2000年中國建筑耗能量已達1.8億噸標準煤,約占全國能源消費總量的14%,而且呈上升趨勢。建筑物空調(diào)(采暖、供冷)耗能量約占建筑耗能量的60%,所以,建筑節(jié)能潛力主要在建筑物的采暖與供冷方面。由于多種原因,中國建筑物單位面積采暖能耗是氣候相近的發(fā)達國家的3倍左右,說明中國建筑節(jié)能的潛力很大。當(dāng)前中國正在民用建筑領(lǐng)域按照JGJ26-95號行業(yè)標準,推進民用建筑節(jié)能工作,要求自2000年開始,新建建筑必須按節(jié)能50%的標準設(shè)計與建設(shè),原有建筑物要按該標準進行節(jié)能改造。完成這一節(jié)能改造目標,粗略測算節(jié)能潛力有3000多萬噸標準煤。針對浪費能源的主要問題,可采取以下6項技術(shù)改造措施,它們是:①改善建筑物的外圍護結(jié)構(gòu),②改福利供暖為按戶計量收費,③采暖熱源節(jié)能改造,④空調(diào)冷源節(jié)能改造,⑤供暖管網(wǎng)節(jié)能改造,⑥使用新熱源。現(xiàn)分述如下。
① 改善建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)
中國建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)耗能量很大,與發(fā)達國家相比,外墻耗能量是他們的4-5倍,屋面耗能量是他們的2.5-5.5倍,外窗耗能量是1.5-2.2倍,門、窗空氣滲漏是他們的3-6倍。節(jié)能改造的措施是:外墻在黏土磚墻上加保溫層,實踐證明外保溫層效果好于內(nèi)加保溫層,造價稍高;屋面要在原屋面板上加鋪適當(dāng)厚度的保溫層;外窗由鋼框單玻璃窗換成塑鋼、鋁塑或玻璃鋼框單?;螂p玻璃窗。這項改造措施可獲30%左右的節(jié)能量,節(jié)能改造費用每平方米建筑在100-200元之間,投資回收期較長。
② 改福利供暖為按戶計量收費
長期以來,中國職工享受著免費取暖的福利待遇,采暖費由職工
所在單位按地方統(tǒng)一標準和居住面積向供暖部門支付,用戶的用熱量既不能按需調(diào)節(jié),也無法計量,結(jié)果是舒適度較差,能源耗費卻很多。中國政府已經(jīng)決定,最遲2010年全國采暖地區(qū)要普遍實施按戶計量收費制度,實施這項改革是鼓勵廣大用戶參與節(jié)能的有力措施,實現(xiàn)這項改革的先決條件是實現(xiàn)用熱量可以按需調(diào)節(jié)與按數(shù)計量。
實施這項改革,EMC可做的工作是創(chuàng)造上述先決條件,即對現(xiàn)有大量頂層輸入單管串聯(lián)系統(tǒng)的各層散熱器處加裝跨越管,并在散熱器前端加裝溫控閥,在散熱器上加裝熱量計。改造投資須20元/平方米左右,可獲得20%左右的節(jié)能量。
③ 采暖熱源節(jié)能改造
中國采暖地區(qū)的城鎮(zhèn)采暖方式有三類,一是主要由熱電廠提供熱源的城市集中供熱,二是區(qū)域鍋爐房供熱,三是分戶小煤爐取暖,以上三類均為燃煤取暖,所以,成為采暖地區(qū)采暖季節(jié)大氣污染的主要來源。各自的改造措施簡述如下。
A、城市集中供熱
除熱電廠和輸熱管網(wǎng)的節(jié)能改造措施以外,用熱方主要是區(qū)域(或單位)換熱站提高換熱效率,減少換熱損失和能源消耗,使用按負荷變化(包括室外溫度變化)實時調(diào)節(jié)供熱量的自控系統(tǒng)。
B、區(qū)域鍋爐房供熱
由于熱源是工業(yè)鍋爐,節(jié)能改造內(nèi)容已在“工業(yè)鍋爐節(jié)能改造”項目線中論及。
