的可持續(xù)性.以湖南地區(qū)某研發(fā)中心為研究對(duì)象，對(duì)其圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明：圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗主要來自于建材生產(chǎn)階段，其中混凝土及其砌塊單位建筑面積生產(chǎn)能耗最大，約占整個(gè)生產(chǎn)階段能耗的44%，其次為鋼材，占比約41%；鋼材單位建筑面積生產(chǎn)火用耗最大，達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)階段火用耗的48%左右，混凝土及其砌塊占比38%左右.從火用能比角度分析，鋼材最大，為0.92，水泥最小，為0.59.整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程火用能比為0.79.結(jié)果可為研究“爛尾樓”能耗現(xiàn)狀提供參考.提出的火用分析評(píng)價(jià)方法可以應(yīng)用于其他類似建筑，并為圍護(hù)結(jié)構(gòu)可持續(xù)建造提供參考.
關(guān)鍵詞：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)；能耗；火用；火用能比
中圖分類號(hào)：TU111；TK123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Exergy Assessment of the Energy Consumption
of Building Envelope Construction
GONG Guangcai1 , GONG Siyue1 , HAN Tianhe1 ,
GONG Ziche1 , LI Shuisheng2 , YANG Yong2
（College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China;
2.China Construction Fifth Engineering Division Corp,Ltd, Changsha, Hunan 410004, China)
Abstract: The manufacturing stage, transport stage and onsite construction stage of building materials consume large amount of energy. Based on the three stages, the calculation method for energy and exergy consumption was presented, and the concept of exergyenergy ratio was proposed to evaluate the sustainability of building energy use. A case of a research and development center located in Hunan was analyzed. The results have shown that the energy consumption of building envelope construction mainly comes from the manufacturing stage of building materials. Unit building area energy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 44% and 41% of the total energy consumption of building materials production. Unit building area exergy consumed by concrete and steel accounted respectively for about 38% and 48% of the total exergy consumption of building materials production. From the perspective of exergyenergy ratio, the maximum value is steel, 0.92; and the minimum is cement, 0.59. The exergyenergy ratio of building envelope construction is 0.79. The results can provide reference for the research of energy consumption resulting from “uncompleted building”. The exergy assessment method presentedcan be applied to other similar buildings, and can provide reference for sustainable building construction.
Key words:building envelope; energy consumption; exergy; exergyenergy ratio
目前，能源已成為制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素.2010年，中國(guó)建筑總能耗(不含生物質(zhì)能)為6.77 億t, 占全國(guó)總能耗的20.9% \[1\]，建筑節(jié)能的研究顯得尤為迫切.影響建筑能耗的主要因素有氣候、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、建筑的運(yùn)行與維護(hù)，以及室內(nèi)熱源等.從圍護(hù)結(jié)構(gòu)的角度，許多學(xué)者大多致力于研究體形系數(shù)，窗墻比，保溫措施，遮陽等對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)空調(diào)負(fù)荷的影響，沒有將圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分作為整體考慮，更沒有考慮建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗.況且，在中國(guó)建筑業(yè)飛速發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了大量的“爛尾樓”，這些建筑浪費(fèi)了大量的能源、資源，造成了非常嚴(yán)重的社會(huì)影響.研究建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗水平，對(duì)從宏觀上把握這些建筑的能源浪費(fèi)情況，具有非常積極的意義.
本文提出的圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程包括3部分：圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需建材的生產(chǎn)制造階段、建材及構(gòu)件從出廠到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸階段以及現(xiàn)場(chǎng)施工階段.目前，中國(guó)建材生產(chǎn)過程中消耗的能源約占全社會(huì)總能耗的16.7%\[2\]，且在發(fā)展中國(guó)家，建材生產(chǎn)能耗占圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗的90%以上\[3\].文獻(xiàn)\[3-7\]對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗、溫室氣體排放水平都作了相關(guān)研究.然而，這些研究均采用的是能分析方法，沒有考慮能量“質(zhì)”的差別.
湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2014年
第4期龔光彩等：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能源消耗火用分析評(píng)價(jià)
基于熱力學(xué)第二定律的火用分析法能將各種不同“質(zhì)”和“量”的能量區(qū)別開來，能真實(shí)地反映能量的“量”和“質(zhì)”的轉(zhuǎn)化和損失情況，有效地揭示出用能薄弱環(huán)節(jié).在優(yōu)化建筑能量系統(tǒng)方面，是一種非?？茖W(xué)可行的方法，并被許多研究者\(yùn)[8-11\]廣泛應(yīng)用.將火用分析法應(yīng)用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程，定量計(jì)算比較單位建筑面積能耗，火用耗，并通過火用能比來評(píng)價(jià)建筑能源利用的可持續(xù)性，建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，對(duì)了解“爛尾樓”能耗現(xiàn)狀具有積極意義，也可為圍護(hù)結(jié)構(gòu)可持續(xù)建造提供參考.
1 研究方法
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建造過程會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生非常重要的影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所需建材的生產(chǎn)制造，運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)組裝或施工建造都將消耗大量的能源和排放大量的溫室氣體.在中國(guó)主要建材使用環(huán)境影響中，近70%來源于化石能源消耗，30%左右來源于化石能源消耗伴隨的污染物排放環(huán)境影響，資源消耗的環(huán)境影響相對(duì)較小\[12\].考慮到相關(guān)數(shù)據(jù)的可獲得性以及研究目的，本文主要研究建材生產(chǎn)制造、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)施工過程一次能源消耗情況，并運(yùn)用火用方法進(jìn)行分析評(píng)價(jià).
1.1 火用與燃料火用
在周圍環(huán)境條件下任一形式的能量中理論上能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪遣糠帜芰糠Q為該能量的火用或有效能\[13\].火用值的計(jì)算離不開參考環(huán)境的選取，本文選取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，25 ℃作為參考環(huán)境狀態(tài).忽略物理火用的影響，則燃料的化學(xué)火用可按下式估算\[14\]：
εf=γfHf. (1)
式中：εf為燃料的化學(xué)火用值；Hf為燃料的高位發(fā)熱量；γf為燃料的含火用系數(shù).當(dāng)環(huán)境狀態(tài)偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，一般情況下，壓力變化很小，對(duì)燃料火用的影響可忽略\[13\].
從公式(1)可以看出，含火用系數(shù)可以表示為燃料所含火用值與其能量值之比，即
γf=εfHf. (2)
燃料的含火用系數(shù)說明了燃料所含的能量中有效能所占的比例，對(duì)于固體燃料可取1，對(duì)氣體燃料取0.95，對(duì)液體燃料取0.975\[13\].
