时间:2023-03-27 16:57:11
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇节能改造论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
在节能减排,低碳生活全球化的今天,建筑节能越来越被重视,且各国已经制定或者正在制定节能建筑的相关标准和规范。而对于目前能耗相当较高的既有建筑则面临着节能改造的命运。因此本文探讨既有建筑节能改造施工工艺技术具有较强的现实指导意义。
1建筑改造施工特点
既有建筑节能改造的施工作业具有明显特点。第一,因受施工条件限制,施工过程对建筑物和毗邻居民的工作生活带来影响。第二,原有建筑周围空间限制,其改造施工的材料堆放场地有效,严重制约搭建脚手架和吊栏等施工作业。第三,施工中对其他非改造部位保护措施,影响施工材料进出。第四,施工质量严重影响建筑节能的效果。
2 建筑节能改造施工工艺关键控制技术
既有建筑节能改造中,建筑墙体、门窗、屋面的保温隔热改造措施以及施工工艺流程严重影响建筑节能改造的效果和质量。[1]
2.1节能改造施工流程设计
施工之前,首先对现场的平面布置进行规划,明确划分施工作业区和居民生活区等非作业区。接着搭设安全通道,拆除散水、阳台基础、拆除空调、窗罩等附属设施后搭脚手架。外墙基层处理、外脚手架搭设完毕并验收合格后,接着处理外墙附着管线,外墙基层,剔凿、抹灰,同时拆除窗套和窗口外侧抹灰层,待外墙基础处理和外窗更换完毕,进行外墙面清洗、测量放线和墙外保温施工。保温施工结束即可粉饰墙面,安装外设。之后拆除外脚手架。最后进行现场清理。暖气、给水改造在开工后即可进行。
2.2脚手架搭设与拆除施工工艺技术
搭设扣件式双排脚手架。要施工不影响住户,则必须解决拉结点不足的问题,脚手架沿建筑物连续封闭搭设,增加抛撑数量,楼梯窗口处多拉结,到达顶端后用钢管拉结两侧外架。脚手架经验收合格后使用。
脚手架拆除前要制定方案,对拆除工人进行安全教育。现场设置警示标识,专人警戒。自上而下拆除,连墙壁点须与脚手架同时拆除,不能分段分立面提前拆除
2.3 屋面改造工艺控制技术
建筑节能改造中,选择在屋顶的结构层上先铺防水层,后铺保温隔热层,再铺无纺布并压覆盖层的“倒置式屋面”。施工工艺见图2。
施工过程中按节能改造设计要求拆除原有屋面保温层、找平层和防水层,并新作找坡层、找平层后铺首层防水卷材,随后铺聚氨酯板,再铺两层改性沥青防水卷材,最后清理验收。
2.4 外窗改造工艺控制技术
要注意窗口节点处理时,为防止出现热桥,将外窗安装在最外侧,与外墙外侧齐平,并在间隙处用聚氨酯发泡胶填满,外保温系统压住塑钢窗框2cm。
根据窗户实际拆除能力,可采取当日拆当日安装的施工程序。拆除过程中做好对室内物品的防护,窗户安装后及时恢复。
2.5 外墙保温工艺控制技术
原有建筑的外墙保温是其节能改造的重点,外墙外保温工艺见图4。
施工中,勒脚部位须在保温材料与墙体间加铺一层防水材料,[2][3]以免水汽通过保温材料而破坏保温效果。
2.5.1 基层处理
开始拆除空调及窗罩后,拆除外墙附着管线,将金属套管固定在墙面,Φ10以下管线直接铺在保温材料之下,Φ20管线应在保温板开槽嵌固。拆除窗台、窗洞口四周抹灰层及墙面空鼓酥松部分,板上裂缝及接缝,然后用1:3水泥砂浆重新抹平。
2.5.2 墙面测量及弹线、挂线
在建筑物外墙阳角、阴角及其他处挂垂直基准线,在墙顶和基础部位挂水平线,其他适当位置挂水平线,控制外保温板的垂直和平整度。
2.5.3 安装支架
支架是为避免粘帖的聚苯板因重力滑动或下坠。采用脚手管做材料,利用外脚手架立杆挑出的小横杆固定水平钢管来支撑聚苯板。
2.5.4 粘贴保温板
保温板采用聚苯板。粘贴分点边粘贴法(图6)和整面粘贴法(图7)两种。点边粘贴法适用于平整度偏差在10mm/2m范围内的墙面。施工时先用抹灰刀沿聚苯板四周边缘均匀涂抹粘胶浆,后在板面上均匀涂抹6~8个粘胶点。[2]粘胶浆厚度视墙面的平整度确定,平整度越差,涂抹越厚。涂抹粘胶点的大小应保证聚苯板实际粘贴面积大于等于板面面积的40%。[3]整面粘贴法适用于平整度偏差在5mm/2m范围以内的墙面。粘贴前先用抹灰刀在整个板面均匀涂满粘结胶浆,后用方齿抹灰刀将胶浆拖刮成沟槽状粘贴。
图6 点边粘法图7 整面粘贴法
墙面保温板铺贴采用自下而上沿水平方向横向分段铺贴。每排板错缝板长的1/2,局部最小错缝保证大于200mm。转角处搭接,将抹好粘胶的保温板依排板控制线安装在支架上,均匀挤压平整使符合外墙平面控制线,刮掉板周围挤出的粘胶,保证板缝与板缝间无“碰头灰”。下一块保温板粘贴时,应将其从侧面推压向前一板,并保证压紧接缝,缝隙控制在2mm。保温板墙面垂直平整误差控制在2mm内。“窗口保温板燕尾槽应顺窗框粘贴(与窗口面平行)。并注意上下窗口横槽粘贴,左右窗口竖槽粘贴,避免槽内砂浆产生的冷桥。下窗口保温板要盖在立墙面保温板上,避免接水口的产生。”[4] 为防窗口部位渗水,先将胀密封条粘帖在框边缘,后用保温板与塑钢窗框挤紧密封条。“门窗洞口应以整块保温板粘贴,粘贴前在保温板上裁切出短边尺寸不小于200mm的门窗开角,并准确控制洞口部位保温板的尺寸,留出窗台板和鹰嘴尺寸。”[5][6]阳台栏板施工,需安装水平支架,保证保温板粘贴牢固不下坠,并用保温板条填充接缝较大的缝隙,然后再用发泡胶对所有保温板接缝发泡密封。
3 结语
既有建筑节能改造中,建筑墙体、门窗以及屋面的保温隔热改造措施是建筑节能改造的关键控制点。在改造施工中,只有科学正确处理这些关键控制点,才能保证节能改造的效果,真正起到节省消耗、节约能源的作用。自然能源资源日趋紧张的严峻形势,对建筑节能提出了新的挑战。新材料和新技术层出不穷,但是要使其真正发挥节能作用,施工过程成为最后的关键控制要素。论文对基于节能的建筑改造施工工艺和关键技术进行了深入探讨,以供同行参考。
参考文献
[1] 邵正元.既有住宅楼节能改造措施探讨[J].城市建设.2010(19).
[2]华北地区建筑设计标准化办公室.88J2-4墙身-外墙保温[M]. 华北标办.2001.8
[3]华北地区建筑设计标准化办公室.88J2-9墙身-外墙外保温[M].2004.
[4]燕尾槽外保温板的施工指导方案.blog.省略/zhujiang828@126/blog/static/57443993200832292554840.
[5] 林少扬.建筑节能改造施工工艺及关键技术分析[J].中国新技术新产品,2010(19):186.
关键词:湖南地区;既有建筑;外墙节能改造
中图分类号:TU55+1.1
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2012)06-0155-02
1 前言
国务院确定了“十二五”期间完成夏热冬冷地区既有建筑节能改造5000万m2的目标任务。湖南属于典型的夏热冬冷地区,日夜温差和冬夏温差比较大,且冬夏时间比较长。夏季平均气温在29℃左右,高温部分地区可达到40℃,时间从5月到10月,冬季最低温度可至零下,时间从12月到次年3月。湖南地区既有建筑中超过80%是高能耗建筑,针对既有建筑的节能改造显得越来越重要和紧迫。节能改造关键是控制建筑护结构的热损耗,做到夏隔热冬保温。而护结构中墙体又占了较大的比例,所以既有建筑外墙节能改造是湖南地区既有建筑节能改造的一个最重要的环节。
2 湖南地区既有建筑外墙节能改造类型的比较研究
根据外墙节能改造施工位置的不同,外墙节能改造主要分为两大类,即:外墙内侧节能改造和外墙外侧节能改造。外墙内侧节能改造是在既有建筑外墙墙体结构内侧覆盖一层节能保温材料,通过粘接剂固定在墙体上,之后再做保护层及饰面。外墙外侧节能改造是在主体墙结构外侧利用粘接材料的作用,固定一层节能保温材料,并在保温材料的外侧用玻璃纤维网加强并涂刷粘结胶浆或做其它墙体外饰面处理。
通过工程节能改造实践及对比分析总结,外侧节能改造较内侧节能改造更适合湖南地区气候特点。湖南地处长江中下游亚热带气候区,潮湿多雨,其外墙的节能改造应该以隔热保温为主,兼顾防潮、防水抗裂。内侧节能改造存在保温隔热效果差,易结露,占用室内使用面积,破坏室内装修,保温层易出现开裂等问题。外侧节能改造则具有以下优势:
1)节能效果好。由于节能材料是置于建筑物的外侧,有效阻隔外界温度对内部环境的影响,也可以有效消除建筑物各个部位的热桥影响,达到节能改造的目的和效果。
2)加强对外墙墙体结构的保护。外侧节能改造能在保温隔热节能的同时,有效削弱外界温度、湿度、紫外线等自然因素对外墙墙体结构的的应力影响,保护外墙墙体结构,适用于湖南冬冷夏热,温差大,湿度大,紫外线强的气候特点。
3)施工方便。由于外侧节能改造主要在建筑外墙施工,所以对建筑内部环境影响更小,减少了对建筑内的生活工作影响。
3 湖南地区既有建筑外墙节能改造材料性能比较研究
既有建筑外墙节能改造中,节能保温材料的选择是至关重要的。节能保温材料的选择应注意以下几点:1)具备优良的保温绝热性能,导热系数小;2)材料厚度适宜,与墙体结合稳定性高,耐久性强;3)具备优良的阻燃性、热湿性等。湖南地区常用的外墙节能改造保温材料有:胶粉聚苯颗粒保温浆料、泡沫塑料板、岩棉等。
3.1胶粉聚苯颗粒保温浆料
胶粉聚苯颗粒保温砂浆是以干拌砂浆为主要胶凝材料,以聚苯乙烯泡沫颗粒为轻骨料,加入适当的抗裂纤维及多种添加剂,在施工现场搅拌均匀得到。该材料导热系数低,保温隔热性能较好,抗压强度高,粘接力强,附着力强,耐冻融、干燥收缩率及浸水线性变形率小,不易空鼓、开裂。(材料性能指标见表1)。此保温材料在湖南地区既有建筑外墙节能改造中应用较早,但随着国家对建筑节能的不断重视,节能政策不断更新,湖南地区的节能要求由过去的50%提高到65%,这一趋势使得胶粉聚苯颗粒很难在合理的厚度下达到保温要求。尽管如此,胶粉聚苯颗粒仍能作为其它保温系统的辅助材料在保温隔热中发挥其作用,比如作为找平层材料起到双重保温的作用。
3.2泡沫塑料板
泡沫塑料是以合成树脂为原料,加入发泡剂,通过热分解放出大量气体,形成内部有无数气孔的塑料制品,是一种多孔状的轻质、保温、隔热、吸声、防震材料。泡沫塑料常以所用的合成树脂命名,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)按其软硬程度分类可分为软质型和硬质型,用于建筑保温的多为硬质型。
聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯树脂为基料,加入发泡剂等辅助材料,经加热发泡、熟化、成型、烘干、切割而成的轻质板材。按是否掺入阻燃材剂,分为阻燃型和普通型两种。按采用的成型工艺不同,分为模塑板(EPS)和挤塑板(XPS)两种。
通过对聚氨酯泡沫塑料(PU)、聚苯乙烯泡沫塑料板模塑板(EPS)、挤塑板(XPS)三种节能保温材料的基本性能指标列表对比(见表2)来看,PU板不论是在保温还是耐温方面是都有较好的优势,其次为XPS板。XPS板粘结强度是三者中强度是最高的。虽然EPS板在这三种保温材料中各项基本性能的比较中相对较弱,但其市场价格相对更低,其性价比相对有一定的优势。
聚氨酯泡沫塑料(PU)、聚苯乙烯泡沫塑料板模塑板(EPS)、挤塑板(XPS)三种节能保温材料因材料性能的差异而各有其优缺点,适用于湖南地区不同节能改造要求的既有建筑外墙(见表3)。
3.3岩棉
岩棉是以精选的天然玄武岩或辉绿岩等为主要原料,经过高温融化,高速离心法或者喷吹法等工序制成的棉丝状无机纤维。岩棉经过一定工序加工制成的岩棉板以其良好的绝热、吸声性能和良好的化学稳定性、耐热性和不燃性,广泛的运用于既有建筑的外墙节能改造。(其材料性能指标见表4)
与常用的有机类保温材料相比,岩棉最大的优势在于其是无机不燃材料,其在欧洲地区得到了普遍的运用,作为主体保温材料应用于外墙保温系统及运用于膨胀聚苯板外墙保温系统的门窗洞口的防火隔离带。在湖南地区既有建筑外墙节能改造中也渐渐被重视,逐渐成为主要的选择材料。
4 湖南地区既有建筑外墙节能构造技术及应用效果比较研究
目前,湖南地区既有建筑外墙节能改造的实施方法有多种,较为常用的做法有以下几种:氟碳漆面保温隔热复合装饰系统、聚苯板薄抹灰保温系统、干挂石材(铝塑板)幕墙装饰系统。每种实施方法都有具体的构造技术要求、应用前景和方向。
4.1氟碳漆面保温隔热复合装饰系统
氟碳漆面保温隔热复合装饰系统是以PU发泡板为核心保温层,内加增强防腐铝合金铂,外以氟碳无机树脂板为装饰面层,经特殊的复合工艺成型后,使装饰板“三位一体”,形成夹芯结构。此系统集保温、防水和装饰功能为一体,具有轻质、高强、保温隔热、装饰美观等特性,其整体安全性能较高,防火等级可达到B1级,满足高层建筑防火设计要求,大小分割可根据建筑物整体造型进行,最大可达到1200×1200mm。此系统在节能改造施工时无需搭龙骨,采用粘扣结合的干作业施工,施工简单,安装方便,施工周期短,工程造价适中。
4.2聚苯板薄抹灰保温系统
聚苯板薄抹灰保温系统的基本构造分为无锚栓和辅锚栓两种:无锚栓结构主要由基层墙体,粘结层,保温层,薄抹灰保护层、饰面层组成。辅锚栓结构主要在保温层与薄抹灰保护层之间安装锚栓连接件,以在粘结层胶粘剂固化前起临时稳定作用,但锚栓同时会不利于保温层与薄抹灰层的连接,会带来新的热工影响。聚苯板薄抹灰保温系统保温效果可靠,施工较简单易行,工程造价较低。
4.3干挂石材(铝塑板)幕墙装饰系统
干挂石材(铝塑板)幕墙装饰系统是在外墙结构层的外侧及干挂石材铝塑板)幕墙之间设置保温层、找平层、抗裂防火保护层等。其保温层可为PU发泡板、岩棉板,找平层可采用胶粉聚苯颗粒砂浆,起到保温找平的双重作用。干挂石材(铝塑板)幕墙装饰系统保温隔热性能好,保温隔热,装饰豪华、庄重,但安装施工复杂。
现对这3种较为常用的节能改造实施方法进行简要的对比分析(表5)。
5 结论
通过对湖南地区常用的既有建筑外墙改造系统的节能性、装饰性、经济性、耐久性等多方面的比较研究,结合对各种保温材料自身的性能特点分析,不难发现节能保温、防水、防裂、防火效果好的节能改造做法往往价格较高,性价比适中的做法的节能改造效果又欠佳,兼顾保温隔热节能及防火、经济三者成为既有建筑节能改造的难题和关键。传统单一的节能改造技术无法使三者和谐并存,对多元的综合的节能改造技术的探索将是湖南地区既有建筑外墙节能改造的新出路。现将分析研究作结,改造建议如下,望能为进一步完善湖南地区既有建筑外墙节能改造产品体系及相关技术以实施大规模节能改造提供一定的理论研究支持。
5.1外墙节能改造以外墙外侧节能改造为首选;
5.2单一的节能保温材料和体系不能够很好地满足湖南地区既有建筑节能改造65%的节能要求,应加强各材料的配合使用和保温改造技术的综合利用,例如:以性价比适中的聚苯板为保温层材料,胶粉保温颗粒砂浆结合强胶结剂替代传统的砂浆找平层,以不燃矿棉岩棉板作为外墙防火隔离带起到多层防火保温的作用;
5.3既有建筑外墙节能改造方案应重视湖南地区的气候特点,例如:重视外墙改造时的抗裂处理,以应对湖南地区温差应力,外墙改造饰面考虑湖南夏季太阳的强辐射,尽可能使用反射隔热材料;
5.4应进一步研究开发适应湖南地区气候特点的性价比最大化的新型节能材料;
5.5考虑保温系统的使用寿命与既有建筑的剩余使用年限匹配程度,使外墙节能改造材料充分利用,或是既有建筑拆除时能对外墙节能改造材料回收再利用,做到全方面的节能。
参考文献:
[1]蔡银英.重庆市既有住宅建筑的外墙节能措施研究.硕士学位论文.西南大学,2009.
[2]田壮.既有住宅节能改造综述.建筑与工程,2010.
[3]陆柔先,曾霞.既有建筑墙体节能改造研究.民营科技,2010.
[4]杨基武.谈谈新型墙体节能保温材料.中国新技术新产品.2011.
论文关键词:节能改造,鼓风曝气,SBR控制
该污水处理厂是宝鸡市重点环保建设项目,污水日处理量12万吨/日。污水处理厂自2004年建成投运以来,该厂出水水质均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中Ⅰ级B标准。
该污水处理厂使用改良型SBRⅡ级生化处理工艺,处理工艺流程图如图1:
图1 污水处理厂处理工艺流程图
污水处理厂核心Ⅱ级处理工艺SBR生物反应池共分为4座池,每池分为3组,曝气方式采用浮筒式曝气机对生物池进行曝气。
1、运营中存在的问题
污水处理厂在近两年的实际运行当中,存在以下问题需要解决:
1、SBR生物反应池内存在着贫氧区和死角区,这些区域得到很少或得不到氧气,造成了整体充氧率低下,硝化过程不充分,不利于氨氮去除、剩余污泥较松散、沉降性能差。
2、在进水水量以及部分污染指数指标未达到设计值时,现有的曝气系统已经满负荷运行,远期进水水质提高后处理压力大。
3、污水处理厂能耗高达0.36~0.40kW·h/m3以上,这在10万m3/d规模以上的污水处理厂是非常少见的;而同类型SBR工艺但曝气效率更高的污水处理厂,在进水存在大量工业废水而导致进水指标偏高的前提下能耗仍低于0.25~0.29 kW·h/m3。而SBR池中浮筒式曝气机能耗占污水处理厂整体能耗的70%。
2、原因分析
目前的污水处理厂采用浮筒式曝气机对生物池进行曝气,其工作原理为:当主轴运转时,随主轴旋转的复叶轮在叶轮前后区域形成了一个较强的负压区,从而将空气吸入至紊流室内,吸入的空气被高速旋转的液体强烈剪切、粉碎、乳化,气泡直径迅速减小,促使氧分子从气相迅速、充分地扩散到液相中去,实现水气合成。同时携带氧分子的水和微小气泡在水流的推动下,通过导流的导向分配,以一定角度迅速向池底沿360o方向喷射扩散,并带动污泥缓慢翻动上升,在此过程中氧气进一步得到溶解。
浮筒式曝气机主要是靠推动水流高速运动形成负压吸入空气从而实现气水混合,大部分的功转变成了水的动能,与鼓风机直接对空气做功的充氧模式相比,自然充氧效率较低。据运行检测数据看,SBR池中溶解氧含量长期低于1mg/l。曝气的不充分导致污泥较为松散,同时表层机械搅拌强度过大也影响了剩余污泥的稳定性及沉降性能。
3、节能改造
工程改造目标:
1、提高SBR生反池充氧效率,充分曝气,保证出水水质及污泥稳定性;
2、 降低污水处理厂能耗值,达到节能减排的目的;
3、 避免对污水处理厂的污水处理产生大的影响;
本污水处理厂节能改造主要针对曝气系统能耗大的尖锐问题,改造思路以鼓风曝气替代曝气机工作的思路。废除原有的主反应区浮筒式曝气搅拌机,保留生物选择区浮筒式曝气搅拌机的搅拌功能。在反应区池底铺设管式曝气器,保留搅拌器位置。新建一座鼓风机房,针对目前进水水质指标偏低以及节能的要求近期安装3台200kw单级高速离心风机,远期增加2台150kw风机以应对进水水质上升问题鼓风曝气,同时风机配变频控制器。
工程改造难点:污水处理厂四座共12组SBR生物反应池运行模式不同,鼓风机的控制难以达到对每组池的单独曝气、运行;
本污水处理厂SBR生物反应池都采用连续进水方式。对于单格SBR生物反应池而言,以4小时为一个运行周期,在这个周期内实现曝气、沉淀、滗水各项过程。其中曝气2小时,沉淀1小时,滗水1小时[1]。
原有12组SBR生反池分布图详见图2:
图2 SBR生物反应池分布图
原有的运行系统中,相同运行模式的分为4队,池号分别为:(1、9、10),(2、4、11),(3、5、8),(6、7、12);这4队运行模式组合成SBR池的正常运行模式见图3:
图3 SBR生物反应池运行模式
如果保留原有各池的控制模式,控制阀门数量、鼓风机台数大大增加,管道系统及自控系统将非常复杂,同时会大大增加风机喘振的可能性。考虑到本工程为改造工程的前提下,原有操作模式难以达到方便管理、控制投资的目的。简化的运行模式改造方案:将单座SBR生物反应池(3格)看做1组,其运行模式完全一样,曝气2小时,沉淀1小时,滗水1小时。这样4座SBR生反池能够看成4座独立的单池,分别编号为1#、2#、3#、4#,共同完成SBR池4组的运行周期。
此种运行模式,能够使用简单的阀门操作而达到控制各池运行状态的目的。单座鼓风机向2座SBR供氧,其曝气时间完全错开,各占2小时。这样的运行状态能够保证风机常开并且蝶阀控制开合度,有效地解决了风机喘振问题。
风机控制系统见图4:
图4 风机控制系统图
本次改造当中需要注意的问题:
1、原运行方式各池的出水流量发生变化,注意复核原有管径是否满足变化,必要时进行局部换管。
4技术改造节能效果
根据污水处理厂用电情况统计,目前污水厂日耗电量高达40004.5kW(运行规模按11万m3/天计),其中曝气系统耗电量达到28340kW。按年运行365天计算,则技术改造前年耗电量为1460.16万kW。技术改造后的日耗电量为25416.7kW(运行规模按11万m3/天计),其中曝气系统耗电量达到14400kW。 按年运行365天计算,技术改造后年耗电量为927.71万kW.h,节能效果明显。