C、分戶小煤爐取暖
小煤爐能源效率極低,低空污染嚴重,環(huán)境舒適性很差。出于節(jié)能、環(huán)保和提高生活質(zhì)量的需要,應(yīng)予改造。示范EMC已經(jīng)試范成功用高效電暖器和蓄熱式高效電暖器取暖取代小煤爐,在供電部門的支持下,得到很好的效果?,F(xiàn)正在大面積推進。
D、蓄熱式電采暖
蓄熱式電采暖系統(tǒng)分集中、戶用與分室3種,它的應(yīng)用既可以對電力負荷移峰填谷、削減冬夏季負荷差,為電力企業(yè)節(jié)約能源、緩解基建投資,也可使用戶節(jié)省建設(shè)投資,節(jié)約能源,減少采暖費用。示范EMC正在實施用蓄熱式電鍋爐取代燃煤、燃油鍋爐區(qū)域采暖的示范項目。
④ 空調(diào)冷源節(jié)能改造
中國民用建筑大量使用集中供冷,始于上個世紀80年代初期,均為常規(guī)送風(fēng),90年代集中供冷領(lǐng)域引入了先進設(shè)備和先進的系統(tǒng)設(shè)計方案,既可節(jié)約能源,增加建筑物的使用價值,又能改善環(huán)境的舒適性,為老舊供冷系統(tǒng)的改造升級,提供了物質(zhì)、技術(shù)基礎(chǔ)。
A、制冷設(shè)備節(jié)能改造
在用的制冷設(shè)備有不少屬于效率較低,能耗較高,甚至使用不合理,須要進行改造。如新型溴化鋰制冷機組的耗熱量比舊型機組少10%—20%,使用低品位余熱,節(jié)能效果更加顯著;新型熱泵機組的效能系數(shù)比舊型機組增大15%左右,這些都是可供選擇的。改造投資須20元/平方米左右,可獲10%-20%左右的節(jié)能量。
B、供冷系統(tǒng)節(jié)能改造
常規(guī)供冷系統(tǒng)主、輔機的裝機容量是按照能滿足最大冷負荷的需要設(shè)計的,導(dǎo)致供冷系統(tǒng)大部分時間處于低負荷、低效率的運行狀態(tài),造成系統(tǒng)建設(shè)投資和長期運行能耗的浪費。
蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用,既可以對電力負荷移峰填谷,為電力企業(yè)節(jié)約能源,緩解建設(shè)投資的增長,也可以為用戶節(jié)省建設(shè)投資,節(jié)約能源,減少供冷費用,還可為業(yè)主增大建筑物的使用價值。原因是由于裝設(shè)了蓄冷裝置,制冷機組的裝機容量減小了許多,減少了投資;由于它可以經(jīng)常運行在滿負荷高效狀態(tài),而且1/3以上運行時間是低價電時段,所以,既節(jié)能又節(jié)運行費。低溫大溫差蓄冷空調(diào)系統(tǒng),除了以上優(yōu)點之外,由于供冷輔機和管道容量也都縮小了,所以,減少了占地面積和空間,因而,提高了業(yè)主建筑物的使用價值。低溫大溫差系統(tǒng)由于送風(fēng)溫度低,環(huán)境的舒適度因而提高。這種系統(tǒng)更適合新建工程。
自上世紀90年代初,中國開始在民用建筑使用蓄冷空調(diào)技術(shù)以來,初期使用水蓄冷較多,上世紀90年代中期以后,建設(shè)的水蓄冷項目,多在有消防水池的建筑物中。
冰蓄冷技術(shù)使用初期是圓球型冰球,由于結(jié)構(gòu)的原因,存在著空調(diào)系統(tǒng)整體造價較高,運行能耗及供冷成本均較高的問題。鑒于以上缺欠,人們開發(fā)了蕊心冰球,由于改良了球的結(jié)構(gòu),系統(tǒng)能源效率有所提高,其他如運行供冷穩(wěn)定性和冷凍水溫難于進一步降低的問題依然存在,不能適應(yīng)低溫大溫差送風(fēng)的要求。