1.2 火用能比
既然燃料的含火用系數(shù)表征了燃料所含的能量中有效能(火用)所占的比例，那么是否可以用一個(gè)相似的系數(shù)來表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程各階段以及建材生產(chǎn)制造階段所消耗能源的能量值與其所含火用值的關(guān)系，以此來反映建筑對(duì)優(yōu)質(zhì)能源的利用程度，評(píng)價(jià)建筑能源利用是否可持續(xù).針對(duì)這一問題，提出了火用能比的概念.所謂火用能比是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程各階段或者某種建材生產(chǎn)制造階段火用耗(Ex)與其能耗(Q)之比，用EQR表示，即
EQR=ExQ.(3)
火用能比越小，說明建造過程各階段有效能(火用)的消耗越小，在建材生產(chǎn)制造所消耗能源結(jié)構(gòu)中，高品質(zhì)能源的消耗越小.
電的火用值等于其熱量值.但電力來自于不同的發(fā)電類型，電力綜合能源火用值，應(yīng)該根據(jù)各發(fā)電能源類型綜合考慮.中國(guó)電力主要有火電，水電，核電和風(fēng)電等.2009年，中國(guó)發(fā)電量為35 874 億kWh，其中水電4 961 億kWh，火電29 901 億kWh，其余為核電、風(fēng)電和其他發(fā)電\[15\].由此可知，2009年水電占比13.8%，火電(主要為原煤發(fā)電)占比83.4%，核電、風(fēng)電和其他發(fā)電占比2.8%.其中核電的能源火用值取電力熱量值，水電火用值取水電熱量值，其他可再生能源電力火用值取電力熱量值，中國(guó)電力發(fā)熱量為3 600 kJ/kWh，能源供應(yīng)火用效率原煤為0.321，水電、核電以及可再生能源發(fā)電為100%\[12\].則2009年火力發(fā)電，水力發(fā)電，核電、風(fēng)電等能源火用值分別為11 215，3 600，3 600 kJ/kWh.電力綜合能源火用值即為各發(fā)電能源火用值加權(quán)值9 951 kJ/kWh.
1.3 火用耗計(jì)算
1.3.1 建材生產(chǎn)階段火用耗
建材作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造的基本原料包括水泥、鋼材、玻璃、混凝土及其砌塊等.在滿足建筑業(yè)及人類生產(chǎn)生活物質(zhì)保障的同時(shí)，建材及其構(gòu)件的生產(chǎn)制造都會(huì)消耗大量的能源.例如，1 kg鋼的能源消耗清單如表1所示.單位某種建材生產(chǎn)階段火用耗可用下式計(jì)算：
Exm,p=∑i(εf,i×mi).(4)
式中：Exm,p為單位某種建材生產(chǎn)火用耗；εf,i為某種建材生產(chǎn)所消耗的能源結(jié)構(gòu)中第i種燃料的燃料火用；mi為單位某種建材生產(chǎn)階段第i中燃料的消耗量.
表1 1 kg鋼的能源消耗清單\[16\]
Tab.1 Energy consumption list for producing 1 kg steel
煉焦煤
/kg
動(dòng)力煤
/kg
電
/KWh
燃料油
/kg
天然氣
/m3
0.446 4
0.312 9
0.555 1
0.000 1
0.003 2
1.3.2 運(yùn)輸過程火用耗
本文中建材運(yùn)輸火用耗僅考慮建材及構(gòu)件從出廠到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸過程火用耗.在中國(guó)，建材主要通過公路和鐵路2種運(yùn)輸方式，鐵路一般用于長(zhǎng)距離運(yùn)送，而建筑材料的運(yùn)輸一般是就近原則，采取公路運(yùn)輸?shù)姆绞捷^多\[17\].文獻(xiàn)\[18\]表明公路貨運(yùn)車輛使用的燃料97.5%為柴油,根據(jù)田建華\[19\]對(duì)中國(guó)機(jī)動(dòng)車單位能源消耗量的研究，道路貨物運(yùn)輸中柴油車的單位能源消耗量為6.3 L/(100 t•km).假設(shè)所有建筑材料均使用以柴油為燃料的公路運(yùn)輸，且假設(shè)相關(guān)運(yùn)輸距離為50 km，則某種建材運(yùn)輸火用耗等于燃油的用量與其燃料火用的乘積，按下式計(jì)算：
mf,j=Rρmj(1+L)×d. (5)
Exm,t=mf,jεf,f.(6)
式中：mf,j為運(yùn)輸過程燃油的用量，kg；R為運(yùn)輸能耗強(qiáng)度，L/(100 t•km)；ρ為燃油的密度，kg/L；mj為某種建材的用量，100 t；L為運(yùn)輸過程中建材j的損耗率，%；d為運(yùn)輸距離，km； Exm,t為某種建材運(yùn)輸火用耗，kJ； εf,f為燃油內(nèi)含火用值，kJ/kg.
1.3.3 施工過程火用耗
施工過程是建筑生命周期能源消耗的重要環(huán)節(jié).本文從常用施工機(jī)械設(shè)備的燃料動(dòng)力用量及燃料動(dòng)力內(nèi)含火用的角度，分析施工階段火用耗.文獻(xiàn)\[20\]給出了常用施工機(jī)械的臺(tái)班單價(jià)，人工及燃料動(dòng)力用量，其中每臺(tái)班機(jī)械的柴油、汽油、電、煤等的消耗見表2.本文以其中每臺(tái)班機(jī)械耗能及該能源內(nèi)含火用為依據(jù)，結(jié)合施工方提供的工程量清單計(jì)算施工火用耗.某種施工機(jī)械每臺(tái)班火用耗按下式計(jì)算：
Exm,c=mtεf,c.(7)
式中：Exm,c為某種施工機(jī)械每臺(tái)班火用耗，kJ；mt為某種施工機(jī)械每臺(tái)班的燃料動(dòng)力用量，kg或kWh；εf,c為所消耗燃料動(dòng)力的內(nèi)含火用，kJ/kg或kJ/kWh.