变压器的容量也可以随之减小,一台变压器停用,一路10KV电源由原每路4640KVA缩容至2260KVA,经济效益显著。
5结论
曝气系统是污水处理的关键部分,这直接影响到污水处理厂处理效果与经济效益。该污水处理厂节能改造的工程实例,很好的解决了两项问题,为同类污水处理厂的改造设计提供了改造思路。该工程总投资约1820万元,年节约运营成本310万元,能够产生良好的经济、社会、环境效益。
参考文献:
[1]何家明.小榄污水处理厂鼓风机房的技术改造.中国给水排水,2007年,第23卷(20期):28~30
论文关键词:节能降耗;技术改造;三废回收;资源综合利用
论文摘要:文章介绍了久泰能源科技有限公司的节能实施方法,即明确节能目标,责任落实到人,以科技进步、技术革新为手段,寻求节能工作的重大突破。此外还介绍了久泰能源科技有限公司节能改造的技改项目和成果。久泰能源已经成为我国能源多元化领域的开拓者和领跑者,节能降耗,采用新工艺、新设备、新技术,必将带来更大的社会效益。
一、企业基本情况
久泰能源科技有限公司成立于2002年,是以新型绿色能源二甲醚为主导产品的国家重点高新技术企业。
公司主要以煤炭为原料生产甲醇和二甲醚,节能工作对企业发展具有重要的经济意义和现实意义。公司成立以来,将科技进步和技术革新作为节能降耗的突破点,坚持能源开发与资源节约并举,积极探索和实施循环经济发展模式。公司通过采用汽轮机直接拖动压缩机技术,采用先进技术改造传统造气工艺和装置,集中回收了废气、废热,降低了煤、电、水的消耗,使各项消耗指标处于同行业领先水平。
二甲醚是国际上公认的新型清洁能源,是理想的石油替代燃料,将我国丰富的煤炭资源转化为二甲醚洁净燃料,对解决我国石油战略稀缺资源短缺、保护环境、保证经济社会可持续发展具有重要的战略意义。公司自主研发的“液相法复合酸脱水催化生产二甲醚”工艺从工业生产的角度解决了二甲醚生产过程中的世界性难题,特别是液相复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术较好地解决了传统生产工艺产品提纯成本高、投资昂贵的缺点,投资降低1/2,生产成本降低1/3以上,可实现大规模生产环保型车用和民用燃料的需求,有很强的竞争优势。经山东省科技厅组织专家进行鉴定,达到国际领先水平。
二、节能降耗的主要做法
(一)明确节能目标,责任落实到人
节约能源不仅是企业提升自身竞争力的重要手段,也是企业必须履行的社会责任。公司与临沂市政府、罗庄区政府分别签订了《年度节能目标责任书》,确定了年度节能0.66万吨标煤的目标,并根据节能目标制定了科学详细的节能方案,将节能工作落实到了实处。同时公司将节能工作列入了绩效管理的范畴,与各级部门负责人分级签订目标责任书,实行节约奖励、超标处罚的激励机制,不但将节能责任落实到了每一个人,而且充分调动了各级人员节能的工作积极性。
(二)以科技进步、技术革新为手段,寻求节能工作的重大突破
科技进步和技术革新在社会经济的发展中起着巨大作用。作为能源化工企业,节能工作的关键在于能否运用科技进步和技术革新手段改造传统落后的工艺、设备,实现资源利用的最大化。作为国家级重点高新技术企业,久泰能源科技有限公司拥有一大批行业中高端技术人才,并一直致力于对现有生产工艺流程的优化和改造,公司通过实施系列技术改造,单位产品能耗降稳居行业领先水平。
1.汽轮机直接拖动压缩机技术的应用。公司现有4M32型气体压缩机6台,单机功率为2500KW。我公司在行业内创新性地采用了汽轮机直接拖动压缩机技术,将其中4台压缩机改电机拖动为汽轮机直接拖动,减少了汽轮机在发电过程中能量损耗。发电厂厂用电按15%计,4台压缩机改电机拖动为汽轮机直接拖动后,仅此一项年可减少能量损耗折电量1200万千瓦时,折合标准煤4800吨。
2.“三废”回收再利用改造的实施。公司是以无烟煤为原料生产甲醇,然后再用甲醇合成二甲醚的化工生产企业,现已建成投产的二甲醚装置,装置均采用了固定层间歇煤制气工艺技术。该技术在原料工段中,有部分煤矸石产生;在制气过程中,产生部分废渣和吹风气;在甲醇合成过程中有部分驰放气产生。煤矸石、造气废渣虽然不符合生产工艺需求,但本身仍含有一定的热量。吹风气、驰放气中含有较多的可燃成分,主要为氢气、甲烷和一氧化碳等,这些可燃气体成分含有很高的热值,如果直接放空排入大气不仅造成环境污染,而且造成大量的资源和能源浪费。
为了实现能源节约和环境保护,也为了降低成本,提高经济效益,公司投资1200万元,启动了“三废”回收利用技术改造项目,在原有两套生产装置的基础上新增了“三废”回收锅炉一套,将造气工序产生的炉渣、原料工段筛选出来的煤矸石、造气炉产生的吹风气、合成工段产生的弛放气等通过三废锅炉进行回收再利用。技术改造实施后,“三废炉”每小时可生产压力为3.82Mpa、温度为450℃的过热蒸汽20吨,取得了较好的经济效益。
3.加强节水管理,提高水资源的利用率。公司现有6套循环水装置,分别对造气、合成、精馏、压缩等不同工段工艺冷却用水实现闭路循环,正常生产中仅向系统补加部分因挥发等造成的损失水量,大大降低了一次水用量。最近,公司投资近400万元新上生化和化学处理法废水处理站一座,处理能力设计80m3/h,已投入运行。废水处理站运行后将生产废水全部处理达标排放。废水经处理后,部分作为造气污水冷水补水,部分作为煤场喷洒用水等,实现废水综合利用。现废水排放量降到50m3/h左右,比投运前减少20m3/h,降低了一次水用量,年增效益20.9万元。
4.对锅炉引风机、给水泵等设备新上变频调速装置,提高了设备运行稳定性,降低了电耗。通过以上措施的实施,取得了显著的节能效果。综合能耗比去年降低2.05%,实现节能量0.90万吨标煤。
三、新的节能计划
为进一步提高资源综合利用率,促进企业经济与资源环境的协调发展,今年公司确定了节能总体目标:精甲醇综合能耗比2008年下降3%,力争4%,完成节约量1.32万吨标准煤(比2005年)),达到国内先进水平。将主要采取以下措施:
1.继续建立健全节能降耗的管理和工作机制,进一步强化目标责任的落实,并将其纳入经营监督、财务核算和监察审计的范畴,与年度考核挂钩。对节能降耗工作目标和项目完成情况进行严格考核,对责任单位及其领导实行问责制督促落实。
2.计划对耗能重点设备锅炉进行工艺自动调优控制,提高燃烧效率,实现节能降耗。
3.计划对35T混燃锅炉进行系统改造。改造后将增加锅炉产蒸汽量,进一步提高余热回收利用率。
4.进一步加强生产管理,优化系统工艺,保证系统长周期运转;及时供应适应造气炉工艺条件的煤种,稳定煤种;原料加工部门提高加工质量,确保造气炉炉稳定,提高单炉产气量,降低煤耗。
关键词:豫西地区;既有建筑;围护结构
中图分类号:A715文献标识码: A
0 引言
建筑师在设计每栋住宅时,应考虑到室内热环境对使用者的作用和可能产生的影响,以便为使用者创造舒适的热环境。舒适的热环境是维护人体健康的重要条件,也是人们得以正常工作、学习的重要条件。但是,很多的住宅建筑,由于在设计过程中忽视热环境,造成热环境不尽如人意,尤其是住宅的顶层,在夏季遭受酷暑的煎熬,为了更好地改善住宅的热环境,本文对灵宝地区某一顶层住宅的热环境进行了调查研究,寻找热环境的影响因素,给予豫西地区住宅建筑的节能改造提供了参考。
1 概述
1.1地貌
豫西地区是指河南省内、省会城市郑州以西地区包括洛阳、三门峡、平顶山三个城市,即洛、虢、鹰三市。西接陕西,东靠中原,北依太行山,南邻黄河,位处于亚欧大陆桥东段。本文以三门峡灵宝市为例,灵宝位于河南省西部,北濒黄河,地处河南、陕西与山西三省交汇处,处在东经110°21′-111°11′、北纬34°44′-34°71′之间,东西长76公里,南北宽69公里。县境分别与陕县、洛宁县、卢氏县、陕西省洛南县与潼关县、山西省芮城县与平陆县接壤。辖域总面积3,011平方公里,常住人口72.71万人。
1.2气候
灵宝属于暖温带大陆性半湿润季风型气候,气候温和,四季分明。年平均气温13.8ºC,极值高温42.7ºC,极值低温-17ºC,日平均气温大于10ºC的日数为182―210天。积温3370― 4620ºC,无霜期199―215天。日照百分率为50%―54%。年平均降雨量为641.8毫米,由南向北呈递减趋势,6至9月份降雨量占全年的60%左右。
2 研究对象及实测分析
2.1 测试建筑的选取
测试住宅位于灵宝市长安路南段,属于灵宝市公路段家属院(现改名为通达小区)。该小区建于1995年,该住宅楼属于砖混结构,共3个单元7层,屋顶为平屋顶,一字型平面,南北向朝向,整栋住宅长46.8m,进深11.4m, 层高2.8m,建筑高度19.6m;楼梯间不采暖,南北阳台用铝合金窗作封闭处理。
2.2 住宅室内热环境测试
2.2.1.测试目的
通过室内、外逐时温度数值和室内、外空气湿度评价室内热环境以及了解建筑围护结构的热工性能。
2.2.2.测试内容、测试仪器
测试内容包括室外空气温湿度、起居室、主卧室、次卧室内空气温湿度,选用温湿自动测试仪,该仪器可自动记录空气温度及湿度变化。对湿度的测量范围为0%RH ~100%RH,对温度测量范围40℃~100℃,本次测试所选用的数据记录间隔时间为5min。
2.2.3.测试点的选择
本次夏季室内热环境测试选取公路段家属院1号楼2单元(非端头单元)顶层(七楼)某户住宅(业主已经住进)进行测试,在测试过程中,居民进行正常活动。室内空气温湿度测点(3个)分别布置于起居室、主卧室、次卧室房间的中心,距地面高度约1.5m,测试时外窗开启, 房间处于自然通风状态;室外空气温湿度测点(1个)布置于距墙1m
图1测试点布置图
处,且对温湿度记录仪进行遮盖,以避免阳光直射。
2.2.4.测试时间
本次测试共进行4天,即从2013年8月6日至2013年8月9日,期间天气晴朗,微风,为灵宝市典型夏季气候。选取其中一天数据,即2013年8月7日12:00至2013年8月8日12:00。
2.2.5.测试结果
1) 24小时连续室内外空气温度变化测试结果,见图2.
图2住宅室内外空气温度变化
2) 24小时连续室内外空气湿度变化测试结果,见图3.