盤管蓄冷技術(shù)是90年代中期引入中國的,比起冰球蓄冷,既能降低空調(diào)系統(tǒng)整體的建設(shè)費用,又能減少系統(tǒng)的運行能耗與供冷成本,還能增加建筑物的使用價值,所以,近幾年盤管蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用增長速度比冰球蓄冷快。當(dāng)前,中國企業(yè)開發(fā)、生產(chǎn)的造價更低、可靠性更高的盤管蓄冷空調(diào)系統(tǒng)已成功地運行。示范EMC已開始涉足這個領(lǐng)域。
⑤ 供暖管網(wǎng)節(jié)能改造
供暖管網(wǎng)的能源損失有壓力損失和散漏損失兩種,散漏損失占輸送熱量的5%—10%,對管網(wǎng)實施良好、完善的保溫,加強維修與管理,可以清除散漏損失的大部分。
中國有許多居住區(qū)是經(jīng)多次擴建而成的,供暖管網(wǎng)也是如此,自然會產(chǎn)生壓力失衡,導(dǎo)致水力失衡,即熱力失衡,造成系統(tǒng)遠端供暖不足,近端過剩。為了保證遠端室溫盡量高些,系統(tǒng)被迫采取大流量小溫差的運行方式,即浪費能源,又增加循環(huán)水量和循環(huán)水泵的耗電量。消除的辦法比較簡單,即使用平衡閥使系統(tǒng)分區(qū)分段達到水力基本平衡。節(jié)能效果很好,有的1個采暖季即可收回節(jié)能技改投資。
⑥ 空調(diào)新熱源
地溫水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)既能供暖,也能供冷,與一般空調(diào)系統(tǒng)相比,只是熱(冷)源與轉(zhuǎn)換設(shè)備不同,熱(冷)源不再是各種燃料而是地溫,轉(zhuǎn)換設(shè)備是水源熱泵機組取代了鍋爐(制冷機組)。
地層是一個龐大的恒溫蓄能庫,各地區(qū)不同深度地層的溫度是長年不變的,人們利用這一寶庫,可獲得很大的收益。地溫資源是極豐富的,地下水、河、湖、海水均可使用,地下無水地區(qū),可在地層一定深度埋管存水使之恒溫也可使用;城市中水基本上是恒溫的,也可以使用。
水源熱泵的效能系數(shù)已達到4或以上,其工作溫度一般為10℃,有的可低到7℃,對水的要求一個是溫度,只要高于熱泵的工作溫度;再一個是水量,如從水中抽取5℃溫差的熱量,寒冷地區(qū)每萬平方米建筑物約需60噸/時;第三是水質(zhì),只要對熱泵的冷凝器和蒸發(fā)器長期無腐蝕,不堵塞即可。
使用這種系統(tǒng)供暖在中國自1997年冬季開始,次年夏用于供冷,至今在賓館、辦公樓、商務(wù)樓、醫(yī)院、居民住宅等類建筑中已有幾十個成功案例,示范EMC于2000年開始實施此類示范項目,已成功復(fù)制了一批。這類系統(tǒng)的特點是1套設(shè)備3種用途,所以節(jié)省建設(shè)投資,同時由于熱泵的效能系數(shù)較大,所以,節(jié)能效果也不錯。
建筑物節(jié)能改造所節(jié)省的能源是煤炭和石油制品,所以,具有很好的環(huán)境效益,可以少排大量的溫室氣體CO2,有益于緩解全球氣候變暖,同時可以減少酸雨氣體SO2和總懸浮顆粒物的排放量,有利于改善地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
建筑節(jié)能與改善人們的工作與生活環(huán)境密切相關(guān),隨著經(jīng)濟的發(fā)展,近5年來更受各方重視,將成為節(jié)能服務(wù)的新熱點。
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