表2 常用施工機(jī)械每臺(tái)班能耗\[20\]
Tab.2 Energy consumption of each machineteam
for major construction machinery
機(jī)械名稱
型號(hào)
燃料動(dòng)力用量
柴油/kg
電量/kWh
履帶式推土機(jī)
功率：75 kW
53.99
-
履帶式起重機(jī)
提升質(zhì)量：15 t
32.25
-
載貨汽車
裝載質(zhì)量：6 t
33.24
-
灰漿攪拌機(jī)
拌筒容量：200 L
-
8.61
木工圓鋸機(jī)
直徑：500 mm
-
24
混凝土震搗器
平板式
-
4
混凝土震搗器
插入式
-
4
直流電焊機(jī)
功率：14 kW
-
50.68
1.4 能耗計(jì)算
1.4.1 建材生產(chǎn)階段能耗
建筑建造過程消耗大量的建材，計(jì)算建材生產(chǎn)能耗主要是確定建材的種類及用量，以及生產(chǎn)單位建材過程中能源的種類和用量.單位建材的能耗可以用單位含能來表示，所謂含能 \[21\],是指生產(chǎn)建筑材料全過程中所消耗能量的總和.表3給出了主要單位建材產(chǎn)品的內(nèi)含能，某種建材生產(chǎn)階段能耗可按下式計(jì)算：
Em,p=mj(1+L)Ee,j．(8)
式中：Em,p為某種建材生產(chǎn)能耗，kJ；mj為某種建材的用量，m3或kg等；L為運(yùn)輸過程建材的損耗率，%；Ee,j為建材的單位含能，kJ/單位.
表3 主要建材生產(chǎn)階段單位能耗數(shù)據(jù)表\[22-24\]
Tab.3 The unit energy consumption data of main
building materials production
序號(hào)
主要建材
單位
單位能耗/(kJ•單位-1)
1
實(shí)心粘土磚
千塊
6 857 604
2
空心粘土磚
千塊
5 685 364
3
混凝土
m3
2 499 801.8
4
鋼材
kg
28 086
5
石灰
kg
6 212.9
6
水泥
kg
7 848.1
7
平板玻璃
kg
24 480
8
加氣混凝土砌塊
m3
2 889 571.6
1.4.2 運(yùn)輸過程能耗
建材運(yùn)輸能耗考慮建材及構(gòu)件從出廠到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸過程消耗的能源，相關(guān)假設(shè)同建材運(yùn)輸火用耗.某種建材運(yùn)輸過程能耗可按下式計(jì)算：
Em,t=mfEe,k．(9)
式中：Em,t為某種建材運(yùn)輸過程能耗，kJ；mf為運(yùn)輸過程燃油的用量，kg；Ee,k為所消耗燃油內(nèi)含能，kJ/kg.
1.4.3 施工過程能耗
施工過程能源消耗主要來自于各種機(jī)械設(shè)備，如混凝土攪拌機(jī)、起重機(jī)等的運(yùn)行能耗.根據(jù)文獻(xiàn)\[20\]給出的常用施工機(jī)械每臺(tái)班機(jī)械的柴油、汽油、電、煤等的消耗，從燃料動(dòng)力內(nèi)含能的角度，分析施工階段能耗，施工機(jī)械臺(tái)班數(shù)從施工方提供的工程量清單獲取，施工過程能耗可按下式計(jì)算：
Em,c=∑imt,iEe,iTb． (10)
式中：Em,c為施工過程能耗，kJ；mt,i為第i種施工機(jī)械每臺(tái)班的燃料動(dòng)力量，kg或kWh；Ee,i為該施工機(jī)械所耗燃料動(dòng)力的內(nèi)含能，kJ/kg或kJ/kWh；Tb為施工工程量清單中記載的臺(tái)班數(shù).
2 案例應(yīng)用
湖南某研發(fā)中心總建筑面積5 644 m2.建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，部分護(hù)結(jié)構(gòu)為玻璃幕墻，設(shè)計(jì)使用年限為50年.根據(jù)施工方提供的人工、主要材料、機(jī)械匯總表，并結(jié)合《全國(guó)統(tǒng)一建筑工程基礎(chǔ)定額》，該建筑主要建材消耗量如表4所示.
表4 主要建材消耗量
Tab.4 The main building materials consumption
list of the R&D center
建材
單位
用量
單位面積指標(biāo)
/(單位•m-2)
實(shí)心粘土磚
千塊
104.8
0.02
空心粘土磚
千塊
400.2
0.07
混凝土
m3
5174.4
0.92
鋼材
kg
449 884.1
79.71
石灰
kg
40 899.3
7.25
水泥
kg
63 876.8
11.32
平板玻璃
kg
43 455.6
7.70
加氣混凝土砌塊
m3
211.0
0.04
3 結(jié)果與討論
1)建材生產(chǎn)制造階段單位面積能耗與火用耗及所占比例如圖1所示.由圖1可知，各類建材生產(chǎn)階段單位面積能耗均大于火用耗．混凝土及其砌塊生產(chǎn)所需單位面積能耗最大，占整個(gè)建材生產(chǎn)階段能耗的44%，鋼材生產(chǎn)單位面積能耗次之，占比為41%，第3為土石質(zhì)類建材(包括空心粘土磚、實(shí)心粘土磚以及石灰)占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比2%.建材生產(chǎn)單位面積火用耗鋼材最大，占整個(gè)建材生產(chǎn)階段火用耗的48%，混凝土及其砌塊次之，占比38%，土石質(zhì)類建材占比10%，平板玻璃占比3%，水泥占比1%.從整體來看，鋼材和混凝土及其砌塊能耗和火用耗占比都最大，這與該研發(fā)中心這兩類建材的大量使用有關(guān).比較能耗和火用耗占比可知，鋼材火用耗占比同其能耗占比相比較有所增加，而混凝土及其砌塊火用耗占比同其能耗占比相比較有明顯下降，這與各建材生產(chǎn)所需能源結(jié)構(gòu)不同有關(guān).
相關(guān)建材生產(chǎn)制造階段所消耗能源的火用值與能值之比如表5所示.由表5可知，鋼材的火用能比最大，說明生產(chǎn)過程消耗的能源中火用值占比很大，生產(chǎn)所需能源結(jié)構(gòu)中高品質(zhì)能(電能)用量很多，這一點(diǎn)也可以從表1中鋼材能源消耗清單得出.