图3住宅室内外空气湿度变化
2.2.6测试结果分析
6、7、8月是灵宝地区最热的月份,在测试期间,已经是灵宝市每年相对的最热时。测试当日室外空气温度在28.35℃~31.73℃波动,波动幅度为3.38℃,测试期间未使用空调,保持自然通风状态。
1) 室内外空气温度
从图2可以看出,测试期间室外空气温度的最高值和最低值分别为是31.73℃和28.35℃,分别出现于在8月7日13:00和次日06:50,室外平均气温为30.15℃,从中午12:00到下午19:00之间,气温都保持在30℃以上;起居室室内空气温度的最高值和最低值分别为是31.6℃和26.9℃,分别出现于在8月7日午后13:30前后和次日07:20,室内平均气温为29.3℃。主卧室内空气温度的最高值和最低值分别为是30.7℃和28.4℃,分别出现于在8月7日14:30和次日07:15,室内平均气温为30.12℃。次卧室内空气温度的最高值和最低值分别为是31.18℃和27.89℃,分别出现于在8月7日13:30前后和次日06:50,室内平均气温为29.6℃。从而可知,对比室内外空气温度波动情况,起居室室内空气温度波动明显较大,次卧室室内空气温度从8月7日中午12:00到下午16:00之间波动比较大,其它时间波动略显平缓,而主卧室室内空气温度波动略显平缓,但其波动趋势基本保持一致,室内空气温度峰值出现时间相对于室外空气温度峰值出现时间随略有延迟,延迟时间为1小时左右。所以,该住宅并未给居民提供一个稳定、舒适的夏季室内热环境,建筑围护结构没有起到一个很好的改善室内热环境的作用。
2) 室内外空气相对湿度
从图3可以看出,室外空气湿度最高值和最低值分别为64.81%、49.64%,平均相对湿度为58%。起居室室内空气湿度最高值和最低值分别为66.4%、51.1%,平均相对湿度为59.6%;主卧室室内空气湿度最高值和最低值分别为61.9%、52.3%,平均相对湿度为58%;次卧室室内空气湿度最高值和最低值分别为63.55%、36.42%,平均相对湿度为51%。对室内热环境而言,正常的湿度范围大致是30%~60%[1],所以所测试住宅的室内湿度状况还是比较令人满意的。
3 住宅室内热环境改善措施
由于该住宅的布局、体形、朝向、构造等已确定,不能更改或难以更改,改造只能从围护结构(屋面、墙体、窗户)和外部环境着手进行改造。
3.1 居住建筑的屋顶改造
1) 实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶
这类屋顶分平屋顶和坡屋顶,由于平屋顶构造简洁,便于利用,故灵宝地区多为平屋顶。为了提高材料层隔热的能力,最好选用导热系数和换热系数值都比较小的材料,同时还要注意材料的层次排列,排列次序不同也影响结构衰减度的大小,必须加以比较选择。
为了减轻屋顶自重,可采用空心大板屋面,利用封闭空气间层隔热。在封闭空气间层中的传热方式主要是辐射传热,为了提高间层隔热能力,可在间层内铺设反射系数大、辐射系数小的材料如铝箔,以减少辐射传热量。
2) 坡屋顶
坡屋顶是建筑上常用的屋顶形式之一。这种屋顶常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔,有助于透气、排湿和散热。由于平屋面隔热较差,在其上面增加一坡屋面,可以起到隔热和通风的作用。利用“烟囱效应”原理,把屋面做成屋顶檐口与屋脊通风或老虎窗通风(冬天关闭风口,以达到保温目的),坡屋顶利用自然通风,可以把热量及时送走,减少太阳辐射,达到降温作用。
3) 种植屋顶
在钢筋混凝土屋面板上铺上一层土,再在上面种植植物,即铺土种植屋顶。铺土种植屋顶是利用植物的光合作用、叶面的蒸腾作用及对太阳辐射热的遮挡作用,来减少太阳辐射热对屋面的影响。此外,土层也具有一定的蓄热能力,并能保持一定水分,通过水分的蒸发吸热也能提高屋顶隔热效果。
3.2 居住建筑的外墙改造
对于既有居住建筑外墙节能改造应该以外墙外保温改造技术为主,与外墙内保温技术相比,外墙外保温不影响居民日常生活,同时不破坏室内原有的装修,另外外保温方式减少了外界温度、湿度、紫外线对墙体的影响,可以减少主体结构的热应力,对主体结构起到保护作用。目前,应用比较多的外保温主要有以下3种:① EPS薄抹灰外墙外保温系统 ② 胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统 ③ 现场喷涂硬泡聚氨酯外墙外保温系统和复合保温板外墙外保温系统等。
3.3 居住建筑的外窗节能改造
建筑围护结构中的窗户是建筑物中最主要的得热构件,直接影响着建筑室内热环境和建筑的全年能耗。在既有建筑的节能改造中,将原有不符合节能规范要求的普通门窗更换为符合国家标准的节能门窗是最有效的办法。节能窗的选择种类非常多,有中空玻璃窗、吸热玻璃窗、LOW-E玻璃窗等。玻璃的传热系数值越低,玻璃阻隔热传导的特性就越好,因此应尽量选择传热系数值小的玻璃产品[2]。
3.4 居住建筑室内的自然通风设计
在建筑中,房间的通风相当重要,借助于通风排出房间内滞留的余热、湿气、烟尘、气味等,保持室内空气应有的洁净度,从而增加人体的蒸发散热量,缓解夏季的闷热感;同时,低温气流可对人体与房间起冷却作用,有助于改善炎热季节室内热环境。为了组织好自然通风,在建筑朝向的选择上,以南或南偏东为最佳朝向,这样有利于避免东、西晒,两者都可以兼顾 [3]。
3.5 改善居住区外部环境
城市的硬质地面是影响室外气温和湿度的主要因素,改变地面的特性对于改善热环境非常重要。绿化地面辐射率小,且高大树木具有较好的遮阳作用。因此,绿化地面和水有利于调节气温、空气的温湿度,降低环境的热辐射。在外部空间中,适当地配置水面、绿地、透水性铺张和其他硬质地面,利用它们温差平衡的过程来产生气流,调节气温、降低辐射温度、减少热量反射、增大空气相对湿度,改善室外热环境,从而调节住宅的室内热环境[4]。
4 结论
本文根据灵宝地区的地理位置、气候特征,对该地区某一顶层住宅的室内热环境测试分析,结果表明该住宅并未给居民提供一个稳定、舒适的夏季室内热环境,提出了对该住宅室内热环境的改造措施,分别从围护结构出发,依次对该住宅的屋顶、外墙、外窗和外部环境着手进行改造,给予豫西地区住宅建筑的节能改造提供了参考。
参考文献 Reference
[1] 刘加平,等.建筑物理[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2000:10-11
论文关键词:建筑,节能降耗效益成本法
能源是指煤炭、石油、天然气、电力、焦炭煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能和其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。它是国民经济发展的基础资源。随着我国现代化建设的进展、科学技术的进步和人民生活水平的提高、对能源的需求也迅速增长,能源已成为制约我国国民经济的重要因素。然而,我国能源发展依然面临着许多严峻的问题,必须进行合理的节能。所谓节能,是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效合理地利用能源。
1.建筑节能降耗的必要性和重要意义
所谓建筑节能,就是在满足居住舒适性要求的前提下,在建筑中使用隔热保温的新型墙体材料和高能效比的采暖空调设备,达到节约能源、减少能耗、提高能源利用效率之目的。
能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。随着我国经济发展,人民生活水平的提高,建筑能耗约占社会总能耗的1/3成本管理论文,而且我国建筑能耗的总量逐年上升,在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70 年代末的10%,上升到近年的27.45%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断,国家建设部科技司研究表明,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比重最终还将上升至35%左右。如此庞大的比重,建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋,这加大了我国能源压力,制约着国民经济的持续发展,国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行、迫在眉睫。
我国建筑用能浪费极其严重,而且建筑能耗增长的速度远远超过我国能源生产可能增长的速度,如果听任这种高耗能建筑持续发展下去,国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求,从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造,这将要耗费更多的人力物力论文开题报告范文。在建筑中积极提高能源使用效率,就能够大大缓解国家能源紧缺状况,促进我国国民经济建设的发展。因此,建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施,符合全球发展趋势。
建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善人民生活工作条件、减轻环境污染、促进经济可持续发展的一项最直接、最廉价的措施,也是深化经济体制改革的一个重要组成部分。
2.效益成本法
效益成本法是由中国矿业大学经贸学院财会科研组朱学义教授提出,并于 1993年4月25日发表在《成本与价格资料》上(1994年获得江苏省政府哲学社会科学优秀成果三等奖),此后天津财经学院会计系瞿文莹教授和华南理工大学李定安分别编著研究生教材《高级成本会计学》和《成本管理研究》,瞿文莹教授在《高级成本会计学》第十五章第三节中做了介绍,李定安先生在《成本管理研究》第七章第五节对此进行专门介绍。
综上所述,所谓效益成本法,是从经济效益的角度出发来确定成本是否发生、发生范围、额度及其分配趋向的一种现代成本计算方法。
2.1效益成本法的效益分类
(1)按耗费产生效益的期间可分为当期效益、滞后效益(包括投资性滞后效益和决策性滞后效益)、延期效益三种。
(2)按耗费产生效益的行为层次可分为决策效益、挖潜效益和投资效益三种。如下图所示:
决策效益
节约效益成本管理论文,如节水、节电、节料、节费、节资等
降损效益,如降低废品损失、盘亏毁损等
成本性经济效益 挖潜效益 质量效益,如提高产品质量,增加收入等
扩展效益,如增加生产、扩大销售等
投资效益
(3)按耗费产生效益的单位可分为内部单位效益和全厂综合效益两种。
(4)按耗费产生效益的对象可分为直接效益和间接效益两种。
2.2效益成本法的内容
它主要包括以下几个内容:(1)分析产品生产过程中各种耗费对企业内部可计量的直接经济效益的关系,确定各种效益成本。(2)确定耗费效益系数控制支出;同时确定效益奖励率提高效益。所谓耗费效益系数,是指每元耗费可取得多少可计量的经济效益,常用成本效益分析、专家调查、历史数据测定等方法确定,一般应用于决策效益成本和投资效益成本两方面。(3)采用经济效益剖析法确定立项核算的效益成本。所谓经济效益剖析法,是指利用实际核算资料剖析经济效益关系中的各项因素,并通过实际调研,揭示其中最薄弱、最有潜力的项目作为主攻方向的一种方法。(4)确定效益成本的支出方式。有两种支出方式:①全额挂钩支出,即全部耗费都从所创效益额中支付。②单项奖励支出,即对承包单位或承包人按项进行专门奖励,正常耗费仍按现行办法进行。(5)设置专门账户汇集各种效益成本,然后按现行会计制度规定的支出途径进行结转。
2.3效益成本法的主要特征
(1)耗费同效益挂钩。即从耗费上计算效益;从效益上反省耗费,效益奖励反过来又列作追加的工资费用。
(2)成本核算对象既不是产品,又不是责任单位(责任人),而是立项的成本性效益。这是区别于传统成本法和责任成本法最主要的特征。
(3)核算具有阶段性。虽然该方法也按现行成本计算期进行费用的归集与结转,但核算项目上的更替和时间上的断续已呈现出阶段性的特征论文开题报告范文。
(4)核算方法具有辅。一方面它在现行成本计算方法的基础上补充使用;另一方面它又借助于管理会计中决策成本等方法。因而核算有帐内、帐外之分。
(5)核算对象领域管理目标相统一。效益成本法从单项效益的核算入手,最终是要提高企业的综合经济效益,这同企业管理的分目标和总目标一致。因此,该方法的应用过程也是经济效益的提高过程。
3.效益成本法在建筑节能降耗中的应用
3.1科目和账簿的设置
为了集中反映建筑节能降耗所需的费用同效益的关系,效益成本法在现行核算的基础上还要在资金占用类增设“效益成本”一级科目。该科目借方反映创造建筑节能降耗效益耗费的直接材料、直接人工和直接费用以及计提的效益成本奖,贷方反映结转的效益成本,月终一般不留余额。该科目按效益成本的种类进行明细分类核算,其明细账采用多栏式成本管理论文,格式如下:
效益成本明细账
账户:挖潜效益成本
年
凭 证
摘 要
借 方
贷方转出
月
日
字
号
节约效益成本(效益额:元)
降损效益成本(效益额:元)
质量效益成本(效益额:元)
扩展效益成本(效益额:元)
合计
无
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全生命周期合同能源管理风险应对
一、前言
合同能源管理是指节能服务公司通过与客户签订服务合同,给客户提供节能改造的相关服务,并从客户节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业模式,EMC是一种能给合同双方带来经济效益的新型节能减排机制。相对于传统的能源管理和节能改造模式,EMC是一种市场机制,其核心在于达到项目节能减排社会效益目标的同时,为合同双方带来经济效益。EMC是在20世纪70年代中期以后在美国兴起并逐步发展起来的,目前在发达国家,尤其在北美和欧洲,已催生出一种新兴的节能产业,而且取得了比较好的效果,但在国内还处于摸索阶段。
合同能源管理的风险应对可以分为合同能源管理的风险回避、合同能源管理的风险防范、合同能源管理的风险分散、合同能源管理的风险转移等四个子系统。其基本逻辑是在进行风险评估之后,首先是对根本性的风险予以回避,放弃或拒绝该项目:其次对无法回避的风险采取可行而有效的手段予以防范,降低该风险的发生概率:再次对无法回避而且降低程度有限的风险进行分散,即在节能服务公司与客户以及相关合同当事人之间进行风险承担与损失的分配:最后对于自留风险以及公共风险进行风险转移,将此种风险转移到其他进行风险管理的社会组织。
二、项目全生命周期理论
项目全生命周期是包括整个项目的设计、建造、使用、以及最终的清理的全过程。项目全生命周期一般可划分为项目的启动阶段、实施阶段和使用阶段,这些阶段构成了一个项目的全生命周期。
项目全生命周期描述了项目发展所经历的各阶段的顺序。每个项目必然经过启动、实施、终止三个阶段,并且都是独一无二的。每个项目的过程都不允许少于这些阶段,否则就不是一个完整的项目。
在对项目全生命周期的定义和理解中,必须区分项目生命周期和项目全生命周期这两个完全不同的概念,由以上对项目全生命周期的定义可以看出,项目全生命包含一般意义上的生命周期和产出的生命周期两部分。
根据我国基本建设程序,工程项目全生命周期分为三个阶段。第一阶段为在对项目全生命周期的定义和理解中,必须区分项目生命周期和项目全生命周期这两个完全不同的概念,由以上对项目全生命周期的定义可以看出,项目全生命包含一般意义上的生命周期和产出的生命周期两部分。
根据我国基本建设程序,工程项目全生命周期分为三个阶段。第一阶段为决策阶段,包括立项选址、可行性研究、勘察、设计、材料生产、设备生产等前期工作;第二阶段为建设阶段,相当于一般制造行业的生产阶段;最后一个阶段为使用阶段(包括维修和废弃处置),相当于一般制造行业的售后阶段。
三、基于全生命周期的合同能源管理的风险管理框架的构建
基于全生命周期的合同能源管理项目风险管理框架是指在合同能源管理项目的全生命周期内,按照合同能源管理项目全生命周期不同阶段将合同能源管理项目不同阶段存在的各种风险进行设别、排序和评估,不断做出科学决策,从而使项目执行的全过程对风险的控制达到一个良好的水平,产生最佳的项目效果。
根据对合同能源管理项目全生命周期的阶段划分,合同能源管理项目的风险管理应也分为三个阶段:项目准备阶段风险管理、项目实施阶段风险管理和项目使用阶段风险管理。
而在相关文献总结的基础上,本文对合同能源管理风险管理提出了风险识别、风险评价、风险应对和风险监控四个阶段。
l、风险识别
风险识别是指对合同能源管理项目概念阶段、设计阶段、实施阶段和运行阶段可能存在的风险因素进行判断、分类整理和确定风险性质的过程。包括确定风险的来源、产生条件进行实事求是的调查,对各种倾向、趋势进行推测,得出判断。这是风险管理的第一步也是最重要的步骤。
风险可以分为静态风险和动态风险。静态风险是自然力的不规则作用、人们的错误行为导致的风险,其前提是经济环境未发生变化,与静态风险有关的损失有一定程度的规律性,一般情况具有可预测性。而动态风险是由于宏观经济环境如生产方式、生产技术的变化而引起的,因其缺乏规律性而难以预测。进行风险识别的方法有:问卷调查法、德尔菲法、头脑风暴法、财务报表分析法,环境分析法、工作分解结构(WBS)分析法,和SWOT分析法等。
2、风险评估
风险评估是指在风险识别的基础上,定性或定量地分析项目生命周期四个阶段的风险因素对风险的影响程度,估算出其发生的概率及可能导致损失的大小‘1201,并对各种风险进行排序,找到该项目的关键风险,通过建立合同能源管理项目风险的模糊综合评价模型,综合分析在项目开发过程中的风险因素,确定该项目的整体风险水平。目前,风险分析的方法已经有很多,包括主观评分法,决策树法、层次分析法、模糊风险综合评价法、蒙特卡罗模拟法,故障树分析法、情景分析法等等。
3、风险应对
风险应对就是根据项目风险评估结果,为降低项目风险而提出的处置意见和办法。常用的风险应对措施有风险回避、风险转移、风险减轻、风险自留和风险预防等等。
4、风险控制
风险管理过程的最后一步是风险控制,即执行风险反应战略,监控风险引发事件,启动应变计划,防范新风险,保证项目向目标推进并尽量使项目实施与计划相符合的过程。
这里是一个图片
一般来说,控制过程通过三个步骤实现:一是制定实施工作;二是将这些标准,与实际实施情况进行比较;三是采取必要的纠正措施。
四、结论
综上所述,合同能源管理项目风险管理包括:风险识别、风险评估、风险应对和风险监控等阶段和过程,风险监控以后又可能产生新的风险,是一种动态的不断循环的过程,在这风险管理过程中间风险应对又是重中之重。本文构建了基于全生命周期的合同能源管理的风险管理框架,如下图所示。
参考文献:
摘要:我国北方地区因所处地理纬度偏高,气候寒冷,季节性差异较大,建筑外墙墙体节能成为工程设计和施工中的一个必须解决的课题。
关键词:建筑;外墙;保温;节能;技术;做法
在建筑中,外墙围护结构的热损耗较大,墙体又是护结构的主要组成部分,按价值工程原理,发展外墙保温技术成了实现建筑节能的重要环节,不仅能节约大量能源,还能给住户提供一个舒适的环境,带来许多实惠。
1外墙保温技术的发展
在我国20世纪90年代初开始实施了外墙内保温技术,已有了较长一段时间,其造价低,施工方便,技术相对成熟,但存在不少缺点,诸如减少了住户的使用面积;“热桥”问题不易解决;易出现结露现象,保温隔热效果差;容易出现内保温面层的开裂;影响住户的二次装修;装修过程中对保温层的破坏又大,产生新一轮的建筑垃圾;房产商原本可以作为一个卖点,往往又得不到住户的支持;不利于对既有建筑的节能改造。故其适用性近年来逐步的被外墙外保温所取代。
在国外发达国家,外墙外保温技术已有几十年的应用历史,经过多年的实践,证明采用该保温系统的建筑,使用寿命延长;寿命期费用减少;同样可以采取各种外装饰效果;减少了外墙裂缝、渗水现象的出现;隔热节能效果明显优于内保温;节省保温材料40%左右,综合经济效益显著,是一种积极主动型的外保温技术,适用范围广泛。
2外墙外保温技术的应用
外墙外保温体系是将憎水性、低收缩率的保温材料通过粘结或锚固牢固地置于建筑物墙体外侧,并在其外侧施工装饰层的方法。在住宅工程中,目前主要流行有聚苯颗粒浆料外墙外保温、聚苯板薄抹灰外墙外保温、现场模板浇注硬泡聚氨酯外墙外保温等几种外保温技术。
在我国,由于建筑围护结构的保温隔热水平差。采暖系统的热效率低,我国单位建筑面积采暖能耗为气候条件相近的发达国家的3倍左右。《热工规范》和《节能标准》实施后,研制并开发了多种节能型墙体,如粘土空心砖、混凝土空心砌块等。以及复合墙体。复合墙体的基层墙体可为传统的粘土实心砖、混凝土墙等,也可为新型的粘土空心砖、混凝土空心砌块等。所采用的轻质高效保温材料有膨胀聚苯乙烯、挤塑聚苯乙烯、岩棉、玻璃棉等。
3为什么要做外墙外保温
外墙内保温是将保温材料置于外墙体的内侧。它的优点在于:(1)它对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不甚高。纸面石膏板、石膏抹面砂浆等均可满足使用要求,取材方便;(2)内保温材料被楼板所分隔,仅在一个层高范围内施工,不需搭设脚手架。但是,在多年的实践中,外墙内保温也显露出一些缺陷,如:a.许多种类的内保温做法,由于材料、构造、施工等原因,饰面层出现开裂;b.不便于用户二次装修和吊挂饰物;c.占用室内使用空间;d.由于圈梁、楼板、构造柱等会引起热桥,热损失较大;e.对既有建筑进行节能改造时,对居民的日常生活干扰较大。因此,在我国北方大部分地区采用外墙外保温做法。
4外墙外保温工程的几种做法
外墙夹心保温:外墙夹心保温是将保温材料置于同一外墙的内、外侧墙片之间,内、外侧墙片均可采用传统的粘土砖、混凝土空心砌块等。因此,这些传统材料的防水、耐候等性能均良好,对内侧墙片和保温材料形成有效的保护,对保温材料的选材要求不高,聚苯乙烯、玻璃棉、岩棉等各种材料均可使用;对施工季节和施工条件的要求不十分高,不影响冬期施工。近年来,在黑龙江、内蒙古、甘肃北部等严寒地区得到一定的应用。由于在非严寒地区,此类墙体与传统墙体相比偏厚,且内、外侧墙片之间需有连接件连接,构造较传统墙体复杂以及地震区建筑中圈梁和构造柱的设置,尚有热桥存在,保温材料的效率仍然得不到充分的发挥。
外墙外保温:近年来,随着我国节能工作的不断深入,节能标准的提高,用于外墙外保温的材料和技术不断改进,外墙外保温由于其优越性而日益受到人们的重视。对比其它外墙保温技术,它有以下优点:(1)适用范围广:外保温不仅适用于北方需冬季保温地区的采暖建筑,也适用于南方需夏季隔热地区的空调建筑;既适用于新建建筑,也适用于既有建筑的节能改造。(2)保温效果明显:由于保温材料置于建筑物外墙的外侧,基本上可以消除在建筑物各个部位的“热桥”影响。
从而充分发挥了轻质高效保温材料的效能,相对于外墙内保温和夹心保温墙体,它可使用较薄的保温材料,达到较高的节能效果。(3)保护主体结构:置于建筑物外侧的保温层,大大减少了自然界温度、湿度、紫外线等对主体结构的影响。随着建筑物层数的增加。温度对建筑竖向的影响已引起关注。国外的研究资料表明,由于温度对结构的影响,建筑物竖向的热胀冷缩可能引起建筑物内部一些非结构构件的开裂,外墙采用外保温技术可以降低温度在结构内部产生的应力。(4)有利于改善室内环境:外保温不仅提高了墙体的保温隔热性能,而且增加了室内的热稳定性。它在一定程度上阻止了雨水等对墙体的浸湿,提高了墙体的防潮性能,可避免室内的结露、霉斑等现象,因而创造了舒适的室内居住环境。(5)扩大室内的使用空间:与内保温相比,采用外墙外保温使每户使用面积约增加1.3~1.8m2。(6)利于旧房改造:目前,全国有许多既有建筑由于外墙保温效果差,耗能量大,冬季室内墙体结露、发霉,居住环境差。采用外墙外保温进行节能改造时,不影响居民在室内的正常生活和工作。(7)便于丰富外立面:在施工外保温的同时,还可以利用聚苯板作成凹进或凸出墙面的线条,及其它各种形状的装饰物,不仅施工方便。而且丰富了建筑物外立面。特别对既有建筑进行节能改造时,不仅使建筑物获得更好的保温隔热效果,而且可以同时进行立面改造,使既有建筑焕然一新。近年来,许多建筑相继采用外保温墙体,取得了许多经验。保温效果良好,墙面无裂缝出现,还利用外保温做成许多装饰线脚,受到业内人士的瞩目。
5我国现有主要的外墙外保温技术
5.1膨胀聚苯乙烯板加薄层抹灰并用玻璃纤维网加强的做法
这是目前在我国使用最多的一种外保温墙体,其中聚苯板在基层墙体上的固定方式有三种:(1)采用粘结胶浆固定;(2)采用机械固定物固定;(3)以上两种固定方式的结合。这种做法有如下的优越性:由于它在欧洲的英、法、德等国家及美国已沿用了近四十年,此项技术已形成体系,粘结层、保温层与饰面层可配套使用,有较多较成熟的技术文件;保温材料采用膨胀聚苯乙烯,其价格不十分昂贵,使整个系统价格适中,便于用户接受;无复杂的施工工艺,一般施工单位经过简短培训后,便可掌握施工要领,便于技术的推广;集保温、防水和装饰功能于一体,具有多功能性;整个系统具有较强的耐候性、良好的防水和水蒸气渗透性能;有多种颜色和纹理的面层涂料可供选择,与整个系统配套使用。目前,这种做法在东北、西北等地已得到广泛的应用,均采用了这种做法。但由于其对施工的环境温度要求为4℃,故不适合冬期施工。
5.2采用挤塑聚苯乙烯为外保温材料的墙体