2)建材運(yùn)輸階段單位面積能耗與火用耗如圖2所示.由圖2可知，混凝土及其砌塊運(yùn)輸能耗與火用耗均最大，平板玻璃運(yùn)輸能耗與火用耗次之，這與該研發(fā)中心使用框架結(jié)構(gòu)和玻璃幕墻導(dǎo)致混凝土和玻璃的大量運(yùn)輸有關(guān).土石質(zhì)類、鋼材、平板玻璃、混凝土及其砌塊運(yùn)輸階段單位面積能耗與火用耗占比一致，分別為2%,3%,9%和86%，這與文中所假設(shè)的各類建材運(yùn)輸距離相同，采用的運(yùn)輸方式相同有關(guān).
圖1 主要建材生產(chǎn)階段單位面積能耗與火用耗
Fig.1 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials production phase
表5 生產(chǎn)各類建材的火用能比
Tab.5 Exergyenergy ratio of various kinds of building
materials in production stage
土石質(zhì)類
水泥
混凝土及其砌塊
鋼材
平板玻璃
火用能比
0.73
0.59
0.68
0.92
0.62
3)由于該研發(fā)中心施工過程各建材使用機(jī)械臺(tái)班數(shù)是統(tǒng)計(jì)在一起的，無法分開計(jì)算，故只能計(jì)算該研發(fā)中心施工過程單位面積能耗，火用耗的平均水平.施工過程單位面積能耗和火用耗分別為133.9 和112.1 MJ/m2.
圖2 主要建材運(yùn)輸階段單位面積能耗與火用耗
Fig.2 Energy and exergy consumption of unit building
area in building materials transportation phase
4)該研發(fā)中心圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程總能耗，火用耗如表6所示.由表6可知，該建造過程單位面積總能耗為5 943.7 MJ/m2，總火用耗為4 699.1 MJ/m2.建材生產(chǎn)階段無論是能耗，火用耗其比重均達(dá)到90%以上，可見建材生產(chǎn)階段節(jié)能迫在眉睫.建材運(yùn)輸與施工過程火用耗占比大于能耗占比，這兩部分的節(jié)能潛力不容忽視.整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程火用能比為0.79，運(yùn)輸過程火用能比高達(dá)0.97，節(jié)能、節(jié)火用刻不容緩.
表6 圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程單位面積總能耗，火用耗，火用能比
Tab.6 The total energy and exergy consumption and
exergyenergy ratio in building envelop construction
能耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用耗/
(MJ•m-2)
比例/
%
火用能
比
建材生產(chǎn)階段
5 491.4
92.4
4 276.6
91.0
0.78
建材運(yùn)輸過程
318.4
5.4
310.4
6.6
0.97
現(xiàn)場(chǎng)施工過程
133.9
2.2
112.1
2.4
0.84
總計(jì)
5 943.7
100
4 699.1
100
0.79
4 結(jié) 論
本文通過建立圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗與火用耗的計(jì)算方法，定量計(jì)算分析了某研發(fā)中心圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗與火用耗水平，以及火用能比狀況，得出如下結(jié)論：
1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程單位面積總能耗和總火用耗分別為5 943.7和4 699.1 MJ/m2，整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程火用能比為0.79.
2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程能耗主要來自于建材生產(chǎn)階段，建材生產(chǎn)制造階段火用能比為0.78，幾乎與整個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程火用能比相當(dāng).其中鋼材，混凝土及其砌塊，土石質(zhì)類建材生產(chǎn)制造火用能比較大，分別為0.92,0.68,0.73.優(yōu)化建材生產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)過程中高品質(zhì)能源的用量，是降低建材生產(chǎn)制造能耗的關(guān)鍵.
3)混凝土及其砌塊，土石質(zhì)類建材，鋼材以及平板玻璃的運(yùn)輸能耗是該研發(fā)中心圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造過程運(yùn)輸能耗的主要來源.運(yùn)輸過程火用能比高達(dá)0.97，節(jié)能、節(jié)火用刻不容緩.對(duì)建筑工程來說，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)建立混凝土攪拌站，對(duì)于離生產(chǎn)廠家較遠(yuǎn)的建材，應(yīng)就地就近取材，以降低運(yùn)輸能耗.
4)結(jié)果可為研究“爛尾樓”能耗現(xiàn)狀提供數(shù)據(jù)參考，同時(shí)本文提出的火用分析評(píng)價(jià)計(jì)算方法可以應(yīng)用于類似建筑，為圍護(hù)結(jié)構(gòu)可持續(xù)建造提供參考.
參考文獻(xiàn)
［1］ 清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國(guó)建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2012\[M\].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012：3-4.
Tsinghua University Building Energy Efficiency Research Center．2012 annual report on China building energy efficiency\[M\]. Beijing:China Architecture & Building Press,2012：3-4.(In Chinese)
［2］ 魏一鳴，廖華. 中國(guó)能源報(bào)告(2010)：能源效率研究\[M\].北京：科學(xué)出版社，2010:136-143.
WEI YIming, LIAO Hua. China energy report (2010): energy efficiency research \[M\]. Beijing: Science Press,2010:136-143.(In Chinese)
［3］ PIYUSH T. Energy efficiency and building construction in India\[J\]. Building and Environment, 2001,36(10): 1127-1135.
［4］ NASSEN J, HOLMBERG J, WADESKOG A,et al. Direct and indirect energy use and carbon emissions in the production phase of buildings: an inputoutput analysis\[J\].Energy, 2007, 32(9): 1593-1602.
［5］ ANDREW H B, BRIAN G H. Energy and carbon dioxide implications of building construction\[J\].Energy and Buildings, 1994, 20(3): 205-217.
［6］ LI Xiaodong, ZHU Yimin, ZHANG Zhihui. An LCAbased environmental impact assessment model for construction processes\[J\]. Building and Environment,2010,45(3):766-775.
［7］ YAN Hui, SHENQiping,FAN L C H,et al. Greenhouse gas emissions in building construction: a case study of one Peking in Hong Kong \[J\]. Building and Environment,2010,45(4):949-955.
［8］ SAKULPIPATSIN P. Exergy efficient building design\[D\]. Department Building Technology, Technical University of Delft, 2008.
［9］ SHUKUYA M. Exergy concept and its application to the built environment\[J\].Building and Environment, 2009, 44(7): 1545-1550.
［10］HEPBASLI A. Low exergy heating and cooling systems for sustainable buildings and societies\[J\]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 16(1):73-104.
［11］ZHOU Yan, GONG Guangcai. Exergy analysis of the building heating and cooling system from the power plant to the building envelop with hourly variable reference state\[J\]. Energy and Buildings, 2013, 56:94-99.
［12］劉猛.建筑生命周期環(huán)境影響火用評(píng)價(jià)研究\[D\].重慶: 重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院，2008.
LIU Meng. Study on life cycle exergy assessment of building environmental impacts\[D\].Chongqing: Urban Construction and Environmental Engineering, Chongqing University,2008.(In Chinese)
［13］傅秦生.能量系統(tǒng)的熱力學(xué)分析方法\[M\].西安:西安交通大學(xué)出版社，2005:116-118.
FU Qinsheng. Thermodynamic analysis of energy systems\[M\].Xi'an: Xi'an Jiaotong University Press,2005:116-118.(In Chinese)
［14］ALGHANDOOR A,PHELAN P E,VILLALONOS R,et al.Energy and exergy utilizations of the U.S. manufacturing sector\[J\]. Energy, 2010,35(7):3048-3065.
［15］國(guó)網(wǎng)能源研究院. 2010中國(guó)電力供需分析報(bào)告\[M\]. 北京：中國(guó)電力出版社, 2010:54-59.
State Grid Energy Research Institute. Analysis report of China power supply and demand 2010\[M\]. Beijing: China Electric Power Press,2010:54-59.(In Chinese)
［16］谷立靜.基于生命周期評(píng)價(jià)的中國(guó)建筑行業(yè)環(huán)境影響研究\[D\].北京：清華大學(xué)建筑學(xué)院，2009.
GU Lijing. Studies on the environmental impact of the building industry in China based on the life cycle assessment\[D\]. Beijing: School of Architecture,Tsinghua University, 2009. (In Chinese)
［17］顧道金,谷立靜,朱穎心,等.建筑建造與運(yùn)行能耗的對(duì)比分析\[J\].暖通空調(diào)，2007，37(5):58-60.
GU Daojin,GU Lijing, ZHU Yingxin,et parison between construction and operation energy consumption of buildings\[J\].HV&AC, 2007,37(5): 58-60.(In Chinese)
［18］張又升.建筑物生命周期二氧化碳減量評(píng)估\[D\].臺(tái)灣:臺(tái)灣成功大學(xué)建筑研究所，2002.
ZHANG Yousheng.Life cycle assessment on the reducton of carbon dioxide emission of buildings\[D\].Taiwan: Department of Architecture,National Cheng Kung University,2002. (In Chinese)
［19］田建華.中國(guó)交通部門能源消耗與環(huán)境排放預(yù)測(cè)\[D\].大連: 大連理工大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，2008.
TIAN Jianhua. Forecast on energy consumption and environmental emissions of transportation sector in China\[D\].Dalian: School of Energy and Power Engineering,Dalian University of Technology,2008. (In Chinese)
［20］山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)定額站.山東省建設(shè)工程施工機(jī)械臺(tái)班單價(jià)表\[EB/OL\].(2008-03). /jxyb 08/jx08.aspx.
［21］日本可持續(xù)建筑協(xié)會(huì).建筑物綜合環(huán)境性能評(píng)價(jià)體系―綠色設(shè)計(jì)工具\(yùn)[M\].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:106-107.
Japan's Sustainable Building Society. Comprehensive assessment system for building environmental efficiency\[M\]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2005:106-107.(In Chinese)
［22］楊倩苗.建筑產(chǎn)品的全生命周期環(huán)境影響定量評(píng)價(jià)\[D\].天津:天津大學(xué)建筑學(xué)院，2009.
YANG Qianmiao. Quantificational life cycle assessment of environmental impact of construction productions \[D\]. Tianjin: School of Architecture,Tianjin University,2009. (In Chinese)
［23］龔志起,張智慧.建筑材料物化環(huán)境狀況的定量評(píng)價(jià)\[J\].清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2004,44(9):1209-1213.
GONG Zhiqi,ZHANG Zhihui. Quantitative assessment of the embodied environmental prof ile of building materials\[J\]. Journal of Tsinghua University:Natural Sciences, 2004,44(9):1209-1213.(In Chinese)
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)與房地產(chǎn)領(lǐng)域獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其經(jīng)濟(jì)效益有目共睹。伴隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)和商業(yè)的崛起，建筑業(yè)也逐漸成為了我國(guó)的支柱型產(chǎn)業(yè)。但是，建筑業(yè)在發(fā)展進(jìn)程中，依舊保持著傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和建筑風(fēng)格，存在著高消耗、高投入、低效率、高排放及不符合自然環(huán)境需求等特點(diǎn)，過于粗放型的發(fā)展，同時(shí)也給環(huán)境帶來了污染。節(jié)能低碳時(shí)代，建筑業(yè)的高碳性增長(zhǎng)方式，對(duì)于自然環(huán)境的發(fā)展與保護(hù)十分不利，是導(dǎo)致溫室氣體大量出現(xiàn)的根本原因。在此背景下，綠色建筑理念應(yīng)運(yùn)而生，《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》也正式出臺(tái)。
所謂綠色建筑，即在建筑的全壽命周期內(nèi)，可以達(dá)成最佳的節(jié)能、節(jié)水與節(jié)材目標(biāo)，減少污染保護(hù)環(huán)境，能夠?yàn)槿藗兲峁└咝А⒔】?、和諧自自然的建筑。在進(jìn)入到新世紀(jì)以來，隨著全球氣候的變暖，節(jié)能低碳的理念隨之而來，為了更好的延續(xù)人類的文明，人們需要不斷的減少溫室氣體，避免自然氣候的惡化。節(jié)能低碳理念之下，對(duì)綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，存在著理論和現(xiàn)實(shí)的雙重意義。