挤塑聚苯乙烯是近年来发展起来的一种新型保温材料。目前,挤塑聚苯乙烯与涂层墙体的固定方式主要采用机械固定件。这种材料的优点在于:(1)挤塑聚苯乙烯具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的膨胀聚苯乙烯,因此具有较膨胀聚苯乙烯更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙,其使用厚度可小于其它类型的保温材料;(2)由于内层的刀孔结构。因此它具有良好的抗湿性,在潮湿的环境中,仍可保持良好的保温隔热性能;(3)适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑,也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑,(4)由于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式土要采用机械固定件。在冬季可照常施工。目前,在东北及西北等地区都有采用这种材料做为外墙外保温的建筑。但挤塑聚苯乙烯的价格尚偏高,因此适用于档次较高的建筑。其施工工艺和节点构造尚有待于进一步完善。
5.3采用单面钢筋网架聚苯板的外墙外保温
这是近年来发展起来的、用于现浇混凝土建筑中的一种外墙保温体系。它有以下优点:(1)这种体系在施工时,是将钢丝网架聚苯板置于将要浇注的外墙外模的内侧,外保温板和墙体一次成活,拆模后保温板与墙体合二为一,因此节省了人力、时间以及安装费用;(2)所选用的钢丝网架聚苯板块大、质轻,易于施工;(3)施工操作易掌握,冬季可照常施工;(4)聚苯板外侧挂有钢丝网,外饰面可用面砖。目前,此体系主要用于现浇混凝土多、高层住宅,它的构造节点、安装工艺等也有待于进一步完善。
5.4保温膏料体用于外墙外保温
【关键词】建筑节能;能源;可持续发展
引言
众所周知,能源是发展国民经济、改善人民生活的重要物质基础。能源的紧张,将严重阻碍人们未来的正常生活、社会进步和经济的可持续发展,人类的现代文明将付诸东流。为了避免这种情况的发生,人们都在想尽办法发展节能技术,作为人们基本日常生活“吃穿住用行”的一部分,客观形势要求建筑领域的节能技术也要迅速发展。所以无论是国际还是国内,建筑节能科技都得到了巨大发展。
1.建筑节能概念
建筑节能是指在保证建筑使用功能和室内热环境质量的前提下,降低其使用过程中能源消耗的活动,现在普遍称为“提高建筑中的能源利用率”,在保证提高建筑舒适性的条件下,合理使用能源,不断提高能源利用效率。其内涵包括在建筑物的规划、设计、建造和使用过程中,执行建筑节能标准和施工验收规程,合理设计建筑结构,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通风系统的运行效率,加以不降低居住质量和舒适度为基础,合理利用可再生资源,降低能源消耗。
当下,绿色环保的理念已经深入人心,在建筑节能领域也是如此,“低能耗建筑”、“绿色建筑”等层出不穷。我们亟需建立起世界范围内的建筑节能标准,对一些节能建筑、绿色建筑和环保建筑等进行规范,此项工作,有些国家已经在做了,并取得了初步的效果,但是仅仅如此而以,世界范围内还缺乏统一的节能建筑标准。本文将对绿色建筑、生态建筑和可持续建筑的广泛定义概括如下:绿色建筑师这样的一种概念。建筑物的规划、设计、建造和使用过程中,执行建筑节能标准和施工验收规程,合理设计建筑结构,采用低能耗建筑材料,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通风系统的运行效率,加以不降低居住质量和舒适度为基础,合理利用可再生资源,降低能源消耗。
生态建筑与绿色建筑不同,这种建筑侧重的是利用当地可取的各种可再生资源,并且以环境和地形为基础来进行建筑施工,考虑到比如地势、气候、阳光、空气、水流,使之符合人类居住,不但要对人类的健康和未来发展有利,同时也不能对当地的生态体系产生任何破坏性的影响。
可持续建筑是指以可持续发展观规划的建筑,包括建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等内容,以及与它们相关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。这样的理念就是不断地大幅度地追求降低环境负荷,与环境相和谐,且有利于人类的健康。其目的在于净减少能耗、力节约用水、有意减少污染、行动保护环境、和谐保护生态、全面保护健康、全力提高生产力,有益于子孙后代,利在千秋。
无论是绿色建筑、生态建筑还是可持续建筑都是以人为本,营造一个满足人类居住的环境,强调健康舒适。极终目标也是节约能源,科学有效地利用资源:发展建筑节能论文是一项战略性工作,是一个系统工程,内涵丰富,目前还很难给予科学界定,需要我们不断补充与完善。
2.建筑节能的重要意义
2.1建筑节能是社会发展的需要能源,是工业社会发展的命脉,人类社会总是随着能源利用技术的发展而发展,如果没有能源,人类目前的社会社会和经济发展将会停滞,显然,这种不平衡的态势将严重阻碍了国民经济的发展。因此,节约能源,尤其人类甚至有可能会走向灭亡,所以需要我们大幅度的降低能源的损耗,建筑节能也是如此。我国近几年平均每年新建建筑面积400亿,符合标准的节能建筑不到I%,绝大多数为高能耗建筑,所以我国更需要大力的发展节能建筑。节能建筑的造价要高于普通建筑,但投入少、产出多,从长远看是利大于弊。我们可以相信,大量的节能新建筑拔地而起,加上对既有建筑的大规模节能改造,必将产生巨大的市场需求,必将撬动一大批新型建材和节能技术的发展,推动整个建筑科技进步和国民经济更好的发展。
2.2建筑节能是减轻大气污染和改善建筑室内热环境的需要
我国北方冬季建筑采暖的能源以煤炭为主,电力为辅。据统计,我国冬季采暖煤每年排放二氧化碳、二氧化硫、烟尘,造成严重的大气环境污染,而二氧化碳、二氧化硫给大气、生态环境和人类的身体健康所造成的危害是触目惊心的。因此,建筑能耗的降低,建筑节能的实施是改善大气环境的重要途径。
3.建筑节能的现状
我国建筑节能工作起步较晚,从20世纪80年代后期才开始,经过20年的艰苦探索与努力,我国的建筑节能事业已取得多方面的进展。一是建筑节能组织管理的不断规范化,积极出台了一系列政策、法规;二是建筑节能专项规划的建立;三是建筑节能标准化工作不断升级,制定7一批建筑节能及其相关的技术标准、规范;四是初步建立起一支懂建筑节能管理和技术的专业人才队伍;五是建筑节能科学技术研究与开发,取得了一批具有实用价值的科技成果,居世界前列的技术;六是建筑节能相关产品得到开发和推广应用,建筑节能产业有了长足的进步,初步形成了门类丰富、整体配套、先进适用的建筑节能产品体系;七是我国与美国、日本、英国、印度、欧盟、欧佩克等建立了能源双边对话机制。今后,我们将继续充分利用各方资源、经济、技术等方面的互补性,积极开展能源领域的国际合作。
我国社会建筑节能虽然取得了一定的成绩,但尚有许多潜在的不适应之处。一是人们普遍对建筑节能紧迫感和重要性认识不够,观念上没有深入人心,一些地方政府和有关部门重视不够,未能将建筑节能工作提到落实科学发展观、保障国家能源安全以及转变城乡建设差距的高度来认识,致使全国各地区建筑节能工作发展极不平衡,甚至出现倒退;二是建筑节能的新技术、新产品开发力度不大,得不到及时的推广和应用;三是现有的管理体制,尤其是行政监管体系不健全,执法不严,监督不力;四是建筑节能的投入过少,参与度不高,研发缓慢,许多节能关键技术没能取得实质性的突破:五是建筑节能的政策、法律法规不完善、不衔接,与建筑节能工作发展不能同步进行。为此,搞好建筑节能工作要从源头抓起,不断推进建筑节能。
4.建筑节能的前瞻
建筑节能是关系社会和谐和可持续发展的重大课题,是2l世纪全球建筑领域技术发展的趋势所在。建筑节能重要性共识的达成,必将进一步加强建筑节能领域全新技术、全新方法、全新材料、全新理念的深入研究,并使其渗透到建筑节能方方面面。
高速发展过程中,粗放的生产方式、传统的建筑方法、落后的生产工艺使我们付出了沉重的代价――污染问题严重,今年我国东部地区持续的严重霾天气就充分说明这一点;能耗居高不下,能源消耗已超过美国成为世界第一。特别是建筑能耗占社会总能耗的40%左右,而建筑的维护结构门窗占建筑能耗的50%,也就是说建筑门窗能耗约占社会总能耗的20%左右,这个问题相当严重。国家已把能源消耗强度降低和主要污染物排放总量减少确定为国民经济和社会发展的约束性指标,把节能减排作为调整经济结构、加快转变经济发展方式的重要抓手和突破口。建筑节能、绿色行动将是今后相当长时期需要行业共同攻克的课题。而建筑门窗配套件是影响建筑节能、门窗性能质量的重要因素,是影响房地产开发成效的因素之一。
一、绿色建筑行动方案与建筑节能
2013年1月1日,国务院办公厅1号文件(〔2013〕1号)转发国家发展改革委、住房城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》,要求我们切实抓好新建建筑节能工作,大力推进既有建筑节能改造,开展城镇供热系统改造,推进可再生能源建筑规模化应用,加强公共建筑节能管理,加快绿色建筑相关技术研发推广,大力发展绿色建材,推动建筑工业化,严格建筑拆除管理程序,推进建筑废弃物资源化利用。
开展绿色建筑行动,以绿色、循环、低碳理念指导城乡建设,严格执行建筑节能强制性标准,扎实推进既有建筑的节能改造,集约节约利用资源;提高建筑的安全性、舒适性和健康性,对于转变城乡建设模式,破解能源资源瓶颈约束,改善群众生产生活条件,培育节能环保、新能源等战略性新兴产业,具有十分重要的意义和作用。要把开展绿色建筑行动作为贯彻落实科学发展观、大力推进生态文明建设的重要内容,把握我国城镇化和新农村建设加快发展的历史机遇,切实推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道,促进经济社会全面、协调、可持续发展。我们协会与门窗节能、绿色建筑行动工作相关的委员会有铝门窗幕墙、钢木门窗、塑料门窗三大门窗和建筑门窗配套件委员会,在“绿色建筑行动”中的作用显得特别重要。
目前我国现有房屋建筑面积超过了400亿平方米,能达到建筑节能要求的仅占6%~7%。《方案》要求,“十二五”期间全国要完成绿色建筑10亿平方米,到2015年末,20%的城镇新建建筑要达到“绿色建筑”标准要求。“十二五”期间,完成北方采暖地区既有居住建筑供热计量和节能改造4亿平方米以上,夏热冬冷地区既有居住建筑节能改造5000万平方米,公共建筑和公共机构办公建筑节能改造1.2亿平方米,实施农村危房改造节能示范40万套。到2020年末,基本完成北方采暖地区有改造价值的城镇居住建筑节能改造。《方案》中还特别提到加快“绿色建筑”相关技术研发推广,大力发展“绿色建材”以及推动建筑工业化的问题。各部门要加快建立促进建筑工业化的设计、施工、部品生产等环节的标准体系,推动结构件、部品、部件的标准化,丰富标准件的种类,提高通用性和可置换性。
目前许多建筑工程只考虑减少当前一次性基本建设投资,无视近百年使用期间长期的能源消耗,这样的结果将给后人留下数百亿平方米的高耗能建筑,不仅使我国的能源资源消耗形成黑洞,而且严重污染环境,成为影响我国经济社会可持续发展的沉重包袱,因而建筑节能是建设管理者和实施者们亟待尽快落实的大课题。
房地产是一个热点,众说纷纭,与老百姓息息相关。房屋的投诉中老百姓很少会投诉房屋基础不好或结构不好,据对使用过程中出现的问题的统计,近年来建筑工程质量投诉50%涉及渗漏,其中外墙渗漏尤为突出,约占40%,建筑门窗、幕墙护结构的气密、水密性能下降,使节能效果达不到设计要求。据某房地产公司统计,对其房屋的投诉门窗问题占到50%,包括门窗渗漏、启闭不畅等问题,涉及门窗的问题中80%又与构成门窗的配套件相关,这些问题的存在成为了影响建筑节能的“黑洞”,但“黑洞”不能仅说配套,应该是整个门窗。在中国古代有一个故事,一个将军因为战马马蹄掌上有一个钉子没钉好,在两军交战时,马掌钉子脱落,马将将军摔下,将军身亡。一个马蹄掌决定了一个将军的性命。而配套件就像马蹄钉,决定了门窗的质量,而门窗又决定了房地产的信誉。因此研究建筑节能,一定要关注门窗幕墙,更要关注配套件,关注门窗系统的研究和应用。
二、配套件对建筑门窗性能、功能、寿命的影响
要解决好建筑外窗节能的问题,首先就要解决好建筑门窗在使用过程中,经常需要开启、关闭、锁闭过程中存在的力的传递的问题;达到有效的、持续的密封效果问题;实现有组织的通风、保证良好的室内空气环境的问题等。这些功能的实现都与五金配套件的质量和配置是否合理密切相关。
1.配套件是影响建筑门窗保温性能的重要因素
由于建筑门窗五金件在门窗中的作用就是和建筑门窗框、扇型材配合、连接,实现门窗扇的开启、关闭和锁闭功能。五金件和门窗框、扇型材的配合安装结构是否合理,门窗框、扇型材隔热位置及结构是否科学,节能玻璃的结构设计是否合理,将直接影响建筑门窗的隔热保温及节能效果。在门窗的选用设计时要考虑北方地区冬天门窗不能过冷,要考虑到保温、密封;南方夏天门窗不能太热,要考虑隔热、要考虑空调的节能。门窗的热传递绝大部分是通过玻璃传递出来的,门窗玻璃技术发展目前解决的比较好,有LOW-E玻璃、双层玻璃等;窗框方面隔热、断桥等技术也在不断进步;配套件在力的传递、功能的实现与保证上更需进一步改进、完善。所以,在做建筑门窗的节能设计时,要重点考虑配套件与门窗框、扇型材杆件的配合、安装结构,这些在节能门窗系统发展中就显得特别重要。