一、低碳理念與綠色建筑概要
所謂低碳理念，即在全球變暖和溫室效益的問題不斷加劇情況下，人們所希望追求的“低碳、節(jié)能、環(huán)?！鄙罾砟?。在節(jié)能低碳理念深入人心的背景下，“低碳”理念會(huì)影響到生活的各個(gè)方面，包括生活習(xí)慣、工作方式與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況等等。低碳的根本，在于降低溫室氣體的排放量，尤其是碳類的排放，用新能源和可再生資源代替現(xiàn)有的不斷減少的傳統(tǒng)能源，推動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。而綠色建筑的概念，就是從低碳理念中衍生而來，是基于這種理念之下的新生事物。
顧名思義，綠色建筑與傳統(tǒng)建筑的最大差別，主要體現(xiàn)在“綠色”二字。所謂綠色，強(qiáng)調(diào)的是基于自然、和諧的環(huán)境基礎(chǔ)。綠色建筑的概念，即在建筑的壽命周期內(nèi)，可以崇恩的節(jié)約各種能源和資源，包括水資源、土地資源和建筑材料資源等等，通過更多的使用自然資源，包括風(fēng)能、光能和生物能量等新能源，減少建筑過程中所產(chǎn)生的大量有害物質(zhì)排放，避免或減少在人類文明的快速發(fā)展進(jìn)程中，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境所造成的惡劣影響。從全壽命周期費(fèi)用而言，綠色建筑的費(fèi)用涵蓋能源費(fèi)用、非能源運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、拆遷費(fèi)用以及投資維護(hù)費(fèi)用等等。從生產(chǎn)要素而言，主要包括運(yùn)營(yíng)方式、材料含能、建筑耗能及建筑后期等等。建筑中能量的部分輸入，即建筑材料含能。在高含能材料的使用下，可以降低建筑的維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)提高材料的循環(huán)利用率與較高的使用效率。所以在綠色建筑的全周期壽命中，更多的去選擇優(yōu)質(zhì)的材料，降低建筑中的能源消耗，提高有效的利用率，迎合節(jié)能低碳的發(fā)展理念。
綠色建筑的節(jié)能發(fā)展，需要通過整體和細(xì)節(jié)的全面考量與設(shè)計(jì)，在有機(jī)的組合之下，選擇最佳的運(yùn)營(yíng)方式與建筑耗能情況，例如照明節(jié)能方案或制冷節(jié)約能源方案等等。當(dāng)然，建筑除了前期的設(shè)計(jì)施工之外，還需要做好后期處理工作，即在技術(shù)過時(shí)或材料功能不足需要更換廢棄的情況下，需要及時(shí)的采取有效措施，在結(jié)合最初設(shè)計(jì)理念的情況下，利用現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)更多的為建筑增加適用性與壽命，節(jié)約后期處理成本。
二、我國(guó)綠色建筑的發(fā)展
二十一世紀(jì)以來，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，尤其在房地產(chǎn)領(lǐng)域與建筑領(lǐng)域，更是在城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展理念下，取得了突飛猛進(jìn)的成果。然而，縱觀我國(guó)傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代城市中所出現(xiàn)了大量建筑物，大都屬于高耗能建筑，其主要特點(diǎn)在于投資大、耗能多、高排放與低效率。這些建筑物通過以較高的碳排放量，換取了大量的回報(bào)，與此同時(shí)，也占據(jù)了全國(guó)溫室氣體排放量的25%。尤其是在我國(guó)北方的冬季，采暖的需求使得東北地區(qū)的碳排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)到數(shù)倍之多。想要改變現(xiàn)狀，營(yíng)銷和諧社會(huì)，除了需要從人文角度入手之外，更要從方方面面入手，我國(guó)綠色建筑的發(fā)展計(jì)劃刻不容緩。
雖然，我國(guó)目前的綠色建筑不多，但是這種節(jié)能低碳理念下的綠色建筑概念，已經(jīng)成為了潮流發(fā)展的必然趨勢(shì)，獲得了很多消費(fèi)者與設(shè)計(jì)師的關(guān)注與認(rèn)可。當(dāng)然，對(duì)于綠色建筑的認(rèn)知，有些人還存在著一些誤解。例如在一些建筑小區(qū)中，宣傳文案以綠色植被的多少來定義綠色建筑的本質(zhì)，顯然是曲解了綠色建筑的含義，同時(shí)也低估了消費(fèi)者的審美需求。真正意義上的綠色建筑，不僅要具備綠色的植被，與自然形成和諧的關(guān)系，同時(shí)也要在能源的消耗與使用方面，做到與時(shí)俱進(jìn)。
綠色建筑的發(fā)展已經(jīng)在全球范圍內(nèi)掀起了一股浪潮，對(duì)于國(guó)內(nèi)的建筑企業(yè)和居民而言，無論是從經(jīng)濟(jì)利益角度還是從生活舒適角度，都應(yīng)該追求綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，開拓行業(yè)發(fā)展前景的同時(shí)，為居民打造一個(gè)溫暖、健康、綠色的“家”。
三、碳排放交易下CO2減排價(jià)值
在全球號(hào)召節(jié)能低碳發(fā)展的理念之下，碳排放交易應(yīng)運(yùn)而生，其始于經(jīng)濟(jì)學(xué)家的排污權(quán)交易概念，在目前的歐美地區(qū)非常的流行。從一般角度而言，碳排放交易做法，就是政府通過評(píng)估一個(gè)區(qū)域內(nèi)的滿足低碳需求最大碳排放量，然后將其設(shè)定為多個(gè)份額，每一塊份額對(duì)應(yīng)著一個(gè)碳排放的權(quán)限。根據(jù)市場(chǎng)的招投標(biāo)與拍賣方式，政府會(huì)將之前分好的碳排放權(quán)限出讓給企業(yè)或碳排放者，并且在二級(jí)市場(chǎng)進(jìn)行交易。這種交易模式的根本，是有效的融合綠色發(fā)展的可持續(xù)化目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)利益，可以有效的推動(dòng)企業(yè)的激勵(lì)性、環(huán)保性發(fā)展，是一種雙贏模式的交易。
作為當(dāng)前國(guó)際碳交易機(jī)制之一，清潔發(fā)展機(jī)制對(duì)于碳減排與綠色建筑所實(shí)現(xiàn)的碳減排價(jià)值，存在著參考性的價(jià)格評(píng)估。時(shí)下，歐洲的CO2減排價(jià)值一般在8到12歐元/噸價(jià)值區(qū)間，伴隨著市場(chǎng)環(huán)境、談判情況與項(xiàng)目的差異，這個(gè)價(jià)值存在著波動(dòng)性與不同表現(xiàn)。客觀而言，CO2減排價(jià)值與碳排放交易將是從企業(yè)角度，最好平價(jià)綠色建筑經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵性內(nèi)容，有利于更好的計(jì)算出投資效益比例，更明確綠色建筑所作出的環(huán)境效益。
四、低碳理念下綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益分析
“節(jié)能、低碳、環(huán)保”理念下，綠色建筑的經(jīng)濟(jì)效益，往往是傳統(tǒng)建筑的經(jīng)濟(jì)增加值與碳排放減少效益的和值表現(xiàn)。簡(jiǎn)單來說，就是要利用無對(duì)比法，來衡量綠色建筑在使用了綠色科技之后的經(jīng)濟(jì)效益，通過適合的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)與指標(biāo)選擇，即可橫向的去對(duì)比沒有采用綠色低碳技術(shù)的建筑的經(jīng)濟(jì)效益。期間，可以使用市場(chǎng)價(jià)值法來衡量建筑物的經(jīng)濟(jì)效益，就是用綠色技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益與沒有使用綠色技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行差額計(jì)算，將其作為環(huán)境價(jià)值的計(jì)算方式。