2.配套件是影响建筑门窗气密性能、水密性能的重要因素
决定门窗本身气密性、水密性的主要因素不是玻璃是否透气,而是配套件的结构和性能。建筑门窗在关闭状态下,门窗框、扇型材组合后形成的相对位置和填充密封材料的配合位置及弹性变形的形状、能力,都将决定建筑门窗的气密性能和水密性能。而建筑门窗关闭状态下,门窗框、扇型材组合后形成的相对位置取决于五金件的设计结构和选材、加工、制造质量。因此,只有使用结构合理、性能优良的五金件,配合性能良好、断面结构适宜的密封材料,才能制造出气密性能、水密性能好的建筑门窗。
(1)建筑外窗可靠、有效的密封系统(密封部件)研究:研究门窗密封材料(密封胶条、密封胶)的选材、设计如何满足与五金件等配件及型材共同作用时的系统设计、应用,实现建筑门窗在整个建筑设计中所需的持续、有效的密封效果。
(2)可控的通风技术研究:研究组织好有效、可控通风、换气,保证室内空气质量,减少开窗通风换气造成的能量损失。德国现在提出呼吸型门窗,有较好的通风换气,能保证室内空气的质量。
3.门窗配套件与门窗安全性
门窗、幕墙配套件中的五金件是使所需开启功能得以实现的核心,是保证开启部分框、扇连接安全,防止“高空炸弹”产生的重要因素之一,也是保证建筑门作为整栋建筑中实现安全、逃生、疏散、节能减排等功能的重要因素之一。大前年东北某省会城市,发生过一次坠落事故,将一位到商场购物的妇女砸伤,其原因就是五金件质量问题,导致明框幕墙坠落,甚至有人将幕墙称为城市中的定时炸弹,虽然有些过分,但是这样的安全隐患还是存在的。
我国每年建筑量在20亿平方米以上,新建房屋门窗量在4亿平方米以上,其节能是一个重要环节。既有建筑超过400亿平方米,其中大部分达不到建筑节能的要求,面临节能改造。因此必须提高门窗的研发、生产、应用整个过程的系统工程,细化为品质要求、性能匹配性要求、使用功能科学合理性要求,解决好选用的门窗达不到建筑设计的要求,不能真正与建筑寿命和功能相匹配,门窗型材及配套材料品质不保障,门窗组装技术工艺水平无法实现门窗系统的设计性能等等问题,因此需要我们加紧改进、堵住建筑节能的“黑洞”。
三、门窗配套件与门窗系统工程
过去将门窗作为单独的、孤立的建筑部品研究,很多专家提出,要建立门窗系统。这不仅仅是型材技术、组装技术,而是将整个门窗所有配件形成一个系统。这样才能使门窗真正达到一定水平的物理性能,还要满足各种使用功能、使用寿命。因此在门窗型材和门窗的构造设计就要考虑怎么综合运用五金、密封、玻璃的技术,实现这些性能、功能,还要掌握好加工技术和安装技术。在选用设计时就要考虑怎样以实际使用条件、需求的特性化,有针对性的合理选用。这就引出了门窗系统。
门窗系统是门窗及其相关联的型材、配套材料,以及结构装配、安装等工艺的汇总和组合,主要包括:开启形式,材料系统[型材系统、五金系统、密封系统、玻璃系统、遮阳遮蔽系统、防蚊蝇系统、附件系统(窗台板及窗套等)]及其各自对应的装配关系,组装及安装技术(部件加工尺寸、加工工艺及工艺装备、安装结构系统及安装施工工艺等)。上述等因素形成门窗系统化,以此来研究整个门窗节能问题。而门窗配套件是门窗系统化中的重要环节。房地产开发商选择门窗时必须要选择更高性能,更安全可靠的门窗配套件,才能达到保证整个门窗系统的物理要求。
门窗系统的性能是指最终经过设计及检测,使得门窗制品满足建筑物的通风、采光、气密性、水密性、抗风压、保温、隔声、遮阳、耐候性、安全性能、防结露、防蚊蝇、遮蔽、防盗、防火、外观装饰性、操作方便、寿命、开启形式、加工制作性能、安装的适应性能、性能价格比等。性能要求要适应于不同的目标市场的气候要求和使用习惯,符合国家、行业相关标准、规程规范。
门窗实际使用时的性能不仅包括了物理性能,还要包括使用功能和使用寿命,这些都要靠门窗配套件来实现。门窗配套件虽然是配件,但是它对门窗的抗风压性能、水密性能、气密性能、保温隔热性能以及使用性能和寿命的影响都会起到至关重要的作用。
配套件行业经过十余年的大发展,行业的骨干企业已意识到了科技领先、系统发展、品牌建设的重要性。骨干企业的生产设备向着半自动化、自动化、智能化的方向发展,工艺水平也随着产品设计理念的发展得到了较大的提高。
让我们积极行动起来,高度重视建筑门窗配套件在建筑节能中,成为房地产开发成功的重要力量,让我们共同扶持建筑门窗配套件企业做大、做强、做优,共同扶持建筑门窗配套件中小企业的企业家们健康成长,共同努力,为中国的建筑门窗配套件产品,树立品牌走向世界,谋求更大的商机和更好的愿景。
在我国建筑门窗行业的发展进程时间较短,技术也是分不同时期从不同国家引进的,有德国、意大利、澳大利亚、瑞士、日本等国家,由于没有相应的研究机构和学科从技术原理、理论上进行系统的研究、提升和发展,仅仅是依靠企业在生产过程以及应用出现问题之后进行了一些局部修改。缺乏针对我国严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖地区,内陆气候、沿海气候等不同使用特点的需求进行门窗的研究和系统分类,近些年虽然在门窗保温性能上各地政府出台了不少的规定及要求,但是对如何真正全面落实这些标准和要求还缺少具体的措施和办法。我们协会门窗配套件近几年最大贡献就是将门窗配套件的标准不断健全,对陈旧标准进行修改,但还有待进一步的完善。我们配套件行业近年来得到了很大发展,发展速度相当之快,今天会议的发起单位和支持单位都是门窗配套件行业中在全国处于领先的单位,在我们协会中具有影响力的单位,可以说在一定程度上代表了当今中国门窗配套件的行业水平,海达、坚朗、国强、之江、和合、新安东这些企业都致力于产品发展的要求,他们企业自行标准都要高于国家标准,在企业发展方面,在产品技术发展方面,在品牌建设方面,这些企业都有各自不同特点,但都紧紧的围绕着门窗系统、配套件系统的产品发展、系统管理的方向在努力。像海达公司是国家火炬计划重点高新技术企业,公司建有技术研发中心和理化测试中心,并与多所大学和科研单位联合组成了多个技术攻关小组,取得多项成就。在密封胶条新品方面,海达橡胶逐步开发了建筑抗震密封胶条,建筑阻燃密封胶条,建筑与硅硐胶相容的密封胶条。像坚朗公司在国内外建立了强大的营销网络和服务体系,在国内设立了200多个办事机构,国外有25个办事处,及时便捷的为用户提供售前、售中、售后服务,产品远销全球100多个国家和地区,企业加大了技术研发、创新的力度,建立了企业的研发中心,附设了12个技术部门来满足研发和生产,仅2012年创新培训投入4000多万元,同时还兼并了相关行业的企业,完善了自有的产品体系。广东和合公司,产品布局涵盖了配套件范畴中最重要的功能部件:五金和密封胶条。为了整合资源,系统管理,加快对市场反应速度和质量,组建了技术中心,涵盖了总工办、产品研发部、技术工程部、信息管理部、标准化办公室、检测实验中心、模具标准设计部等方面的职能,企业的发展以合作共赢为理念,在自我发展的同时,支持行业的进步,终身资助中国建筑金属结构协会门窗配套件行业科技论文大赛。之江公司将国际化、专业化、可持续发展的隐型冠军企业作为公司发展的愿景目标,建立了“多更新观念少换人”、“做人比做事更重要” 、“平等比权威更重要” 等一系列的企业文化。国强五金以保障企业发展是最大正能量为理念,与亚萨合莱合作,借助亚萨合莱先进的理念、技术、管理和国际市场,加快国强五金成为国际品牌的步伐。新安东公司在发展的过程中始终将高效、环保作为第一要务,贯穿于始终,2012年新安东增加相关设备达到了8000万元。
我们说骨干企业的生产设备向着半自动化、自动化、智能化的方向发展,坚朗、国强、和合分别引进了国外先进的设备,如,数控静电喷涂自动化生产线、数控加工中心、全自动的滚涂线、压注机,专用产品的生产线等等;海达、新安东公司通过自动炼焦中心和智能化、半智能化配套系统,在国外先进的自动生产线上实现了产品质量的保证;之江公司搅拌设备、灌装流水线均为全球最先进的自动化生产系统。今天在座的企业有很多,在此不能一一举出,每家企业在发展过程中都有自身的特点,由于企业的工艺水平随着产品设计理念的发展得到了较大的提高,模具的精度提高保障了产成品的精度质量,实现了多道工序组合为一、模具的上下胎模由导套保证精度等模式,提高了工效,保证了精度。密封胶条在工艺上挤出时应用可变口型技术,利用计算机控制挤出口型的变化,使截面发生渐变或者突变,使密封系统更好的与主体相匹配和密封。
应该说在建筑门窗配套件行业中,我们很多企业适应国际的要求、适应全球的要求,在科技创新上做出了大量的工作。今天我们针对建筑节能的“黑洞”进行深入研究,也请著名的经济学家与我们一起探讨,我想是很有意义的。作为一个我们行业的企业家,要忙于生产,忙于销售,今天更重要的是要我们拿出时间来,静下心去认真的思索当前全球低碳社会的要求,当前全球对建筑节能的要求,在这个要求下去完成企业新的使命,企业家新的重任和担当。之所以举办本次高峰论论坛,是集专家之智慧、集企业家之智慧,使我国建筑门窗配套件的水平能更上一层楼,能与国际相比较,建筑节能水平在我们这一代做到我们应该做到的工作,实现我们行业及企业家自身的历史责任和历史担当。今天办企业是很不容易的,我们过去是有成就的,但是前面的道路更漫长,更艰巨。衷心的祝愿建筑门窗配套件企业和众多房地产企业一起从过去的辉煌走向未来的更加辉煌。
1.1课题背景
1.1.1办公建筑节能的必要性
美国能源部能源信息管理局和国际能源署,在2009年对全球能源消耗进行了统计,结果显示全球共消耗一次能源约合175.3亿We,其中公共建筑能耗20.1亿。的数额占据了11.5%的比重。在公共建筑能耗中,办公建筑能耗所占的比重随着办公建筑的不断增加逐渐上升到了20%。
在我国,目前建筑能耗已经在全国总能耗中占据了举足轻重的地位。根据中国统计年鉴显示,建筑能耗从90年开始就在不断的增大。据统计,我国建筑能耗从2000年2010年,建筑总能耗从2.89亿We上涨到6.77亿We(不含生物质能),同时在全国总能耗中所占比重上升到20.9 %。随着城镇化进程的加快,现阶段城镇建筑能耗己经占全国商品能源的23%至26%,这一比例仅仅是建筑在投入运行之后所消耗的能源,并没有将在建筑建设时期所消耗的钢材等材料计算在内,专家预测,在未来的时间内,随着城镇化建设的发展,这一比例将逐步提升到现阶段发达国家的建筑能耗比例,即33%。
随着社会和经济的发展,我国公共建筑面积大大增加,公共建筑占据了相当大比例的建筑能耗。截止2012年底,全国公共建筑面积达到83.3亿m2公共建筑能耗(不包含北方采暖)由2006年的0.27亿上升到1.82亿.占全社会建筑总能耗的26.4%,其中电耗为4900亿kWh。相关部门负责人指出,在我国,虽然公共建筑的建筑面积只占到城镇建筑面积总和的4%,但是对应的公共建筑能耗却占到全国城镇建筑总能耗的22%。据统计,大型公共建筑单位面积年耗电量达到70一300 kWh,为普通居民住宅的10一2 0r倍,不仅如此,相比于农村和住宅用电来说,公共建筑的能耗非常集中,节能改造相对容易,因此具有很大的节能空间。办公建筑作为公共建筑的一部分,是指供机关、团体和企事业单位办理行政事务和从事业务活动的建筑物,存在能耗大、能效低的特点,因此一直是我国建筑节能工作的研究重点。
1.1.2建筑能耗模拟的必要性
建筑能耗模拟是通过使用能耗模拟软件来进行能耗预测的一项技术,它是新建建筑节能设计和既有建筑节能改造的有力分析工具,其准确度是建筑节能工作的基础。将建筑能耗模拟方法使用到新建建筑上面,可以对设计方案进行比较优化以及经济性分析,使其符合相关国家标准;将建筑能耗模拟方法应用到既有建筑上,可以计算基准能耗,并进一步算出在节能改造方案下节省的能耗和费用。在我国节能减排的号召下,建设绿色建筑和改造既有建筑已经成为一种趋势。通过计算机进行建筑能耗模拟不仅可以帮助我们进行绿色建筑设计和既有建筑改造的实施,而且这种方式己经成为建筑设计和能耗评价过程中必不可少的一部分。
在能耗模拟的过程中,即使所建立的建筑模型同实际的建筑系统具有非常高的匹配度,通常情况下模拟出来的能耗数据同实际的能耗数据相比总有一定的差距,这时分析人员经常将模型模拟输出的能耗数据同实际测量的能耗数据进行比较,在反复试验的基础上,通过手动或者自动调整使最终模拟结果和侧量结果趋于统一,这个调整的过程就是模型校正。
在大多数情况下,影响建筑物能耗的因素成千上万,需要输入的参数也非常多,在模拟过程中经常会进行一定程度的简化和假设,因此在模拟后进行校正,对于其能够更加准确地预测建筑物的能耗而言非常重要,同时这也能够为以后的建筑节能工作打下良好的基础。
1.2能耗模拟和校正研究现状