節(jié)能低碳理念下的綠色建筑經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，主要涵蓋一次性投資費(fèi)用、委托人成本、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用以及殘值，環(huán)境損失價(jià)值等等，包括直接費(fèi)用與間接費(fèi)用兩個(gè)方面。從效益角度而言，綠色建筑的直接效益主要指綠化面積、價(jià)值回收與資源利用等?；诠?jié)能低碳理念，綠色建筑的直接效益可用于先進(jìn)技術(shù)的使用，而后計(jì)算節(jié)約的能源與資源之和。綠色建筑的間接效益，主要體現(xiàn)于積極向上的生活環(huán)境與為社會(huì)其他成員所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，一方面包括對(duì)人體健康有益的環(huán)境改造，另一方面是對(duì)空氣凈化由于氧氣排放的效益計(jì)算。衡量間接效益，可以采用替代市場(chǎng)法與機(jī)會(huì)成本法。后者是指在綠色建筑開發(fā)階段，為了確保未來環(huán)境效益所得的凈效益值；前者是指借助周邊地區(qū)房產(chǎn)及其他商品服務(wù)市場(chǎng)的信息，透過見解的評(píng)估環(huán)境質(zhì)量變化，而得出最終所得的變化損益結(jié)果。
綠色建筑的設(shè)計(jì)與發(fā)展，將為現(xiàn)代和諧社會(huì)的進(jìn)步提供良好的環(huán)境基礎(chǔ)。在經(jīng)濟(jì)效益獲得穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)，綠色建筑更符合了現(xiàn)代人的生活需求。在近期中國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)低迷的情況下，各個(gè)開放商可以嘗試性的認(rèn)知并接觸綠色建筑，推動(dòng)其發(fā)展壯大，為消費(fèi)者謀求更多福利。
關(guān)鍵詞：建筑工程；智能化施工；管理；應(yīng)對(duì)措施
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.102
1 前言
在國(guó)內(nèi)智能化建筑工程施工管理中，施工與管理能力的強(qiáng)弱充分體現(xiàn)出一個(gè)企業(yè)在市場(chǎng)上的綜合能力，且表現(xiàn)形式多種多樣，特別是在科技飛速發(fā)展的今天，加強(qiáng)對(duì)建筑工程施工管理，對(duì)保障施工安全起到重要作用。而以往的管理方式、管理理念以及管理制度，已難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)管理，在管理中會(huì)出現(xiàn)較多問題，這就使得管理人員在管理過程中面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，新形式下，建筑施工單位對(duì)管理人員的要求越來越高，且采用計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)進(jìn)行施工管理，嚴(yán)格控制建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)階段的施工質(zhì)量，從而提升施工管理效率與管理水平。
2 通過實(shí)例分析智能化建筑的管理現(xiàn)狀與分類
2.1 工程簡(jiǎn)介
某科技館智能化系統(tǒng)工程（合同價(jià)為人民幣2179.318527萬元）、場(chǎng)館智能管理系統(tǒng)工程（合同價(jià)為908.6527萬元）、展區(qū)監(jiān)控項(xiàng)目工程（合同價(jià)284.8828萬元）等三個(gè)建筑項(xiàng)目作為研究對(duì)象，上述上個(gè)項(xiàng)目于2014年08月進(jìn)行施工，于2016年07月竣工，進(jìn)一步了解該項(xiàng)目的智能化施工管理現(xiàn)狀，分析上述三個(gè)項(xiàng)目在智能化管理過程中存在的問題與具體類別，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
2.2 智能化建筑管理現(xiàn)狀
2.2.1 建筑智能化的管理機(jī)制問題
此建筑工程在進(jìn)行施工管理的過程中，因缺乏安全、有效的施工管理機(jī)制，且大部分建筑單位因和管理方發(fā)生利益關(guān)系，這就使得建筑智能化施工管理工作沒有得到有效的落實(shí)與執(zhí)行，因而對(duì)該工程項(xiàng)目的施工安全管理造成很大影響。
2.2.2 施工機(jī)械的設(shè)備安裝問題
在建筑工程智能化施工管理期間，機(jī)械機(jī)械設(shè)備安裝屬于其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，施工時(shí)不允許出現(xiàn)與設(shè)計(jì)要求相悖及不規(guī)范問題，但在施工現(xiàn)場(chǎng)還是會(huì)出現(xiàn)或多或少的問題。例如，設(shè)備于安裝之前施工現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)、運(yùn)輸?shù)入A段隨意亂丟設(shè)備，而且設(shè)備存儲(chǔ)倉庫的濕度與粉塵非常高。部分施工人員在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)，會(huì)出現(xiàn)暴力安裝的情況，如設(shè)備接口難以連接，經(jīng)常會(huì)使用外力與蠻力強(qiáng)行安裝。上述狀況均會(huì)使機(jī)械設(shè)備很難不借助外力，這就容易造成機(jī)械設(shè)備自身承受能力難以達(dá)到平衡、穩(wěn)定的狀態(tài)，從而使機(jī)械內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重變形，最終形成應(yīng)力的疲勞性損壞。
2.2.3 施工的驗(yàn)收管理問題
在建筑工程施工過程中，智能化項(xiàng)目驗(yàn)收屬于其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是確保智能化施工管理系統(tǒng)得以安全、穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)核心環(huán)節(jié)，因此，建筑施工單位的管理人員針對(duì)智能化施工系統(tǒng)的具體施工狀況做相應(yīng)的驗(yàn)收非常有意義。而在部分的建筑項(xiàng)目施工中，施工人員因未根據(jù)規(guī)范化的要求來嚴(yán)格驗(yàn)收各個(gè)智能化施工系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)施施工工序、施工工藝等，主要表現(xiàn)為施工人員沒有做相應(yīng)的智能化系統(tǒng)試運(yùn)行，又未檢查施工技術(shù)中存在的問題，從而對(duì)建筑智能化施工的安全運(yùn)行產(chǎn)生很大影響。
2.3 關(guān)于智能化的建筑分類情況
2.3.1 智能綜合的建筑
智能綜合性建筑主要是把不同建筑群應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)功能管理的一體化。如：不同大廈間使用管理聯(lián)系的方式進(jìn)行串聯(lián)，組成一體化的樓群。智能綜合建筑主要目標(biāo)就是組成智能化城市群，提高城市社會(huì)的作用，降低消耗與管理成本。
2.3.2 智能化的學(xué)校
近年來，智能化學(xué)校漸漸實(shí)現(xiàn)，大部分學(xué)生為了滿足教學(xué)需求與社會(huì)發(fā)展需要，都開始安裝多媒體進(jìn)行教學(xué)，實(shí)施信息化的管理。為了伴隨科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，勢(shì)必會(huì)使學(xué)生以智能化形式存在，而在智能化學(xué)校之中，互聯(lián)網(wǎng)深度與信息化實(shí)現(xiàn)是主要內(nèi)容與需求。
2.3.3 智能化的住宅
智能化住宅是指把正常住宅中通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用協(xié)調(diào)性系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的管理，再根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行搭配與使用，提高住宅便利性與用戶生活質(zhì)量。
3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能化建筑施工管理中的應(yīng)用
3.1 關(guān)于智能建筑的子系統(tǒng)
智能化建筑的子系統(tǒng)主要包含計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、自動(dòng)化樓宇系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)綜合布線的系統(tǒng)、自動(dòng)化通信系統(tǒng)與自動(dòng)化辦公系統(tǒng)5部分。其中，BAS屬于自動(dòng)化樓宇系統(tǒng)之中的一部分，可以統(tǒng)一控制樓宇照明與供電，能夠按照環(huán)境變化做出相應(yīng)調(diào)整，對(duì)人們居住的質(zhì)量進(jìn)行改善。在自動(dòng)化通信系統(tǒng)中CSA是常見系統(tǒng)，其主要功能是傳輸建筑物中各種語言、圖像與數(shù)據(jù)，充分結(jié)合內(nèi)接網(wǎng)絡(luò)與外界網(wǎng)絡(luò)。OAS屬于自動(dòng)化辦公系統(tǒng)中的常見系統(tǒng)，主要包含辦公設(shè)備自動(dòng)化與物業(yè)管理的系統(tǒng)自動(dòng)化，通過辦公的自動(dòng)化統(tǒng)一管理每個(gè)子系統(tǒng)。而結(jié)構(gòu)綜合布線系統(tǒng)也叫作SCS與PDS，能夠在建筑群間進(jìn)行信息傳遞，傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)與FDDI屬于計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，現(xiàn)在很多建筑物工作與設(shè)計(jì)均是電子化的操作，這在很大程度上提高了工作效率。
3.2 在智能化的建筑中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)屬于時(shí)展產(chǎn)物，也是一種新型技術(shù)，主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)建立三維的世界。在虛擬三維世界里，可以提高用戶真實(shí)感，以便通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行改變。虛此外，虛擬技術(shù)有著交互性，可以使用戶沉浸在其中，充分體現(xiàn)出人類創(chuàng)造力與想象力。虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)實(shí)用性比較高，廣泛應(yīng)用在建筑行業(yè)之中。應(yīng)用二維與三維技術(shù)，可以給用戶創(chuàng)造虛擬建筑物，使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可以不斷地完善設(shè)計(jì)圖，盡可能滿足用戶需求。
3.3 在智能化的建筑中應(yīng)用CAD的技術(shù)
現(xiàn)階段，在國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)之中，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助軟件，即CAD的技術(shù)實(shí)施建筑物設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，提高建筑物設(shè)計(jì)的水平。在通過CAD的制圖軟件進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以準(zhǔn)確計(jì)算建筑空間與平面面積，使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖形化，降低建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作人員負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高設(shè)計(jì)者工作的效率。尤其社會(huì)不斷進(jìn)步與時(shí)代飛速發(fā)展的背景下，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研究出建筑工程CAD軟件，在床、樓梯等建筑物復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，能夠通過CAD的技術(shù)，選取對(duì)應(yīng)模型設(shè)計(jì)，整個(gè)過程的造作比較簡(jiǎn)單，節(jié)省了人力與物力。
3.4 在智能化建筑中應(yīng)用數(shù)字化的技術(shù)
就目前而言，數(shù)字化的概念逐漸變成國(guó)內(nèi)社會(huì)熱門話題，涵蓋內(nèi)容比較多。一般是在計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)條件下，應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)信息推動(dòng)信息流發(fā)展。由于數(shù)字化技術(shù)不僅影響著人們?nèi)粘Ｉ钆c工作，同時(shí)影響著建筑工程發(fā)展，在建筑工程中應(yīng)用數(shù)字化的技術(shù)，可以對(duì)建筑類型進(jìn)行創(chuàng)新，以形成層級(jí)性與多元化智能場(chǎng)所與空間。如：隨著數(shù)字化的技術(shù)發(fā)展，無需建筑行業(yè)工作人員在固定辦公地點(diǎn)收集信息，何時(shí)何地都可以應(yīng)用數(shù)字化的技術(shù)來收集信息，擴(kuò)大工作空間。此外，應(yīng)用數(shù)字化的技術(shù)，可以承擔(dān)著建筑部分的工作，推動(dòng)新型建筑物發(fā)展與完善，如：隨著電子商務(wù)的時(shí)展，今后實(shí)體超市將會(huì)逐漸被網(wǎng)絡(luò)超市取代，但是娛樂性購物場(chǎng)所會(huì)不斷地創(chuàng)新與完善。
4 結(jié)語
總而言之，當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)取得較好的成績(jī)與巨大突破，并且智能化建筑市場(chǎng)也逐漸拓展，信息化的水平漸漸提高，在很大程度上提高了建筑行業(yè)在國(guó)家上的競(jìng)爭(zhēng)力。而智能化建筑發(fā)展與計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)有著直接關(guān)系，計(jì)算機(jī)的信息技術(shù)涵蓋范圍比較廣、包含內(nèi)內(nèi)容比較多，為確保智能化建筑的可持續(xù)發(fā)展，需要不斷創(chuàng)新與完善計(jì)算機(jī)技術(shù)，提升建筑工程作業(yè)人員能力與專業(yè)水平，確保智能化建筑發(fā)展前瞻性。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱穎，韓慧子.有關(guān)建筑電氣工程中智能化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用研究[J].科技資訊，2014，18（29）：41-41.
[2]李延珠.淺析建筑電氣工程智能化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016，22（16）：2936.