1.2.1建筑能耗模拟研究现状
建筑能耗模拟的建模方法通常可以分为正演模拟方法和逆向模拟方法(数据驱动方法)。正演模拟方法是建立在建筑物自身物理几何特性上,通过输入变量和系统结构特性来预测系统输出变量,也就是建筑物能耗。逆向模拟方法可以大致分为黑箱法、灰箱法和校正模拟法。校正模拟法建立在正演模拟方法的基础上,通过输入参数的调整来使模拟数据和实测数据趋于一致,从而达到模型校正的目的,获得更准确的建筑能耗模型。
自上世纪60年代以来,计算机技术得到了极大的普及与发展,计算机开始作为一个辅助工具帮助工程师实施工程项目和模拟仿真。对于建筑能耗分析工作,在建筑设计和运营阶段,由于天气条件的动态变化和其他变量的存在,这一工作通常十分复杂,因此通常需要使用计算机的帮助才能完成这项工作。在这样的需求下,诞生了许多建筑能耗模拟软件,例如EnergyPlus, BLAST,Ecotect, DOE-2, ESP-r, TRNSYS等。
在EnergyPlus诞生之前,DOE-2和BLAST一直被美国国防部和美国能源部资助长达二十多年。当时这两款软件都有各自的优缺点,他们的主要区别在于负荷计算方法,DOE一采用传递函数法,而BLAST采用热平衡法。在1996年,美国能源部决定开发一个全新的软件,也就是EnergyPlus。作为新一代建筑能耗分析工具,同之前的能耗分析工具相比,它具有很多优势,同时它非常适用于分析大型办公建筑。EnergyPlus能够模拟一个建筑中多个系统的合,并且它允许分析人员定义时间表。国内外也有很多研究学者利用EnergyPlus来开展建筑能耗模拟工作。Griffith等采用EnergyPlus来研究一些先进的建筑技术对建筑性能表现的影响。Ellis和Torcellini通过研究,证明了EnergyFlus模拟高层建筑物的精确度和可靠性。沈肠等借助EnergyPlus模拟我国三种典型气候区域的办公建筑,计算常见节能改造技术的投资回报期,为不同节能改造技术的推广应用提供了理论数据支持。金琦等利用EnergyPlus对上海办公建筑负荷进行模拟,分析了办公建筑采用不同机型时的经济效益,为冷热电三联供选型提供参考。
1.2.2模型校正研究现状
许多研究表明,建筑能耗初始模拟结果同实际测量的建筑能耗数据之间有着明显差距。为了让建筑能耗模型能够在实际生活中得到广泛应用,我们必须要保证能耗模拟的准确性,因此模型校正是十分必要的。
一般来说,根据测量数据对仿真模型进行调整的方法可以更广泛地分成手动和自动调整方法。两种方法都可以使用特定的分析工具或技术来帮助整个模型校正过程的实现,不同的是,自动校正方法采用数学或者统计技术来达到最后的模误差目标。
1)手动校正方法
下面介绍的技术可以认为是人为驱动的技术,这些技术也可以作为自动校正过程的一部分。
(1)特性描述技术
Waltz称,影响既有建筑计算模型发展的一个重要因素是对建筑模拟中物理特性的认知程度。现阶段有很多方法能够帮助我们对一栋特定建筑进行深入的了解,包括能源审计、短期能耗监测、人工干预测试和采集逐时能耗数据。
从19世纪80年代开始,英美等国家为了对既有建筑开展建筑节能改造的工作,开始普遍地对建筑能耗进行详细的调查和统计。这种通过能耗调查来分析建筑能源消耗和节能潜力的过程叫做能源审计。 Lyberg提供了一个能源审计程序的综合手册,并把审计过程定义为“通过将系统分割为小的组件,量化能源消耗,并对节能措施进行可行性和成本收益的分析,然后推荐合适的节能措施的一系列动作”。到现阶段为止,对不同行业和应用场合,己经提出了很多审计标准和能源评估规程,例如AudltAC. IEA Annex l 1, AS/NZS 3598:2000和ASHRAE商业建筑能源审计程序。
短期能耗监测是通过专业的软件或硬件工具,系统地收集分析短时间(通常是两周)内的能耗数据来对建筑能源系统,如空调系统、设备系统和照明系统,进行性能评估的过程。TRC在1984年对一栋办公建筑进行的校正模拟是距今可查的第一个通过短期能耗监测来提高模型输入准确性的研究。在此之后,Lunneberg等人的研究发现对建筑系统进行短期监测可以获得更加可靠的运行时间表和输入参数。同时人工干预测试和采集逐时能耗数据的方也都被研究学者证明能够有效提高模型模拟的准确性。
(2)图形化方法
图形化方法采用图形的形式表现能耗模拟数据和实测数据的差异。在过去,图形化方法仅限于简单的时间序列的情形。随着测量数据的可用性增强以及对这些测量数据的易理解程度要求的提高,研究人员在图形数据表示方面实施了大量的工作。可视化数据分析Visual Data Analysis)方法使分析人员能够迅速审查模拟结果并对模型进行迭代修改,有很多研究集中在发展这一方法上。
目前有很多图表种类,如3-D时间序列图,2-D(BWM)散点图和时间序列图,最常用的就是典型日24 h图示法、Bin图示法和三维表面图示法。Bou-Saada和Haberl提出了使用三维表面图示法和统计指标来对实测数据和模拟数据之间的差值提供全局的展示,用来分析时变模式下实测和模拟数据之间的差异。ASHRAE-14中对三种图表技术进行对比分析,并对每种图表的适用环境进行了分析说明。
虽然图示法可以直观地感受到模拟数据和实测数据之间的差异,但是图示法在校正结果判定中通常被当作一种辅助方法,不能作为校正结果是否满足标准的最终判断方法。
(3)对比分析
为了提高校正的精准度,一些对比分析方法也被引入到建筑能耗模型校正领域中,如宏观参数估计法、特征签名分析法等。
特征签名分析法是通过将某些主要输入参数,例如建筑面积、新风量、室内设定温度等,按照典型值输入,建立基准模型;然后,以一个小步长为变化幅度,将这些参数逐个进行变化,通过模拟结果计算能耗随室外温度及各输入参数变化的百分比,并绘制成图表,得到能耗特征签名。校正过程可分为两步进行,第一步校正模型的天气依赖性,即将模拟能耗的残差随室外温度的变化绘制成图,再与能耗特征签名比较,以确定造成主要差别的输入参数,进行适当调整;第二步,将某一天的测试数据与模拟能耗进行逐时比较,再依据经验进行参数调整。宏观参数估计法利用非介入式监测数据推算出集总参数,如墙体总传热系数U值等。
2)自动校正方法
以下这些技术是在自动校正过程有的,只要涉及到以下技术的校正过程,均称为自动校正过程。
(1)最优化技术
优化技术主要包括目标/罚函数和贝叶斯方法。其中贝叶斯模型校准是一种统计校准方法。对于使用复杂数学模型的系统来说,不确定性分析是很重要的一部分工作,而贝叶斯方法可以很自然的将校准过程同不确定性分析结合起来替代建模技术(人工神经网络技术)
神经网络是由一组相互关联的神经元组成的计算模型。神经网络主要是用来对输入和输出的复杂关系来建立模型,这种方法己经被提出用来作为建筑能耗的预测手段。Neto和Fiorelli分别使用人工神经网络替代建模技术和EnergyPlus仿真软件来对巴西圣保罗大学的行政大楼进行能耗模拟,并对结果进行了比较。通过对54天的测试结果进行对比,EnergyPlus的直接模拟结果误差范围在士13。而人工神经网络的预测值和实际值的平均误差为士10%。虽然人工神经网络需要的手工输入更少,但是这种方法存在一个很大的问题是,它只能预测基于过去表现的能耗,并且这种模型的建立需要大量的历史数据来做支撑。因此,对建筑的任何改进节能措施都会造成需要新的数据集进行重新训练的情况。即使这样,作者依然认为人工神经网络在对空调系统进行能耗评估方面有着进一步的研讨价值。
3)辅助手段
除此之外,还有一些手段能够在手动自动校正过程中显著提高校正准确性,如灵敏度分析和不确定性分析。
(1)灵敏度分析
灵敏度分析在各种研究中得到了广泛应用。典型的灵敏度分析方法可以总结为以下几个步骤:确定输入变量并创建建筑模型;运行模型并收集模拟数据;在此基础上进行灵敏度分析并展示灵敏度分析结果。不同领域之间灵敏度分析的实现方法和操作步骤相似度很高,其主要区别在于其输入参数的多样性和应用环境的不同。
在建筑能耗模型的校正研究中,灵敏度分析常用于研究模型输入参数对模拟输出结果影响力的大小。通过灵敏度分析,找出对能耗模拟输出结果影响较大的关键输入参数,以此作为校正过程中的重点,可以提高模型校正工作的效率。根据不同的需求,Saltelli对灵敏度分析普遍会用到的几种工技术进”行了详细的描述和分析。使用两种灵敏度分析技术来确定同ESP一预测相关的不确定性。微分灵敏度分析归SA)用来确定总体不确定性,也就是每个输入参数单项不确定度的根均方总和。蒙特卡洛灵敏度分析((MCSA)用来确定同时扰动所有输入参数时带来的不确定性。为了实现不确定性分析,这些灵敏度分析方法都纳入了ESP-r仿真软件中灵敏度概念可以分为两类,一类是个体灵敏度,是描述某一个输入参数变化对模拟结果的影响,另一类是全局灵敏度,是描述所有输入参数变化对模拟结果的影响。在Westphal和1.amberts对建筑面积达26264平方米的办公大楼的模型校正研究中,结合建筑能源审计,借助参数灵敏度分析技术,对影响力较大的关键参数进行手动的调整,其研究结果显示办公大楼用电量的预测值同实际测量值的误差范围达到1%左右。其他学者的研究结果也表明灵敏度分析对建筑能耗模拟准确度有很大的提升。
不止如此,国内外学者还对办公建筑能耗模拟输入参数中的主要影响因素做过详细的研究,正交试验法和方差分析法经常被用于分析影响因素之间的主次关系。根据之前的研究,建筑能耗影响因素可以大致分为围护结构、内部得热和空调系统三大部分。在本文的灵敏度分析工作中,将使用这种分类方山东大学硕士学位论文法,对模型输入参数进行分类。
(2)不确定性分析
Reddy指出,在建筑能耗模拟中,模型的不确定性主要有四个来源,分别是:
不正确的输入参数;
不恰当的模型假设;
缺乏准确高效的数值算法;
编写仿真代码时的错误。
分析人员通过不确定分析来进行误差诊断并分析误差来源,可以帮助提高
建筑能耗模拟的准确性。在总结比较各种校正方法的基础上,提出了一套系统的模型校正方法,步骤如下所示。
1)收集数据和检查能耗数据,需要收集的数据包括建筑围护结构特性参数、几何尺寸、实际能耗数据、空调系统和其他系统的铭牌数据、运行时间表、天气参数等,并构建输入参数集;
2)对输入参数集中的参数进行盲粗网格搜索;
3)进行精细网格搜索,模拟计算,确定满足误差范围的基准模型;
4)将节能改造措施ECM应用于基准模型,模拟计算,对ECM进行不确定性分析。
已经有研究学者运用此方法对实际办公建筑进行了模型校正工作,验证了该方法的可行性和有效性。
1.3存在问题
虽然最初建筑能耗模拟的主要关注点是建筑的设计阶段,但是现在模拟仿真同建筑的整个生命周期都息息相关。由于正演模拟方法是立足于建筑的物理结构特性而不是随意的数学或统计学公式,因此正演模拟方法允许分析人员在对建筑进行设计或者改造时,模拟监视这些改造对系统行为和性能的影响。而校正模拟不仅有正演模拟方法的优势,还可以通过很多的技术和工具来提高模型准确度,因此具有良好的发展空间和研究价值。现阶段,建筑能耗模拟仍然存在利用率不足的问题,主要原因可以分为以下两类:从建模方面,建立建筑物理结构以及HVAC系统所对应的模型,需要耗费很长的时间和大量的人力物力,而且也缺乏标准化方法的使用;从校正方面,校正过程不仅缺乏明确的校正标准,而且没有考虑到输入的不确定性和区域环境的差异等问题带来的影响,同时缺乏集成的工具能够自动实现校正过程。
经过以上分析,可以发现,虽然分析人员拥有比较健全的建筑能耗分析软件作为建筑能耗模拟的工具,但是人机界面不友好以及建模本身的复杂性,都可能导致模型本身不够精确。现阶段通常采用耗时耗力的手动校正方法,在这种情况下,自动实现模型校正就显得尤为重要。
1.4本文主要工作
针对建筑模拟存在的模型校正问题,本文将建立一套针对办公建筑的能耗模型自动校正方法,并利用EnergyPlus建模仿真软件,开发EnergyPlus-IDF模型自动校正软件,该方法可以有效提高模型的准确性和校正的效率。本文主要解决以下几个问题。
1)建筑能耗模型参数灵敏度分析
2)基于自适应粒子群优化算法的建筑能耗模型自动校正
3)实际案例分析
本文的章节内容分布如图1-2所示,具体细节如下。
第一章为绪论,首先介绍建筑能耗模拟以及模型校正的重要意义和国内外研究现状,并总结出模型校正当前存在的问题,最后确定本文的研究内容和技术路线。
第二章为建筑能耗模型可校正参数及灵敏度分析,首先介绍EnergyPlus的整体结构、理论基础和特点,然后在EnergyPlus中建立标准办公建筑的IM模型,并选择了13个参数进行灵敏度分析,为以后的自动寻优参数选择打下基础。
第三章为基于自适应粒子群优化算法的模型校正方法研究,主要简单介绍标准粒子群算法,引出了自适应粒子群算法的优势,在此基础上分析模型校正参数的选择和目标函数的选取,最终确定模型自动校正方法。
第四章为模型校正软件的设计与开发,基于以上章节的基础上,开发办公建筑能耗模型校正软件,本章中主要介绍所开发软件的系统结构,模型自动校正的方法。